專利名稱：一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿及其安裝使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖土錨固工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿及其安裝使用方法。
背景技術(shù)：
預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)是邊坡、巖土深基坑等地面工程及隧道、采場(chǎng)等地下硐室施工中常見的一種圍巖加固支護(hù)方式。通過施加主動(dòng)的預(yù)應(yīng)力，預(yù)應(yīng)力錨桿能及時(shí)控制錨固區(qū)圍巖的離層、滑動(dòng)、裂隙張開，使圍巖處于受壓狀態(tài)，抑制圍巖的變形與破壞。目前，我國資源開發(fā)正逐步向深部巖體發(fā)展，深部巖體具有埋深大、地應(yīng)力高的特點(diǎn)，巖體開挖卸荷后容易出現(xiàn)圍巖片幫、板裂化破壞嚴(yán)重的現(xiàn)象，有時(shí)甚至發(fā)生巖爆等破壞力極強(qiáng)的災(zāi)害。工程實(shí)踐表明，現(xiàn)有普通的預(yù)應(yīng)力錨桿在高地應(yīng)力條件下，難以抑制圍巖裂隙的擴(kuò)展、控制巖體變形效果差，不能滿足高地應(yīng)力條件下巖體開挖支護(hù)的要求。 中國專利公開號(hào)CN201802429U，公告日期2011年4月20日，發(fā)明名稱“脹殼式中孔排氣注漿預(yù)應(yīng)力錨桿”，該申請(qǐng)案公開了一種脹殼式中孔排氣注漿預(yù)應(yīng)力錨桿，該錨桿的前端是內(nèi)錨固段，后端是外錨固段，錨桿體的中心開有灌漿孔，在灌漿孔壁上設(shè)有排氣孔，在內(nèi)錨固段的外壁粘貼有脹殼，在錨桿體上位于脹殼的后端套裝彈簧和托環(huán)。這種預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨固段上的脹殼與鉆孔內(nèi)壁有效接觸面積小，可施加的預(yù)應(yīng)力小，并且當(dāng)巖體受到震動(dòng)沖擊時(shí)，錨桿錨固力穩(wěn)定性不足。中國專利公開號(hào)CN102094421A，
公開日期2011年6月15日，發(fā)明名稱“一種預(yù)應(yīng)力錨桿和使用該預(yù)應(yīng)力錨桿的施工方法”，該申請(qǐng)案公開了一種預(yù)應(yīng)力錨桿和使用該預(yù)應(yīng)力錨桿的施工方法，該預(yù)應(yīng)力錨桿包括一端具有圓錐狀的擴(kuò)大頭的圓柱狀圓管，以及沿該圓管軸向擴(kuò)展的桿體，該桿體在圓管被灌入水泥漿之后插入到圓管中，桿體分為自由段和非自由段，桿體非自由鍛與水泥漿直接接觸以形成所述桿體的錨固段，而桿體自由段不與水泥漿直接接觸以便通過桿體進(jìn)行張拉來施加預(yù)應(yīng)力。這種預(yù)應(yīng)力錨桿的桿體自由段長度為桿體總長度的1/3到1/2，錨桿內(nèi)錨固段長度過大，錨固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。中國專利公開號(hào)CN100370081C，
公開日期2008年2月20日，發(fā)明名稱“一種脹殼錨固頭及錨桿”，該申請(qǐng)案公開了一種脹殼錨固頭及錨桿，由脹殼內(nèi)楔和脹殼外楔組成，夕卜楔套在內(nèi)楔上，脹殼內(nèi)楔為底面大而頂面小的、帶空腔的中空?qǐng)A臺(tái)體，空腔與頂面、底面連通；脹殼外楔為帶空腔的中空?qǐng)A柱體，空腔與頂面、底面連通，脹殼外楔上的開口槽在外楔表面上相互垂直，方向相反的將外楔分為若干個(gè)瓣片。利用這種脹殼錨固頭及錨桿進(jìn)行錨固支護(hù)時(shí)，不能根據(jù)實(shí)際支護(hù)要求進(jìn)行內(nèi)錨固段的錨固設(shè)計(jì)，容易給錨固工程造成浪費(fèi)或產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)。工程實(shí)踐表明，現(xiàn)有普通的預(yù)應(yīng)力錨桿難以滿足高地應(yīng)力條件下，巖體開挖支護(hù)的要求，主要存在以下不足(I)現(xiàn)有普通的預(yù)應(yīng)力錨桿可提供的錨固力不足，可施加的預(yù)應(yīng)力值偏低，錨桿桿體強(qiáng)度不能得到有效利用；在低預(yù)應(yīng)力條件下，預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)產(chǎn)生的圍巖內(nèi)部有效壓應(yīng)力區(qū)范圍小，而且孤立分布，沒有連成整體，預(yù)應(yīng)力錨桿的主動(dòng)支護(hù)作用不能充分體現(xiàn)。(2)采用粘結(jié)式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿(如樹脂內(nèi)錨頭錨桿，水泥砂漿內(nèi)錨頭錨桿等)進(jìn)行錨固支護(hù)時(shí)，錨桿內(nèi)錨固段長度過大，錨桿內(nèi)錨固段長度占錨桿桿體總長比例過大，因而錨桿可施加預(yù)應(yīng)力的自由段長度較小，造成錨桿實(shí)際有效錨固的巖體范圍較小，錨固結(jié)構(gòu)不合理。(3)采用機(jī)械式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿(如楔頭式錨桿,楔縫式錨桿,脹殼式錨桿等)進(jìn)行錨固支護(hù)時(shí)，錨桿內(nèi)錨固段尺寸設(shè)計(jì)過多依賴于經(jīng)驗(yàn)或者工程類比的方法，錨固設(shè)計(jì)方法不完善，容易給錨固工程造成浪費(fèi)或產(chǎn)生潛在的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本發(fā)明目的是提供一種高預(yù)應(yīng)力、錨固結(jié)構(gòu)合理、安裝方便的脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿，包括錨桿的內(nèi)錨頭、桿體和活動(dòng)安裝在桿體尾端的墊板及鎖緊螺母，所述的內(nèi)錨頭由脹殼和錐芯構(gòu)成，所述的脹殼的軸向方向開有通孔，通孔的下段呈上小下大的錐形狀，錐角為θ2，脹殼的錐形段壁面上對(duì)稱開有四個(gè)或六個(gè)通槽，脹殼的錐形段外壁面呈淺凹花紋狀，脹殼上端的外壁上開有圓環(huán)狀凹槽，所述的錐芯的上段為上小下大的錐形狀，錐角為Θ i，錐芯下端呈環(huán)形鋸齒狀，錐芯的內(nèi)壁面設(shè)置有內(nèi)螺紋，錐芯活動(dòng)的插入在脹殼的錐形孔中，所述的桿體內(nèi)錨固端上設(shè)置外螺紋，桿體內(nèi)錨固段下端與錐芯螺紋連接，桿體內(nèi)錨固段上端旋裝安裝螺母。所述的錐角02等于錐角Q1，錐角θ2、錐角角度為3° 5。。脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿的安裝使用方法按以下步驟進(jìn)行a將安裝螺母旋裝在錨桿桿體內(nèi)錨固段上端定位；b將脹殼套裝在錐芯上，錨桿桿體內(nèi)錨固段下端旋入錐芯，安裝螺母的下端面與脹殼的上端面平面接觸；c將錨桿桿體外錨固端與錨桿安裝機(jī)連接，錨桿安裝機(jī)將錨桿送入錨桿鉆孔，錨桿安裝機(jī)將錐芯尖齒嵌入鉆孔底部中，錨桿安裝機(jī)旋轉(zhuǎn)錨桿桿體，帶動(dòng)安裝螺母向錨桿鉆孔底部旋進(jìn)，將脹殼撐開，脹殼與錨桿鉆孔的孔壁緊密擠壓；d清理、整平錨桿鉆孔巖面后，安裝墊板，擰上鎖緊螺母，并用扭矩扳手或者測(cè)力扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺母至預(yù)定的預(yù)應(yīng)力大小。由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿，內(nèi)錨頭包括錐芯和脹殼，錐芯和脹殼的錐角相同，能夠使得脹殼均勻膨脹，并且錐芯和脹殼的接觸面積增大，這有利于穩(wěn)固錨固力；脹殼上端圓環(huán)狀凹槽的設(shè)置和脹殼中下端切縫的設(shè)置有利于脹殼的充分張開，增加脹殼的膨脹量，脹殼中下端外表面的壓花處理，能有效增大脹殼與鉆孔內(nèi)壁之間的摩擦系數(shù)，進(jìn)而顯著地提高錨桿錨固力和錨桿可施加的預(yù)應(yīng)力，進(jìn)而充分利用桿體強(qiáng)度。并且與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨桿相比，本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿有效縮短了預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨固段長度，增大了錨桿可施加預(yù)應(yīng)力的自由段長度，進(jìn)而擴(kuò)大錨桿了的有效錨固范圍，使得圍巖內(nèi)形成的有效壓應(yīng)力區(qū)范圍廣，錨桿的主動(dòng)支護(hù)作用得到充分發(fā)揮。應(yīng)用本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行錨固支護(hù)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際圍巖條件，進(jìn)行錐芯和脹殼的尺寸設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)的錨桿內(nèi)錨固段尺寸設(shè)計(jì)依賴于經(jīng)驗(yàn)或者工程類比、容易給錨固工程造成浪費(fèi)或產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)等缺陷與不足，為設(shè)計(jì)滿足實(shí)際支護(hù)要求的內(nèi)錨固段各部分的尺寸提供了經(jīng)濟(jì)、安全的科學(xué)依據(jù)。


圖I為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意2為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿機(jī)械式安裝使用狀態(tài)示意3為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿人工安裝使用狀態(tài)示意4為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿的脹殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意5為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿的錐芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意6為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿機(jī)械安裝過程示意圖 圖7為本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿人工安裝過程示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述見附圖本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿，包括錨桿的內(nèi)錨頭、桿體4和活動(dòng)安裝在桿體4尾端的墊板6及鎖緊螺母5，內(nèi)錨頭由脹殼2和錐芯I構(gòu)成，脹殼2的軸向方向開有通孔，通孔的上段呈圓柱狀，通孔的下段呈上小下大的錐形狀，錐角為θ2，脹殼2的錐形段壁面上對(duì)稱開有四個(gè)或六個(gè)通槽，通槽寬度為2_左右，通槽將脹殼2對(duì)稱分為四瓣或六瓣，脹殼2的錐形段外表面經(jīng)過壓花處理后，呈淺凹花紋狀，脹殼2上端的外壁上開有圓環(huán)狀凹槽，凹槽深度h為2 5mm，凹槽長度Lh為25mm左右，錐芯I的上段為上小下大的錐形狀，錐角為0 :，錐芯I下端呈環(huán)形鋸齒狀，尖齒數(shù)目為6 10個(gè),尖齒高度為15mm左右,錐芯I的內(nèi)壁面設(shè)置有內(nèi)螺紋，錐芯I活動(dòng)的插入在脹殼2的錐形孔中，桿體4內(nèi)錨固端上設(shè)置外螺紋，桿體4內(nèi)錨固端與錐芯I螺紋連接。其中，錐芯錐角θ2等于脹殼錐角Q1，錐角θ2、錐角角度為3° 5°。桿體4內(nèi)錨固端與外錨固端均有螺紋，內(nèi)錨固端通過螺紋同時(shí)與安裝螺母3和錐芯I連接，外錨固端通過螺紋與鎖緊螺母5連接，為方便與錨桿安裝機(jī)8連接，桿體4外錨固端的端頭呈方形。本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿，錨固支護(hù)應(yīng)用時(shí)，內(nèi)錨固段可根據(jù)實(shí)際圍巖條件，進(jìn)行錐芯I和脹殼2的尺寸設(shè)計(jì)，見附圖4、附圖5，具體方法步驟為I)錐芯I的上外徑Φ4的設(shè)計(jì)。由支護(hù)圍巖的性質(zhì)及支護(hù)要求，決定支護(hù)采用的錨桿錨桿4的直徑d和錨桿鉆孔直徑D，進(jìn)而由下式確定錐芯I的上外徑Φ4 φ 4 = d+2 δ 2d——錨桿直徑,單位mm ；δ 2-錐芯上端壁厚,取值范圍l_3mm ;具體大小，由錐芯內(nèi)螺紋參數(shù)決定。2)脹殼2的錐形段長度I1的設(shè)計(jì)。預(yù)應(yīng)力的施加以及支護(hù)圍巖的變形都會(huì)使錨桿桿體4產(chǎn)生拉力。因此，在脹殼2與錨桿鉆孔內(nèi)壁靜摩擦系數(shù)一定的條件下，脹殼2應(yīng)該具有足夠的長度來提供靜摩擦力；在錨桿桿體4拉斷之前，脹殼2與錨桿鉆孔之間不應(yīng)出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象；由力的平衡關(guān)系可知σ ·^ 2=σ0·π [ }Υμ·η由上式可得
r, 0"u · i//, =-2-
L1J Aac D μ ησ b——錨桿桿體抗拉強(qiáng)度，單位MPa ;取值大小由制作錨桿桿體的鋼材性質(zhì)決定;D——錨桿鉆孔直徑,單位mm ； σ。一鉆孔孔底位置處的孔壁壓裂應(yīng)力，單位MPa ;取值大小由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)(如水壓致裂法)確定；[I1]—脹殼錐形段長度理論值，單位mm ；μ —脹殼外壁與錨桿鉆孔內(nèi)壁間的靜摩擦系數(shù)，取值大小由實(shí)驗(yàn)測(cè)定；η——有效面積接觸系數(shù)，取值范圍O. 7-0. 9。安全起見，在計(jì)算得到的脹殼2錐形段長度的理論值[I1]基礎(chǔ)上，乘以一定的安全系數(shù)得到設(shè)計(jì)值I1 = Fs · [1JFs——安全系數(shù)，取值范圍1. 1-1. 2。3)錐芯I的下外徑Φ3的設(shè)計(jì)由三角幾何知識(shí)可知tan02 = 即
丄,2φ 3 = 212 · tan θ 2+ φ 4θ2——錐芯錐角，取值范圍3° -5°，硬巖取較小值，中硬巖體取較大值。I2——錐芯錐形段長度，單位mm，其大小等于脹殼錐形段長度Ip4)脹殼2錐形段最小厚度δ i的設(shè)計(jì)。脹殼2在錐芯作用下產(chǎn)生足夠的膨脹量，脹殼緊貼鉆孔內(nèi)壁才能發(fā)揮其錨固作用，即Φ 4- Φ 2 ^ D- Φ !由幾何關(guān)系Φ「Φ2= 2I1 · tan Θ j+2 δ j
r< i D — φ.— Ι,· tanG,因而[&]=-—-1-L[ δ J——脹殼錐形段最小厚度的計(jì)算值，單位_ ；
i[ ]當(dāng)[δι]>0脹殼錐形段最小厚度的設(shè)計(jì)值 =<^' λ
[O當(dāng)[小05)脹殼2的內(nèi)徑Φ2和外徑Φ:的設(shè)計(jì)。由幾何關(guān)系d < Φ2 < Φ4 = d+2 δ 2因此，取Φ2 = (1+32則:,,,9/ t ,9. ^ + δ2+2/1· 3ηθ1 當(dāng)[δ^Ο Η+2—01碼D-62當(dāng)[δι]>06)錐芯I內(nèi)螺紋長度I3的設(shè)計(jì)。錨桿桿體4與錐芯I的螺紋連接要保證足夠的連接強(qiáng)度，即滿足
- /2.σ錨桿桿體螺紋的剪應(yīng)力^· =A_L< \T I
1 k · π χ -bz錐芯螺紋的剪應(yīng)力Γ =A_L<rr
2 k■ π 2 .bz 2
k——受力不均勻系數(shù),取值范圍0· 6-0. 7 ；Cl1、d2——分別為螺紋小徑和螺紋大徑,單位mm ；[ τ J、[ τ 2]——分別為桿體螺紋和錐芯螺紋抗剪強(qiáng)度，單位MPa ;對(duì)于鋼材而言，[τ] =0.6[σ]，[σ]為許用拉應(yīng)力= os為屈服強(qiáng)度，單位MPa，S為安全系數(shù)，取值范圍2-4 ；b——螺紋牙底寬度,對(duì)于普通螺紋b = O. 75p，P為螺紋牙距；z——螺紋圈數(shù)。因此，錐芯內(nèi)螺紋長度的計(jì)算
…r 7 4,d2ah /2σΑ I
剛值貝IJ，錐芯內(nèi)螺紋長度的設(shè)計(jì)值I3= Fs · [13]Fs——安全系數(shù)，取值范圍1· 1-1. 2。根據(jù)以上該預(yù)應(yīng)力錨桿的設(shè)計(jì)方法，給出一個(gè)具體的計(jì)算實(shí)例I)假定錨桿桿體4的直徑d = 28mm、鉆孔直徑D = 60mm, δ 2 = 2mm,則錐芯I上外徑 Φ4 = 32mm2)錨桿桿體4的抗拉強(qiáng)度Ob = 600MPa,鉆孔孔底位置處的孔壁壓裂應(yīng)力σ。=55MPa，脹殼2外壁與錨桿鉆孔內(nèi)壁間的靜摩擦系數(shù)μ = O. 3，有效面積接觸系數(shù)η = O. 8，脹殼2錐形段長度的安全系數(shù)Fs = I. 15，則脹殼錐形段長度I1 = 177mm3)脹殼2錐角Θ i = 4° ,錐芯I錐角Θ 2 = 4° ,則錐芯I的下外徑Φ 3 = 57mm4)脹殼2的錐形段最小厚度δ丨=I. 5mm5)脹殼2的內(nèi)徑Φ2 = 30mm,脹殼2的外徑小丨=58mm6)取受力不均勻系數(shù)k = O. 65,螺紋小徑(I1 = 26. 376mm和螺紋大徑d2 = 28mm,桿體4和錐芯I屈服強(qiáng)度分別為500MPa和400MPa，安全系數(shù)S = 3，則錐芯I內(nèi)螺紋長度的設(shè)計(jì)值I3 = 132mm。本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿安裝使用方法按以下步驟進(jìn)行，見附圖6，該安裝方法為機(jī)械式安裝a將安裝螺母3旋裝在錨桿桿體4內(nèi)錨固段上端定位；
b將脹殼2套裝在錐芯I上，錨桿桿體4內(nèi)錨固段下端旋入錐芯1，安裝螺母3的下端面與脹殼2的上端面平面接觸；c將錨桿桿體4外錨固端與錨桿安裝機(jī)連接，錨桿安裝機(jī)8將錨桿送入錨桿鉆孔，錨桿安裝機(jī)8將錐芯I尖齒嵌入鉆孔底部中，錨桿安裝機(jī)8旋轉(zhuǎn)錨桿桿體4，帶動(dòng)安裝螺母3向錨桿鉆孔底部旋進(jìn)，將脹殼2撐開，脹殼2與錨桿鉆孔的孔壁緊密擠壓；d清理、整平錨桿鉆孔巖面后，安裝墊板6，擰上鎖緊螺母5，并用扭矩扳手或者測(cè)力扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺母5至預(yù)定的預(yù)應(yīng)力大小。另外，本發(fā)明一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿也可以按以下步驟進(jìn)行人工安裝，見附圖7 a將脹殼2套在錐芯I上，錨桿桿體4內(nèi)錨固段穿過脹殼2后，旋入錐芯I ;繼續(xù)旋緊錐芯1，使錨桿內(nèi)錨固端旋至錐芯I內(nèi)螺紋盡頭。 b將安裝套管7通過錨桿外錨固端套入錨桿桿體4，使得安裝套管7頂緊脹殼2，并將錨桿緩緩送入錨桿鉆孔至錐芯尖齒接觸鉆孔孔底。c套上平墊圈9，擰上鎖緊螺母5，一支手用扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺母5，在安裝套管7擠推作用下，脹殼2被錐芯I均勻撐開，與鉆孔孔壁緊密擠壓；另外一支手，用扳手?jǐn)Q在錨桿桿體4外錨固端的方形段，以固定桿體4，避免桿體4隨著鎖緊螺母5 —起旋轉(zhuǎn)。d擰下鎖緊螺母5和平墊圈9，抽出安裝套管7。e清理、整平錨桿鉆孔巖面后，安裝墊板6，擰上鎖緊螺母5，并用扭矩扳手或者測(cè)力扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺母5至預(yù)定的預(yù)應(yīng)力大小。
權(quán)利要求
1.一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿，包括錨桿的內(nèi)錨頭、桿體(4)和活動(dòng)安裝在桿體(4)尾端的墊板(6)及鎖緊螺母(5)，其特征在于所述的內(nèi)錨頭由脹殼(2)和錐芯(I)構(gòu)成，所述的脹殼(2)的軸向方向開有通孔，通孔的下段呈上小下大的錐形狀，錐角為e2，脹殼(2)的錐形段壁面上對(duì)稱開有四個(gè)或六個(gè)通槽，脹殼(2)的錐形段外壁面呈淺凹花紋狀，脹殼(2)上端的外壁上開有圓環(huán)狀凹槽，所述的錐芯(I)的上段為上小下大的錐形狀，錐角為S1，錐芯(I)下端呈環(huán)形鋸齒狀，錐芯(I)的內(nèi)壁面設(shè)置有內(nèi)螺紋，錐芯(I)活動(dòng)的插入在脹殼⑵的錐形孔中，所述的桿體⑷內(nèi)錨固端上設(shè)置外螺紋，桿體⑷內(nèi)錨固段下端與錐芯(I)螺紋連接，桿體(4)內(nèi)錨固段上端旋裝安裝螺母(3)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿，其特征在于所述的錐角92等于錐角Q1，錐角Q2、錐角角度為3° 5°。
3.種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿及其安裝使用方法，其特征在于所述的安裝使用方法按以下步驟進(jìn)行 a將安裝螺母(3)旋裝在錨桿桿體(4)內(nèi)錨固段上端定位； b將脹殼(2)套裝在錐芯(I)上，錨桿桿體(4)內(nèi)錨固段下端旋入錐芯(I)，安裝螺母(3)的下端面與脹殼(2)的上端面平面接觸； c將錨桿桿體(4)外錨固端與錨桿安裝機(jī)連接，錨桿安裝機(jī)將錨桿送入錨桿鉆孔，錨桿安裝機(jī)將錐芯(I)尖齒嵌入鉆孔底部中，錨桿安裝機(jī)旋轉(zhuǎn)錨桿桿體(4)，帶動(dòng)安裝螺母(3)向錨桿鉆孔底部旋進(jìn)，將脹殼(2)撐開，脹殼(2)與錨桿鉆孔的孔壁緊密擠壓； d清理、整平錨桿鉆孔巖面后，安裝墊板￠)，擰上鎖緊螺母(5)，并用扭矩扳手或者測(cè)力扳手?jǐn)Q緊鎖緊螺母(5)至預(yù)定的預(yù)應(yīng)力大小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿及其安裝使用方法，屬于巖土錨固工程技術(shù)領(lǐng)域。預(yù)應(yīng)力錨桿包括脹殼、錐芯、安裝螺母、桿體、安裝套管、墊板、鎖緊螺母。本發(fā)明不僅可以顯著提高預(yù)應(yīng)力錨桿的預(yù)應(yīng)力值大小，進(jìn)而充分發(fā)揮桿體強(qiáng)度，而且能夠有效縮短預(yù)應(yīng)力錨桿內(nèi)錨固段長度，擴(kuò)大錨桿的有效錨固范圍；本發(fā)明還公開了該預(yù)應(yīng)力錨桿的安裝使用方法，該預(yù)應(yīng)力錨桿的安裝可采用機(jī)械化安裝或人工安裝。應(yīng)用該脹殼式內(nèi)錨頭預(yù)應(yīng)力錨桿進(jìn)行錨固支護(hù)時(shí)，可根據(jù)實(shí)際圍巖條件，進(jìn)行錐芯和脹殼的尺寸設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)方法為設(shè)計(jì)滿足實(shí)際支護(hù)要求的內(nèi)錨固段各部分的尺寸提供了經(jīng)濟(jì)、安全的科學(xué)依據(jù)。
文檔編號(hào)E02D5/74GK102808635SQ20121025314
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者周輝, 徐榮超, 張傳慶, 劉繼光 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所