扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910940137.8 (22)申请日 2019.09.30 (71)申请人 武大巨成结构股份有限公司 地址 430000 湖北省武汉市东湖新技术开 发区武大科技园武大园路4号巨成科 研楼 (72)发明人 高作平周剑波陈明祥廖杰洪 (74)专利代理机构 武汉红观专利代理事务所 (普通合伙) 42247 代理人 张文俊 (51)Int.Cl. G01M 13/00(2019.01) (54)发明名称 一种扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法 (57)摘要 本发明提出了一种扩孔自锁锚杆。

2、锚头抗拔 测试方法， 通过设置扩孔， 并将锚头在锥形孔之 间形成机械自锁， 可防止锚杆被拔出， 最终破坏 结果只有扩孔自锁锚杆拔断或者扩孔自锁锚杆 与混凝土基层形成锥体破坏两种， 满足扩孔自锁 锚杆锚头的抗拔测试要求， 防止滑移破坏结果； 申请人通过反复试验， 确定了锥形孔的最大直 径， 保证锚杆不被拔出混凝土基材； 申请人通过 反复试验， 确定了注浆高度， 保证锚杆不被拔出 混凝土基材， 同时节省浆料灌注量； 由于锚杆不 被拔出， 只需测量轴向拉力即可， 无需测量位移 值， 更加简单方便。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 110657974 A 2020.01.07 CN 110。

3、657974 A 1.一种扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 包括以下步骤， S1， 钻孔， 采用钻具在混凝土表面钻出直径为d的圆孔(1)； S2， 扩孔， 将扩孔钻头(A)伸入钻好的圆孔(1)内， 将圆孔(1)底部旋转切割成一个锥形 孔(2)， 所述锥形孔(2)最大直径为D； S3， 安装锚杆， 将扩孔自锁锚杆(B)伸入圆孔(1)内， 并将锚头在锥形孔(2)内撑开与之 形成机械自锁； S4， 注浆； S5， 对扩孔自锁锚杆(B)施加轴向拉力， 直至扩孔自锁锚杆(B)拔断或者扩孔自锁锚杆 (B)与混凝土基材形成锥形破坏。 2.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在。

4、于： 所述扩孔自锁锚 杆杆体直径为d0， 圆孔(1)直径d与扩孔自锁锚杆杆体直径d0的关系为d(d0+4mm)(d0+ 6mm)。 3.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 所述步骤S1和S2 中， 锥形孔(2)最大直径D与圆孔(1)直径d的关系为D(1.82.2)*d。 4.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 所述步骤S4中注 浆高度h(46)*d。 5.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 所述步骤S4中注 浆料中粉料与液料的质量比例为1： 0.25。 6.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特。

5、征在于： 所述扩孔钻头 (A)包括回转件(A1)、 连接杆(A2)、 锥形块(A3)和扩孔片(A4)， 所述连接杆(A2)轴向穿过回 转件(A1)， 回转件(A1)底部设置有锥形腔(A11)， 锥形块(A3)设置于锥形腔(A11)内并与连 接杆(A2)同轴固定， 回转件(A1)侧面开设有与锥形腔(A11)连接的扩孔片容纳腔(A12)， 扩 孔片(A4)设置于扩孔片容纳腔(A12)内、 一端与回转件(A1)铰连接、 另一端选择性接触锥形 块(A3)。 7.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 所述扩孔自锁锚 杆(B)包括杆体(B1)和垫块(B2)， 所述杆体(B1)端部。

6、开设有横向贯穿槽(B11)， 垫块(B2)表 面设置有楔形凸起(B21)， 楔形凸起(B21)嵌入横向贯穿槽(B11)内形成锚头。 8.如权利要求7所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 所述横向贯穿槽 (B11)为一字型或者十字型， 楔形凸起(B21)为一字型或者十字型。 9.如权利要求1所述的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 其特征在于： 所述步骤S5中， 先水平设置承重梁(51)， 承重梁(51)与混凝土基材表面平行并通过植筋固定， 将千斤顶 (52)固定在承重梁(51)上并连接扩孔自锁锚杆(B)， 通过千斤顶(52)对扩孔自锁锚杆(B)施 加轴向拉力， 并通过压力表(53)测。

7、量轴向拉力。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110657974 A 2 一种扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法 技术领域 0001 本发明涉及扩孔自锁锚杆技术领域， 尤其涉及一种扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方 法。 背景技术 0002 目前的锚杆抗拔测试一般包括四个步骤： (1)钻孔， 在混凝土基材表面垂直钻孔， 并清理沉渣； (2)组装与安放锚杆杆体， 将锚杆置于钻孔中心； (3)注浆， 通过注浆管往锚杆 杆体与钻孔之间的缝隙内注入浆料， 形成锚固体； (4)张拉与锁定， 安装反力梁， 对锚杆杆体 施加轴向拉力， 并维持一定时间， 然后卸荷至锁定荷载进行锁定作业。 0003 在锚杆抗拔测试过程中，。

8、 会出现三种可能的破坏结果： 0004 (1)锚杆顺着钻孔通道被拔出； 0005 (2)锚杆被拔断； 0006 (3)锚杆与混凝土基材形成锥体破坏， 得到底部呈类锥形的锚固体结构。 0007 针对扩孔自锁锚杆的抗拔测试， 目前还没有形成统一的标准。 经发明人反复测试， 一般来说， 扩孔自锁锚杆锚固部扩张后与混凝土层形成机械自锁， 因此不会出现(1)锚杆顺 着钻孔通道被拔出的破坏结果， 往往只会出现(2)锚杆被拔断或者， 或者(3)锚杆与混凝土 基材形成锥体破坏， 这显示了扩孔自锁锚杆结构本身优秀的机械自锁性能。 了解扩孔自锁 锚杆以上测试特性后， 可针对扩孔自锁锚杆设计特定的抗拔测试方法， 形。

9、成机械自锁， 简化 测试破坏结果。 发明内容 0008 有鉴于此， 本发明提出了一种扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 通过与混凝土形 成机械自锁， 简化测试破坏结果。 0009 本发明的技术方案是这样实现的： 本发明提供了一种扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试 方法， 包括以下步骤， 0010 S1， 钻孔， 采用钻具在混凝土基材表面钻出直径为d的圆孔(1)； 0011 S2， 扩孔， 将扩孔钻头(A)伸入钻好的圆孔(1)内， 将圆孔(1)底部旋转切割成一个 锥形孔(2)， 所述锥形孔(2)最大直径为D； 0012 S3， 安装锚杆， 将扩孔自锁锚杆(B)伸入圆孔(1)内， 并将锚头在锥形孔(2)内撑开 。

10、与之形成机械自锁； 0013 S4， 注浆； 0014 S5， 对扩孔自锁锚杆(B)施加轴向拉力， 直至扩孔自锁锚杆(B)断裂或者扩孔自锁 锚杆(B)与混凝土基材形成锥形破坏。 0015 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所述扩孔自锁锚杆杆体直径为d0， 圆孔(1)直 径d与扩孔自锁锚杆杆体直径d0的关系为d(d0+4mm)(d0+6mm)。 0016 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所述步骤S1和S2中， 锥形孔(2)最大直径D与圆 说明书 1/4 页 3 CN 110657974 A 3 孔(1)直径d的关系为D(1.82.2)*d。 0017 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所。

11、述步骤S4中注浆高度h(46)*d。 0018 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所述步骤S4中粉料与液料的质量比例为1： 0.25。 0019 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所述扩孔钻头(A)包括回转件(A1)、 连接杆 (A2)、 锥形块(A3)和扩孔片(A4)， 所述连接杆(A2)轴向穿过回转件(A1)， 回转件(A1)底部设 置有锥形腔(A11)， 锥形块(A3)设置于锥形腔(A11)内并与连接杆(A2)同轴固定， 回转件 (A1)侧面开设有与锥形腔(A11)连接的扩孔片容纳腔(A12)， 扩孔片(A4)设置于扩孔片容纳 腔(A12)内、 一端与回转件(A1)铰连接、 另一端选。

12、择性接触锥形块(A3)。 0020 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所述扩孔自锁锚杆(B)包括杆体(B1)和垫块 (B2)， 所述杆体(B1)端部开设有横向贯穿槽(B11)， 垫块(B2)表面设置有楔形凸起(B21)， 楔 形凸起(B21)嵌入横向贯穿槽(B11)内形成锚头。 0021 更进一步优选的， 所述横向贯穿槽(B11)为一字型或者十字型， 楔形凸起(B21)为 一字型或者十字型。 0022 在以上技术方案的基础上， 优选的， 所述步骤S5中， 先水平设置承重梁(51)， 承重 梁(51)与混凝土基材表面平行并通过植筋固定， 将千斤顶(52)固定在承重梁(51)上并连接 扩孔自锁锚。

13、杆(B)， 通过千斤顶(52)对扩孔自锁锚杆(B)施加轴向拉力， 并通过压力表(53) 测量轴向拉力。 0023 本发明的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法相对于现有技术具有以下有益效果： 0024 (1)通过设置扩孔， 并将锚头在锥形孔之间形成机械自锁， 可防止锚杆被拔出， 最 终破坏结果只有扩孔自锁锚杆拔断或者扩孔自锁锚杆与混凝土基材形成锥形破坏两种， 满 足扩孔自锁锚杆锚头的抗拔测试要求， 防止滑移破坏结果； 0025 (2)申请人通过反复试验， 确定了锥形孔的最大直径， 保证锚杆不被拔出混凝土基 材； 0026 (3)申请人通过反复试验， 确定了注浆高度， 保证锚杆不被拔出混凝土基材， 同时。

14、 节省浆料灌注量； 0027 (4)由于锚杆不被拔出， 只需测量轴向拉力即可， 无需测量位移值， 更加简单方便。 附图说明 0028 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 0029 图1为本发明的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法的原理示意图； 0030 图2为本发明的扩孔钻头的立体图； 0031 图3为本发明的扩孔钻头的正剖视图； 0032 图4为本发明的扩孔自锁。

15、锚杆的杆体的立体图； 0033 图5为本发明的扩孔自锁锚杆的垫块的立体图； 0034 图6为本发明的扩孔自锁锚杆的组装结构剖视示意图。 说明书 2/4 页 4 CN 110657974 A 4 具体实施方式 0035 下面将结合本发明实施方式， 对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、 完整地 描述， 显然， 所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式， 而不是全部的实施方式。 基 于本发明中的实施方式， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有 其他实施方式， 都属于本发明保护的范围。 0036 如图2图6所示， 先介绍本发明的扩孔钻头A与扩孔自锁锚杆B。 0037 如图23，。

16、 扩孔钻头A包括回转件A1、 连接杆A2、 锥形块A3和扩孔片A4， 所述连接杆 A2轴向穿过回转件A1， 回转件A1底部设置有锥形腔A11， 锥形块A3设置于锥形腔A11内并与 连接杆A2同轴固定， 回转件A1侧面开设有与锥形腔A11连接的扩孔片容纳腔A12， 扩孔片A4 设置于扩孔片容纳腔A12内、 一端与回转件A1铰连接、 另一端选择性接触锥形块A3。 在初始 状态时， 扩孔片A4收缩在扩孔片容纳腔A12内， 扩孔钻头A横向最大尺寸约等于回转件A1的 横向最大尺寸； 在使用前， 先将扩孔钻头A整体放入事先钻好的圆孔1内， 通过向上拉连接杆 A2， 锥形块A3将扩孔片A4推出， 进一步转动。

17、回转件A1， 带动扩孔片A4转动， 即可对圆孔1进行 扩孔， 在圆孔1底部形成一锥形孔2。 0038 如图4图6， 本发明的扩孔自锁锚杆B包括杆体B1和垫块B2， 所述杆体B1端部开设 有横向贯穿槽B11， 垫块B2表面设置有楔形凸起B21， 楔形凸起B21嵌入横向贯穿槽B11内形 成锚头。 具体的， 所述横向贯穿槽B11为一字型或者十字型， 楔形凸起B21为一字型或者十字 型。 具体的， 使用时， 先将垫块B2置于事先钻好的圆孔1底部， 再将杆体B1上的横向贯穿槽 B11对准垫块B2上的楔形凸起B21， 通过敲击杆体B1， 楔形凸起B21嵌入横向贯穿槽B11内， 杆 体B1底部张开， 与垫块。

18、B2形成锚固体， 填充在锥形孔2内。 0039 实施例1 0040 如图1所示， 本实施例的扩孔自锁锚杆锚头抗拔测试方法， 包括以下步骤， 0041 S1， 钻孔， 采用钻具在混凝土基材表面钻出直径为d的圆孔1， 然后清理圆孔1。 具体 的， 所述混凝土基材根据具体的结构进行选择， 一般采用混凝土层。 具体的， 一般先选定混 凝土基材表面， 再沿与混凝土层垂直的方向钻出圆孔1。 圆孔1的直径根据扩孔自锁锚杆杆 体直径进行选择， 在本实施例中， 所述扩孔自锁锚杆杆体直径为d0， 圆孔1直径d与扩孔自锁 锚杆杆体直径d0的关系为d(d0+4mm)(d0+6mm)。 0042 S2， 扩孔， 将扩孔。

19、钻头A伸入钻好的圆孔1内， 将圆孔1底部冲击成一个锥形孔2， 所 述锥形孔2最大直径为D， 然后清理锥形孔2。 在本实施例中， 锥形孔2最大直径D与圆孔1直径 d的关系为D(1.82.2)*d。 0043 S3， 安装锚杆， 将扩孔自锁锚杆B伸入圆孔1内， 并将锚头在锥形孔2内撑开与之形 成机械自锁。 具体的， 先将垫块B2置于事先钻好的圆孔1底部， 再将杆体B1上的横向贯穿槽 B11对准垫块B2上的楔形凸起B21， 通过敲击杆体B1， 楔形凸起B21嵌入横向贯穿槽B11内， 杆 体B1底部张开， 与垫块B2形成锚固体， 填充在锥形孔2内， 杆体B1张开的底部与锥形孔2内壁 形成机械自锁。 具。

20、体的， 所述扩孔自锁锚杆B与圆孔1中心轴重合。 0044 S4， 注浆。 向锥形孔2底部注入浆料， 注浆料中粉料与液料的质量比例为1： 0.25。 0045 具体的， 注浆高度h(46)*d。 0046 S5， 对扩孔自锁锚杆B施加轴向拉力， 直至扩孔自锁锚杆B拔断或者扩孔自锁锚杆B 与混凝土基材形成锥体破坏， 得到底部呈类锥形的锚固体结构。 具体的， 先水平设置承重梁 说明书 3/4 页 5 CN 110657974 A 5 51， 承重梁51与混凝土基材表面平行， 将千斤顶52固定在承重梁51上并连接扩孔自锁锚杆 B， 通过千斤顶52对扩孔自锁锚杆B施加轴向拉力， 并通过压力表53测量轴向。

21、拉力。 通过千斤 顶52持续施加轴向拉力， 直至扩孔自锁锚杆B从圆孔1内拔出或者扩孔自锁锚杆B拔断或者 扩孔自锁锚杆B与混凝土基材形成锥体破坏， 如表1所示。 0047 实施例2实施例10 0048 本实施例与实施例1基本相同， 不同之处在于圆孔1直径d、 锥形孔2最大直径D不同 或者注浆高度h不同。 0049 表1不同实施例的抗拔测试破坏结果 0050 0051 由表1可知， 通过设置扩孔， 并将锚头在锥形孔之间形成机械自锁， 可防止锚杆被 拔出， 最终破坏结果只有扩孔自锁锚杆拔断或者扩孔自锁锚杆与混凝土基材形成锥体破坏 两种， 满足扩孔自锁锚杆锚头的抗拔测试要求， 防止出现滑移破坏结果； 。

22、0052 锥形孔最大直径D与圆孔直径d的关系为D(1.82.2)*d时， 保证锚杆不被拔出 混凝土结构； 0053 注浆高度h(46)*d时， 保证锚杆不被拔出混凝土结构， 同时节省浆料灌注量。 0054 以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的 精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说明书 4/4 页 6 CN 110657974 A 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 110657974 A 7 图2 图3 说明书附图 2/3 页 8 CN 110657974 A 8 图4 图5 图6 说明书附图 3/3 页 9 CN 110657974 A 9 。