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一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索及施工方法

阅读：760发布：2020-05-11

专利汇可以提供一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索及施工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索及施工方法，包括位于中空钢管内部的注浆管，注浆管外周包裹有多根钢绞线，注浆管能够在钢绞线包裹的空间内沿其自身轴线方向运动，钢绞线一端与锚固件固定连接，另一端连接锚具，钢绞线的锚固段布设多个支撑环，支撑环所在位置的钢绞线被撑开，支撑环与钢绞线固定连接，使相邻钢绞线形成浆液流出的空隙，钢绞线外周套有多个圆环推盘，圆环推盘转动连接有多个钢刺，中空钢管的管壁上设置有与所述钢刺相匹配的开孔，推盘沿中空钢管轴线方向的运动能够带动钢刺通过开孔伸出至中空钢管外部，使用本发明的锚索，增大了锚固力，锚固效果好。，下面是一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索及施工方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，包括位于中空钢管内部的注浆管，注浆管外周包裹有多根钢绞线，注浆管能够在钢绞线包裹的空间内沿其自身轴线方向运动，钢绞线一端与锚固件固定连接，另一端连接锚具，钢绞线的锚固段布设多个支撑环，支撑环所在位置的钢绞线被撑开，支撑环与钢绞线固定连接，使相邻钢绞线形成浆液流出的空隙，钢绞线外周套有多个圆环推盘，圆环推盘转动连接有多个钢刺，中空钢管的管壁上设置有与所述钢刺相匹配的开孔，推盘沿中空钢管轴线方向的运动能够带动钢刺通过开孔伸出至中空钢管外部。
2.如权利要求1所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述多根钢绞线呈螺旋状分布，包裹在注浆管的外周。
3.如权利要求1所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述圆环推盘包括同轴设置的第一推盘部和第二推盘部，所述第一推盘部的外径大于第二推盘部的外径，第一推盘部和第二推盘部的内径相同，第一推盘部和第二推盘部交界位置处开设有球型凹槽。
4.如权利要求3所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述钢刺包括一体式连接的转动部和刺入部，所述转动部为与所述球型凹槽相匹配的球体，所述刺入部为锥尖状结构。
5.如权利要求1所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述钢刺在圆环推盘上沿圆周均匀设置，且相邻圆环推盘上的钢刺交错设置。
6.如权利要求1所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述开孔的直径大于钢刺的直径，钢刺一端与圆环推盘转动连接，另一端搭设在开孔的孔面上，推盘的运动能够带动钢刺通过开孔伸出中空钢管。
7.如权利要求1所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述适用于软土的伸缩绒刺式锚索还包括垫板，用于设置在锚具和土体外表面之间，锚具能够将垫板压紧在土体外表面。
8.如权利要求1所述的一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，其特征在于，所述中空钢管端部具有锥尖结构，方便将中空钢管插入土体。
9.一种权利要求1-8任一项所述的适用于软土的伸缩绒刺式锚索的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在土体的待锚固位置进行钻孔；
步骤2：将适用于软土的伸缩绒刺式锚索的中空钢管插入步骤1开设的钻孔中；
步骤3：利用注浆管向中空钢管内进行分段注浆，一次注浆过程中，圆环推盘在浆液压力的作用下沿中空钢管轴线向土体外侧的方向运动，圆环推盘带动钢刺伸出中空钢管，并插入土体；
步骤4：待注入的浆液强度达到设定值后，对钢绞线进行预应力张拉，然后利用锚具将钢绞线端部进行固定。
10.如权利要求9所述的适用于软土的伸缩绒刺式锚索的施工方法，其特征在于，所述步骤3中，分段注浆时，注浆管每次向土体外侧方向提起的距离小于或等于两个支撑环之间的距离。

说明书全文

一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索及施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及锚索技术领域，具体涉及一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索及施工方法。

背景技术

[0002] 目前国内外广泛采用锚注支护技术进行软土地区加固。现有的锚索技术应用时，在软土地区锚索施工中，往往会出现因为锚固段锚固力不足导致锚索锚固效果差，或出现注浆锚索注浆效果不好，锚索与注浆体之间的接触面积过小，导致锚索整体抗拔能力较差的现象。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，能够有效提高锚索整体的抗拔能力，增大锚固力，锚固效果好。

[0004] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

[0005] 一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，包括位于中空钢管内部的注浆管，注浆管外周包裹有多根钢绞线，注浆管能够在钢绞线包裹的空间内沿其自身轴线方向运动，钢绞线一端与锚固件固定连接，另一端连接锚具，钢绞线的锚固段布设多个支撑环，支撑环所在位置的钢绞线被撑开，支撑环与钢绞线固定连接，使相邻钢绞线形成浆液流出的空隙，钢绞线外周套有多个圆环推盘，圆环推盘转动连接有多个钢刺，中空钢管的管壁上设置有与所述钢刺相匹配的开孔，推盘沿中空钢管轴线方向的运动能够带动钢刺通过开孔伸出至中空钢管外部。

[0006] 进一步的，所述多根钢绞线呈螺旋状分布，包裹在注浆管的外周。

[0007] 进一步的，所述圆环推盘包括同轴设置的第一推盘部和第二推盘部，所述第一推盘部的外径大于第二推盘部的外径，第一推盘部和第二推盘部的内径相同，第一推盘部和第二推盘部交界位置处开设有球型凹槽。

[0008] 进一步的，所述钢刺包括一体式连接的转动部和刺入部，所述转动部为与所述球型凹槽相匹配的球体，所述刺入部为锥尖状结构。

[0009] 更进一步的，所述钢刺在圆环推盘上沿圆周均匀设置，且相邻圆环推盘上的钢刺交错设置。

[0010] 进一步的，所述开孔的直径大于钢刺的直径，钢刺一端与圆环推盘转动连接，另一端搭设在开孔的孔面上，推盘的运动能够带动钢刺通过开孔伸出中空钢管。

[0011] 进一步的，所述适用于软土的伸缩绒刺式锚索还包括垫板，用于设置在锚具和土体外表面之间，锚具能够将垫板压紧在土体外表面。

[0012] 进一步的，所述中空钢管端部具有锥尖结构，方便将中空钢管插入土体。

[0013] 本发明还公开了一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索的施工方法，包括以下步骤：

[0014] 步骤1：在土体的待锚固位置进行钻孔。

[0015] 步骤2：将适用于软土的伸缩绒刺式锚索的中空钢管插入步骤1开设的钻孔中。

[0016] 步骤3：利用注浆管向中空钢管内进行分段注浆，一次注浆过程中，圆环推盘在浆液压力的作用下沿中空钢管轴线向土体外侧的方向运动，圆环推盘带动钢刺伸出中空钢管，并插入土体。

[0017] 步骤4：待注入的浆液强度达到设定值后，对钢绞线进行预应力张拉，然后利用锚具将钢绞线端部进行固定。

[0018] 进一步的，所述步骤3中，分段注浆时，注浆管每次向土体外侧方向提起的距离小于或等于两个支撑环之间的距离。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] 1.本发明的锚索，注浆后，通过圆环推盘的作用，钢刺能够伸出至中空钢管的外部，并刺入土体中，增大了与土体的接触面积，增强了锚固力，解决了现有的锚索锚固力不强，导致锚固效果差的问题。

[0021] 2.本发明的锚索，圆环推盘将钢刺大部分推入土体后，钢刺还有部分留在中空钢管内，卡住圆环推盘使其不能继续向上移动，钢绞线受拉后，定位支撑环能够卡在圆环推盘的下部，极大的增强了钢绞线与浆液的锚固强度，解决了锚索钢绞线抗拔能力较差的问题。

[0022] 3.本发明的锚索，相邻的圆环推盘上的钢刺交错设置，最大程度的增加了与土体的接触面积，增强了锚固效果。

[0023] 4.本发明的施工方法，分段注浆时，注浆管上提距离小于或等于两个支撑环之间的间距，保证了注浆的密实效果。附图说明

[0024] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

[0025] 图1为本发明实施例1整体结构示意图；

[0026] 图2为本发明实施例1锚索体结构示意图；

[0027] 图3为本发明实施例1钢绞线在注浆管上未撑开位置的截面示意图；

[0028] 图4为本发明实施例1钢绞线在注浆管上撑开位置的主视示意图；

[0029] 图5为本发明图4中的A处截面示意图；

[0030] 图6为本发明实施例1推盘结构主视示意图；

[0031] 图7为本发明实施例1推盘结构俯视示意图；

[0032] 图8为本发明实施例1钢刺结构示意图；

[0033] 图9为本发明实施例2锚索机构施工完成后示意图；

[0034] 其中，1.中空钢管，2.注浆管，3.钢绞线，4.锚固件，5.锚具，6.支撑环，7.圆环推盘，7-1.第一推盘部，7-2.第二推盘部，7-3.球型凹槽，8.钢刺，8-1.转动部，8-2.刺入部，9.开孔，10.方形垫片，11.土体。

具体实施方式

[0035] 正如背景技术所介绍的，现有的注浆锚索注浆效果不好，锚索整体抗拔能力较差，针对上述问题，本申请提出了一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索。

[0036] 本申请的一种典型实施方式实施例1中，如图1-8所示，一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索，包括中空钢管、注浆管、钢绞线、锚固件、锚具、垫板、多个圆环推盘、支撑环及钢刺，所述钢绞线、锚固件、锚具及垫板共同构成锚索体。

[0037] 所述中空钢管1采用注浆钢花管，可根据实际工程需要选择不同型号的注浆钢花管作为中空钢管。所述中空钢管的底端为锥尖状结构，方便插入土体中，所述注浆管、钢绞线、锚固件、圆环推盘、支撑环及钢刺位于中空钢管的内部空腔中，。

[0038] 所述注浆管2为中空管，端部与注浆泵连接，用于向中空钢管内注入浆液，所述注浆管设置在中空钢管内部，与中空钢管同轴设置，所述钢绞线3具有多根，包裹在注浆管的外周面上，多根钢绞线呈螺旋状分布，覆盖注浆管的外周面，钢绞线伸入中空钢管的端部利用锚固件4进行固定，所述锚固件采用现有的圆柱型的钢绞线用锚固件即可，其具体结构在此不进行详细叙述。所述钢绞线伸出土体部分用锚具连接，锚具5采用现有的锚具即可，其具体结构在此不进行详细叙述，注浆管位于钢绞线形成的内部空间中，且能够在所述空间中沿其自身轴线方向运动。

[0039] 所述钢绞线锚固段L2布设多个支撑环6，支撑环与中空钢管及注浆管同轴设置，支撑环沿注浆管轴线方向设置，相邻支撑环间隔设定距离，支撑环所在位置的钢绞线被撑开，相邻钢绞线形成空隙，用于浆液的流出，钢绞线被支撑环撑开的部位形成菱形结构，且支撑环外侧面与钢绞线内侧面焊接固定。

[0040] 所述钢绞线的锚固段设有多个圆环推盘7，圆环推盘套在钢绞线的外周，圆环推盘设置在相邻两个支撑环之间，最底端的圆环推盘设置在最底端的支撑环和锚固件之间，相邻圆环推盘的间隔距离与相邻支撑环的间隔一致，所述圆环推盘包括同轴设置的第一推盘部7-1和第二推盘部7-2，所述第二推盘部的外径大于第一推盘部的外径，第一推盘部和第二推盘部的内径相同，所述第一推盘部和第二推盘部交界位置处沿圆周均匀设置有四个球型凹槽7-3，推盘通过球型凹槽与钢刺转动连接。

[0041] 所述钢刺8包括一体式连接的转动部8-1和刺入部8-2，所述转动部采用与球型凹槽相匹配的球体，其尺寸略小于球型凹槽的尺寸，所述刺入部采用锥尖结构。所述球体嵌入所述球型凹槽中，能够在球型凹槽中转动。

[0042] 所述中空钢管的管壁上设置有与所述钢刺相匹配的开孔9，所述开孔的直径大于刺入部最大截面的直径，且小于转动部直径，所述刺入部一端通过转动部与推盘转动连接，另一端搭设在开孔的孔面上，推盘沿钢绞线的轴线方向运动，钢刺能够相对于推盘转动，从而通过开孔伸出至中空钢管外部。

[0043] 本实施例中，相邻圆环推盘上的钢刺交错设置，即不同圆环推盘的钢刺在同一水平面上的投影不重合。

[0044] 所述垫板采用方形垫片10，用于贴紧土体外表面设置，锚具能够与钢绞线伸出中空钢管的端部固定连接并将垫板压紧在土体的外侧面上，本实施例中，所述锚具采用锥台状结构。

[0045] 实施例2：

[0046] 本实施例公开了一种适用于软土的伸缩绒刺式锚索的施工方法：预先对所述的锚索机构进行组装，将预先制作好的注浆管、钢绞线、锚固件、圆环推盘及钢刺放入中空钢管内，使钢刺的一端搭设在中空钢管管壁开孔的孔面上，完成整个锚索机构的预先组装，如图9所示，施工包括以下步骤：

[0047] 步骤1：根据实际施工需要，在土体11表面待锚固位置钻孔。

[0048] 步骤2：将预先组装好的锚索的中空钢管插入钻孔中。

[0049] 步骤3：将注浆管与注浆泵接通，通过注浆管向中空钢管内进行分段注浆，具体的，注浆管初始位置位于中空钢管的底端，注浆管向中空钢管底端注浆，在注入浆液的压力下，最底端的圆环推盘向土体外侧的方向运动，带动钢刺通过开孔伸出中空钢管，直至钢刺在开孔和圆环推盘的作用下无法继续运动，当注浆压力达到设定值时，停止该段的注浆，注浆管向土体外侧上提，采用相同的方法进行第二段的注浆，浆液推动圆环推盘运动，使钢刺伸出中空钢管插入土体中，采用相同的方法，完成注浆管的多段注浆，直至圆环推盘所连接的钢刺均插入土体中。

[0050] 步骤4：待注入的浆液达到设定强度后，对钢绞线进行预应力张拉，然后套入垫板和锚具，利用锚具将垫板压紧在土体的外侧面上，将锚具与钢绞线进行固定连接。

[0051] 步骤3中，注浆管上提的距离小于或等于相邻两个支撑环之间的距离，保证了注浆的密实效果。

[0052] 本实施例中，定义锚索的钢绞线的锚固段长度为L2，锚索的自由段长度为L1，中空钢管的外径为d，钢刺伸出至中空钢管外部的端部与中空钢管外表面的垂直距离为△d，则本实施例的锚索机构相对于传统的锚索机构与土体的接触面积从A1＝πd增加到A2＝π(d+2△d)，则锚固力相对于传统锚索机构由F1＝πdL2μ增加到F2＝π(d+2△d)L2μ，增加的锚固力为△F＝F2-F1＝2π△dL2μ，其中μ为土体的摩擦系数，采用本实施例的锚索机构，有效增加了锚固力，锚固效果好。

[0053] 同时，钢刺插入土体后，部分还留在中空钢管内，卡住圆环推盘使其不能继续移动，同时支撑环位置处钢绞线形成的菱形结构能够限制圆环推盘的运动，增强了钢绞线与浆液的锚固作用，解决了钢绞线抗拔能力较差的问题。

[0054] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

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