可回收胀缩式锚杆.pdf

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921462741.6 (22)申请日 2019.09.04 (73)专利权人 谢时雳 地址 150076 黑龙江省哈尔滨市道里区民 安街61号 (72)发明人 谢时雳 (74)专利代理机构 哈尔滨东方专利事务所 23118 代理人 陈晓光 (51)Int.Cl. E21D 21/00(2006.01) E21D 20/02(2006.01) (54)实用新型名称 可回收胀缩式锚杆 (57)摘要 可回收胀缩式锚杆。 锚杆是一种将拉力传至 稳定岩层或土层的结构体系， 主要由锚

2、头、 自由 段和锚固段组成。 一种可回收胀缩式锚杆， 其组 成包括： 锚杆杆体 （1） ， 锚杆杆体上安装有一组胀 缩装置 （2） ， 锚杆本体采用钢管结构， 并在锚杆杆 体表面间隔加工有丝扣和限位螺母或限位圆环 （6） ， 胀缩装置， 其一端铰接的螺母通过丝扣安装 在锚杆杆体壁上的丝扣段， 另一端铰接的限位圆 环套在锚杆杆体壁上有限位螺母或限位圆环处， 胀缩装置由两个支臂一端铰接相连， 另外两端分 别与一个螺母 （3） 和一个圆环 （4） 进行铰接。 本实 用新型应用于建筑施工领域。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 211397620 U 2020.09.01 CN 211397

3、620 U 1.一种可回收胀缩式锚杆， 其组成包括： 锚杆杆体， 其特征是： 所述的锚杆杆体上安装 有一组胀缩装置， 所述的锚杆本体采用钢管结构， 并在所述的锚杆杆体表面间隔加工有丝 扣、 限位螺母或限位圆环， 所述的胀缩装置， 其一端铰接的螺母通过所述的丝扣安装在所述 的锚杆杆体壁上的丝扣段， 另一端铰接的限位圆环套在所述的锚杆杆体壁上和所述的限位 螺母或限位圆环处， 所述的胀缩装置由两个支臂一端铰接相连， 另外两端分别与一个螺母 和一个圆环进行铰接。 2.根据权利要求1所述的可回收胀缩式锚杆， 其特征是： 所述的锚杆杆体上的连接丝扣 和螺母安装丝扣均为正扣， 当顺时针旋转所述的锚杆杆体时，

4、 支臂一端的螺母向另一端的 圆环靠近， 带动支臂向外张开。 3.根据权利要求2所述的可回收胀缩式锚杆， 其特征是： 所述的锚杆杆体两端加有杆体 连接丝扣， 能通过所述的杆体连接丝扣相互连接从而增加锚固长度， 并在所述的锚杆杆体 上径向钻防退扣穿销孔进行穿销， 在锚固头的外端通过丝扣安装锚具。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211397620 U 2 可回收胀缩式锚杆 0001 技术领域： 0002 本实用新型涉及一种可回收胀缩式锚杆。 0003 背景技术： 0004 岩土锚固技术几乎遍及土木工程的各个领域， 如边坡、 基坑、 隧道、 坝体、 码头、 船 闸、 桥梁等。 岩土锚固技术是把一种

5、受拉杆件埋入地层中， 以提高岩土自身的强度和自稳能 力的一门工程技术； 由于这种技术大大减轻结构物的自重、 节约工程材料并确保工程的安 全和稳定， 具有显著的经济效益和社会效益， 因而目前在工程中得到极其广泛的应用。 岩土 锚固的基本原理就是利用锚杆周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层 开挖面的自身稳定， 由于锚杆的使用， 它可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力； 可以 使锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用； 可以增强地层的强度， 改善地层的 力学性能； 可以使结构与地层连锁在一起， 形成一种共同工作的复合体， 使其能有效地承受 拉力和剪力。 在岩土锚固中通常将锚杆和

6、锚索统称为锚杆。 0005 锚杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构体系， 主要由锚头、 自由段和锚固 段组成。 0006 锚杆的分类方法较多， 按应用对象可分为岩石锚杆和土层锚杆； 按是否预先施加 应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆； 按锚固形态分为圆柱形锚杆、 端部扩大型锚杆和连 续球型锚杆。 除此之外， 按锚固机理还可分为有粘结锚杆、 摩擦型锚杆、 端头锚固型锚杆和 混合型锚杆。 0007 锚杆支护形式有： 集中锚固和全长锚固。 集中锚固是通过锚孔底端的锚头和另一 端的紧固部分， 使锚杆拉伸而抑制围岩的变形与松动。 集中锚固类锚杆有楔缝式锚杆、 涨壳 式锚杆、 树脂锚杆和预应力锚索等； 全

7、长锚固是通过杆体与孔壁间的胶结材料， 使锚杆在全 长范围内与岩石或土层粘结在一起对岩土体产生锚固作用。 全长锚固类锚杆有砂浆锚杆、 树脂锚杆等。 0008 锚杆的锚固方式有： 机械锚固型锚杆和粘结锚固型锚杆。 机械锚固型锚杆， 即锚固 装置或锚杆杆体和锚杆孔壁接触， 靠摩擦阻力起锚固作用的锚杆。 粘结锚固型锚杆， 即锚杆 杆体部分或锚杆杆体全长利用树脂、 砂浆、 水泥等胶结材料， 将锚杆杆体和锚杆孔壁粘结、 紧贴在一起靠粘结力起锚固作用的锚杆。 0009 发明内容： 0010 本实用新型的目的是提供一种可回收胀缩式锚杆， 它克服了传统锚杆的施工工艺 复杂、 需要注浆、 工期长造价高等不足， 解

8、决了现有的自旋锚杆、 涨壳结构锚杆、 全向胀缩结 构锚杆等的结构复杂、 施工困难、 结构强度和锚固力不高、 回收困难等问题。 0011 上述的目的通过以下的技术方案实现： 0012 一种可回收胀缩式锚杆， 其组成包括： 锚杆杆体， 所述的锚杆杆体上安装有一组胀 缩装置， 所述的锚杆本体采用钢管结构， 并在所述的锚杆杆体表面间隔加工有丝扣、 限位螺 母或限位圆环， 所述的胀缩装置， 其一端铰接的螺母通过所述的丝扣安装在所述的锚杆杆 体壁上的丝扣段， 另一端铰接的限位圆环套在所述的锚杆杆体壁上和所述的限位螺母或限 说明书 1/4 页 3 CN 211397620 U 3 位圆环处， 所述的胀缩装置

9、由两个支臂一端铰接相连， 另外两端分别与一个螺母和一个圆 环进行铰接。 0013 所述的可回收胀缩式锚杆， 所述的锚杆杆体上的连接丝扣和螺母安装丝扣均为正 扣， 当顺时针旋转所述的锚杆杆体时， 支臂一端的螺母向另一端的圆环靠近， 带动支臂向外 张开。 0014 所述的可回收胀缩式锚杆， 所述的锚杆杆体两端加有杆体连接丝扣， 能通过所述 的杆体连接丝扣相互连接从而增加锚固长度， 并在所述的锚杆杆体上径向钻防退扣穿销孔 进行穿销， 在锚固头的外端通过丝扣安装锚具。 0015 本实用新型的有益效果： 0016 土层锚杆的应用几乎都是以砂浆或水泥浆灌注粘结式锚固， 虽然这种锚固形式能 够广泛适应各种土

10、体结构工程， 但其施工的复杂性， 尤其是灌注后的强度等待时间往往严 重影响工程进度， 而土体的特性恰恰是需要及时的锚固才能很好的满足工程， 因此， 通过胀 缩式锚杆实现土体的快速锚固， 对于土层基坑和边坡的快速安全施工具有十分重要的意 义。 0017 本实用新型解决了现有临时性锚杆的锚固力低、 锚杆结构复杂、 强度不高、 且回收 困难的难题。 可回收胀缩式锚杆能够提供较大反力， 且具有稳定性好、 受力均匀等优点， 同 时具有易于操作、 拆装方便、 便于运输、 价格低、 施工效率高、 适用性广等优点， 其应用范围 和前景非常广阔。 0018 本实用新型的锚杆安装完成就能快速达到锚固力， 使支护结

11、构和土体得到及时加 固， 大大提高施工安全性， 可回收锚杆不仅能够减少地下污染， 又能回收再利用降低成本。 0019 本实用新型可实现锚杆的全长或分段锚固锚固， 是通过多个胀缩装置与孔壁地层 靠紧或嵌固， 能够更好的发挥岩土层的摩阻力和抗剪强度。 用作临时锚杆时， 该锚杆无需注 浆， 锚固和回收简单快捷， 节省了工程造价并缩短了工期， 提高了效率和效益。 0020 本实用新型巧妙的利用了螺杆原理实现了胀缩装置的胀缩和收拢， 基本实现了杆 体的整体连续扩径锚固， 锚杆在锚固和使用过程中能够增大锚杆直径， 能大幅度的提高锚 固力， 能通过较小的锚孔获得较大直径锚杆的锚固力， 同时， 由于胀缩装置向

12、径向和孔口方 向挤压孔壁土层， 使土体的物理力学性质得到大大提高， 同时使锚杆具有一定的抗拔预应 力， 节省了锚杆长度。 因此， 该实用新型明显优于自旋式锚杆、 楔缝式锚杆、 涨壳式锚杆及扩 大端锚杆。 0021 本实用新型可以通过锚杆杆体底部的开口或杆壁上的小孔向锚孔内全长或分段 注浆， 从而获得更大的锚固力并成为永久性锚杆， 并可以根据需要进行分段注浆和分段回 收； 也能通过加接无胀缩装置的锚杆杆体， 使锚杆具有相应的自由段和锚固段， 并能施加预 应力达到预应力锚杆的锚固作用和效果。 0022 本实用新型不受锚孔角度的影响， 并可根据锚孔深度和直径调整和定制； 考虑到 土层的蠕变可能导致锚

13、固力的削减， 在胀缩装置未胀开到最大直径时， 可以通过继续旋转 锚杆杆体进一步扩大锚固体直径来增大抗拔力， 再通过旋紧锚具提高对支护结构的锚固 力。 0023 附图说明： 0024 附图1是本实用新型初始状态的主视图。 说明书 2/4 页 4 CN 211397620 U 4 0025 附图2是本实用新型初始状态的俯视图。 0026 附图3是本实用新型锚固状态的主视图。 0027 图中： 1、 锚杆杆体、 2、 胀缩装置、 3、 螺母、 4、 圆环、 5、 螺母安装丝扣、 6、 限位螺母或 限位圆环、 7、 杆体连接丝扣、 8、 底端开口、 9、 排水注浆小孔、 10、 防退扣穿销孔。 002

14、8 具体实施方式： 0029 实施例1： 0030 一种可回收胀缩式锚杆， 其组成包括： 锚杆杆体1， 所述的锚杆杆体上安装有一组 胀缩装置2， 所述的锚杆本体采用钢管结构， 并在所述的锚杆杆体表面间隔加工有丝扣和限 位螺母或限位圆环6， 所述的胀缩装置， 其一端铰接的螺母通过所述的丝扣安装在所述的锚 杆杆体壁上的丝扣段， 另一端铰接的限位圆环套在所述的锚杆杆体壁上有所述的限位螺母 或限位圆环处， 并能够自由转动， 所述的胀缩装置由两个支臂一端铰接相连， 另外两端分别 与一个螺母3和一个圆环4进行铰接。 0031 实施例2： 0032 根据实施例1所述的可回收胀缩式锚杆， 所述的锚杆杆体上的杆

15、体连接丝扣7和螺 母安装丝扣5均为正扣， 当顺时针旋转所述的锚杆杆体时， 支臂一端的螺母向另一端的圆环 靠近， 带动支臂向外张开靠紧或嵌入孔壁岩土层， 实现锚杆的锚固。 0033 实施例3： 0034 根据实施例1或2所述的可回收胀缩式锚杆， 所述的锚杆杆体两端加有所述的杆体 连接丝扣， 能通过所述的杆体连接丝扣相互连接从而增加锚固长度， 并在所述的锚杆杆体 上径向钻防退扣穿销孔10进行穿销， 防止逆时针旋转所述的锚杆杆体发生退扣或松动， 在 锚固头的外端通过丝扣安装锚具。 0035 实施例4： 0036 根据实施例1或2或3所述的可回收胀缩式锚杆， 所述的锚杆杆体进行底端开口8并 可在管壁上

16、分段或全段钻排水注浆小孔9， 能够通过所述的底端开口和杆壁上的排水注浆 小孔对锚孔进行注浆加固或渗排地层中的水分。 0037 实施例5： 0038 通过正反旋转锚杆杆体来实现锚杆的锚固和解除及回收的。 首先在地层中钻挖 100150mm锚孔， 倾角宜取15 25 ， 其水平间距不小于1.5m， 竖向间距不小于2.0m， 土层 中锚固段长度不小于6.0m， 也不宜不大于14m。 锚杆杆体包括胀缩装置的外径略小于锚孔直 径并紧密配合， 向锚孔中压入或旋入胀缩式锚杆， 并逐段连接直至孔底， 锚杆连接时应上紧 丝扣并穿销防反转时退扣， 考虑并计算好外部锚头的预留长度。 锚固时， 顺时针旋紧锚杆杆 体，

17、 使胀缩装置的支臂充分张开压入孔壁， 并使支臂嵌入孔壁一定深度或扩张到最大直径。 通过拉拔试验检测锚杆的抗拔力是否满足设计要求， 在检测满足要求的基础上安装承压板 和锚具等完成锚杆的整个构造。 0039 回收锚杆时， 逆时针旋转锚杆杆体， 支臂一端的螺母向远离另一端的圆环方向移 动， 使张开的支臂收拢， 解除支臂与孔壁的锚固， 此时锚杆便可以从锚孔中拔出， 实现回收 的目的。 0040 安装胀缩式锚杆， 通过机械或人工将装有胀缩装置外径略小于锚孔直径的锚杆压 入或旋入锚孔， 并通过每根锚杆两端的丝扣连接加长至孔底， 锚杆连接时应旋紧丝扣并穿 说明书 3/4 页 5 CN 211397620 U

18、 5 销， 考虑旋紧锚杆可能产生的位移和安装锚具的长度要求， 计算好外部锚头的预留长度。 0041 锚杆进行锚固时， 通过机械或人工顺时针旋紧锚杆杆体， 使胀缩装置的支臂充分 张开压入孔壁， 通过对杆体的旋紧扭矩或圈数使支臂嵌入孔壁一定深度或扩张到最大位 置， 实现锚杆的最大锚固力并通过拉拔试验检测锚杆的抗拔力是否满足设计要求。 0042 需要回收锚杆时， 通过机械或人工逆时针旋转锚杆杆体， 使支臂一端的螺母向相 反方向移动， 带动张开的支臂收拢， 解除支臂与孔壁的锚固， 此时， 采用机械或人工将锚杆 从锚孔中分段拔出， 实现回收的目的。 0043 在岩石层布置锚杆钻孔时， 根据设计要求布置锚

19、孔， 确定孔径、 孔深倾角等， 采用 潜孔钻成孔， 清空并检查成孔质量， 然后装入胀缩式锚杆， 旋紧杆体使支臂嵌固在岩层裂隙 及坑槽处或张紧在岩石孔壁上， 可以全长机械锚固， 也可以连接不带胀缩装置的锚杆杆体 组成锚杆的自由段， 如果不必回收， 可以通过杆体向锚孔中注浆形成粘结型永久锚杆。 0044 在砂土层的锚杆中， 也可以部分连接不带胀缩装置的锚杆杆体组成锚杆的自由 段， 实现端头锚杆及施加预应力锚固； 若不考虑回收锚杆， 可以对锚孔进行注浆实现全长粘 结锚固， 也可考虑通过分段设置止浆阀， 实现部分注浆锚固， 并可在回收段与锚固段锚杆的 连接处不穿销防退扣， 通过逆时针旋转杆体来实现部分回锚杆收的目的。 说明书 4/4 页 6 CN 211397620 U 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 211397620 U 7 图2 说明书附图 2/3 页 8 CN 211397620 U 8 图3 说明书附图 3/3 页 9 CN 211397620 U 9