一种囊袋式注浆锚杆制造技术

本发明专利技术公开了一种囊袋式注浆锚杆，涉及工程地质技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种囊袋式注浆锚杆


[0001]本专利技术涉及工程地质
，具体是一种囊袋式注浆锚杆
。

技术介绍

[0002]岩土工程的研究对象是复杂地质体，在漫长的地质年代里，由于地质构造运动
、
自然风化和人类活动等作用，形成了大量诸如断层
、
层理
、
节理
、
软弱夹层
、
溶沟
、
溶槽等地质缺陷
。
在一定的时间和条件下，岩土体可能处于相对稳定的平衡状态；若条件改变，原有的平衡状态就可能遭到破坏，如在岩土工程开挖与施工过程中，其原有应力场重新分布，从而导致岩土体发生变形，进而产生坍落
、
塌陷
、
岩崩
、
滑坡及地面沉降等地质灾害
。
[0003]为预防和治理此类灾害，工程上常将一种受拉杆件埋入岩土体，用以调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，这种受拉杆件称为锚杆或锚索
(
以下统称为锚杆
)
，其所起的作用即为锚固，如图1所示
。
运用数学
、
力学和工程材料等科学知识解决岩土工程中的锚固设计
、
计算
、
施工和监测等方面问题的技术和工艺称为锚固工程
。
[0004]锚杆施工通常是将制好的杆柱打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中，利用其头部
、
杆体的特殊构造和尾部托板，或依赖于粘结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果
、
组合梁效果
、
补强效果，以达到支护的目的
。
传统锚杆是依靠锚固段与周围土体粘结力和侧摩阻来提供荷载，所以锚固力的大小取决于有效的锚固段长度
。
但锚固段就的长度不能无限延伸，这就决定了传统锚杆可提供的单锚荷载是有限的
。
囊袋式锚杆作为一种较新的技术，被广泛应用于基础抗浮工程中
。
囊袋式抗浮锚杆的端头锚固段采用囊袋式扩大头，传力及受力机理科学合理，与传统的扩大头锚杆相比，其单根锚杆抗拔力大大加强，有效地减少了锚杆数量，节约材料
、
绿色环保，具有良好的社会效益和经济效益
。
囊袋式抗浮锚杆的基本结构式由高强钢筋构成的普通锚固段和带有囊式膨胀挤扩体的端部扩体段组成，其各组成部分如图2所示
。
将囊袋式抗浮锚杆置入钻孔中的预设位置后，通过预设的分离式注浆管，向囊袋内注入一定配合比的水泥浆；随着浆体的注入，钻孔内的囊袋逐渐向预设的形状膨胀，同时，囊体周围土体和浆液逐渐被挤密
。
在经过挤密后，根据土体的密度
——
有效应力
——
抗剪强度的对应原则，囊体周围土体的强度提高，从而在膨胀水泥浆挤扩体的端承效应下，大大提高单根锚杆的极限承载力（“囊袋式抗浮锚杆支护施工技术”，魏小强等，地基基础，
2016
年）
。
[0005]扩大头囊式锚杆的主要荷载来自于扩体锚固的端承效应，其技术的先进性主要体现在独特的封闭囊体中，采用高压注浆工艺将水泥浆注入囊体，囊体逐渐向预设的形体膨胀，囊体周围土体和浆液逐渐被压密，土体挤密区范围不断扩大，可以达到囊体膨胀后直径的2倍范围（“扩大头囊式锚杆的研究与工程实践”，沈刚，智能城市，
2018
年）
。
[0006]然而，撇开制造成本等因素，囊袋式注浆锚杆还存在一些需要克服的技术问题
。
首先，囊袋式注浆锚杆由于囊袋的存在，锚杆体的受力情况更加负责，锚杆体的变形更加难以控制
。
这是因为设置了囊袋后，影响了锚杆体整体的平直性和光滑度，尤其是有些囊袋锚杆在一根锚杆体上设置多个囊袋（譬如周梦楚等人在“多囊袋
GFRP
锚杆抗拔力计算和影响因
素分析”中提到的多囊袋锚杆结构，如图3所示）
。
其次，由于设置了囊袋并通过注浆的形式使囊袋膨胀，则膨胀后的囊袋本身又会对锚杆体施加力，则锚杆体的变形更为复杂
。
其次，由于设置囊袋后要对囊袋进行注浆通常都采用另外设置的注浆管进行，这样一来导致锚杆的外设部件过多增加了置入的难度，而来也难以确保注浆管在工作中不被破坏
。
另外，囊袋式注浆锚杆通常都采用了扩大而沉重的端头结构，端头结构自身若不能得到锚固，锚杆整体的稳固性也欠佳
。
因此，对现有的囊袋式注浆锚杆进行改进使其能够克服以上问题，是一项有十分重大意义的工作
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于针对现有技术中的囊袋式锚杆存在的如锚杆体的变形及端头结构自身的锚固等问题，提供一种囊袋式注浆锚杆
。
[0008]本专利技术采用如下技术思路和优选的技术方案实现专利技术目的：
1、
囊袋的连接设计：将囊袋式注浆锚杆的囊袋设计成为采用一个螺纹套筒作为承载体的结构，然后将囊袋与该螺纹套筒加工成为整体，通过将该螺纹套筒套合在锚杆本体上，同时设计锚杆本体与螺纹套筒之间供浆液流通的通道后，就实现了囊袋与锚杆本体的结合
。
[0009]在以上设计中，又遇到如下的问题：首先，囊袋套筒的结构设计如何能够确保锚杆本体设置的注浆孔中的浆液顺利注入到囊袋中
。
其次，囊袋安装的时候如何保证囊袋套筒的套合位置能够恰好便于注浆孔中的浆液顺利注入到囊袋中
。
第三，端头锚固件如何设计才能保证端头结构的锚固稳定性
。
[0010]为了解决这一系列技术问题，本专利技术提出了以下一些新的思路
。
[0011]将锚杆本体设计为由普通锚固段和端部扩体段构成的结构，其中，普通锚固段为光面结构，端部扩体锚固段为螺纹结构
。
在端部扩体锚固段设置有囊袋，囊袋的数量至少为一个
。
囊袋的设计方法，可以与锚杆本体进行一体化设计，如将其直接锚固在锚杆本体之上，或者，采用分体式设计，将囊袋用一个囊袋套筒与锚杆本体进行连接，囊袋套筒采用金属或者橡胶或者
PCV
等材料制成，其内径与锚杆本体的端部扩体锚固段的外径匹配，其内设有内螺纹，也同样与锚杆本体的端部扩体锚固段的外螺纹匹配
。
囊袋采用橡胶等材料制成，与囊袋套筒通过粘结剂粘结成为整体
。
囊袋在注入灌浆浆液后膨胀，从而形成端部扩体锚固段
。
[0012]在这种总体思路下，囊袋套筒与锚杆本体的连接以及定位方式是这样的：在锚杆本体的端部扩体锚固段上预估连接囊袋的位置钻设若干个溢浆孔，这些溢浆孔与锚杆本体内部的注浆孔连通，用于使注浆浆液通过溢浆孔向外溢出
。
而相应的，囊袋套筒上设置有注浆槽，该注浆槽设置在囊袋套筒内侧并与囊袋自身的空间相通，在安装的时候使囊袋套筒沿锚杆本体的端部扩体锚固段的螺纹移动，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种囊袋式注浆锚杆，其特征在于：包括由光面结构的普通锚固段（
11
）和螺纹结构的端部扩体段（
12
）构成的锚杆本体（1）；端部扩体段（
12
）上设置有至少一个囊袋（3）；普通锚固段（
11
）的端头设有导向头（2）；端部扩体段（
12
）的端头设有锚头组件（4），锚头组件（4）上设有端头锚固件（5）
。2.
根据权利要求1所述的囊袋式注浆锚杆，其特征在于：所述囊袋（3）包括在其内部设置的囊袋套筒（
33
），囊袋套筒（
33
）与端部扩体段（
12
）螺纹连接；囊袋（3）在注入灌浆浆液后可膨胀
。3.
根据权利要求2所述的囊袋式注浆锚杆，其特征在于：所述锚杆本体（1）的内部设有注浆孔（
14
），端部扩体段（
12
）上设有若干个溢浆孔（
13
），溢浆孔（
13
）与注浆孔（
14
）连通；囊袋套筒（
33
）上设置有与囊袋（3）相连通的注浆槽（
35
），在锚杆本体（1）上转动囊袋套筒（
33
），可使注浆槽（
35
）与溢浆孔（
13
）位置对应
。4.
根据权利要求3所述的囊袋式注浆锚杆，其特征在于：在锚杆本体（1）上设有锚杆颜色标记（
17
），囊袋（3）或囊袋套筒（
33
）上设有囊袋套筒颜色标记（
36
）；在锚杆本体（1）上转动囊袋套筒（
33
），锚杆颜色标记（
17
）与囊袋套筒颜色标记（
36
）对齐时，注浆槽（
35
）与溢浆孔（
13
）位置对应
。5.
根据权利要求1所述的囊袋式注浆锚杆，其特征在于：所述锚头组件（4）包括固定在锚杆本体（1）端部的挡泥板（
45
），锚杆本体（1）的端部从挡泥板（
45
）穿出并设置有转动头（
15
）
。6.
根据权利要求5所述的囊袋式注浆锚杆，其特征在于：所述锚头组件（4）包括至少两个
L
型板（
46<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黔飞，杨进军，陈兵，董伟，
申请(专利权)人：中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：