CN111305201A - 抗拉型锚固装置 - Google Patents

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谢远光
蒋海飞
姜烊
李�杰
郭忠英
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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Abstract

本发明涉及一种抗拉型锚固装置，包括管状锚杆本体、穿设于所述锚杆本体内的灌浆管和锚头；所述锚杆本体包括锚固段和自由段；所述锚固段包括至少两个锚固分段并相邻锚固分段间设置有用于受压时横向扩张形成外径小于锚孔内径的锚固骨架；所述锚固骨架的各相邻骨架间形成用于浆液流进锚孔的条形孔；所述灌浆管对应锚固骨架处开设有与多个条形孔相对的排浆孔；所述锚头设置于灌浆管的远离自由段端；利于增加锚杆自身的结构抗拉强度，利于提高灌浆时混凝土与土层或岩层的渗透度及结合度，利于提高与固化后的混凝土结构的结合度，利于增强其整体的稳定性及抗拉拔强度。

Description

抗拉型锚固装置
技术领域
本发明涉及边坡防护领域，特别涉及一种抗拉型锚固装置。
背景技术
锚杆是土木建筑中极为重要的设备之一，常用于对边坡、巷道进行加固处理。锚杆分为锚固段和自由段，其中锚固段被埋地层中，通过灌浆使其具有承受轴向拉力的作用。
现有结构中，为了增加锚杆与地层之间的拉力，通常在锚杆外侧壁设置螺纹，但这种结构仍存在抗拉强度不够且与固化后的混凝土结构结合度不高，使得锚杆容易松动，导致加固结构不稳，影响整体地层或岩层的稳定性，且由于传统灌浆技术的混凝土凝结速度较快，与整体土层或岩层的渗透度及结合度不高，使得在受到拉拔作用时容易使混凝土结构与锚杆整体拔出，从而影响整体的稳定性。
基于以上问题，本发明提供一种抗拉型锚固装置。该抗拉型锚固装置利于增加锚杆自身的结构抗拉强度，利于提高灌浆时混凝土与土层或岩层的渗透度及结合度，利于提高与固化后的混凝土结构的结合度，利于增强其整体的稳定性及抗拉拔强度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供的抗拉型锚固装置，利于增加锚杆自身的结构抗拉强度，利于提高灌浆时混凝土与土层或岩层的渗透度及结合度，利于提高与固化后的混凝土结构的结合度，利于增强其整体的稳定性及抗拉拔强度。
本发明的抗拉型锚固装置，包括管状锚杆本体、穿设于所述锚杆本体内的灌浆管和锚头；优选所述锚杆本体为圆管，属于现有常规设置形状，在此不再赘述；所述锚杆本体包括锚固段和自由段；所述锚固段包括至少两个锚固分段并相邻锚固分段间设置有用于受压时横向扩张形成外径小于锚孔内径的锚固骨架；所述锚固骨架的各相邻骨架间形成用于浆液流进锚孔的条形孔；所述灌浆管对应锚固骨架处开设有与多个条形孔相对的排浆孔；所述锚头设置于灌浆管的远离自由段端；所述锚固段的锚固分段和锚固骨架可以一体成型，也可以分开设置并组装，以能够满足在受压时横向扩张形成外径小于锚孔内径的径向变形并形成支撑骨架为宜；所述锚杆本体为管状结构并内设有灌浆管，利于进入灌浆管内的浆液通过多个排浆孔后进入与所述多个排浆孔相对的多个条形孔进入锚孔，利于灌浆；在实际操作中，操作人员首先通过所述灌浆管的外端向灌浆管内部灌浆，浆液(如水泥浆)通过灌浆管的多个灌浆孔进入锚固骨架的条形孔再流入锚孔内并将锚孔灌满，然后再通过对所述锚杆本体的外端进行施压，使锚固骨架横向扩张(横向扩张为朝向垂直于锚杆本体长度方向的扩张)形成外径小于锚孔内径的径向变形并形成灯笼状，利于当浆液凝固成固态混凝土后整个锚杆本体与地层或岩层之间的牢固结合，且即使被锚固区域发生震动，也能够保证锚固的稳固性，利于有效地提升所述锚杆本体与地层或岩层之间的结合度，所述灯笼状的锚固骨架还同时成为了固化后的混凝土结构的支撑骨架，利于提高固化后的混凝土结构的结构强度和抗剪切性，同时，当所述锚固骨架发生塑性变形形成灯笼状的过程中会产生沿锚杆本体周向辐射展开的径向压力，利于加速推动浆液与岩层或土层的渗透速度，利于浆液凝固成固态混凝土时大大提高其与岩层或土层的结合度；所述锚固骨架为沿所述锚杆本体长度方向间隔设置的多个，利于进一步增加所述锚杆本体与固化后的混凝土的结合度及结构强度；所述灌浆管采用高强度材料制成，利于提高整体结构强度及抗剪切性；此处的外是指自由段的远离锚固段侧。
进一步，所述锚固骨架靠近长度方向两端的外缘环切使得各骨架形成缺口部I并于中部外缘环切使得各骨架中部外缘形成缺口部II；利于在锚固骨架沿长度方向的两端及中部(优选为沿长度方向的中间位置)位置形成应力薄弱点，使得在对所述锚杆本体的外端进行施压时，各骨架会发生横向扩张变形，利于锚固骨架在外力下形成灯笼状，以利于当浆液凝固成固态混凝土后整个锚杆本体与地层或岩层之间的牢固结合，成为固化后的混凝土结构的支撑骨架，提高固化后的混凝土结构的结构强度和抗剪切性；
进一步，所述缺口部I的宽度大于缺口部II的宽度；此处的宽度是指缺口部I和缺口部II沿锚杆本体长度方向的尺寸；所述缺口部II的缺口深度大于缺口部I的缺口深度；进一步利于在锚固骨架沿长度方向的两端尤其是中部位置形成应力薄弱点，使得在对所述锚杆本体的外端进行施压时，利于各骨架会发生横向扩张变形以在外力下形成灯笼状；
进一步，所述多个条形孔的长度方向与所述锚杆本体的长度方向平行；利于所述锚固骨架在受力时发生塑性变形并能够形成灯笼状，利于加速推动浆液与岩层或土层的渗透速度及利于形成固化后的混凝土结构的支撑骨架，利于提高与地层或岩层之间的牢固结合；
进一步，所述锚固段设置有外螺纹；利于灌浆及利于增加所述锚杆本体与固化后的混凝土的结合度及利于提高抗拉拔性；
进一步，所述锚杆本体采用可塑性材料制成；所述锚杆本体的可塑性材料选择属于现有技术，如具有一定可塑性的改性环氧树脂材料等，在此不再赘述；利于所述锚固骨架在受力时的塑性变形形成灯笼状，利于避免由于材料本身脆性在受压过程中的断裂而影响其结构强度；
进一步，所述锚固段和自由段的结合处设置有环形压实件，用于灌浆时形成对锚孔的封堵；所述环形压实件在未受到轴向力时，其与锚孔口具有一定距离，并在受到轴向力时，随着锚固骨架发生塑性变形形成灯笼状，压实件会随着向锚孔靠近直至形成对锚孔口的抵持，形成对锚孔口的封堵，不仅利于避免锚孔口附近的浆液流出，更利于增大锚孔内浆液的密度及压实度；
进一步，所述排浆孔为沿所述灌浆管的周向和长度方向排列设置的多个；所述各锚固骨架所对应的灌浆管处均沿其周向和长度方向排列设置多个排浆孔，进一步利于灌浆并利于提高灌浆效率；
进一步，所述锚头与灌浆管的端部固定连接并形成密封；优选所述锚头为棱锥状或螺旋状，利于所述锚杆本体更好的***锚孔及与岩层或土层形成牢固结合；
进一步，还包括安装装置，所述安装装置用于向所述锚杆本体施加轴向力(即沿锚杆本体长度方向的力)；利于所述锚杆本体的锚固骨架作用的发挥，利于压实件对锚孔口的封堵，利于通过施加轴向力对本锚固装置进行安装。
本发明的有益效果：本发明的抗拉型锚固装置，通过锚杆本体的多个间隔设置的锚固骨架，不仅利于增加锚杆自身的结构抗拉强度和与固化后的混凝土结构结合度，而且还利于提高灌浆时混凝土与土层或岩层的渗透度及结合度，利于增强其整体的稳定性及抗拉拔强度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的结构示意图(锚固骨架受力塑性变形后)；
图3为本发明的锚固骨架结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的结构示意图(锚固骨架受力塑性变形后)，图3为本发明的锚固骨架结构示意图，如图所示：本实施例的抗拉型锚固装置，包括圆管形锚杆本体1、穿设于所述锚杆本体1内的灌浆管5和锚头6；所述锚杆本体1包括锚固段2和自由段3；所述锚固段2包括至少两个锚固分段并相邻锚固分段间设置有用于受压时横向扩张形成外径小于锚孔内径的锚固骨架4；所述锚固骨架4的各相邻骨架44间形成用于浆液流进锚孔7的条形孔41；所述灌浆管5对应锚固骨架4处开设有与多个条形孔41相对的排浆孔51；所述锚头6设置于灌浆管5的远离自由段3端；锚固分段和锚固骨架4可以一体成型，也可以分开设置并组装，能够满足在受压时横向扩张形成外径小于锚孔内径的径向变形以形成支撑骨架为宜；所述锚杆本体1为管状结构并内设有灌浆管5，利于进入灌浆管5内的浆液通过多个排浆孔51后进入与所述多个排浆孔51相对的多个条形孔41进入锚孔7，利于灌浆；在实际操作中，操作人员首先通过所述灌浆管5的外端向灌浆管5内部灌浆，浆液(如水泥浆)通过灌浆管5的多个灌浆孔51进入锚固骨架4的条形孔41再流入锚孔7内并将锚孔灌满，然后再通过对所述锚杆本体1的外端进行施压，使锚固骨架4横向扩张(横向扩张为朝向垂直于锚杆本体1长度方向的扩张)形成外径小于锚孔7内径的径向变形并形成灯笼状，利于当浆液凝固成固态混凝土后整个锚杆本体1与地层或岩层之间的牢固结合，且即使被锚固区域发生震动，也能够保证锚固的稳固性，利于有效地提升所述锚杆本体1与地层或岩层之间的结合度，所述灯笼状的锚固骨架4还同时成为了固化后的混凝土结构的支撑骨架，利于提高固化后的混凝土结构的结构强度和抗剪切性，同时，当所述锚固骨架4发生塑性变形形成灯笼状的过程中会产生沿锚杆本体1周向辐射展开的径向压力，利于加速推动浆液与岩层或土层的渗透速度，利于浆液凝固成固态混凝土时大大提高其与岩层或土层的结合度；所述锚固骨架4为沿所述锚杆本体1长度方向间隔设置的多个，利于进一步增加所述锚杆本体1与固化后的混凝土的结合度及结构强度；所述灌浆管5采用高强度材料制成，利于提高整体结构强度及抗剪切性；此处的外是指自由段的远离锚固段2侧。
本实施例中，所述锚固骨架4靠近长度方向两端的外缘环切使得各骨架44形成缺口部I43并于中部外缘环切使得各骨架44中部外缘形成缺口部II42；利于在锚固骨架4沿长度方向的两端及中部(优选为中间位置)位置形成应力薄弱点，使得在对所述锚杆本体1的外端进行施压时，各骨架会发生横向扩张变形，利于锚固骨架4在外力下形成灯笼状，以利于当浆液凝固成固态混凝土后整个锚杆本体1与地层或岩层之间的牢固结合，成为固化后的混凝土结构的支撑骨架，提高固化后的混凝土结构的结构强度和抗剪切性.
本实施例中，所述缺口部I43的宽度大于缺口部II42的宽度；此处的宽度是指缺口部I43和缺口部II42沿锚杆本体1长度方向的尺寸；所述缺口部II42的缺口深度大于缺口部I43的缺口深度；进一步利于在锚固骨架4沿长度方向的两端尤其是中部位置形成应力薄弱点，使得在对所述锚杆本体1的外端进行施压时，利于各骨架44会发生横向扩张变形以在外力下形成灯笼状。
本实施例中，所述多个条形孔41的长度方向与所述锚杆本体1的长度方向平行；利于所述锚固骨架4在受力时发生塑性变形并能够形成灯笼状，利于加速推动浆液与岩层或土层的渗透速度及利于形成固化后的混凝土结构的支撑骨架，利于提高与地层或岩层之间的牢固结合。
本实施例中，所述锚固段设置有外螺纹；利于灌浆及利于增加所述锚杆本体1与固化后的混凝土的结合度及利于提高抗拉拔性；所述螺纹未在图中画出。
本实施例中，所述锚杆本体1采用可塑性材料制成；所述锚杆本体1的可塑性材料选择属于现有技术，如具有一定可塑性的改性环氧树脂材料等，在此不再赘述；利于所述锚固骨架4在受力时的塑性变形形成灯笼状，利于避免由于材料本身脆性在受压过程中的断裂而影响其结构强度。
本实施例中，所述锚固段2和自由段3的结合处设置有环形压实件8，用于灌浆时形成对锚孔7的封堵；所述环形压实件8在未受到轴向力时，其与锚孔7口具有一定距离，并在受到轴向力时，随着锚固骨架4发生塑性变形形成灯笼状，压实件会随着向锚孔7靠近直至形成对锚孔7口的抵持，形成对锚孔7口的封堵，不仅利于避免锚孔7口附近的浆液流出，更利于增大锚孔7内浆液的密度及压实度。本实施例中，所述排浆孔51为沿所述灌浆管5的周向和长度方向排列设置的多个；所述各锚固骨架4所对应的灌浆管5处均沿其周向和长度方向排列设置多个排浆孔51，进一步利于灌浆并利于提高灌浆效率。
本实施例中，所述锚头6与灌浆管5的端部固定连接并形成密封；优选所述锚头6为棱锥状或螺旋状，利于所述锚杆本体1更好的***锚孔7及与岩层或土层形成牢固结合。
本实施例中，还包括安装装置，所述安装装置用于向所述锚杆本体1施加轴向力；利于所述锚杆本体1的锚固骨架作用的发挥，利于压实件8对锚孔7口的封堵，利于通过施加轴向力对本锚固装置进行安装；所述安装装置未在图中画出。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种抗拉型锚固装置，其特征在于：包括管状锚杆本体、穿设于所述锚杆本体内的灌浆管和锚头；所述锚杆本体包括锚固段和自由段；所述锚固段包括至少两个锚固分段并相邻锚固分段间设置有用于受压时横向扩张形成外径小于锚孔内径的锚固骨架；所述锚固骨架的各相邻骨架间形成用于浆液流进锚孔的条形孔；所述灌浆管对应锚固骨架处开设有与多个条形孔相对的排浆孔；所述锚头设置于灌浆管的远离自由段端。
2.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述锚固骨架靠近长度方向两端的外缘环切使得各骨架形成缺口部I并于中部外缘环切使得各骨架中部外缘形成缺口部II。
3.根据权利要求2所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述缺口部I的宽度大于缺口部II的宽度；所述缺口部II的缺口深度大于缺口部I的缺口深度。
4.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述多个条形孔的长度方向与锚杆本体的长度方向平行。
5.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述锚固段设置有外螺纹。
6.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述锚杆本体采用可塑性材料制成。
7.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述锚固段和自由段的结合处设置有环形压实件，用于灌浆时形成对锚孔的封堵。
8.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述排浆孔为沿所述灌浆管的周向和长度方向排列设置的多个。
9.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：所述锚头与灌浆管的端部固定连接并形成密封。
10.根据权利要求1所述的抗拉型锚固装置，其特征在于：还包括安装装置，所述安装装置用于向所述锚杆本体施加轴向力。
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