专利名称：船锚式注浆张开型土锚锚头的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种土锚的锚头，特别是一种船锚式注浆张开型土锚锚头，属于土体锚固领域。
背景技术：
岩土锚固技术能充分挖掘岩土自身能量，调用自身强度和自承能力，确保施工安全与结构稳定，节约工程材料，从而取得显著经济效益。天然土层中锚固方式以钻孔灌浆为主，一般称为灌浆锚杆，另外还有土钉墙锚固等形式。灌浆土层锚杆由锚杆(锚索)、自由段、锚固段及锚头、垫块等组成。锚固段及锚头是抗拔力的提供者，其性能如何关系到锚杆的作用发挥程度。土锚锚固段常用型式有圆柱型(一般用于临时性挡土结构，拉力不高)，扩大端部型(一般用于要求较高承载力的砂质土、硬粘土层中)，连续球型(一般用于淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆)。
采用端头扩大型土锚是增强土锚锚固能力的一种主要方法。端头扩大型土锚采用机械、爆破、水射流等方式对锚孔进行扩孔。其主要原理在于一方面增大锚固体与土层的接触面积从而提高粘接力或摩阻力，更主要的是对通过土锚锚固体局部扩径，使土体在扩大部位产生支撑阻力，改变锚固力的提供方式，提高土锚的锚固力。目前使用的端头扩大型土锚的锚固段结构特征是与其施工方式及原理相关的。经文献检索发现，夏柏如等人在《地质与勘探》，1997年5月，第33卷第3期，第53-55页，撰文”端头扩大型土层锚杆技术”，该文对国内外端头扩大型土层锚杆的原理、结构及应用作了详细论述，其主要显著特征是扩孔形成的端部注浆后与插入孔内的锚筋粘结形成锚头状结构，提供锚固力。但这些方法及形成的锚固端结构有其不足之处需应用专门扩孔设备或材料，施工工艺复杂，大体积扩孔难度很高，锚固力的提供有限。另外，有研究采用在锚杆上加伞骨状反力板的结构形式，以空心往复式千斤顶施加反向拉力，使伞骨状反力板张开提供锚固力。但伞骨嵌入土中的深度有限，提供的拉拔力难以提高很大(尤其在较软的土层中)，而且，该方法需用反复式千斤顶推进和施加反向拉力也为施工应用带来限制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种船锚式注浆张开型土锚锚头，使其大幅度提高土层锚杆(尤其较软土层中)锚固段的抗拔力，而且施工简便。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明采用可张开型锚头结构，主要包括薄壁钢管、锚抓顶座、活塞推进体、撑杆和锚抓，其连接方式为锚抓顶座与薄壁钢管固定连接，四根撑杆两头由活动销钉分别连接活塞推进体的撑杆底座和锚抓，锚抓的头部通过活动销钉与锚抓顶座连接，锚抓的中部通过活动销钉与撑杆连接。锚头后部设置连接孔与锚索相连，锚头张开提供锚固力后，在需要的情况下可以施加预应力。
薄壁钢管尾部设有压力注浆孔，并可与锚索连接，在薄壁钢管上部留有四个预留孔，供锚抓张开到位后浆体进入锚孔之用。锚抓顶座与薄壁钢管固定连接，锚抓顶座设有四个支座。活塞推进体由圆形活塞和撑杆底座构成，圆形活塞与薄壁钢管内壁通过O型圈密封。四个锚抓，外沿为刀刃状，方便切入土体，未张开时，锚抓收拢，可放入锚孔，张开切入土体后，四支锚抓形如船锚，抓住土体提供可观的抗拔力。
本发明施工便利，锚固力大。锚孔形成后，将该锚头后部连接锚索后放入锚孔，此时锚抓处于闭合状态。到达预定位置后，从薄壁钢管中高压注浆，在灌浆压力作用下，使活塞推进体向孔底运动，通过撑杆及活动销钉，推动四支外沿为刀刃状的锚抓向孔壁切入，直至到达预定的张开位置，形成船锚状，抓住土体提供抗拔力。此时如继续灌浆，浆体将通过薄壁钢管的预留孔流出钢管进入孔底及锚抓切入处，形成一体。如果需要，通过锚索及外部常规垫板等可施加预应力。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明利用了锚抓锚固面大(锚抓两端最远点可达50cm以上)、抓力大的特点，提供了类似船锚效果的抗拔力，可在土质基坑、边坡墙中提供很大的抗拔力；施工中利用高压灌浆压力使锚抓张开，主要应用常规灌浆锚杆施工设备；锚抓张开后，根据需要继续灌浆即可利用浆体进一步提高锚抓效果。本发明可大大提高土层锚杆的锚固力，减少布孔数目，提高结构稳定性和经济效益。
图1本发明锚抓张开时结构示意2本发明安装两支锚抓未张开时结构示意图具体实施方式
如图1和图2所示，本发明主要包括薄壁钢管1、锚抓顶座2、活塞推进体3、撑杆4和锚抓5，其连接方式为锚抓顶座2与薄壁钢管1由固定支柱12连接，四根撑杆4两头由活动销钉分别连接活塞推进体3的撑杆底座10和锚抓5，锚抓5的头部通过活动销钉与锚抓顶座2连接，锚抓5的中部通过活动销钉与撑杆4连接，锚头后部设置连接孔与锚索7相连。
薄壁钢管1尾部设有压力注浆孔6，在薄壁钢管1上部留有四个预留孔8，从压力注浆孔6压力灌浆使锚抓5张开，浆体继续通过四个预留孔8进入锚孔。锚抓顶座2设有四个支座。活塞推进体3由圆形活塞9和撑杆底座10构成，圆形活塞9与薄壁钢管1内壁通过O型圈11密封。四个锚抓5，外沿为刀刃状，未张开时，锚抓5收拢，放入锚孔。
权利要求
1.一种船锚式注浆张开型土锚锚头，其特征在于主要包括薄壁钢管(1)、锚抓顶座(2)、活塞推进体(3)、撑杆(4)和锚抓(5)，其连接方式为锚抓顶座(2)与薄壁钢管(1)由固定支柱(12)连接，撑杆(4)两头由活动销钉分别连接活塞推进体(3)的撑杆底座(10)和锚抓(5)，锚抓(5)的头部通过活动销钉与锚抓顶座(2)连接，锚抓(5)的中部通过活动销钉与撑杆(4)连接，锚头后部设置连接孔与锚索(7)相连。
2.根据权利要求1所述的这种船锚式注浆张开型土锚锚头，其特征是薄壁钢管(1)尾部设有压力注浆孔(6)，并可与锚索(7)连接，在薄壁钢管(1)上部留有四个预留孔(8)，从压力注浆孔(6)压力灌浆使锚抓(5)张开，浆体继续通过四个预留孔(8)进入锚孔。
3.根据权利要求1所述的这种船锚式注浆张开型土锚锚头，其特征是锚抓顶座(2)设有四个支座。
4.根据权利要求1所述的这种船锚式注浆张开型土锚锚头，其特征是活塞推进体(3)由圆形活塞(9)和撑杆底座(10)构成，圆形活塞(9)与薄壁钢管(1)内壁通过O型圈(11)密封。
5.根据权利要求1所述的这种船锚式注浆张开型土锚锚头，其特征是四个锚抓(5)，外沿为刀刃状，未张开时，锚抓(5)收拢，放入锚孔。
全文摘要
一种船锚式注浆张开型土锚锚头属于土体锚固领域。主要包括薄壁钢管、锚抓顶座、活塞推进体、撑杆和锚抓，锚抓顶座与薄壁钢管固定连接，撑杆两头由活动销钉分别连接活塞推进体的撑杆底座和锚抓，锚抓的头部通过活动销钉与锚抓顶座连接，锚抓的中部通过活动销钉与撑杆连接。锚头后部设置连接孔与锚索相连。本发明利用了锚抓锚固面大、抓力大的特点，提供了类似船锚效果的抗拔力，可在土质基坑、边坡墙中提供很大的抗拔力；施工时将锚头后部连接锚索后放入锚孔，从薄壁钢管中高压灌浆使锚抓张开切入锚孔孔壁，成船锚状抓住土体，提供锚固力；锚抓张开后，根据需要继续灌浆即可利用浆体进一步提高锚抓效果。本发明可大大提高土层锚杆的锚固力，减少布孔数目，提高结构稳定性和经济效益。
文档编号E21D20/00GK1415805SQ0215128
公开日2003年5月7日 申请日期2002年12月12日 优先权日2002年12月12日
发明者葛修润, 黄铭 申请人:上海交通大学