顺口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆

摘要

本发明涉及一种顺口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，它包括底端带有膨胀齿碗的锚杆杆体、中心设有膨胀塞中心孔的膨胀塞及垫台、垫板、螺母。所述垫台与所述垫板上均设有锚杆孔；所述锚杆杆体的顶端依次穿过所述膨胀塞中心孔、所述垫台和所述垫板的锚杆孔与所述螺母连接到一起；所述膨胀塞置于所述膨胀齿碗内。本发明结构简单、成本低廉、施工方便，构建了拉力-压力-栓塞新型复合预应力锚固系统，可防止锚杆连同注浆体从锚孔中拔出，提高了岩土体的稳定性、工程的安全性以及锚固的耐久性。

说明书

技术领域

本发明涉及岩土锚固技术，尤其涉及顺口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆。

背景技术

目前，岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆，将地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆-注浆体-孔壁岩土体力的相互作用，调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，以改善应力状态，保证外部岩土体的稳定，从而确保工程安全的技术。岩土锚固技术的工程应用始于19世纪末，随着其理论和技术的发展，现已推广至矿山、水利、水电、公路、铁路、市政、城建、地质、军工等部门，作为一种较为理想的支护形式，在边坡工程、地下工程、深基坑工程中获得广泛应用，在国民经济重大项目中发挥关键性作用。

岩土锚固不仅受到地层岩性、岩土体结构、地质构造、水文地质、地形地貌等的影响，还可能受到强烈地震的作用，它们均对岩土锚固的安全构成威胁。

在岩土锚固的施工和运行期间，锚杆连同注浆体从锚孔中拔出是最基本、最典型、最普遍的岩土锚固破坏形式，它将导致岩土锚固失效，并给工程安全带来隐患，从而限制锚杆所能提供的锚固力。因而，当岩土体需要提供的锚固力较大时，普通锚杆锚固已不能满足工程的要求，制约着岩土锚固技术应用和发展，如何改善岩土锚固的荷载传递机制，克服普通锚固的弊端，成为提高锚杆锚固力、改善锚固效果的根本途径。

此外，注浆体在锚固初期几乎不能提供锚固力，因而不能适应软弱岩土体开挖后需要立即支护的要求。虽然已有的管缝式锚杆对上述缺点有所克服，锚杆安装后能立即提供锚固力，有利于及时控制岩土体的变形，但锚杆所能提供的锚固力不大；同时，由于软弱岩土体会从管缝式锚杆的管缝中挤入管腔，造成锚固力的降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高和立即提供锚固力，节省材料、施工简便的顺口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆。

为解决上述问题，本发明所述的顺口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，其特征在于：它包括底端带有膨胀齿碗的锚杆杆体、中心设有膨胀塞中心孔的膨胀塞及垫台、垫板、螺母；所述垫台与所述垫板上均设有锚杆孔；所述锚杆杆体的顶端依次穿过所述膨胀塞中心孔、所述垫台和所述垫板的锚杆孔与所述螺母连接到一起；所述膨胀塞置于所述膨胀齿碗内。

所述膨胀齿碗呈口大底小的碗状，其开口向上，即顺口，周向等间隔分布着与碗底相连的齿；所述齿的内表面分布有多个环状平台。

所述膨胀塞呈圆台形，其侧面与所述齿的内表面吻合。

所述锚杆杆体的顶端上设有螺纹。

所述垫板上开有一注浆孔。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明先将锚杆杆体顶端穿过中心带有通孔的膨胀塞，直至将膨胀塞推至锚杆杆体底端所带的膨胀齿碗中，使膨胀塞的圆台侧面与膨胀齿碗齿的内表面吻合，然后随同锚杆杆体安置于钻孔中，直至将锚杆杆体底端所带的膨胀齿碗推至钻孔底，借助套在锚杆杆体上的圆管驱使圆台形的膨胀塞向膨胀齿碗底靠近的同时，挤压膨胀齿碗的齿向四周张开，并压入钻孔孔壁岩土体中，停止对圆管施加推力时，锚杆杆体底端的膨胀塞被膨胀齿碗齿的内表面环状平台卡住，仍然保持膨胀齿碗齿向四周张开栓塞于钻孔孔壁岩土体之中。取出圆管后，在锚杆顶端加上垫板，亦即使锚杆顶端穿过垫板中心的锚杆孔，并拧紧螺母，锚杆杆体即对边坡岩土体施加预应力。

2、本发明通过垫板上注浆孔对钻孔内充填注浆体，固结后的注浆体将与锚杆杆体及其底端的膨胀齿碗，以及膨胀塞紧紧地固结于一体，当边坡岩土体变形时，通过锚杆杆体对边坡岩土体被动产生锚固力。

3、本发明显著地优化和改善了岩土锚固的荷载传递机制，构建了拉力-压力-栓塞新型复合预应力锚固系统，可有效防止锚杆连同注浆体从锚孔中拔出，即锚杆连同注浆体沿着与岩土体的接触界面破坏，显著地改善了岩土加固效果，更好地调动了岩土体的自稳能力，从而提高了岩土体的稳定性和工程的安全性。

4、本发明的注浆体对包裹在其中的锚杆杆体及其底端的膨胀齿碗，以及膨胀塞起到防水、防腐蚀、防锈作用，从而提高了岩土锚固的耐久性。

5、本发明结构简单、成本低廉、施工方便。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明底端的结构示意图。

图3为本发明的锚杆杆体轴截面示意图。

图4为本发明的膨胀塞示意图。

图5为本发明的膨胀塞轴截面示意图。

图6为本发明的膨胀齿碗俯视图。

图7为本发明的膨胀齿碗轴截面示意图。

图中：1—岩土体   2—注浆体   3—钻孔   4—锚杆杆体   5—垫台   6—垫板  7—螺母 8—顶端  9—膨胀塞  10—膨胀齿碗 11—齿  12—孔壁   13—环状平台  14—注浆孔  15—螺纹  16—膨胀塞中心孔。

具体实施方式

如图1~7所示，顺口防止从锚孔中拔出的预应力锚杆，它包括底端带有膨胀齿碗10的锚杆杆体4、中心设有膨胀塞中心孔16的膨胀塞9及垫台5、垫板6、螺母7。垫台5与垫板6上均设有锚杆孔；锚杆杆体4的顶端8依次穿过膨胀塞中心孔16、垫台5和垫板6的锚杆孔与螺母7连接到一起；膨胀塞9置于膨胀齿碗10内。

其中：膨胀齿碗10呈口大底小的碗状，其开口向上，即顺口，周向等间隔分布着与碗底相连的齿11；齿11的内表面分布有多个环状平台13。

膨胀塞9呈圆台形，其侧面与齿11的内表面吻合。

锚杆杆体4的顶端8上设有螺纹15。

垫板6上开有一注浆孔14。

实施例1    ⑴按设计要求对岩土体1钻凿钻孔3，并在钻孔3口处进行垫台5的施工；⑵将锚杆杆体4顶端穿过带膨胀塞中心孔16的膨胀塞9，直至将膨胀塞9推至锚杆杆体4底端所带的膨胀齿碗10中，使膨胀塞9的圆台侧面与膨胀齿碗10齿11的内表面吻合；⑶将膨胀塞9随同锚杆杆体4一起安置于钻孔3中，直至将锚杆杆体4底端所带的膨胀齿碗10推至钻孔3底；⑷采用比锚杆杆体4长的圆管，将其套在锚杆杆体4上，施加推力于圆管，通过圆管驱使圆台形的膨胀塞9向膨胀齿碗10底靠近的同时，挤压膨胀齿碗10的齿11向四周张开，并压入钻孔3孔壁12岩土体1中；                                                停止对圆管施加推力并将其取出，膨胀塞9被膨胀齿碗10齿11的内表面环状平台13卡住，仍然保持膨胀齿碗10的齿11向四周张开栓塞于钻孔3孔壁12岩土体1之中；在锚杆顶端8加上垫板6，亦即使锚杆顶端8穿过垫板6中心的锚杆孔，并拧紧螺母7，锚杆杆体4即对边坡岩土体1施加预应力；通过垫板上注浆孔14对钻孔3内充填注浆体1，固结后的注浆体2将与锚杆杆体4及其底端的膨胀塞9，以及膨胀齿碗10紧紧地固结于一体，当边坡岩土体1变形时，不仅受到锚杆杆体4施加的预应力，同时受到由于边坡岩土体1变形而被动产生的锚固力。

实施例2    ⑴按设计要求对岩土体1钻凿钻孔3，并在钻孔3口处进行垫台5的施工；⑵将锚杆杆体4顶端穿过带膨胀塞中心孔16的膨胀塞9，直至将膨胀塞9推至锚杆杆体4底端所带的膨胀齿碗10中，使膨胀塞9的薄圆台侧面与膨胀齿碗10齿11的内表面吻合；⑶将膨胀塞9随同锚杆杆体4一起安置于钻孔3中，直至将锚杆杆体4底端所带的膨胀齿碗10推至钻孔3底；⑷采用比锚杆杆体4短的圆管，将其套在锚杆杆体4上，然后在锚杆顶端8加上垫板6，亦即使锚杆顶端8穿过垫板6孔，使垫板6压在圆管的上端头，在锚杆顶端8拧上螺母7，随螺母7的拧紧，垫板6对圆管的压力加大，驱使圆台形的膨胀塞9向膨胀齿碗10底靠近的同时，挤压膨胀齿碗10的齿11向四周张开，并压入钻孔3孔壁12岩土体中；拧下螺母7，卸下垫板6，从而停止对圆管施加推力，并将其取出，膨胀塞9被膨胀齿碗10齿11的内表面环状平台13卡住，仍然保持膨胀齿碗10齿11向四周张开栓塞于钻孔3孔壁12岩土体之中；在锚杆顶端8再次加上垫板6，亦即使锚杆顶端8穿过垫板6中心的锚杆孔，并拧紧螺母7，锚杆杆体4即对边坡岩土体1施加预应力；通过垫板上注浆孔14对钻孔3内充填注浆体1，固结后的注浆体2将与锚杆杆体4及其底端的膨胀塞9，以及膨胀齿碗10紧紧地固结于一体，当边坡岩土体1变形时，不仅受到锚杆杆体4施加的预应力，同时受到由于边坡岩土体1变形而被动产生的锚固力。