一种可张开式锚杆的制作方法

本实用新型属于边坡支护技术领域，具体涉及一种可张开式锚杆。

背景技术：

锚杆广泛应用于土木工程之中，主要对边坡，隧道，坝体等进行主体加固。作为直接深入地层的受拉构件，其抗拔性能至关重要。目前，现有的普通锚杆无论是空心锚杆，螺旋纹锚杆或者带托盘的锚杆，其锚杆杆体均为等直径细长状。主要提升岩土体承载能力的手段为通过杆体内注浆孔注浆使其与周围岩土体之间的摩擦力提升，这样仅能提升锚固段杆侧摩阻力，但由于其结构形式简单，无法提供更大的承载能力。

目前普通锚杆在实际工程使用中存在以下缺点：

一、无论空心锚杆、螺旋纹锚杆、带托盘的锚杆，其杆体细长且直径不可改变，锚固段表面没有相应增大摩阻力的构件，在实际工程使用中承载能力低，抗拔性能较差，容易被拔出，造成整个锚固失效。

二、传统锚杆直径较小，其抗剪性能较差。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种可张开式锚杆，通过改变锚固段直径来达到增加锚固段与岩土体接触面积，提升锚杆抗拔性能以及承载能力，从而提高工程的安全性及稳定性。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种可张开式锚杆，包括扩径组件、推拉芯杆、套筒以及约束钢块；套筒的筒壁上开设若干通孔，扩径块设置在套筒内，扩径块的位置与所述通孔的位置一一对应，沿锚杆周向相邻两个扩径块采用伸缩杆连接，若干扩径块连接形成一个整体；推拉芯杆为中空杆，扩径组件包括扩径块和径向推动块，径向推动块与推拉芯杆的前端连接，扩径块与径向推动块的作用面为斜面，扩径块上部靠近锚杆中心线一侧为缺角状斜面，靠近套筒的侧面为圆弧面；约束钢块中心开设有约束推拉芯杆位置的孔，约束钢块设置在套筒的两端。

所述通孔沿套筒的周向以及周向均匀设置。

所述通孔的面积占套筒柱面面积的15％～20％。

套筒筒壁外侧设置有螺旋纹路。

相邻两个扩径块采用两根伸缩杆连接。

伸缩杆包括三段中空钢管，中间段空心钢管两端设置有径向弹簧圆钮，两端空心钢管的一端套设在中间段空心钢管的一端，两端空心钢管与中间段空心钢管连接处开设有若干弹簧圆钮直径相同的圆孔，两端空心钢管的另一端与扩径块固定连接。

伸缩杆包括第一杆件和第二杆件，第一杆件和第二杆件滑动连接，第一杆件和第二杆件相背离的两端分别固定连接扩径块。

约束钢块包括第一约束钢块和第二约束钢块，第一约束钢块和第二约束钢块通过螺纹分别与套筒的前端和后端连接。

径向推动块的为圆台状，其侧面设置有外螺纹，第二约束钢块中心开孔中设置有与径向推动块外螺纹相匹配的内螺纹。

扩径块为钢制实心块。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：锚固段分为套筒和芯杆，套筒筒体表面为螺旋纹，可增大锚杆与岩土体之间的摩擦，提升锚杆的抗拔力以及承载能力；套筒筒体存在多级开口，其与扩径块连接，扩径块通过开口张开后，扩大了锚固段锚杆的直径，使锚杆紧密卡在岩土体中，提升锚杆的抗拔力及承载能力；套筒筒体的存在增大了锚杆锚固段的整体直径，能够提升锚杆的抗剪能力。

进一步的，通孔沿套筒的周向以及周向均匀设置有助于使得整个锚杆受力均匀。

进一步的，所述通孔的面积占套筒柱面面积的15％～20％，在不降低套筒强度的同时，增设足够多的扩径组件。

进一步的，套筒筒壁外侧设置有螺旋纹路增大锚杆与周围岩土的摩擦力。

进一步的，相邻两个扩径块采用两根伸缩杆连接稳定，在进行扩径时不易发生歪斜，而且能增大连接强度。

进一步的，约束钢块包括第一约束钢块和第二约束钢块，第一约束钢块和第二约束钢块通过螺纹分别与套筒的前端和后端连接，有利于提高锚杆的整体性，进而提高其强度与刚度。

进一步的，扩径块为钢制实心块，实心块易于加工。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构整体未扩径俯视图；

图3为本实用新型结构整体扩径俯视图；

图4为套筒俯视图；

图5为套筒构件图；

图6为套筒构件图；

图7为芯杆轴测图；

图8为扩径块连接件示意图；

图9为伸缩杆示意图；

图10为伸缩杆伸长状态的示意图；

图11为空心钢管中装弹簧圆钮示意图；

附图中，1-扩径块，2-推拉芯杆，3-套筒，31-第一约束钢块，32-第二约束钢块，4-伸缩杆，41-中间段空心钢管，42-两端空心钢管，5-注浆孔，6-锚杆自由段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种可张开式锚杆，包括扩径组件、推拉芯杆2、套筒3以及约束钢块；套筒3的筒壁上开设若干通孔，扩径块1设置在套筒3内，扩径块1的位置与所述通孔的位置一一对应，沿锚杆周向相邻两个扩径块1采用伸缩杆4连接，若干扩径块1连接形成一个整体；推拉芯杆2为中空杆，扩径组件包括扩径块1和径向推动块，径向推动块与推拉芯杆2的前端连接，扩径块1与径向推动块的作用面为斜面，扩径块1上部靠近锚杆中心线一侧为缺角状斜面，靠近套筒3的侧面为圆弧面；约束钢块中心开设有约束推拉芯杆2位置的孔，约束钢块设置在套筒3的两端；所述通孔沿套筒3的周向以及周向均匀设置；约束钢块包括第一约束钢块31和第二约束钢块32，第一约束钢块31和第二约束钢块32通过螺纹分别与套筒3的前端和后端连接；径向推动块的为圆台状，其侧面设置有外螺纹，第二约束钢块32中心开孔中设置有与径向推动块外螺纹相匹配的内螺纹；所述前端是指锚杆伸入锚固孔的一端，后端是指锚固孔外的一端。

所述通孔的面积占套筒3柱面面积的15％～20％；套筒3筒壁外侧设置有螺旋纹路。

本实用新型优选的，相邻两个扩径块1采用两根伸缩杆4连接。

作为本实用新型一个可选的实施例，伸缩杆4包括第一杆件和第二杆件，第一杆件和第二杆件滑动连接，第一杆件和第二杆件相背离的两端分别固定连接扩径块1，结构简单，连接可靠，易于实现。

扩径块1的材质为钢制实心块或空心块，为方便展开扩径，其上部靠近锚杆中心线一侧为缺角状，靠近套筒3的侧面为圆弧面，便于和套筒3贴合，并且置于套筒3内，扩径块1的周向位置和轴向位置与套筒3的开口对应；沿锚杆周向相邻两个扩径块1采用两根伸缩杆4连接，若干扩径块1连接形成一个整体。

推拉芯杆2的材质为钢材，锚固段包括推拉芯杆2和套筒3，锚固段的前端设置有一圆台形空心钢块，圆台形空心钢块的大端与推拉芯杆2固定连接，圆台形空心钢块外侧设置有变径外螺纹，圆台形空心钢块与套筒3底部的第二约束钢块32通过螺纹连接，推拉芯杆2为中空杆，用于后期注浆。

如图1、图5以及图6所示，推拉芯杆2的后端与锚杆的自由段6连接，套筒3的材料为钢材，筒壁上设置多处开口，以便扩径块1从开口中伸出，套筒3筒壁外侧设置有螺旋纹路，能增强其与岩土体之间的摩擦力；套筒3后端内壁和套筒3前端内壁设置螺纹，第一约束钢块31和第二约束钢块32通过螺纹分别与套筒3的前端和后端连接；第一约束钢块31开设有推拉芯杆2穿过的孔以约束推拉芯杆2的径向位置，第二约束钢块32中间设置有与推拉芯杆2下端圆台变直径螺纹相匹配的变径内螺纹，第二约束钢块32与推拉芯杆2下端圆台形空心钢块通过螺纹固定。

如图9～图11所示，伸缩杆4包括三段中空钢管，中间段空心钢管41两端设置有径向弹簧圆钮，两端空心钢管42的一端套设在中间段空心钢管41的一端，两端空心钢管42与中间段空心钢管41连接处开设有若干弹簧圆钮直径相同的圆孔，两端空心钢管42的另一端与扩径块1固定连接。

如图2和图3所示，旋开套筒3上部的第一约束钢块31，将焊接好的扩径装置逐级放入套筒3的筒壁开口位置，然后装入推拉芯杆2，再将第一约束钢块31旋入套筒3以固定推拉芯杆2位置；将套筒3伸入钻孔内部，到达指定深度时，用力推动锚杆自由段6，锚固段推拉芯杆2前端圆台形空心钢块在推动力作用下挤压套筒3内各级扩径装置，伸缩杆在径向力的作用下伸长来推动扩径块通过筒身开口挤入套筒3外侧岩土体中，达到扩大锚固段径的目的。

注浆孔5设置在锚杆自由段6的后端，扩径块1沿着套筒3的径向伸出，并且推拉芯杆2与第二约束钢块32固定连接，锚杆整体埋置完成后，通过注浆孔5向锚杆及锚孔内注浆，注浆凝固后使锚杆与周边岩土体形成一个整体，对边坡进行加固。

本实用新型将锚杆锚固段进行了改进，采用多级张开式套筒以及推拉芯杆，推拉芯杆推动套筒内存在多级张开式扩径结构，通过推动芯杆使得套筒内扩径装置张开以达到增大锚杆与岩土体接触面积，提升锚杆抗拔性能以及承载能力。