CN207891879U - 一种加筋水泥土锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加筋水泥土锚杆，包括中空钻杆和固定连通在钻杆一端的钻头，钻头上开设有用于喷射浆料的喷射孔，钻杆用于将浆料压送至钻头的内腔中，还包括转动套接在所述钻杆上的隔离套筒，承载体套接在隔离套外壁上，钢绞线固定连接在承载体上；隔离套筒外壁上固定套接有限位件，承载体沿隔离套筒的轴向朝远离钻头的方向运动时，限位件可与承载体远离钻头的一端相抵接；钻杆转动时，隔离套筒可阻挡钢绞线与钻杆外壁相抵接，且可以与钻杆之间相对滑动，不会随钻杆一起转动，可以避免钢绞线发生扭转，避免缠绕在隔离套筒上，在拔出钻杆过程中，钢绞线与隔离套筒之间的摩擦阻力比较小，隔离套筒和钻杆可比较轻松地从钻孔内部拔出。

Description

一种加筋水泥土锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种锚杆，特别涉及一种加筋水泥土锚杆。

背景技术

加筋水泥土锚杆可以提高墙体与土壤之间的连接强度，被广泛应用于在各种复杂地层中的基坑、边坡、隧道和地下工程的加固防护。

在基坑、边坡、隧道和地下工程的加固防护技术中，采用锚杆极为广泛，其中锚杆杆体的种类很多，各具特点，相应的施工方法却基本相同。先是在地层中钻孔后，将锚杆杆体装入钻孔中，再将水泥浆或水泥砂浆通过注浆管灌注于杆体和钻孔间的空隙内进行锚固。这种施工技术对于流砂或地下水流动性大的土层难以实现，一是锚杆难以成孔，二是锚杆的拉拔力不能满足设计的要求；如果使用套管钻机则可以实现，但其均有很大缺陷，施工成本较高施工速度较慢且施工场地泥泞，影响其他工序作业，有一定的局限性。

现有技术中的加筋水泥土锚杆包括承载体，钢绞线连接在承载体上，然后将其穿套在钻头上，钻头固定在中空的钻杆上，电机带动钻杆转动并钻进，浆料通过钻杆压送至钻头内腔中，钻头上开设有用于喷射浆料的喷射孔；钻杆带动钻头旋进过程中携带承载体边喷射水泥浆边钻进，直至达到设计孔深，一次性完成锚杆施工。钻进至设计孔深后，可高压喷射水泥浆切割土体形成多个扩大锚固体。

在钻头旋进过程中，承载体与钻头表面之间的摩擦阻力带动承载体转动，承载体使钢绞线绕钻杆中心轴线发生扭转，钢绞线扭转后与钻杆的外表面相互摩擦，从而进一步带动钢绞线扭转，钢绞线扭转程度增大并缠紧在钻杆表面上，钢绞线随钻杆一起旋转，对钻好的孔内的泥浆具有一定的扰动；钻完之后需要将钻杆拔出，缠紧在钻杆上的钢绞线会阻碍钻杆拔出。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种加筋水泥土锚杆，其优点是在钻杆旋进过程中，可以避免钢绞线扭转缠绕在钻杆上。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种加筋水泥土锚杆，包括中空钻杆和固定连通在钻杆一端的钻头，钻头上开设有用于喷射浆料的喷射孔，钻杆用于将浆料压送至钻头的内腔中，还包括转动套接在所述钻杆上的隔离套筒，承载体套接在隔离套外壁上，钢绞线固定连接在承载体上；隔离套筒外壁上固定套接有限位件，承载体沿隔离套筒的轴向朝远离钻头的方向运动时，限位件可与承载体远离钻头的一端相抵接。

通过上述技术方案，钻杆带动钻头转动，浆料通过隔离套筒压入钻头的内腔中，从喷射孔喷射出来，钻头一边钻进，一边喷射浆料将周边的土壤冲成桨糊状，使浆料与土壤相混合；隔离套筒也同步插入钻孔内，限位件件推动承载体随隔离套筒一起插入钻孔内；钻杆旋转过程中，隔离套筒与钻杆相对滑动，隔离套筒可以保持不旋转，可以避免钢绞线发生扭转。

本实用新型进一步设置为：所述钻杆上固定套接有滚动轴承，滚动轴承的外圈外壁与所述隔离套筒的内壁相抵接。

通过上述技术方案，滚动轴承可减小隔离套筒与钻杆之间的摩擦阻力，钻杆转动时不容易带动隔离套筒旋转。

本实用新型进一步设置为：所述隔离套筒靠近钻头的一端固定连接有前端盖，前端盖套在钻头上，前端盖与钻头的外壁之间相密封滑动连接，前端盖与隔离套筒的端面之间相密封固定连接。

通过上述技术方案，前端盖可对隔离套筒靠近钻头的一端进行密封，防止泥浆进入隔离套筒和钻杆之间的间隙中。

本实用新型进一步设置为：所述前端盖内壁上开设有密封槽，密封槽内设有密封圈；密封圈与钻头的外壁相密封滑动抵接。

通过上述技术方案，密封圈可提高前端盖与钻头外壁之间的密封性能，减少浆料进入钻杆和隔离套筒之间的间隙内。

本实用新型进一步设置为：所述前端盖与所述隔离套筒的端面之间压紧抵接有密封垫。

通过上述技术方案，密封垫可提高前端盖与隔离套筒之间的密封性能，减少浆料进入钻杆和隔离套筒之间的间隙内。

本实用新型进一步设置为：所述前端盖与隔离套筒之间通过紧固件紧固连接。

通过上述技术方案，紧固件可方便于对前端盖进行安装和拆卸。

本实用新型进一步设置为：所述前端盖靠近钻头的一端外壁为圆台状，前端盖较大的一端朝向所述隔离套筒。

通过上述技术方案，在隔离套筒插入钻孔的过程中，圆台状的表面可减小隔离套筒受到的泥浆的阻力。

本实用新型进一步设置为：所述隔离套筒远离钻头的一端固定连接有后端盖，后端盖套在钻杆上；钻头上固定套接有定位环，所述滚动轴承位于定位环和后端盖之间。

通过上述技术方案，定位环和后端盖可限制滚动轴承沿隔离套筒的轴向滑动脱离出隔离套筒，使滚动轴承可以稳定转动连接在隔离套筒和钻轴之间。

本实用新型进一步设置为：所述滚动轴承具有至少两组，钻杆在相邻两组滚动轴承之间套有限位套筒，限位套筒两端分别与两组滚动轴承的端面相抵接。

通过上述技术方案，限位套筒可限制滚动轴承沿隔离套筒的轴向相互靠近，使滚动轴承之间保持一定的距离，滚动轴承可沿轴向均匀分布，对隔离套筒进行稳定支撑。

本实用新型进一步设置为：所述定位环靠近所述滚动轴承的一端抵接有推力轴承，推力轴承套在钻杆上；钻杆在推力轴承与滚动轴承之间套有支撑套筒，支撑套筒两端分别与滚动轴承的端面和推力轴承的端面相抵接；所述隔离套筒靠近钻头的一端固定连接有前端盖，前端盖套在钻头上，前端盖靠近隔离套筒的一端内壁与定位环相抵接以限制钻头朝远离隔离套筒的方向相对于隔离套筒运动。

通过上述技术方案，钻杆插入钻孔时，朝插入钻孔的方向推动隔离套筒，隔离套筒通过支撑套筒推动推力轴承，推力轴承推动定位环朝插入钻孔的方向运动，从而带动钻头朝插入钻孔的方向运动。钻头钻进的过程中，定位环推动承载体朝插入钻孔的方向运动，从而使钢绞线插入钻孔，推力轴承可减小定位环与支撑套筒端面之间的摩擦阻力，钻杆转动时不容易带动隔离套筒转动。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、隔离套筒转动连接在钻杆外面，可防止钢绞线与钻杆相接触，钻杆转动时，可以表面钢绞线受到扭转力后缠紧在钻杆上，避免将钻杆从钻孔内拔出时受到钢绞线的摩擦阻力；

2、滚动轴承可减小隔离套筒与钻杆之间的摩擦阻力，钻杆转动时不容易带动隔离套筒转动；

3、前端盖可对隔离套筒靠近钻头的一端进行密封，避免或减少泥浆进入隔离套筒与钻杆之间的间隙内；

4、推力轴承可减小定位环与支撑套筒端面之间的摩擦阻力，钻杆转动时不容易带动隔离套筒转动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是实施例1中体现各部件之间装配关系的示意图；

图3是实施例2中体现钻杆对接结构的示意图；

图4是实施例2中体现多个钻杆对接后的结构示意图；

图5是实施例3的结构示意图。

图中，1、钻杆；2、钻头；21、喷射孔；22、定位环；3、隔离套筒；31、限位环；4、承载体；5、钢绞线；6、推力轴承；7、支撑套筒；8、滚动轴承；9、限位套筒；101、后端盖；102、前端盖；1021、密封槽；103、密封垫；104、密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

一种加筋水泥土锚杆，如图1所示，包括中空的钻杆1、固定连接在钻杆1一端的钻头2和套在钻杆1上的隔离套筒3，钻头2内部设有空腔，钻头2的内腔与钻杆1的内腔相连通，钻头2上设有与内腔相连通的喷射孔21，浆料通过钻杆1压入钻头2内部的空腔内，然后从喷射孔21喷出。工作时，钻杆1转动，喷射孔21喷射出的浆料冲击在周围的土壤中，将土壤冲散后使之形成泥浆状，并在土壤内部形成钻孔；将钻杆1朝插入土壤的方向推进，可将钻杆1和隔离套筒3插入钻孔内。

隔离套筒3靠近钻头2的一端固定套接有限位件，限位件可以为限位环31，隔离套筒3上套接有承载体4，承载体4位于限位环31靠近钻头2的一侧，承载体4远离钻头2的一端与限位环31相抵接。隔离套筒3钻进过程中，通过限位环31可推动承载体4朝插入钻孔的方向运动。承载体4上固定连接有钢绞线5，钢绞线5与隔离套筒3的中心轴线平行，钢绞线5绕隔离套筒3的中心轴线圆周等角度均匀阵列分布，承载体4随隔离套筒3一起钻入钻孔的过程中可承载钢绞线5一起插入钻孔内。

钻机施工时，钻头2携带承载体4边钻进边喷浆，一次性将加筋水泥土锚杆钻入到设计孔深，然后在指定深度用水泥浆进行高压旋扩，即在指定深度位置处停止钻进，钻杆1继续旋转，且增大钻头2内部泥浆的压强，保持一段时间，喷射孔21周围的土壤可以被冲刷出来，混入浆料，凝固之后形成锚体，可以提高凝固后的锚体与地层之间的连接强度。扩大锚固体的直径和数量随地层情况进行调整，地层较松软时锚体的数量和直径均可以适当地增大。

如图2所示，钻头2上固定套接有定位环22，钻杆1在在定位环22远离钻头2的一侧且朝远离钻杆1的方向依次套有推力轴承6、支撑套筒7、滚动轴承8、限位套筒9、滚动轴承8和后端盖101，后端盖101与隔离套筒3远离钻孔的一端端面相固定连接，后端盖101与一部分插入在隔离套筒3内部与滚动轴承8的外圈端面相抵接。

限位套筒9的两端分别与位于其两端的滚动轴承8的外圈端面向抵接，用于使两组滚动轴承8之间保持一定的距离，使滚动轴承8可沿隔离套筒3的轴向均匀分布，对隔离套筒3沿径向进行支承，隔离套筒3沿轴向不同位置可以得到更均匀的支承力。

支撑套筒7两端分别与推力轴承6和滚动轴承8相抵接，推力轴承6远离支撑套筒7的一端与定位环22相抵接；工作时，推动隔离套筒3钻进，支承套筒挤压推力轴承6，推力轴承6推动定位环22和钻头2以及钻杆1钻进。推力轴承6可减小支撑套筒7与定位环22之间的摩擦阻力，钻杆1不容易带动隔离套筒3转动。

钻头2上套接有前端盖102，前端盖102与隔离套筒3靠近钻头2的一端端面之间通过紧固件相紧固连接，紧固件可以采用内六角螺钉。前端盖102与隔离套筒3端面之间压紧密封抵接有密封垫103，用于提高前端盖102与隔离套筒3端面之间的密封性能，减少泥浆从隔离套筒3端面的缝隙进入隔离套筒3和钻杆1之间的间隙内。

前端盖102靠近钻头2外壁的表面开设有多圈密封槽1021，密封槽1021内设置有密封圈104，密封圈104表面与钻头2外表面相密封滑动连接，可以提高前端盖102与钻头2外表面之间的密封性能，减少浆料进入隔离套筒3和钻杆1之间的间隙内。

前端盖102的外壁为圆台状，前端盖102较大的一端朝向隔离套筒3。在隔离套筒3钻进过程中，圆台状的表面可以减小前端盖102受到的泥浆的阻力，使钻杆1和隔离套筒3钻进过程中更省力。

钻孔完毕之后，需要将钻杆1和钻头2以及隔离套筒3从钻孔中拔出，拔出的过程中，拽拉隔离套筒3，前端盖102的内壁可与定位环22相抵接，带动钻头2和钻杆1一起拔出钻孔。隔离套筒3逐渐脱离承载体4，承载体4和钢绞线5留在钻孔内部，泥浆凝固之后，钢绞线5固定嵌入在固体泥浆内部，可以提高泥浆的韧性、抗拉强度和抗弯折能力。

工作过程

先将钢绞线5固定连接在承载体4上，然后将承载体4套接在隔离套筒3上，使承载体4与限位环31相抵接；将钻头2插入土壤一定深度，使钻头2定位稳定之后，向钻杆1内部通入压力比较高的浆料，浆料从喷射孔21喷出，同时转动钻杆1，钻杆1带动钻头2转动，从喷射孔21喷出的浆料绕钻头2的中心轴线旋转冲击周围的土壤，将土壤冲刷散开，与浆料相混合之后形成泥浆状，泥浆比较松软，流动性比较高，可以比较轻松地推动隔离套筒3带动钻头2和钻杆1钻进；推进过程中，滚动轴承8可以减小隔离套筒3与钻杆1之间的摩擦阻力，钻杆1转动时不容易带动隔离套筒3转动，可以避免钢绞线5发生扭转后缠绕在隔离套筒3上；支撑套筒7可挤压推力轴承6，推力轴承6推动定位环22和钻头2以及钻杆1钻进，推力轴承6可以减小支撑套筒7与定位环22之间的摩擦阻力，钻杆1不容易带动隔离套筒3转动。

钻孔完毕之后，拽拉隔离套筒3，将隔离套筒3、钻杆1和钻头2拔出钻孔，前端盖102内壁挤压定位环22，带动钻杆1和钻头2朝拔出钻孔的方向运动，隔离套筒3逐渐脱离承载体4，承载体4和钢绞线5留在钻孔内部，钻孔内的泥浆凝固之后形成锚体，钢绞线5嵌入在固体泥浆内部，可以提高锚体的韧性、抗拉强度和抗弯折强度。

实施例2

与实施例1不同之处在于，如图3所示，当钻孔比较深时，需要增大钻杆1的长度，可以通过将多根钻杆1进行固定对接的方式增大钻杆1的总长度。

结合图4，为便于描述本方案，以下所讲的“上”和“下”均为图3中视图方向的上和下所对应的方向；在相邻钻杆1对接处，定位环22固定套接在钻杆1下端外壁上，前端盖102密封套接在钻杆的下端，隔离套筒3套在钻杆上且位于前端盖下方。

相邻钻杆1之间可通过螺纹密封固定连接或采用过盈配合密封固定连接，本实施例中优选采用螺纹配合的方式固定连接。

实施例3

与实施例1的不同之处在于，如图4所示，承载体4以垂直钻杆1中心轴线的方向的平面为剖切面所剖得的截面形状为三角形，横截面形状为三角形的承载体4在增大钢绞线5与钻杆1之间的距离的同时又可以减小承载体4的重量；由于钢绞线5与钻杆1之间的距离增大，钢绞线5的绕钻杆1的回转半径增大，钻孔内的泥浆阻碍承载体4和钢绞线5绕钻杆1旋转的扭矩增大，钢绞线5和承载体4更不容易绕钻杆1旋转；钻孔2的横截面接近圆形，横截面形状为三角形的承载体4与钻孔内壁之间的间隙比较大，便于从喷射孔21流出的泥浆沿钻孔朝远离钻头2的方向流动，减小钻头2周围的压强，从而可以使钻头2内部的浆料持续从喷射孔21喷出。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种加筋水泥土锚杆，包括中空钻杆（1）和固定连通在钻杆（1）一端的钻头（2），钻头（2）上开设有用于喷射浆料的喷射孔（21），钻杆（1）用于将浆料压送至钻头（2）的内腔中，其特征是：还包括转动套接在所述钻杆（1）上的隔离套筒（3），承载体（4）套接在隔离套外壁上，钢绞线（5）固定连接在承载体（4）上；隔离套筒（3）外壁上固定套接有限位件，承载体（4）沿隔离套筒（3）的轴向朝远离钻头（2）的方向运动时，限位件可与承载体（4）远离钻头（2）的一端相抵接。

2.根据权利要求1所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述钻杆（1）上固定套接有滚动轴承（8），滚动轴承（8）的外圈外壁与所述隔离套筒（3）的内壁相抵接。

3.根据权利要求1所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述隔离套筒（3）靠近钻头（2）的一端固定连接有前端盖（102），前端盖（102）套在钻头（2）上，前端盖（102）与钻头（2）的外壁之间相密封滑动连接，前端盖（102）与隔离套筒（3）的端面之间相密封固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述前端盖（102）内壁上开设有密封槽（1021），密封槽（1021）内设有密封圈（104）；密封圈（104）与钻头（2）的外壁相密封滑动抵接。

5.根据权利要求3所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述前端盖（102）与所述隔离套筒（3）的端面之间压紧抵接有密封垫（103）。

6.根据权利要求5所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述前端盖（102）与隔离套筒（3）之间通过紧固件紧固连接。

7.根据权利要求3所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述前端盖（102）靠近钻头（2）的一端外壁为圆台状，前端盖（102）较大的一端朝向所述隔离套筒（3）。

8.根据权利要求2所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述隔离套筒（3）远离钻头（2）的一端固定连接有后端盖（101），后端盖（101）套在钻杆（1）上；钻头（2）上固定套接有定位环（22），所述滚动轴承（8）位于定位环（22）和后端盖（101）之间。

9.根据权利要求8所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述滚动轴承（8）具有至少两组，钻杆（1）在相邻两组滚动轴承（8）之间套有限位套筒（9），限位套筒（9）两端分别与两组滚动轴承（8）的端面相抵接。

10.根据权利要求9所述的一种加筋水泥土锚杆，其特征是：所述定位环（22）靠近所述滚动轴承（8）的一端抵接有推力轴承（6），推力轴承（6）套在钻杆（1）上；钻杆（1）在推力轴承（6）与滚动轴承（8）之间套有支撑套筒（7），支撑套筒（7）两端分别与滚动轴承（8）的端面和推力轴承（6）的端面相抵接；所述隔离套筒（3）靠近钻头（2）的一端固定连接有前端盖（102），前端盖（102）套在钻头（2）上，前端盖（102）靠近隔离套筒（3）的一端内壁与定位环（22）相抵接以限制钻头（2）朝远离隔离套筒（3）的方向相对于隔离套筒（3）运动。