CN115584726A

CN115584726A - 注浆型膨胀锚杆及锚固方法

Info

Publication number: CN115584726A
Application number: CN202211330702.7A
Authority: CN
Inventors: 王永增; 王润; 谷传宝; 冯佃芝; 曹洋; 吴恩泽; 代俊杰
Original assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Current assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2022-10-28
Publication date: 2023-01-10

Abstract

本发明提供了一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法，属于边坡支护和基坑支护领域，包括中空注浆杆体、外部膨胀装置、施压杆、环形滑块和伸展结构，中空注浆杆体一端同轴连接堵浆塞，侧部设有多个排浆孔，多个外部膨胀装置安装在中空注浆杆体的外侧且分别覆盖各个排浆孔；外部膨胀装置包括钢拱、转动铰和拉索，转动铰连接相邻钢拱的自由端，拉索一端与中空注浆杆体的外侧焊接，另一端通过转动铰与钢拱连接；施压杆一端通过堵浆塞的贯穿孔与旋转块连结，另一端穿过中空注浆杆体与固定盘连接成一个整体。本发明锚固强度高，可以在注浆的同时实现锚杆的膨胀伸展，使锚杆紧贴孔壁围岩，避免锚杆在使用过程中脱落。

Description

注浆型膨胀锚杆及锚固方法

技术领域

本发明属于边坡支护和基坑支护领域，特别涉及了一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法。

背景技术

在基坑和边坡工程中，锚杆被广泛应用于加固岩土体，以锚杆的纵向拉力来克服岩土体自身抗拉强度远远低于抗压强度的限制，从而增强岩土体的黏聚力、加固岩土体。现有的锚杆种类多样，但大多存在共同的问题：（1）锚杆与锚固孔壁之间的空隙较大，锚杆容易活动，锚固效果较差；（2）当锚固区域受外部作用力的影响时，锚杆与岩土体之间发生相对滑动，锚杆的抗拔力骤降，当外部作用力达到一定数值时，锚杆很可能会从锚固孔中脱落。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供了一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法，本发明，通过底部的伸展刀片的不断张开及注浆时外部膨胀装置的向外膨胀展开，有效提升锚杆对岩土体的锚入深度及锚固力度，进而增强锚杆的抗拔力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法，属于边坡及基坑支护领域，注浆型膨胀锚杆包括：中空注浆杆体、外部膨胀装置、施压杆、环形滑块和伸展结构。

中空注浆杆体一端同轴连接堵浆塞，中空注浆杆体的侧部设有多个排浆孔，多个外部膨胀装置安装在中空注浆杆体的外侧且分别覆盖各个排浆孔；

外部膨胀装置包括转动铰、钢拱和拉索，所述转动铰连接相邻钢拱的自由端，所述拉索一端与中空注浆杆体的外侧焊接，另一端通过转动铰与钢拱连接；

施压杆一端通过堵浆塞的贯穿孔与旋转块连结，另一端穿过卡槽与固定盘连接成一个整体；

环形滑块套在施压杆的外侧且与施压杆滑动连接，环形滑块上部设有环形固定块；

伸展结构包括伸展刀片、固定夹具一、固定夹具二、支撑件和固定盘，所述固定夹具二固定在固定盘的圆周面，所述固定夹具二的两臂之间转轴贯穿所述伸展刀片的刀背上端并与其转动连接，所述固定夹具一固定在伸展刀片的刀背下端的中部，所述支撑件通过固定夹具一与伸展刀片转动连接。

进一步地，所述排浆孔沿中空注浆杆体的轴线方向设有多组排浆孔，每组排浆孔沿中空注浆杆体的同一径向截面均匀布置，排浆孔处于外部膨胀装置覆盖范围内

进一步地，所述钢拱为向外部弓起的等腰梯形拱形结构，所述转动铰连接在相邻的等腰梯形拱形结构对应的自由端，所述拉索由多根细拉索组合而成。

进一步地，所述施压杆为螺纹杆，同轴并贯穿中空注浆杆体，末端设有固定盘。

进一步地，所述环形固定块外侧阵列设有固定夹具二，支撑件与环形固定块通过固定夹具二转动连接。

进一步地，所述施压杆上还设有弹性凸起，所述弹性凸起设置在靠近环状滑块处。进一步地，所述卡孔设置在环形滑块的外侧，且与弹性凸起呈现相互对应关系。

进一步地，所述固定盘内部设有内螺纹，与施压杆的外螺纹对应螺纹连接。

本发明的优点：

（1）本发明的一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法，施压杆在锚杆机的作用下向着孔洞底部旋转，推动着环形滑块滑向固定盘，进而推动了伸展刀片不断向外张开、嵌入岩土体，限制了锚杆与锚固孔壁之间的相对滑动，增强了锚杆的抗拔性能；

（2）本发明的一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法，在注浆的过程中，浆体逐渐推动外部伸缩膨胀装置，实现锚杆的膨胀伸展，使锚杆紧贴孔壁围岩，避免锚杆在使用过程中脱落。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明外部膨胀装置的结构示意图。

图3为本发明中伸展结构的结构正面示意图。

图4为本发明中伸展结构的结构斜示意图。

附图标记：1-中空注浆杆体；2-螺帽；3-托板；4-止浆塞；5-外部膨胀装置；501-转动铰；502-钢拱；503-拉索；6-排浆孔；7-堵浆塞；8-旋转块；9-施压杆；10-环形滑块；1001-环形固定块；11-伸展刀片；1101-固定夹具一；1102-固定夹具二；12-支撑件；13-固定盘；14-弹性凸起；15-卡孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图4，现对本发明提供的一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法进行说明。所述注浆型膨胀锚杆结构，包括：中空注浆杆体1、外部膨胀装置5、施压杆9、环形滑块10和伸展结构。中空注浆杆体1一端同轴连接堵浆塞7，中空注浆杆体的侧部设有多个排浆孔6，外部膨胀装置5安装在中空注浆杆体1的外侧且分别覆盖各个排浆孔6；外部膨胀装置5包括转动铰501、钢拱502和拉索503，所述转动铰501连接相邻钢拱502的自由端，所述拉索503一端与中空注浆杆体1的外侧焊接，另一端通过转动铰501与钢拱502连接；所述施压杆9一端通过堵浆塞7的贯穿孔与旋转块8连结，另一端穿过卡槽与固定盘13连接成一个整体；所述环形滑块10套在施压杆9的外侧且与施压杆9滑动连接，环形滑块10上部设有环形固定块1001；所述伸展结构包括伸展刀片11、固定夹具一1101、固定夹具二1102、支撑件12和固定盘13，所述固定夹具二1102固定在固定盘13的圆周面，所述固定夹具二1102的两臂之间转轴贯穿所述伸展刀片11的刀背上端并与其转动连接，所述固定夹具一1101固定在伸展刀片11的刀背下端的中部，所述支撑件12通过固定夹具一1101与伸展刀片11转动连接。本实例中，

选用了布置六个伸展刀片11，布置个数并不局限于本实施例所示。

本发明提供的一种注浆型膨胀锚杆及锚固方法，与现有技术相比，借助锚杆机的正转，对施压杆9施加向孔底的旋转力，带动套在施压杆外9圆周上的环形滑块滑向固定盘，进而推动了伸展刀片11逐渐张开，挤压刺入岩土体，嵌入岩土体，然后通过杆体内部注浆的方式，使浆液通过排浆孔6涌入外部膨胀装置5，令其产生径向膨胀，挤压孔壁，使杆体与岩土体充分连接成整体。

其中，中空注浆杆体1一体成型，堵浆塞7用于封堵浆液漫出锚杆腔体，螺帽2用于加固锚杆，托板3用于更好地配合锚杆机，止浆塞4用于减缓注浆过程中浆液的溢出，保证注浆效果。

进一步地，沿中空注浆锚杆主体1的轴线方向设置有多组排浆孔6，每一组的排浆孔6沿同一径向截面均匀设置。这些均匀设置的排浆孔6，使得浆液更好地涌入外部膨胀装置，更好地起到锚杆的膨胀锚固作用。本实施例中，选用了同一轴向截面布置了三个排浆孔6，同一径向截面均匀布置了两组排浆孔6，布置组数及个数并不局限于本实施例所示。

进一步地，沿中空注浆杆体1的轴向开设有多组排浆孔6，每组排浆孔6沿轴线方向均匀布置。

进一步地，外部膨胀装置5包括多个钢拱502、连接相邻钢拱502的转动铰501和多根细拉索组成的拉索503。浆液沿排浆孔6注入时，浆液的重量带动拉索503向外拉张，转动铰501向外挤压，钢拱502也相互靠拢，使得外部膨胀装置向外膨胀，挤压、嵌入岩土体，提高锚固效果。

进一步地，施压杆9为螺纹杆，同轴并贯穿中空注浆杆体1，末端设有固定盘13。

进一步地，环形固定块1001外侧阵列设有固定夹具二1102，支撑件12与环形固定块1001通过固定夹具二1102转动连接。

进一步地，施压杆9上靠近环状滑块10处还设有弹性凸起14，弹性凸起14与设置在环形滑块10外侧的卡孔15呈相互对应关系。

进一步地，固定盘13内部设有内螺纹，与施压杆9的外螺纹对应螺纹连接。

本发明具体使用方法，包括以下步骤：

（1）未使用时，伸展刀片11收拢在靠近环形滑块10处；

（2）使用时，待锚固区域钻好锚固孔，锚固孔的孔径大于外部膨胀装置5和伸展刀片11收缩时锚杆结构的外径；

（3）往孔底注入高强树脂，并将锚杆结构推入锚固孔至孔底，之后将锚杆连接上锚杆机、开启正转，使得施压杆9推动环形滑块10向固定盘13方向旋转推进；

（4）推进过程中，环形滑块10推动支撑件12，将处于收缩状态的伸展刀片11呈不断张开状态，逐渐嵌入岩土体，直到环形滑块10完全旋转贴近固定盘13，伸展刀片11呈完全张开状态，嵌入岩土体的深度达到最大；

（5）往中空注浆杆体1的腔内注入水泥浆液，注浆时水泥砂浆在腔体底部积聚、提升，通过排浆孔6依次流入外部膨胀装置1，浆体对钢拱502施加压力，进而使得钢拱502另一端远离杆体向外展开、插入锚固孔壁；

（6）待腔内浆液凝固后，拧紧堵浆塞7，继续沿孔壁与中空注浆杆体1之间的空间内注入水泥砂浆，填补锚杆与岩土体之间的空隙；

（7）中空注浆杆体1安装完成。

以上所诉实施例仅为本发明较佳的实施例，并不是对本发明的任何形式上的限制。任何未脱离本发明实质技术范围内的，以及根据本发明的实质技术加以等同改变或者替换的，均应视为本发明的保护范围内。

Claims

1.一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，包括：中空注浆杆体，此中空注浆杆体一端同轴连接堵浆塞，所述的中空注浆杆体的侧部设有多个排浆孔，多个外部膨胀装置安装在所述中空注浆杆体的外侧且分别覆盖各个排浆孔；

每个外部膨胀装置包括转动铰、钢拱和拉索，所述转动铰连接相邻钢拱的自由端，所述拉索一端与所述中空注浆杆体的外侧焊接，另一端通过所述的转动铰与所述的钢拱连接；

所述施压杆一端通过堵浆塞的贯穿孔与旋转块连结，另一端穿过卡槽与固定盘连接成一个整体；

所述环形滑块套在施压杆的外侧且与施压杆滑动连接，环形滑块上部设有环形固定块；

所述伸展结构包括伸展刀片、固定夹具一、固定夹具二、支撑件和固定盘，所述固定夹具二固定在固定盘的圆周面，所述固定夹具二的两臂之间转轴贯穿所述伸展刀片的刀背上端并与其转动连接，所述固定夹具一固定在伸展刀片的刀背下端的中部，所述支撑件通过固定夹具一与伸展刀片转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，所述排浆孔沿所述中空注浆杆体的轴线方向多组设置，每组排浆孔沿中空注浆杆体的同一径向截面均匀布置。

3.根据权利要求2所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，所述排浆孔处于外部膨胀装置覆盖范围内。

4.根据权利要求1所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，所述钢拱为向外部弓起的等腰梯形拱形结构，所述转动铰连接在相邻的等腰梯形拱形结构对应的自由端，所述拉索由多根细拉索组合而成。

5.根据权利要求1所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，所述施压杆为螺纹杆，同轴并贯穿中空注浆杆体，末端设有固定盘。

6.根据权利要求1所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，所述环形固定块外侧阵列设有固定夹具二，支撑件与环形固定块通过固定夹具二转动连接。

7.根据权利要求1、5所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，

所述施压杆上还设有弹性凸起，所述弹性凸起设置在靠近环状滑块处。

8.根据权利要求7所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于还包括卡孔设置在环形滑块的外侧，且与弹性凸起呈现相互对应关系。

9.根据权利要求5所述的一种注浆型膨胀锚杆，其特征在于，所述固定盘内部设有内螺纹，与施压杆的外螺纹对应螺纹连接。

10.一种注浆型膨胀锚杆的锚固方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）未使用时，伸展刀片收拢在靠近环形滑块处；

（2）使用时，待锚固区域钻好锚固孔，锚固孔的孔径大于外部膨胀装置和伸展刀片收缩时锚杆结构的外径；

（3）往孔底注入高强树脂，并将锚杆结构推入锚固孔至孔底，之后将锚杆连接上锚杆机、开启正转，使得施压杆推动环形滑块向固定盘方向旋转推进；

（4）推进过程中，环形滑块推动支撑件，将处于收缩状态的伸展刀片呈不断张开状态，逐渐嵌入岩土体，直到环形滑块完全旋转贴近固定盘，伸展刀片呈完全张开状态，嵌入岩土体的深度达到最大；

（5）往中空注浆杆体的腔内注入水泥浆液，注浆时水泥砂浆在腔体底部积聚、提升，通过排浆孔依次流入外部膨胀装置，浆体对钢拱施加压力，进而使得钢拱另一端远离杆体向外展开、插入锚固孔壁；

（6）待腔内浆液凝固后，拧紧堵浆塞，继续沿孔壁与中空注浆杆体之间的空间内注入水泥砂浆，填补锚杆与岩土体之间的空隙；

（7）中空注浆杆体安装完成。