一种中空注浆预应力锚杆及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种中空预应力锚杆及其施工方法，包括中空杆体、锚头、螺母和垫板。其中锚头包括筒状的连接部和若干球缺状壳体组成的扩张部。本发明专利技术中的中空预应力锚杆在施工安装完毕后，其能达到的最大拉力相比于传统的锚杆有了大幅增加，从而提升了由锚杆组成的支护结构的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种中空注浆预应力锚杆及其施工方法
本专利技术涉及土木工程施工工具
，具体的，涉及一种中空注浆预应力锚杆，以及使用该中空注浆预应力锚杆的施工方法。
技术介绍
预应力锚杆是用来加固岩体的工具，可以改善深基坑中排桩的受力，提高边坡的稳定性。在建筑工程、高速公路、铁路及水利工程中常用预应力锚杆来加固高边坡和深基坑四周的土体，此外，也作为隧道初期的支护结构，应用非常广泛。使用时，首先通过钻孔机在松软的岩层或滑动面上进行钻孔，之后把锚杆一端锚固在坚硬的岩层中，然后再另一端利用螺帽来拧紧张拉，从而对土体或岩体施加压力进行加固，提高土体或岩体的稳定性，避免塌方的出现。中空注浆锚杆通常由螺帽、垫板、止浆塞、中空锚杆杆体和锚头组成，使用时先钻出锚杆孔，将杆体和锚头伸入锚杆孔内，之后在锚杆孔内灌注水泥浆，最后进行张拉。中空注浆锚杆的传统施工方法工序多、质量不易保证。施工完毕进行张拉时，经常达不到设计的拉力值，影响支护结构的稳定性。此外，土体中含水层的水会对水泥浆产生稀释，影响水泥浆的强度，同时还会加快锚杆的锈蚀速度，影响支护结构的稳定性。带来不安全因素，严重的会导致施工现场发生冒顶或塌方事故，造成重大损失。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述技术问题而做出的，其目的是提供一种中空注浆预应力锚杆及其施工方法，提高锚杆的锚固力，使得由锚杆组成的支护结构更加稳定。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种中空注浆预应力锚杆，包括中空杆体、锚头、螺母和垫板，所述中空杆体的表面设置有外螺纹，所述锚头设置于所述中空杆体的锚固端，所述螺母和所述垫板设置于所述中空杆体的自由端；所述锚头的一端为若干片球缺状壳体组成的扩张部，另一端为筒状的连接部；所述壳体的一端与所述连接部一体相连，所述壳体的外表面上设置有外凸的齿牙；所述连接部的内壁设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述锚头通过所述连接部套接在所述中空杆体的端部。进一步的，所述中空杆体的锚固端为锥形。进一步的，所述连接部靠近所述扩张部的一侧未设置内螺纹，所述连接部远离所述扩张部的一侧设置有内螺纹，所述连接部无内螺纹段的内径大于所述连接部有内螺纹段的内径。进一步的，在所述中空杆体上靠近所述锚固端的位置设置有限位环，防止所述锚头从所述锚固端脱落。进一步的，所述中空杆体的自由端沿轴向设置有多边形的凹槽，用于配合扳手旋转所述中空杆体。进一步的，在所述中空杆体上1/5至1/2处的一点沿径向设置有出浆孔，所述出浆孔外侧的孔径小于内侧的孔径；在所述出浆孔内设置有与所述出浆孔形状相匹配的孔塞。另一方面，本专利技术还提供了一种中空注浆预应力锚杆的施工方法，采用了上述的中空注浆预应力锚杆，所述施工方法包含如下步骤：S1、在土体的预定部位制作钢筋混凝土圈梁，所述圈梁上预留有锚杆孔孔位，并在所述圈梁上预留通向所述锚杆孔内的注浆孔；S2、在所述锚杆孔孔位内按照预定角度进行钻孔，形成锚杆孔；S3、对所述锚杆孔的底部进行扩孔，形成锚固腔，之后清理所述锚杆孔及所述锚固腔；S4、将所述锚头套装在所述中空杆体的锚固端并伸入所述锚杆孔内，使所述锚头位于所述锚固腔内，在所述中空杆体的自由端依次安装台座、垫板和螺母；S5、旋转所述中空杆体，使得所述锚头的扩张部在所述中空杆体的挤扩下张开，之后通过所述中空杆体的内腔向所述锚固腔及所述锚杆孔的底部灌注水泥浆，直至水泥浆的上层靠近所述出浆孔，停止注浆，形成锚固段；S6、在所述锚固段的水泥强度达到设计值后，对所述锚杆进行张拉，直至拉力达到设计值；S7、通过所述注浆孔向所述锚杆孔内注入水泥浆，直至水泥浆从所述中空杆体的自由端流出，之后停止注浆，形成自由段；S8、封堵所述注浆孔，之后进行封锚。进一步的，所述台座的一个斜面与所述圈梁贴合，所述台座的另一个斜面垂直于所述锚杆。根据上面的描述和实践可知，本专利技术所述的中空注浆预应力锚杆采用了由若干球缺状壳体组成的扩张部，并且在锚杆孔底部设置了扩大的锚固腔，从而提升了锚杆所能达到的拉力上限。此外，在中空杆体的中部设置了出浆孔，改变了传统的注浆方向，能够将锚杆孔内的积水排出，在一定程度上提高了水泥浆的强度，并且保护了锚杆，降低了锚杆的锈蚀速度，提升了锚杆组成的防护结构的安全性能。另外，在相同的设计拉力值下，采用本专利技术所述的中空注浆预应力锚杆，能够降低中空杆体的长度，节省材料的同时，还能减少钻孔的工作量，从而降低了施工成本。附图说明图1为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆在使用时扩张部未张开时的状态。图2为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆在使用时锚固段注浆后的状态。图3为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆在使用时自由段注浆后的状态。图4为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆中的锚头的细部结构。图5为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆的施工流程。图中：1、中空杆体，2、锚头，3、螺母，4、垫板，5、限位环，6、锚杆孔，7、圈梁，8、台座，9、支架；11、凹槽，12、出浆孔，13、孔塞；21、扩张部，22、连接部；61、锚固腔；71、注浆孔。具体实施方式下面将参考附图来描述本专利技术涉及的储能型钢包长水口机械手液压装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本专利技术的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。实施例1图1为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆的扩张部在未张开时的状态。图2为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆的锚固段注浆后的状态。图3为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆二次注浆后的状态。图4为示意图，示出了本专利技术的一个实施例中涉及的中空注浆预应力锚杆中的锚头的细部结构。请参考图1至图4，在该实施例中，所述中空注浆预应力锚杆应用于基坑边坡的防护，所述中空注浆预应力锚杆包括中空杆体1、锚头2、螺母3和垫板4。其中，中空杆体的外径为51mm，内径为35mm，长度为8m，其表面设置有外螺纹。所述中空杆体1的锚固端为锥形；中空杆体1的自由端沿轴向设置有多边形的凹槽11，用于通过扳手旋转所述中空杆体，在该实施例中，所述凹槽11为方形，通过与该凹槽11相匹配的方形扳手能够转动中空杆体1。所述锚头2的一端为若干片球缺状壳体组成的扩张部21，另一端为筒状的连接部22。所述壳体的一端与所述连接部22一体相连，所述壳体的外表面上还设置有外凸的齿牙，以增加扩张部21与锚杆孔内壁的摩擦力。在所述连接部22的内壁上设置有与所述中空杆体1的外螺纹相匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空注浆预应力锚杆，包括中空杆体、锚头、螺母和垫板，其特征在于，/n所述中空杆体的表面设置有外螺纹，所述锚头设置于所述中空杆体的锚固端，所述螺母和所述垫板设置于所述中空杆体的自由端；/n所述锚头的一端为若干片球缺状壳体组成的扩张部，另一端为筒状的连接部；所述壳体的一端与所述连接部一体相连，所述壳体的外表面上设置有外凸的齿牙；所述连接部的内壁设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述锚头通过所述连接部套接在所述中空杆体的端部。/n

【技术特征摘要】
1.一种中空注浆预应力锚杆，包括中空杆体、锚头、螺母和垫板，其特征在于，
所述中空杆体的表面设置有外螺纹，所述锚头设置于所述中空杆体的锚固端，所述螺母和所述垫板设置于所述中空杆体的自由端；
所述锚头的一端为若干片球缺状壳体组成的扩张部，另一端为筒状的连接部；所述壳体的一端与所述连接部一体相连，所述壳体的外表面上设置有外凸的齿牙；所述连接部的内壁设置有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述锚头通过所述连接部套接在所述中空杆体的端部。


2.如权利要求1所述的中空注浆预应力锚杆，其特征在于，所述中空杆体的锚固端为锥形。


3.如权利要求1所述的中空注浆预应力锚杆，其特征在于，所述连接部靠近所述扩张部的一侧未设置内螺纹，所述连接部远离所述扩张部的一侧设置有内螺纹，所述连接部无内螺纹段的内径大于所述连接部有内螺纹段的内径。


4.如权利要求3所述的中空注浆预应力锚杆，其特征在于，在所述中空杆体上靠近所述锚固端的位置设置有限位环，防止所述锚头从所述锚固端脱落。


5.如权利要求1所述的中空注浆预应力锚杆，其特征在于，所述中空杆体的自由端沿轴向设置有多边形的凹槽，用于配合扳手旋转所述中空杆体。


6.如权利要求1所述的中空注浆预应力锚杆，其特征在于，在所述中空杆体上1/5至1/2处的一点沿径向设置有出浆孔，所述出浆孔外侧的孔径...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思谋，刘丽杰，刘思广，杨文蛟，
申请(专利权)人：中冶交通建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11