CN214993804U - 玻纤复合锚杆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种玻纤复合锚杆，属于边坡支护技术领域。本实用新型中的玻纤复合锚杆包括锚杆体，在锚杆体的横截面上，锚杆体由外到内依次包括金属套管、环氧树脂粘结层和灌注玻璃纤维，且三者粘结成整体。锚杆体至少包括两个杆体单元，相邻的两件杆体单元之间通过杆体接头连接，杆体单元与杆体接头通过正反向螺纹相连接。金属套管由金属材料热旋压而成，内表面和外表面均设置有梯形螺纹。位于端部的一个杆体单元配设有螺母和锚垫板，且该杆体单元对应的金属套管采用不锈钢材质制作，螺母和锚垫板也采用不锈钢材质制作。本实用新型能有效提高锚杆的强度，并实现高效施工。

Description

玻纤复合锚杆

技术领域

本实用新型涉及一种玻纤复合锚杆，属于边坡支护技术领域。

背景技术

边坡锚杆支护是一种结构简单的主动支护,它能大限度地保持边坡的完整性、稳定性,能够控制边坡变形、位移和裂缝的发展,充分发挥岩体自身的支撑作用,把岩体从荷载变为承载体,且具有运输施工方便、效率高,有利于施工进度,且施工成本低、支护效果好等优点，在全世界广泛应用。

锚杆是边坡柔性防护系统的一个关键组成部分，起连接系统结构与岩体的作用，是边坡柔性防护系统的主要承载基础，锚杆在边坡主动加固系统、落石拦截系统、落石缓冲系统、泥石流柔性坝等柔性防护系统中广泛应用。

目前边坡柔性防护领域用的锚杆主要有钢绞线柔性锚杆和钢筋锚杆两种，对于边坡整体稳定性差，覆盖层厚的特殊情况，通常会使用长锚索。大量的工程实践表明，该应用领域现有锚杆存在一些不足：一是现有钢筋锚杆不便于运输、现场搬运、安装施工；二是普通碳钢材质刚体抗拉、抗剪强度不足，为提高强度只能增大截面尺寸，这样施工难度增大，成本增加，不经济；三是钢筋锚杆外露段易锈蚀，存在耐久性问题。因此，锚杆的材质以及结构形式是制约着边坡柔性防护系统高效施工与使用的关键因素。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种玻纤复合锚杆，能有效提高锚杆的强度，实现高效施工。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：玻纤复合锚杆，包括锚杆体，在锚杆体的横截面上，锚杆体由外到内依次包括金属套管、环氧树脂粘结层和灌注玻璃纤维，且三者粘结成整体。

进一步的是：金属套管的内表面设置有螺纹。

进一步的是：锚杆体至少包括两个杆体单元，相邻的两件杆体单元之间通过杆体接头连接，杆体单元与杆体接头通过正反向螺纹相连接。

进一步的是：金属套管由金属材料热旋压而成，内表面和外表面均设置有梯形螺纹。

进一步的是：位于端部的一个杆体单元配设有螺母和锚垫板，且该杆体单元对应的金属套管采用不锈钢材质制作，螺母和锚垫板也采用不锈钢材质制作。

进一步的是：杆体接头的连接强度大于杆体单元本体的抗拉强度。

本实用新型对应的施工方法包括如下步骤：

A、在需防护的边坡坡面凿岩钻锚孔，锚孔截面尺寸大于锚杆体最大截面的2倍，锚孔深度大于锚杆体长度；

B、在锚孔中置入锚杆体，锚杆体配设有注浆管；当锚杆体由多个杆体单元构成时，在置入第一个杆体单元时，在其杆体上绑扎注浆管，置入一个杆体单元后，用杆体接头连接第二个杆体单元，依次逐个置入杆体单元，直至设计深度；

C、通过预先置入的注浆管从锚孔底压力注浆，锚孔注浆满后，养护至设计强度；

D、在边坡上铺置锚固材料，安装锚垫板，最后安装螺母并紧固。

本实用新型的有益效果是：锚杆体通过金属套管灌注玻璃纤维而成，比传统实心金属锚杆轻质，整体抗拉强度也大大提高，优选方式中，杆体外梯形螺纹与注浆紧密粘结，可以有效提高锚杆抗拔力。此外，本实用新型中的玻纤复合锚杆由多个杆体单元组装而成，便于运输，安装快捷。锚杆体置入锚孔后的外露部分均采用优质不锈钢制作，大大提高了材料本身的抗腐蚀性能，进而提高了锚杆整体的使用耐久性。

附图说明

图1是本实用新型中的玻纤复合锚杆整体结构示意图；

图2是单个杆体单元的结构示意图；

图3是图2的截面示意图；

图4是相邻两个杆体单元的连接结构示意图；

图5是锚杆坡面锚固示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-杆体单元，2-灌注玻璃纤维，3-环氧树脂粘结层，4-金属套管，5-杆体接头，6-正反向螺纹，7-锚垫板，8-螺母，9-锚杆体，10-边坡，11-锚孔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施方式。

如图1至图5所示，本实用新型中的玻纤复合锚杆包括锚杆体9，在锚杆体9的横截面上，锚杆体9由外到内依次包括金属套管4、环氧树脂粘结层3和灌注玻璃纤维2，且三者粘结成整体。即相当于锚杆体9由外中内三层不同材料组成，最外层为金属套管4，中层为环氧树脂粘结层3，内层为灌注玻璃纤维2，三种不同材料粘结成整体。灌注玻璃纤维2是指玻璃纤维以灌注的方式装入金属套管4内，环氧树脂粘结层3是指环氧树脂材料形成的粘接层，环氧树脂材料起到粘接灌注玻璃纤维2和金属套管4的作用，为提高两者之间的粘接效果，提高锚杆体9的整体力学性能，金属套管4的内表面设置有螺纹。

为方便运输和安装，锚杆体9至少包括两个杆体单元1，相邻的两件杆体单元1之间通过杆体接头5连接，杆体单元1与杆体接头5通过正反向螺纹6相连接。正反向螺纹6即是指相邻两个杆体单元1的螺纹旋向相反，旋转杆体接头5便可以使得两个杆体单元1同步向旋转杆体接头5的中心点移动，实现相邻两个杆体单元1的可靠连接。为有效保证锚杆体9的整体力学性能，杆体接头5的连接强度大于杆体单元1本体的抗拉强度。本实用新型中的玻纤复合锚杆由多个杆体单元1组装而成，在安装实施时可以拆解运输、搬运，然后组装安装，不需要大型机械设备，实施较为便捷。

为进一步提高锚杆体9的强度，金属套管4由金属材料热旋压而成。优选地，金属套管4内表面和外表面均设置有梯形螺纹，梯形螺纹不仅方便加工，而且可进一步提升锚杆体9的整体力学性能，其中外梯形螺纹不仅可以用于杆体单元1连接，锚固时锚杆体端部螺母8的连接，同时还可以在锚孔11内注浆时提高粘结效果；而内梯形螺纹有利于与环氧树脂粘结层3实现紧密粘结。

采用本实用新型实施后，本实用新型中复合材料的锚杆体9抗拉强度大于单一金属材料实心锚杆刚体抗拉强度。例如以常见的普通低碳钢材质锚杆作为对比，经过测试：对于普通低碳钢材质，直径32毫米的实心锚杆抗拉强度是338kN。采用本实用新型的方案实施时，采用相同的普通低碳钢材质作为金属套管4，内表面和外表面均设置有梯形螺纹，具体制作方式为，首先通过热旋压工艺制得外直径为32毫米、壁厚为5毫米的旋压中空锚杆，该旋压中空锚杆抗拉强度是315kN，然后利用该旋压中空锚杆作为金属套管4，灌注玻璃纤维材料后，利用环氧树脂材料粘接成整体。采用上述方案制得的外直径为32毫米的玻纤复合锚杆抗拉强度是415kN。相较于同规格的纯低碳钢材质实心锚杆，本实用新型的抗拉强度提升了23％。

此外，由于玻纤的密度是2.4-2.7g/cm³，远低于低碳钢的密度7.8g/cm³，在上述方案中，相较于同规格的纯低碳钢材质实心锚杆，玻纤复合锚杆的重量比低碳钢实心锚杆要轻47％。

现有技术中也有采用玻纤锚杆的实施方式，玻纤锚杆虽然抗拉强度高，但抗剪强度和韧性差。本实用新型采用金属套管灌注玻纤并粘接成整体的方式来提高锚杆整体抗拉强度，同时提高了杆体的抗剪强度和韧性，综合物理性能好；杆体整体抗拉强度高于纯低碳钢材质锚杆23％，加之杆体外梯形螺纹与注浆紧密粘结，可以有效提高锚杆抗拔力。

在具体实施时，锚杆体9端部需配设螺母8和锚垫板7，该端即对应于锚杆体9置入锚孔11后的外露部分。在本实用新型的优选方案中，位于端部的一个杆体单元1配设有螺母8和锚垫板7，且该杆体单元1对应的金属套管4采用不锈钢材质制作，螺母8和锚垫板7也采用不锈钢材质制作。在具体施工时，复合锚杆置入锚孔11后的外露部分均采用优质不锈钢制作，大大提高了材料本身的抗腐蚀性能，进而提高了锚杆整体的使用耐久性；纯不锈钢锚杆虽然可以解决使用耐久性问题，但其抗拉强度低于低碳钢锚杆，经济性也差，本实用新型中的复合锚杆可以很好的解决这一问题，兼具轻质、强度高、抗腐蚀性能好的优点。可以理解的是，金属套管4、螺母8和锚垫板7可以采用任意材质的优质不锈钢实施，例如，本实用新型在具体实施时采用的316不锈钢材质。

本实用新型对应的施工方法包括如下步骤：

A、在需防护的边坡10坡面凿岩钻锚孔11，锚孔11截面尺寸大于锚杆体9最大截面的2倍，锚孔11深度大于锚杆体9长度；通常地，锚孔11深度大于锚杆体9长度20厘米左右。

B、在锚孔11中置入锚杆体9，锚杆体9配设有注浆管；当锚杆体9由多个杆体单元1构成时，在置入第一个杆体单元1时，在其杆体上绑扎注浆管，置入一个杆体单元1后，用杆体接头5连接第二个杆体单元1，依次逐个置入杆体单元1，直至设计深度；

C、通过预先置入的注浆管从锚孔11底压力注浆，锚孔11注浆满后，养护至设计强度；

D、在边坡10上铺置锚固材料，安装锚垫板7，最后安装螺母8并紧固。在边坡10上铺置的锚固材料，是指金属网、土工格栅等材料，可参照现有常规技术实施。

Claims (5)

1.玻纤复合锚杆，包括锚杆体(9)，其特征在于：在锚杆体(9)的横截面上，锚杆体(9)由外到内依次包括金属套管(4)、环氧树脂粘结层(3)和灌注玻璃纤维(2)，且三者粘结成整体。

2.如权利要求1所述的玻纤复合锚杆，其特征在于：金属套管(4)的内表面设置有螺纹。

3.如权利要求1所述的玻纤复合锚杆，其特征在于：锚杆体(9)至少包括两个杆体单元(1)，相邻的两件杆体单元(1)之间通过杆体接头(5)连接，杆体单元(1)与杆体接头(5)通过正反向螺纹(6)相连接。

4.如权利要求3所述的玻纤复合锚杆，其特征在于：金属套管(4)由金属材料热旋压而成，内表面和外表面均设置有梯形螺纹。

5.如权利要求3所述的玻纤复合锚杆，其特征在于：位于端部的一个杆体单元(1)配设有螺母(8)和锚垫板(7)，且该杆体单元(1)对应的金属套管(4)采用不锈钢材质制作，螺母(8)和锚垫板(7)也采用不锈钢材质制作。

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