一种应力控制多级张开式锚杆及锚固施工方法技术

本发明专利技术公开了一种应力控制多级张开式锚杆及锚固施工方法。应力控制多级张开式锚杆，包括螺杆，其锚固端固定有底座；自由端穿有托盘，托盘到自由端的端部之间的螺杆为自由段，托盘与底座之间的螺杆构成锚固段；自由段上旋有调节螺母；所述的锚固段上套有套管；套管上开有M条与所述螺杆轴向平行的伸缩缝，以使伸缩缝之间形成M个条带；在每个条带上开设有Z个凹槽；同一个条带上的相邻两凹槽分别开设在所述套管的内壁和外壁上，呈交错分布。它具有锚固效果好、使用量少、工艺要求较低、抗拔力强等优点。该锚固施工方法包括组装锚杆、清理场地、钻孔、清孔、安置锚杆、施加压力、注浆等步骤，具有施工速度快且工艺流程简单等优点。

Stress controlled multi-stage open type anchor rod and anchoring construction method

The invention discloses a stress control multi-stage opening anchor rod and an anchoring construction method. Stress control multistage open bolt, including screw, the anchor end is fixed with the base; the free end in a tray and tray to screw between the free ends of the free section, between the tray and the base of the screw anchorage section; free section is screwed on the adjusting nut; the anchoring section set there are arranged on the casing; casing M with the screw axial parallel joints, so that the joints formed between M bands; in each strip is provided with a Z groove; with a strip of two adjacent grooves are respectively arranged on the casing inner wall and the outer wall, a staggered distribution. The utility model has the advantages of good anchoring effect, less use, low technical requirement, strong pulling force and the like. The anchor construction method comprises the steps of assembling anchor bolts, clearing sites, drilling holes, clearing holes, placing anchor bolts, applying pressure, grouting, etc. the utility model has the advantages of fast construction speed, simple process flow, etc..

【技术实现步骤摘要】
一种应力控制多级张开式锚杆及锚固施工方法
本专利技术属于锚杆支护领域，具体涉及一种应力控制多级张开式锚杆及锚固施工方法。
技术介绍
锚杆在当今建设工程中已广泛应用，锚杆支护是边坡、岩土深基坑等地表工程及隧道、采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式。常见的锚杆形式为：压力型锚杆、拉力型锚杆、预应力锚杆、压力分散型锚杆和拉力分散型锚杆等。但这种不同类型的锚杆都存在各自的局限性，无法做到兼顾承载力要求和稳定经济性，同时又能施工合理方便。一般类型锚杆支护是利用钻孔机械在需要支护位置钻孔，然后将锚杆放置在钻孔中，通过灌注砂浆方式，与锚杆形成锚固体，从而提高土体承载力克服抗拉不足，达到加固支护作用，同时也就决定锚杆的抗拔承载力取决于三个方面：锚杆自身强度、锚杆与注浆体之间包裹摩擦力以及锚固体与土体之间的摩阻力。传统类型的锚杆为增加锚固效果，只能通过增加锚固段长度，加密锚杆数量，提高砂浆强度等措施，往往具有以下缺点：1、锚固段过长从而使锚杆长度过长，不经济且增加锚固力效果一般。2、锚杆往往设置太密集，施工不方便，浪费材料且稳定性不佳。3、砂浆强度要求较高，成本较高，砂浆强度增加锚固性能有限，且要求较高的施工工艺。4、锚杆结构过于简单，抗拔力不足。5、施工较为复杂，施工速度较慢。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种锚固效果好、使用量少、工艺要求较低、抗拔力强的应力控制多级张开式锚杆，并对应提供一种施工速度快且工艺流程简单的锚固施工方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种应力控制多级张开式锚杆，包括螺杆，所述螺杆的一端为锚固端，另一端为自由端；所述的锚固端固定有与所述螺杆垂直的底座；所述的自由端穿有与所述螺杆垂直的托盘，所述的托盘到自由端的端部之间的螺杆为自由段，所述的托盘与底座之间的螺杆构成锚固段；所述的锚固段上套有套管；所述套管上开有M条两端封闭的纵向设置的伸缩缝，以使伸缩缝之间形成M个条带；在每个所述条带上开设有Z个相互平行的横向设置的凹槽；同一个条带上的相邻两凹槽分别开设在所述套管的内壁和外壁上，呈交错分布；其中：M≥4，Z为≥3的奇数；所述的自由段上旋有调节螺母，用于调节自由段的长度并压缩套管张开。进一步，所述的套管有N节并顺次套在螺杆的锚固段上，相邻两节套管之间焊接或铆接在一起；其中N＞2。进一步，在所述的螺杆上还间隔设置有若干个对中支架，所述对中支架的两端关于锚杆的轴对称并支撑在所述套管的内壁上，用以使螺杆的轴线与套管的轴线重合。进一步，在所述的托盘与调节螺母之间的自由段上，还套有受压垫板。进一步，在每个条带上的凹槽的个数为3个，且位于中间的凹槽开设在所述套管的内壁上。进一步，所述凹槽的深度为套管的壁厚的1/3~1/2；各所述套管上的凹槽的深度按距离所述底座的距离从近到远依次递减。更进一步，相邻两套管的伸缩缝的位置相互交错。进一步，所述底座呈凸字形，靠近所述套管的一侧的直径与套管的内壁直径相同并攻有螺纹，用于与套管连接；另一侧的直径小于用于锚固的锚固孔的直径且大于套管的外壁直径。9、根据权利要求1-5任一所述的应力控制多级张开式锚杆，其特征在于，所述条带在所述的凹槽处断开，并由铰接件铰接在一起。一种利用上述应力控制多级张开式锚杆的锚固施工方法，包括以下步骤：1）组装锚杆：将底座与螺杆焊接，再将N节套管之间焊接，将套管与底座连接，使套管与螺杆的轴线重合。2）清理场地：在坡面上确定锚固位置，并清理锚固位置周围的场地。3）钻孔：锚固位置钻孔，并使钻出的锚固孔的轴向与钻孔的坡面垂直。4）清孔：对钻出的锚固孔进行清理，以将钻孔内杂物清除。5）安置锚杆：在锚固孔底部注入部分混凝土浆，待其凝固后，将应力控制多级张开式锚杆居中放入钻孔；将托盘和受压垫板依次从自由端套入螺杆，再从自由端拧入调节螺母。6）施加压力：旋紧调节螺母或使用压力机械对受压垫板施加压力，使压力通过托盘传递至套管，使各节套管的条带按距离所述底座的距离从近到远的顺序在凹槽处弯折并张开，以插入锚固孔周围的土体。持续施加压力直至N节套管上的条带完全张开并插入土体，以达到扩孔和勾爪作用；然后固定调节螺母。7）注浆：在套管与锚固孔之间注入混凝土浆，即完成锚固施工。与现有的技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的应力控制张开式锚杆，能够有效提高锚固段的锚固力，减少锚固段长度，从而缩短锚杆长度。2、本专利技术的应力控制张开式锚杆，在压力作用要求在张开插入土体，并可以自锁与土体中，能够增强自身与土体之间的锚固力从而降低对锚固体与土体摩阻力的要求，降低对浆液强度的要求，也减少浆液的用量。3、本专利技术的应力控制张开式锚杆采用了可以任意组合的多级可控张开的抗拔装置，且加工制作简单现场组织方便，满足不同锚固要求，适用范围广。4、本专利技术的应力控制张开式锚杆，大大增强底部及周身抗拔力，并且实现可控张开扩孔的目的，可根据实际需要自由决定张开扩孔位置，明显提高锚固效果。5、本专利技术的应力控制张开式锚杆，锚固影响范围较大，且锚固效果更佳良好，使锚杆布设在满足锚固要求前提下可较为稀疏，减小钻孔对整体结构稳定性的影响。6、本专利技术提供的锚固施工方法造价低、施工方便快捷。附图说明图1为应力控制张开式锚杆的处于未压缩状态时的结构示意图；图2为应力控制张开式锚杆的处于压缩状态时的结构示意图；图3为应力控制张开式锚杆的套管管壁凹槽示意图；图4为应力控制张开式锚杆的套管管壁铰接示意图；图5为单节套管开缝凹槽部位结构示意图；图6为图1的正视图；图7为实施例2的锚固实例示意图。附图中：1—螺杆；2—套管；3—调节螺母；4—托盘；5—底座；6—受压垫板；7—伸缩缝；8—凹槽；9—对中支架。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。一、一种应力控制多级张开式锚杆，如图1-6所示，包括螺杆1，所述螺杆1的一端为锚固端，另一端为自由端；所述的锚固端固定有与所述螺杆1垂直的底座5；所述的自由端穿有与所述螺杆1垂直的托盘4，所述的托盘4到自由端的端部之间的螺杆1为自由段，所述的托盘4与底座5之间的螺杆1构成锚固段；所述的锚固段上套有套管2；所述套管2上开有M条与所述螺杆1轴向平行的伸缩缝7，以使伸缩缝7之间形成M个条带；在每个所述条带上开设有Z个相互平行且与所述螺杆1轴向垂直的凹槽8；同一个条带上的相邻两凹槽8分别开设在所述套管2的内壁和外壁上，呈交错分布；其中：M≥4，Z为≥3的奇数；所述的自由段上旋有调节螺母3，用于调节自由段的长度并压缩套管2张开。具体使用时，套管2与底座5可以设计为可拆卸连接，这样可以方便安装；底座5与螺杆1通过焊接固定，套管2与托盘4接触即可。所述套管2厚度满足一定强度要求，在一定压力作用下可弯折张开，在弯折之后能继续承受轴向荷载不至断裂。每节套管2开缝长度应按张开时直径大于钻孔直径一倍左右标准，按实际情况取值。凹槽8的数目为Z为≥3的奇数，通常将处于中间的一个凹槽8开设在套管2的内壁，与该凹槽8相邻的两个凹槽8开设在套管2的外壁，这样在受压时，条带会在开槽处弯折从而使弯折点和弯折后的形状可控，具体而言：位于中间的凹槽8处会向外弯折，与之相邻的两个凹槽8会向内弯折，两个相邻的凹槽8之间的条带呈直线型，这样不仅可以使弯折后的条带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应力控制多级张开式锚杆，包括螺杆，所述螺杆的一端为锚固端，另一端为自由端；其特征在于，所述的锚固端固定有与所述螺杆垂直的底座；所述的自由端穿有与所述螺杆垂直的托盘，所述的托盘到自由端的端部之间的螺杆为自由段，所述的托盘与底座之间的螺杆构成锚固段；所述的锚固段上套有套管；所述套管上开有M条两端封闭的纵向设置的伸缩缝，以使伸缩缝之间形成M个条带；在每个所述条带上开设有Z个相互平行的横向设置的凹槽；同一个条带上的相邻两凹槽分别开设在所述套管的内壁和外壁上，呈交错分布；其中：M≥4，Z为≥3的奇数；所述的自由段上旋有调节螺母，用于调节自由段的长度并压缩套管张开。

【技术特征摘要】
1.一种应力控制多级张开式锚杆，包括螺杆，所述螺杆的一端为锚固端，另一端为自由端；其特征在于，所述的锚固端固定有与所述螺杆垂直的底座；所述的自由端穿有与所述螺杆垂直的托盘，所述的托盘到自由端的端部之间的螺杆为自由段，所述的托盘与底座之间的螺杆构成锚固段；所述的锚固段上套有套管；所述套管上开有M条两端封闭的纵向设置的伸缩缝，以使伸缩缝之间形成M个条带；在每个所述条带上开设有Z个相互平行的横向设置的凹槽；同一个条带上的相邻两凹槽分别开设在所述套管的内壁和外壁上，呈交错分布；其中：M≥4，Z为≥3的奇数；所述的自由段上旋有调节螺母，用于调节自由段的长度并压缩套管张开。2.根据权利要求1所述的应力控制多级张开式锚杆，其特征在于，所述的套管有N节并顺次套在螺杆的锚固段上，相邻两节套管之间焊接或铆接在一起；其中N＞2。3.根据权利要求1所述的应力控制多级张开式锚杆，其特征在于，在所述的螺杆上还间隔设置有若干个对中支架，所述对中支架的两端关于锚杆的轴对称并支撑在所述套管的内壁上，用以使螺杆的轴线与套管的轴线重合。4.根据权利要求1所述的应力控制多级张开式锚杆，其特征在于，在所述的托盘与调节螺母之间的自由段上，还套有受压垫板。5.根据权利要求1所述的应力控制多级张开式锚杆，其特征在于，在每个条带上的凹槽的个数为3个，且位于中间的凹槽开设在所述套管的内壁上。6.根据权利要求2所述的应力控制多级张开式锚杆，其特征在于，所述凹槽的深度为套管的壁厚的1/3~1/2；各所述套管上的凹槽的深度按距离所述底座的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢谅，杨东，智贤平，王宗建，刘汉龙，胡世兴，
申请(专利权)人：重庆大学，重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50