可回收锚杆的制作方法

本发明涉及一种基坑支护工程用的锚杆，特别是一种可回收锚杆。

背景技术：

在土木工程基坑支护施工中，锚杆支护是一种基坑开挖时常用的土壁支护的施工技术，其优点是：可提供大的工作面，与其他工序相互干扰少，工艺成熟，施工简单，造价低廉，适用范围广；尤其适用于开挖面大的基坑，当基坑开挖面积很大，若采用内支撑将造成很大困难，支撑布置复杂，严重影响其他工序的施工。因此，在交通、建筑、市政、水电、矿山建设等行业内的边坡、基坑、隧道、地下管线和抗浮工程中，各种类型的土层锚杆技术被广泛应用。

目前，常用的锚杆支护的施工工艺是：在基坑边坡上钻孔、插入锚杆、压力灌入水泥砂浆、养护硬化后起到土壁支护作用。这种传统的锚杆支护目前应用非常广泛，如建筑基坑临时性支护、地铁及军事构筑物的临时性支护。但是，当临时性支护功能失效后，这种传统的锚杆无法进行回收，与所建筑的构筑物一起埋藏于地下，占用了大量地下空间，形成地下垃圾，造成地下环境污染，给相邻地块的开发造成很大的影响；同时，也因锚杆不能回收而造成钢材的浪费。

针对上述问题，专利号为200810106528.1的已公告中国发明专利中就提供了一种可回收锚杆。该可回收锚杆在使用时，将上拉杆、下拉杆处于收拢状态的可回收锚杆插入锚孔中，然后用扳手或其他机械装置旋转调整螺母，其旋转方向为让螺杆向锚孔外方向运动，此时，调整螺母对外套钢管施加压力，同时调整螺母对螺杆施加拉力，锚锥体向锚孔外方向运动，上拉杆的下端和下拉杆的上端受挤压逐渐撑开，直到上拉杆的轴线与外套钢管的轴线成较大角度时，可以是约90度，停止旋转调整螺母，随后，用型钢与备用螺母固定外套钢管和螺杆外端，整个可回收锚杆杆体受拉力，可回收锚杆即可以产生支护作用；当需要回收可回收锚杆时，拆除备用螺母与型钢，用扳手或其他机械装置旋转调整螺母，旋转其方向为让螺杆向锚孔里方向运动，此时，锚锥体向锚孔里方向运动，上拉杆的下端和下拉杆的上端受拉逐渐收拢，直到上拉杆的轴线与外套钢管的轴线成约0度时，停止旋转调整螺母，将整个锚杆从锚孔中拔出，从而完成锚杆回收。该可回收锚杆在使用中，不需要灌入水泥砂浆，上拉杆的下端和下拉杆的上端收拢后可以回收，既节省地下空间，也可减少对地下环境污染，不会给相邻地块的开发造成不利影响。

但是，上述一种可回收锚杆仍存在技术缺陷。为了实现锚杆可回收的目的，上述结构的锚杆在基坑支护时，锚杆杆体的受力点集中在被撑开的上拉杆和下拉杆上，考虑到在土木工程基坑支护施工中锚杆一般的抗拔承载力需要达到几百千牛（kn），有些甚至需要抗拔承载力达到上千千牛，该锚杆的上拉杆和下拉杆（甚至是周边局部的其他部件）在土壁施加的压力作用下，且内侧未施加一个反向作用力的情况下容易产生不可恢复的永久变形，影响二次使用，甚至在当次使用过程中，当锚杆的临时性支护功能失效后，因该锚杆的上拉杆和下拉杆无法收拢，导致锚杆无法回收。换一个角度而言，就是相比较传统锚杆支护的施工工艺，上述可回收锚杆的极限抗拔承载力相对较小。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种可回收锚杆。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种可回收锚杆，其包括：

一个中空锚杆，该中空锚杆包括：

至少两个的第一锚杆段，该第一锚杆段直线排布，且轴线重合，且一个

边侧的所述第一锚杆段的端部设有扩孔段，该扩孔段的外壁上设有向外延伸，且呈法兰结构的第一延伸部，其内壁上设有向内延伸，且形成卡口的第二延伸部，另一个边侧的所述第一锚杆段的外壁上设有向外延伸，且呈法兰结构的第三延伸部；

以及，位于每相邻的两个第一锚杆段之间的铰接片组，每个铰接片组均包括至少两个的第一铰接片以及铰接至每个第一铰接片上的第二铰接片，该第一铰接片及第二铰接片均与各自对应的第一锚杆段的端部相铰接，且在各自对应的端部上环状分布，且环状轮廓与第一锚杆段两者的外径相同；

一个中心锚杆，该中心锚杆贯穿上述中空锚杆，且两者呈同心结构，且两者之间形成注水间隙，该中心锚杆的一个端部延伸出中空锚杆，并形成钻头部，该钻头部与中空锚杆的第三延伸部相固定，且该钻头部的外径大于中空锚杆的外径，且钻头部与中空锚杆之间设有至少一道，用以密封两者的安装间隙的密封元件；该中心锚杆的外壁上设有螺纹段；

一个锁紧螺帽，该锁紧螺帽位于上述中空锚杆的扩孔段内，且该扩孔段上的第二延伸部延伸至其外壁上的卡槽内，且该锁紧螺帽与扩孔段之间设有至少一道，用以密封两者的安装间隙的密封元件，上述中心锚杆贯穿锁紧螺帽，且相互螺纹啮合；该锁紧螺帽上设有注水通道，该注水通道与上述注水间隙贯通，在该注水通道的注水口上设有密封口盖；

包裹至每个铰接片组外，且高材料强度的防水布套，每个防水布套的两端均通过卡箍卡紧至中空锚杆的外壁上。优选的，上述防水布套包括麻布表层以及热复合至该麻布表层的内壁上的高分子防水膜。当然，上述防水布套也可以由其他复合材料制得，例如在麻布表层的内壁上热压防水胶层。

其中，当上述锁紧螺帽驱动中心锚杆向中空锚杆的扩孔段方向移动时，同步的上述铰接片组中的第一铰接片与第二铰接片相互拱起，其拱起高度超出中心锚杆的钻头部的最大外径。

上述可回收锚杆的施工工艺，具体的步骤如下：

首先，将该可回收锚杆的中心锚杆与电机设备的电机轴相固定，在电机设备的驱动力作用下，该可回收锚杆在基坑边坡上钻孔，在钻孔过程中该可回收锚杆随之伸入锚孔，一直钻孔至设定深度，此时该可回收锚杆同样伸入至设定深度；

接着，将该可回收锚杆的中空锚杆的第一延伸部法兰固定至基坑的水泥桩上，此处要求在对应的水泥桩上预留有供该可回收锚杆的中心锚杆穿过的施工孔位，该可回收锚杆的中心锚杆穿过前述预留孔；

然后，使用者可以通过旋转该可回收锚杆的锁紧螺帽，便可以驱动中心锚杆朝向中空锚杆的扩孔段方向移动，同步的，考虑到中空锚杆的总长度被逐渐压缩，该中空锚杆上每个铰接片组的第一铰接片与第二铰接片均相互拱起，包裹在铰接片组外的防水布套被撑开，上述铰接片组与防水布套均直接陷入至锚孔的土壁内，该土壁则对铰接片组施压，至此该可回收锚杆组件就完成了初步锚固；

最后，使用者在该可回收锚杆的注水口上直接接上外部高压水源，高压水在高压作用下连续地流入中空锚杆与中心锚杆之间的注水间隙，至此该注水间隙以及所有防水布套内均注满高压水体，再通过密封口盖封住锁紧螺帽上的注水口，此时上述高压水体会对中空锚杆施加与上述土壁施压方向相反的支撑作用力，至此该可回收锚杆完成了最终锚固。

反之，当该可回收锚杆的临时性支护功能失效后，使用者只要反着操作上述步骤，便能够方便的将其完全回收，以待再次使用。

上述可回收锚杆在具体使用中，因中空锚杆及防水布套内的高压水体对该中空锚杆产生支撑作用力，另外，用以起锚固定位作用的铰接片组在中空锚杆上沿着该中空锚杆的轴线依次间隔分布有多个，使得该中空锚杆上的锚固施加作用力分散在整段中空锚杆上，该中空锚杆得以承载相对更大的土壁施加力，且不发生永久变形，避免发生“因锚杆变形导致无法回收”的情况，换而言之，上述可回收锚杆的极限抗拔承载力相对更大。

进一步的，在每个铰接片组的第一铰接片或第二铰接片的内壁上均设有凸起部，该凸起部均延伸至中心锚杆上对应的凹槽内，该凸起部上设有配合凹槽的开口口沿，且在该开口口沿的推力作用下驱使凸起部脱离凹槽的斜导向面。

当上述进一步技术方案中所提供的一种可回收锚杆的中空锚杆压缩时，其每个铰接片组中的第一铰接片与第二铰接片更为容易克服土壁的施压力后相互拱起。

再进一步的，上述中心锚杆包括至少两个的第二锚杆段，该第二锚杆段直线排布，且轴线重合，每相邻的两个第二锚杆段相互螺纹连接。

上述再进一步技术中所述中心锚杆呈多段式可拆卸结构，延伸出中空锚杆的扩孔段的第二锚杆段能够方便地拆卸下来，以减小本发明所提供一种可回收锚杆在使用中的空间占用面积。

再进一步的，上述锁紧螺帽与中空锚杆的扩孔段之间设有一个平面球轴承，且安装至锁紧螺帽的卡槽内，该平面球轴承的内圈与锁紧螺帽相固定，其外圈则与中空锚杆相固定。

上述再进一步的技术方案中所述平面球轴承能够降低锁紧螺帽与中空锚杆两者之间的机械磨损量，两者安装结构的合理性更优。

本发明得到的一种可回收锚杆，其相比较现有技术，具备以下的优点：

1、在土木工程基坑支护施工中，本发明所提供的一种可回收锚杆的极限抗拔承载力相对更大；

2、在土木工程基坑支护施工中，本发明所提供的一种可回收锚杆出现“因锚杆变形导致无法回收”的情况的可能性相对较小；

3、在在土木工程基坑支护施工中，本发明所提供的一种可回收锚杆，其将钻杆与锚杆相结合，使得整个基坑支护的施工较为方便；

4、本发明所提供的一种可回收锚杆，其锚固施工及收回施工的操作均较为方便，易操作；

5、本发明所提供的一种可回收锚杆，其整体结构的合理性相对较好，使用寿命长，经济性好。

附图说明

图1是实施例1所提供一种可回收锚杆的结构示意图；

图2是图1中a处的局部放大示意图；

图3是图1中b处的局部放大示意图；

图4是图1中c处的局部放大示意图；

图5是图1中中空锚杆的结构示意图；

图6是图5中d处的局部放大示意图；

图7是图1中第一铰接片的正面结构示意图；

图8是图1中第一铰接片的侧面结构示意图；

图9是图1中防水布套的材料的断面示意图；

图10是实施例2中所提供一种可回收锚杆的结构示意图；

图11是图10中e处的局部放大示意图；

图12是图10中中空锚杆的结构示意图；

图13是图12中f处的局部放大示意图；

图14是实施例3中所提供一种可回收锚杆的结构示意图；

图15是实施例4中所提供一种可回收锚杆的结构示意图；

图16是图15中g处的局部放大示意图。

图中：中空锚杆1、第一锚杆段2、扩孔段3、第一延伸部4、第二延伸部5、第三延伸部6、第一铰接片7、第二铰接片8、转轴销9、中心锚杆10、注水间隙11、钻头部12、o型密封圈13、螺纹段14、锁紧螺帽15、卡槽16、注水通道17、密封口盖18、防水布套19、卡箍20、麻布表层21、高分子防水膜22、凸起部23、凹槽24、开口口沿25、斜导向面26、第二锚杆段27、平面球轴承28。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

如图1-6所示，本实施例中所提供的一种可回收锚杆，其包括：

一个中空锚杆1，该中空锚杆1包括：

至少两个的第一锚杆段2，该第一锚杆段2直线排布，且轴线重合，且一

个边侧的所述第一锚杆段2的端部设有扩孔段3，如图2和图5所示，该扩孔段3的外壁上设有向外延伸，且呈法兰结构的第一延伸部4，其内壁上设有向内延伸，且形成卡口的第二延伸部5，另一个边侧的所述第一锚杆段2的外壁上设有向外延伸，且呈法兰结构的第三延伸部6；

以及，如图3和图6所示，位于每相邻的两个第一锚杆段2之间的铰接片组，每个铰接片组均包括至少两个的第一铰接片7以及铰接至每个第一铰接片7上的第二铰接片8，该第一铰接片7及第二铰接片8均与各自对应的第一锚杆段2的端部相铰接，且在各自对应的端部上环状分布，且环状轮廓与第一锚杆段2两者的外径相同；

如图7和图8所示，本实施例中第一铰接片与第二铰接片的结构完全相一致，每个铰接片组中第一铰接片7与对应的第一锚杆段2之间，第一铰接片7与对应的第二铰接片8之间，以及第二铰接片8与对应的第一锚杆段2之间均采用转轴销9实现铰接。

一个中心锚杆10，该中心锚杆10贯穿上述中空锚杆1，且两者呈同心结构，且两者之间形成注水间隙11，如图4所示，该中心锚杆10的一个端部延伸出中空锚杆1，并形成钻头部12，该钻头部12与中空锚杆1的第三延伸部6相固定，且该钻头部12的外径大于中空锚杆1的外径，且钻头部12与中空锚杆1之间设有一道用以密封两者的安装间隙的o型密封圈13；该中心锚杆10的外壁上设有螺纹段14；

如图2所示，一个锁紧螺帽15，该锁紧螺帽15位于上述中空锚杆1的扩孔段3内，且该扩孔段3上的第二延伸部5延伸至其外壁上的卡槽16内，且该锁紧螺帽15与扩孔段3之间设有一道用以密封两者的安装间隙的o型密封圈13，上述中心锚杆10贯穿锁紧螺帽15，且相互螺纹啮合；该锁紧螺帽15上设有注水通道17，该注水通道17与上述注水间隙11贯通，在该注水通道17的注水口上设有密封口盖18；

如图1和图3所示，包裹至每个铰接片组外，且高材料强度的防水布套19，每个防水布套19的两端均通过卡箍20卡紧至中空锚杆1的外壁上；如图9所示，本实施例中上述防水布套19包括麻布表层21以及热复合至该麻布表层21的内壁上的高分子防水膜22；

其中，当上述锁紧螺帽15驱动中心锚杆10向中空锚杆1的扩孔段3方向移动时，同步的上述铰接片组中的第一铰接片7与第二铰接片8相互拱起，其拱起高度超出中心锚杆10的钻头部12的最大外径。

上述可回收锚杆的施工工艺，具体的步骤如下：

首先，将该可回收锚杆的中心锚杆10与电机设备的电机轴相固定，在电机设备的驱动力作用下，该可回收锚杆在基坑边坡上钻孔，在钻孔过程中该可回收锚杆随之伸入锚孔，一直钻孔至设定深度，此时该可回收锚杆同样伸入至设定深度；

接着，将该可回收锚杆的中空锚杆1的第一延伸部4法兰固定至基坑的水泥桩上，此处要求在对应的水泥桩上预留有供该可回收锚杆的中心锚杆10穿过的施工孔位，该可回收锚杆的中心锚杆10穿过前述预留孔；

然后，使用者可以通过旋转该可回收锚杆的锁紧螺帽15，便可以驱动中心锚杆10朝向中空锚杆1的扩孔段3方向移动，同步的，考虑到中空锚杆1的总长度被逐渐压缩，该中空锚杆1上每个铰接片组的第一铰接片7与第二铰接片8均相互拱起，包裹在铰接片组外的防水布套19被撑开，上述铰接片组与防水布套19均直接陷入至锚孔的土壁内，该土壁则对铰接片组施压，至此该可回收锚杆组件就完成了初步锚固；

最后，使用者在该可回收锚杆的注水口上直接接上外部高压水源，高压水在高压作用下连续地流入中空锚杆1与中心锚杆10之间的注水间隙11，至此该注水间隙11以及所有防水布套19内均注满高压水体，再通过密封口盖18封住锁紧螺帽15上的注水口，此时上述高压水体会对中空锚杆1施加与上述土壁施压方向相反的支撑作用力，至此该可回收锚杆完成了最终锚固。

反之，当该可回收锚杆的临时性支护功能失效后，使用者只要反着操作上述步骤，便能够方便的将其完全回收，以待再次使用。

上述可回收锚杆在具体使用中，因中空锚杆1及防水布套19内的高压水体对该中空锚杆1产生支撑作用力，另外，用以起锚固定位作用的铰接片组在中空锚杆1上沿着该中空锚杆1的轴线依次间隔分布有多个，使得该中空锚杆1上的锚固施加作用力分散在整段中空锚杆1上，该中空锚杆1得以承载相对更大的土壁施加力，且不发生永久变形，避免发生“因锚杆变形导致无法回收”的情况，换而言之，上述可回收锚杆的极限抗拔承载力相对更大。

实施例2：

本实施例中所提供的一种可回收锚杆，其大体结构与实施例1相一致，但是，如图10-13所示，本实施例中在每个铰接片组的第二铰接片8的内壁上均设有凸起部23，该凸起部23均延伸至中心锚杆10上对应的凹槽24内，该凸起部23上设有配合凹槽24的开口口沿25，且在该开口口沿25的推力作用下驱使凸起部23脱离凹槽24的斜导向面26。

当上述一种可回收锚杆的中空锚杆1在开始压缩时，与其同步的，中心锚杆10上每个凹槽24的开口口沿25就会在第一时间施加一个顶推作用力在与其对应的第二铰接片8的凸起部23上，导致每个铰接片组中的第一铰接片7与第二铰接片8更为容易克服土壁的施压力，然后相互拱起。

实施例3：

本实施例中所提供的一种可回收锚杆，其大体结构与实施例2相一致，但是，如图14所示，本实施例中所述中心锚杆10采用多段式可拆卸的结构，其包括多段首尾通过螺纹连接方式相固定的第二锚杆段27；该第二锚杆段27直线排布，且轴线重合。

上述中心锚杆10呈多段式可拆卸结构，延伸出中空锚杆1的扩孔段3的第二锚杆段27能够方便地拆卸下来，以减小上述可回收锚杆在使用中的空间占用面积。

实施例4：

本实施例中所提供的一种可回收锚杆，其大体结构与实施例3相一致，但是，如图15和图16所示，本实施例中所述锁紧螺帽15与中空锚杆1的扩孔段3之间设有一个平面球轴承28，且安装至锁紧螺帽15的卡槽16内，该平面球轴承28的内圈与锁紧螺帽15相固定，其外圈则与中空锚杆1相固定。

上述平面球轴承28能够降低锁紧螺帽15与中空锚杆1两者之间的机械磨损量，两者安装结构的合理性更优。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的构思作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。