CN211713958U - 一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，属于建筑工程施工技术领域，包括锚垫板、锚杆体、连接装置、膨胀囊、底部锚固端、注浆管、进浆孔、排浆孔；所述连接装置包括横向伸缩杆、伸缩孔和连接器，所述膨胀囊包括囊体和纵向伸缩杆，所述横向伸缩杆和纵向伸缩杆均包括内套管、外套管、橡胶凸起、锁止装置，所述注浆管上设置有进浆孔和排浆孔。本实用新型采用伞撑式扩大头，改变了传统锚杆的受力分布，增大了锚固体与锚杆体之间的握裹力，增强了锚杆的拉拔力，提高了加固效果，对于地下工程中松散土体的支护能够起到良好的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑工程施工技术领域，特别涉及到一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆。
背景技术
随着地下工程发展的强度和深度日益增加，深基坑支护成为制约高层建筑高效、安全建造的一个难题。基坑开挖后，易导致基坑侧壁、土体边坡产生大变形，支护结构失效。地下工程的安全问题就越来越重要。传统锚杆已经广泛应用于水利水电、工民建、交通、市政等工程。往往在使用锚杆支护过程中，锚固端失效的问题日益突显，一旦锚固端失效，锚杆就无法发挥实质性作用，基坑建造的安全受到严重的威胁。
目前，用于地下工程和边坡加固工程中的锚杆，主要依靠锚固段与周围土体的粘结力及摩擦力传递荷载，属于摩擦型锚杆。其主要缺点为：（1）锚固力的大小取决于锚固段的长度及与锚固段接触的土体的性质等因素，如遇到特殊的软弱土体，因而锚杆的拉拔力不高，则加固效果不佳；（2）普通高压喷射扩大头锚杆存在水泥土强度低，锚固体与锚杆体之间的握裹力差的问题；（3）囊式锚杆存在锚固体与周围土体握裹力差，受压端部不密实的问题。因此，本实用新型提出了一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，克服了现有技术的不足。通过采用伞撑式扩大头，改变了传统锚杆的受力分布，增大了锚固体与锚杆体之间的握裹力，增强了锚杆的拉拔力，提高了加固效果，通过压杆能够控制囊体的开启，且可以回收利用，工程应用前景广阔，因此，对于地下工程中松散土体的支护能够起到良好的作用。
一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于：包括锚垫板、锚杆体、连接装置、膨胀囊、底部锚固端、注浆管、进浆孔、排浆孔；所述连接装置包括横向伸缩杆、伸缩孔和连接器，所述膨胀囊包括囊体、排浆孔和纵向伸缩杆，所述横向伸缩杆和纵向伸缩杆均包括内套管、外套管、橡胶凸起、锁止装置，所述注浆管上设置有进浆孔；所述锚杆体裸露在地表的一端连接有锚垫板，锚杆的中间部分设置自由段，锚杆体另一端通过焊接与连接装置连接，锚杆与注浆管通过钢丝绑扎连接，注浆管的长度等于锚垫板与底部锚固端之间的距离，所述横向伸缩杆的一端固定在伸缩孔内，横向伸缩杆的另一端与纵向伸缩杆焊接，每根纵向伸缩杆对应连接一根横向伸缩杆，所述橡胶凸起和锁止装置固定在内套管上，外套管将内套管、橡胶凸起和锁止装置包裹在内；所述纵向伸缩杆的下端与底部锚固端铰接。
优选地，所述连接器为圆柱形结构，在圆柱形结构的侧面均匀设置有伸缩孔，当膨胀囊接受到注浆压力后，横向伸缩杆和纵向伸缩杆逐渐伸长，最后形成伞形结构。
优选地，所述膨胀囊为圆柱形闭性结构，所述膨胀囊为高分子聚合物膜，膨胀囊的弹性模量为10-2000Pa，膨胀囊的厚度为3-8mm。
优选地，所述内套管采用直径为3-5mm的钢筋制作而成，所述外套管为双层结构，内部采用厚度为2-3mm的橡胶，外部采用厚度为3-5mm的钢管制作而成，所述橡胶凸起为圆台形结构，圆台形结构的上底面直径与外套管的内直径相同，圆台形结构的下底面直径比外套管的内直径大2-5mm，所述锁止装置为圆柱形结构，圆柱形截面直径与圆台形结构下底面直径相同，所述外套管的顶端设置有圆台形结构，圆台型结构的规格比橡胶凸起的规格小0.2-2mm，横向伸缩杆的总长度达0.3-0.7m，纵向伸缩杆的总长度达1.0-1.5m。
优选地，所述进浆孔的直径范围为15-35mm，所述进浆孔位于膨胀囊内，所述排浆孔的直径分为为5-10mm，所述排浆孔位于囊体之上，且靠近横向伸缩杆一端。
优选地，所述自由段的长度为1-5m。
本实用新型所带来的有益技术效果：
（1）通过设置伞撑式结构，从整体上增加了锚杆的锚固性能，实现了锚杆与围岩较大程度的接触、粘结，进一步挤密土体，提高了土体对锚杆体的握裹力，在工程实践中发挥了良好的支护效果；（2）通过压杆和转换器的配合，使支撑杆能够弹出，使囊体达到足够的空间进行注浆，最终形成块体作为扩大头段锚固；（3）通过囊体的挤密效应，使囊体周围的土体强度提高，从而在水泥浆扩大头的端承效应下，大大提高了单锚的极限承载能力；（4）压杆在一次使用后能够回收利用，节省材料，降低工程成本。
附图说明
图1为本实用新型一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆的紧闭状态结构示意图。
图2为本实用新型一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆的展开状态结构示意图。
图3为本实用新型一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆中膨胀囊的结构示意图。
图4为本实用新型一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆中注浆管的结构示意图。
图5为本实用新型一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆中伸缩杆拆分后的结构示意图。
图6为本实用新型一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆中伸缩杆合并后的结构示意图。
其中，1-锚垫板、2-锚杆体、3-连接装置、4-膨胀囊、5-底部锚固端、6-注浆管、7-横向伸缩杆、8-伸缩孔、9-连接器、10-囊体、11-纵向伸缩杆、12-进浆孔、13-排浆孔、14-内套管、15-外套管、16-橡胶凸起、17-锁止装置。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
实施例1：
在标准锤击数为25的土质内进行施工，锚杆总长度为15m，具体施工步骤如下：
如图1-6所示，一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于：包括锚垫板1、锚杆体2、连接装置3、膨胀囊4、底部锚固端5、注浆管6、进浆孔12、排浆孔13；所述连接装置3包括横向伸缩杆7、伸缩孔8和连接器9，所述膨胀囊4包括囊体10、排浆孔13和纵向伸缩杆11，所述横向伸缩杆7和纵向伸缩杆11均包括内套管14、外套管15、橡胶凸起16、锁止装置17，所述注浆管6上设置有进浆孔12；所述锚杆体2裸露在地表的一端连接有锚垫板1，锚杆的中间部分设置自由段，锚杆体2另一端通过焊接与连接装置3连接，锚杆与注浆管6通过钢丝绑扎连接，注浆管6的长度等于锚垫板1与底部锚固端5之间的距离，所述横向伸缩杆7的一端固定在伸缩孔8内，横向伸缩杆7的另一端与纵向伸缩杆11焊接，每根纵向伸缩杆11对应连接一根横向伸缩杆7，所述橡胶凸起16和锁止装置17固定在内套管14上，外套管15将内套管14、橡胶凸起16和锁止装置17包裹在内；所述纵向伸缩杆11的下端与底部锚固端5铰接。
优选地，所述连接器9为圆柱形结构，在圆柱形结构的侧面均匀设置有伸缩孔8，当膨胀囊4接受到注浆压力后，横向伸缩杆7和纵向伸缩杆11逐渐伸长，最后形成伞形结构。
优选地，所述膨胀囊4为圆柱形闭性结构，所述膨胀囊4为高分子聚合物膜，膨胀囊4的弹性模量为150Pa，膨胀囊4的厚度为5mm。
优选地，所述内套管14采用直径为4mm的钢筋制作而成，所述外套管15为双层结构，内部采用厚度为2mm的橡胶，外部采用厚度为3mm的钢管制作而成，所述橡胶凸起16为圆台形结构，圆台形结构的上底面直径与外套管15的内直径相同，圆台形结构的下底面直径比外套管15的内直径大3mm，所述锁止装置17为圆柱形结构，圆柱形截面直径与圆台形结构下底面直径相同，所述外套管15的顶端设置有圆台形结构，圆台型结构的规格比橡胶凸起16的规格小2mm，横向伸缩杆7的总长度达0.5m，纵向伸缩杆11的总长度达1.0m。
优选地，所述进浆孔12的直径范围为15-35mm，所述进浆孔12位于膨胀囊4内，所述排浆孔13的直径分为为5-10mm，所述排浆孔13位于囊体10之上，且靠近横向伸缩杆7端。
优选地，所述自由段的长度为2m。
实施例2：
在标准锤击数为60的土质内进行施工，锚杆总长度为25m，具体施工步骤如下：
如图1-6所示，一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于：包括锚垫板1、锚杆体2、连接装置3、膨胀囊4、底部锚固端5、注浆管6、进浆孔12、排浆孔13；所述连接装置3包括横向伸缩杆7、伸缩孔8和连接器9，所述膨胀囊4包括囊体10、排浆孔13和纵向伸缩杆11，所述横向伸缩杆7和纵向伸缩杆11均包括内套管14、外套管15、橡胶凸起16、锁止装置17，所述注浆管6上设置有进浆孔12；所述锚杆体2裸露在地表的一端连接有锚垫板1，锚杆的中间部分设置自由段，锚杆体2另一端通过焊接与连接装置3连接，锚杆与注浆管6通过钢丝绑扎连接，注浆管6的长度等于锚垫板1与底部锚固端5之间的距离，所述横向伸缩杆7的一端固定在伸缩孔8内，横向伸缩杆7的另一端与纵向伸缩杆11焊接，每根纵向伸缩杆11对应连接一根横向伸缩杆7，所述橡胶凸起16、锁止装置17固定在内套管14上，外套管15将内套管14、橡胶凸起16和锁止装置17包裹在内；所述纵向伸缩杆11的下端与底部锚固端5铰接。
优选地，所述连接器9为圆柱形结构，在圆柱形结构的侧面均匀设置有伸缩孔8，当膨胀囊4接受到注浆压力后，横向伸缩杆7和纵向伸缩杆11逐渐伸长，最后形成伞形结构。
优选地，所述膨胀囊4为圆柱形闭性结构，所述膨胀囊4为高分子聚合物膜，膨胀囊4的弹性模量为150Pa，膨胀囊4的厚度为5mm。
优选地，所述内套管14采用直径为4mm的钢筋制作而成，所述外套管15为双层结构，内部采用厚度为2mm的橡胶，外部采用厚度为3mm的钢管制作而成，所述橡胶凸起16包括圆台形结构和圆柱形结构，圆台形结构的上底面直径与外套管15的内直径相同，圆台形结构的下底面直径比外套管15的内直径大3mm，所述橡胶凸起16的最后一节为圆柱形，圆柱形截面直径与圆台形结构下底面直径相同，所述外套管15的顶端设置有圆台形结构，圆台型结构的规格比橡胶凸起16的规格小2mm，横向伸缩杆7的总长度达0.5m，纵向伸缩杆11的总长度达1.0m。
优选地，所述进浆孔12的直径范围为15-35mm，所述进浆孔12位于膨胀囊4内，所述排浆孔13的直径分为为5-10mm，所述排浆孔13位于囊体10之上，且靠近横向伸缩杆7端。
优选地，所述自由段的长度为3m。
本实用新型是一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，通过采用伞撑式扩大头，改变了传统锚杆的受力分布，增大了锚固体与锚杆体2之间的握裹力，增强了锚杆的拉拔力，提高了加固效果，通过压杆能够控制囊体1010的开启，且可以回收利用，工程应用前景广阔，因此，对于地下工程中松散土体的支护能够起到良好的作用。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于：包括锚垫板、锚杆体、连接装置、膨胀囊、底部锚固端、注浆管、进浆孔、排浆孔；所述连接装置包括横向伸缩杆、伸缩孔和连接器，所述膨胀囊包括囊体、排浆孔和纵向伸缩杆，所述横向伸缩杆和纵向伸缩杆均包括内套管、外套管、橡胶凸起、锁止装置，所述注浆管上设置有进浆孔；所述锚杆体裸露在地表的一端连接有锚垫板，锚杆的中间部分设置自由段，锚杆体另一端通过焊接与连接装置连接，锚杆与注浆管通过钢丝绑扎连接，注浆管的长度等于锚垫板与底部锚固端之间的距离，所述横向伸缩杆的一端固定在伸缩孔内，横向伸缩杆的另一端与纵向伸缩杆焊接，每根纵向伸缩杆对应连接一根横向伸缩杆，所述橡胶凸起和锁止装置固定在内套管上，外套管将内套管、橡胶凸起和锁止装置包裹在内；所述纵向伸缩杆的下端与底部锚固端铰接。
2.根据权利要求1所述的一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于，所述连接器为圆柱形结构，在圆柱形结构的侧面均匀设置有伸缩孔，当膨胀囊接受到注浆压力后，横向伸缩杆和纵向伸缩杆逐渐伸长，最后形成伞形结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于，所述膨胀囊为圆柱形闭性结构，所述膨胀囊为高分子聚合物膜，膨胀囊的弹性模量为10-2000Pa，膨胀囊的厚度为3-8mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于，所述内套管采用直径为3-5mm的钢筋制作而成，所述外套管为双层结构，内部采用厚度为2-3mm的橡胶，外部采用厚度为3-5mm的钢管制作而成，所述橡胶凸起为圆台形结构，圆台形结构的上底面直径与外套管的内直径相同，圆台形结构的下底面直径比外套管的内直径大2-5mm，所述锁止装置为圆柱形结构，圆柱形截面直径与圆台形结构下底面直径相同，所述外套管的顶端设置有圆台形结构，圆台型结构的规格比橡胶凸起的规格小0.2-2mm，横向伸缩杆的总长度达0.3-0.7m，纵向伸缩杆的总长度达1.0-1.5m。
5.根据权利要求1所述的一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于，所述进浆孔的直径范围为15-35mm，所述进浆孔位于膨胀囊内，所述排浆孔的直径分为为5-10mm，所述排浆孔位于囊体之上，且靠近横向伸缩杆一端。
6.根据权利要求1所述的一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆，其特征在于，所述自由段的长度为1-5m。
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| CN110952542A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-03 | 北京中岩大地科技股份有限公司 | 一种具有扩大支撑骨架功能的囊式锚杆及其使用方法 |
| CN114457798A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-10 | 中国矿业大学 | 一种伸缩式可回收锚杆的锚固装置及其使用方法 |
| CN114457798B (zh) * | 2022-02-28 | 2024-04-30 | 中国矿业大学 | 一种伸缩式可回收锚杆的锚固装置及其使用方法 |
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| CN114457798A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-10 | 中国矿业大学 | 一种伸缩式可回收锚杆的锚固装置及其使用方法 |
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