用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿，外表面有螺紋的纖維筋穿過上連接套，下段與下螺鎖頭螺紋連接，上連接套的內(nèi)徑大于纖維筋外徑，外徑小于錨固孔直徑；一對上連桿和一對下連桿之間鉸接，上連桿的另一端與上連接套下端鉸接，下連桿的另一端與下螺鎖頭的上部鉸接。使用時，先鉆錨孔，將外表面有螺紋的纖維筋截成設(shè)計長度，纖維筋下端旋入下螺鎖頭，底面與下螺鎖頭底面平齊，放入鉆好的錨孔內(nèi)，上連接套上套加力套管，向加力套管加壓，上、下連接桿呈張開狀態(tài)，扎入錨固孔的巖壁中，抽出加力套管灌漿，待漿凝結(jié)。本發(fā)明實現(xiàn)楔緊、擴(kuò)孔和粘接三重錨固，連桿長度可調(diào)，錨頭擴(kuò)展范圍可調(diào)，可適用不同巖層。
【專利說明】用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿。
【背景技術(shù)】
[0002]中、強風(fēng)化巖層在各類建筑基礎(chǔ)工程領(lǐng)域是經(jīng)常面臨的基礎(chǔ)條件。由于此類巖層存在承載力低，巖層變化大和不穩(wěn)定等諸多不利因素，在這樣的自然條件下要實現(xiàn)可靠的基礎(chǔ)錨固，錨固錨桿必須具備小孔徑、低孔深和大錨固力特點。這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)成本低、錨固效率高的目的。
[0003]長期以來在基礎(chǔ)錨固中曾經(jīng)使用較多的是楔塊式錨頭，因為其錨頭的產(chǎn)生楔緊效果的位移擴(kuò)張量太小，在中、強風(fēng)化巖層承載力較低的條件下，存在楔錨力偏小，錨固不可靠等問題，在建筑基礎(chǔ)工程領(lǐng)域已較少應(yīng)用。而較多使用的砂漿錨桿也有單位鉆孔深度錨固力低、工程成本高、不能實現(xiàn)瞬時錨固和施工質(zhì)量不宜控制等問題。所以在巖層錨固領(lǐng)域開發(fā)能夠?qū)⑿ㄥ^、注漿和底部擴(kuò)孔三位一體的多重錨桿，可大大提高中、強風(fēng)化巖層條件下的錨固效果和可靠性。
[0004]長期以來鋼筋都是建筑錨桿桿體的主要用材，錨桿的主要荷載是通過桿體傳遞的，桿體材料性能的優(yōu)劣會直接影響錨固的效果和安全性。由于金屬材料鋼筋自身存在一些難以克服的缺點或局限性，比如銹蝕、比重大和怕酸堿等，這些問題如果處置不當(dāng)，材料的強度會顯著降低，嚴(yán)重的會影響錨固工程的安全。所以尋求其他合適錨桿桿體的替代材料一直是錨固領(lǐng)域探索的方向。環(huán)保纖維材料具有強度高、重量輕、不懼酸堿等特點，并且具有良好的抗電磁性能。用纖維筋替代鋼筋作為錨桿的桿體材料是未來的發(fā)展趨勢，在一些特殊的場合纖維筋可能更具有獨特的應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種能實現(xiàn)了楔緊、擴(kuò)孔和粘接三重錨固，錨固安全可靠；可適用不同巖層，尤其是中、強風(fēng)化巖層的用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿。
[0006]本發(fā)明目的的實現(xiàn)方式為，用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿，外表面有螺紋的纖維筋穿過內(nèi)外表面光滑的上連接套，下段與下螺鎖頭螺紋連接，上連接套的內(nèi)徑大于纖維筋的外徑，外徑小于錨固孔直徑；在纖維筋外圍的一對上連桿和一對下連桿之間鉸接，上連桿的另一端與上連接套下端鉸接，下連桿的另一端與下螺鎖頭的上部鉸接。
[0007]使用本發(fā)明:先在錨固部位鉆直孔到設(shè)計深度，將外表面有螺紋的纖維筋截成設(shè)計長度，纖維筋下端旋入下螺鎖頭，底面與下螺鎖頭底面平齊，用銷軸將上、下連接桿與上連接桿、上、下連接桿之間、下螺鎖頭連接為一體即成纖維筋錨桿；將纖維筋錨桿放入鉆好的錨孔內(nèi)，將加力套管的下端與上連接套接觸，在加力套管的另一端軸向加壓，上連接套沿纖維桿在軸向力的作用下作向下的軸向運動，下壓下連接桿，上、下連接桿呈張開狀態(tài)，沿錨固孔徑向平移，也就錨扎入錨固孔的巖壁中，將錨頭壓緊；加壓完成后，將加力套管從鉆孔中取出；向鉆孔內(nèi)灌注無機(jī)灌漿料漿液，抽出灌漿管。待無機(jī)料凝結(jié)。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、由于采用了大位移擴(kuò)張錨頭，可在較弱的巖層條件下實現(xiàn)高楔緊錨固效果；
[0010]2、結(jié)構(gòu)簡單、安裝快速，可實現(xiàn)即錨即產(chǎn)生直接錨固力；
[0011]3、連桿長度可調(diào)，錨頭的擴(kuò)展范圍可調(diào)，錨桿可適用不同巖層；
[0012]4、實現(xiàn)了楔緊、擴(kuò)孔和粘接三重錨固，錨固更加安全可靠；
[0013]5、采用纖維筋，可適用特殊的工程環(huán)境，尤其是中、強風(fēng)化巖層。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明鉸接錨頭處于收縮狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖，
[0015]圖2是本發(fā)明錨頭在錨固孔底擴(kuò)張狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]參照圖1，外表面有螺紋的纖維筋3穿過內(nèi)外表面光滑的上連接套1，下端與下螺鎖頭螺紋連接，上連接套的內(nèi)徑大于纖維筋3的外徑，纖維筋可沿其軸向無約束地滑移。上連接套的外徑小于錨固孔直徑，在上連接套被施壓時，能軸向無約束地移動。在纖維筋3外圍的一對上連桿2和一對下連桿4之間鉸接，上連桿2的另一端與上連接套2下端鉸接，下連桿4的另一端與下螺鎖頭5的上部鉸接，
[0017]上連桿2與下連桿4均采用等邊角鋼制作，連桿的長度為錨固孔徑的1.5-3倍，可根據(jù)巖石的特性定取，巖石的承載力大，取較小值，反之取較大值。下螺鎖頭5中心加工有與纖維筋3外表面相同規(guī)格的螺紋，下螺鎖頭5外圓柱面直徑略小于錨固孔的直徑，其下部呈圓錐形，錨桿向下移動過程中圓錐體可起導(dǎo)向作用。
[0018]本發(fā)明的桿體為螺旋表面纖維筋3，可在其表面實現(xiàn)螺旋傳動或聯(lián)接。上連接套I為內(nèi)外表面光滑的鋼套。
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的工作過程作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的擴(kuò)孔錨頭相當(dāng)于一組對稱的滑塊連桿機(jī)構(gòu)，下螺鎖頭5為固定點，它與纖維桿底端螺旋連接，旋到位后就固定不動。
[0020]本發(fā)明的安裝使用基本程序如下:先在錨固部位鉆直孔到設(shè)計深度，將外表面螺旋纖維筋3截成設(shè)計長度，下螺鎖頭5旋入纖維筋的底端，纖維筋底面與下鎖頭5底面平齊，用銷軸分別將下連接桿2與下螺鎖頭5、下連接桿2與上連接桿4以及上連接桿4與上連接套I連接為一體。裝好錨頭的纖維筋錨桿放入鉆好的錨孔內(nèi)，將加力套管套入纖維筋錨桿，上連接套管的下端與上連接套I接觸，然后在加力套管的另一端軸向加壓，在外力作用下上連接套I可沿纖維筋軸向無約束的移動，上連接桿下壓下連接桿，呈圖2所示的張開狀態(tài)。下連接桿2與上連接桿4在軸向力的作用下可沿錨固孔徑向平移，扎入錨固孔的巖壁中，上、下連接桿在平移過程中將巖體同時擴(kuò)切出了一定的空間，當(dāng)錨頭壓實后，加壓停止。加力套管從孔中取出；然后向孔內(nèi)灌注無機(jī)灌漿料漿液，開始灌料時將灌料管底端出口置于上連接套I的上部約20cm處，邊灌注邊向上提拉灌注管，使灌注管的出料口始終位于漿液下約500cm處，錨固孔內(nèi)灌滿無機(jī)料并有少量漿液溢出時，則停止灌漿，抽出灌漿管。待無機(jī)料凝結(jié)后錨桿安裝即全部完成。
[0021]本發(fā)明以外表螺紋狀纖維筋作為錨桿的桿體材料，錨桿底部安裝鉸接的上下連接桿，通過外加軸向壓力，上下連接桿可沿錨固孔徑向向外擴(kuò)張，其擴(kuò)張范圍可達(dá)錨固孔孔經(jīng)的數(shù)倍，而且可以根據(jù)錨桿應(yīng)用巖層的承載狀況對應(yīng)調(diào)整，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)高效的目的。錨頭擴(kuò)張過程中也將錨固孔相應(yīng)的巖層擴(kuò)切出了一定的空隙，通過灌漿，空隙部分又形成樹根狀的分枝，進(jìn)一步加強了錨頭的抗拔能力。這樣與一般的砂漿錨桿相比，對于同直徑的錨固孔本發(fā)明的的錨固效率要高出數(shù)倍。也就是說由于鉆小孔起到了大孔的錨固效率，那么同等錨固值鉆孔深度可大幅降低。由于纖維筋比同直徑鋼筋的強大要高出2-3倍，對比常規(guī)錨桿，采用本發(fā)明可以在減小孔經(jīng)和鉆孔深度的情況小實現(xiàn)同樣的錨固效果，而且由于采用了孔張錨頭、底部擴(kuò)切和灌注粘結(jié)材料等工藝，三種錨固方式同時作用，錨固的安全性、可靠性和耐久性更有保障。
【權(quán)利要求】
1.用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿，其特征在于外表面有螺紋的纖維筋穿過內(nèi)外表面光滑的上連接套，下段與下螺鎖頭螺紋連接，上連接套的內(nèi)徑大于纖維筋的外徑，外徑小于錨固孔直徑；在纖維筋外圍的一對上連桿和一對下連桿之間鉸接，上連桿的另一端與上連接套下端鉸接，下連桿的另一端與下螺鎖頭的上部鉸接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿，其特征在于上連桿(2)與下連桿(4)采用等邊角鋼制作，連桿的長度為錨固孔徑的1.5-3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿，其特征在于下螺鎖頭(5)外圓柱面直徑小于錨固孔的直徑，下部呈圓錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中、強風(fēng)化巖層的多分枝大位移擴(kuò)張錨頭纖維筋錨桿，其特征在于上連接套(2)為內(nèi)外表面光滑的鋼套。
【文檔編號】E02D5/74GK103953038SQ201410157290
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】譚瑞山, 彭斌, 王星運, 王禹, 樊煉, 唐曉超 申請人:湖北省電力勘測設(shè)計院