专利名称：一种可回收的端承锚杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可回收的端承锚杆。
背景技术：
目前各种工程上所使用的可回收的端承锚杆技术，应用得比较多的为机械型锚杆，少数也有使用水泥材料作为锚固体的端承锚杆，水泥材料锚固体一般不能回收，部分也只能回收杆体部分。可回收的机械型端承锚杆，若用于软弱土层时，想要获得较大的锚固 力，就须加大锚杆入土的锚头的尺寸，锚头尺寸加大，就必须相应加大容置锚头的扩孔的尺寸。然而，扩孔尺寸加大后，扩孔就易出现塌孔问题。另外，锚头増大后的可回收机械型端承锚杆结构也会复杂很多。面对软弱土层，现行的解决塌孔方案是采用泥浆护壁钻孔エ艺钻孔，再采取水下灌注砼的方法可使孔底泥浆被排出，但扩孔处的泥浆易与砼混合，会影响砼的强度及均匀性，很难保证施工的质量。而且水泥材料的锚固体从开始浇筑至投入使用，也需要一定的时间才能使水泥材料的強度发挥出来。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，就是提供一种不但能保证施工质量、还能有效防止塌孔且锚固カ大、可全部回收的端承锚杆。本发明解决上述技术问题所采取的技术方案为
一种可回收的端承锚杆，其特征在于包括
套管；
柔性囊袋，袋ロ与所述的套管下端连接；
锚杆，可穿过所述的套管且长度长于套管；
锚固体，常温下为固态、随温度升高可熔化成熔融状态。使用时，在对土层钻孔并扩好孔后，先将套管和柔性囊袋置于孔内合适位置，保持套管上端露出，以便通过其向其下端的柔性囊袋内注入加热成熔融状态的锚固体，并通过其将已预热的锚杆插入其下端柔性囊袋内熔融状态的锚固体中，且锚杆上端穿出套管，锚固体冷却后，柔性囊袋、锚固体、锚杆连为一体，柔性囊袋和锚固体共同作为锚杆的扩大头，与土层产生端承作用；完成使用后，加热锚固体，使其熔化成熔融状态，取出锚杆，抽出熔融状态的锚固体，再回收套管及其下端的柔性囊袋。所述锚杆下端设有增强其与锚固体连接的凸凹结构。作为本发明的一种实施方式所述锚杆上的凸凹结构的上下端作为电极并分别通过导线引出，以便连接外部低压大电流电源。采用低压大电流电源，因为电压低，即使人体接触带电部分，也能有效避免触电事故的发生。作为本发明的另ー种实施方式所述锚杆为管状，下端内侧设有发热电阻，发热电阻两端分别通过导线引出或一端通过导线引出另一端与锚杆内侧相连。作为本发明的实施例之一所述锚杆包括一下端具有盘状凸缘的直杆、一套装在直杆上的管状的锚杆套，所述锚杆套底面设有环状凸起，内侧和上表面设有绝缘层，所述环状凸起的下端外沿上设有环形外凸沿或环形内凹槽，还包括多个锚爪，各锚爪的上端相适配的设有内凹槽或外凸沿，所述锚爪上端的内凹槽包裹所述环形外凸沿形成铰接关系，或所述锚爪上端的外凸沿嵌入所述环形内凹槽形成铰接关系，各所述锚爪的下端还铰接有支撑杆，所述支撑杆的下端铰接在所述直杆的盘状凸缘的外沿上，所述直杆上端穿出锚杆套。使用时，同样先将套管和柔性囊袋置于土层中事先钻好的孔内，保持套管上端露出，再向套管下端的柔性囊袋内注入加热成熔融状态的锚固体，并将已预热的锚杆整体插入锚固体中，保持锚杆的锚杆套通过套管管ロ露出，锚杆的直杆处于放松状态时，所述锚爪、支撑杆均与直杆相平行，向上提升直杆，直杆下端的盘状凸缘向上挤压支撑杆下端，使支撑杆支撑各锚爪如伞式展开。这种锚杆一方面能与冷却后的锚固体连接更加牢固，另ー方，展开的锚爪可以更好的托住土层，进一歩防止塌孔问题出现。使用完后，将低压大电流电源的正、负输出端，一端与锚杆的锚杆套上端相连，另一端与锚杆的直杆上端相连，给 锚杆、锚固体加热，待锚固体加热熔化后，即可先后回收锚杆、锚固体、套管和柔性囊袋。本发明中，所述锚固体可选择热熔型胶结材料，如硫磺或改性硫磺，硫磺熔点较低，适当的加温即可熔化。所述锚固体内还添加有增强锚固体综合力学性能的金属或非金属填充物。添加填充物ー是提高锚固体的综合力学性能，ニ，如果添加的为石头等兼价材料，由于相应的減少了胶结材料的比例，还能降低成本。所述柔性囊袋为由耐热材料制成的袋体。本发明具有如下有益效果
1)本发明向土层中所钻的孔内放入柔性囊袋，再向柔性囊袋内注入熔融状态的锚固体，由于锚固体的压力，利于排出孔内的泥浆，另外，由于锚固体是注入到柔性囊袋中，囊袋对锚固体有一定保护作用，使泥浆不易进入囊袋而使锚固体的性能发生变化，能保证端承锚杆的施工质量；注入囊袋中的锚固体能很好的支撑扩孔上部的土层，有利于防止其塌陷；本发明利用冷却的锚固体和柔性囊袋共同作为锚杆的扩大头，与土层产生端承作用，相对于利用侧摩擦力的锚杆，能提供更大的锚固カ；本发明的端承锚杆可完全回收完成使用后，给锚固体加热，即可先后回收锚杆、锚固体、套管和柔性囊袋，在施工土层中没有遗留物，不会影响该土层的后续使用；
2)现有资料表明，硫磺混凝土的综合力学性能比较高，硫磺混凝土即在热熔型胶结材料硫磺中添加沙石填充物，其抗压强度可达30Mpa 60Mpa，硫磺混凝土在浇注冷却后，30min内可达到其最高强度的65%，48h的抗压强度可达到其最高强度的80 90%，抗拉强度可达到其最高強度的95% ;还有资料介绍，硫磺混凝土浇注I 2h后可达到最高強度的80%，一天后即可达到100% ;相比之下，水泥材料的浇注体在正常情况下，强度达到最高强度的70 80%约需10 14天，28天后才能达到100%，从时间上来对比，浇注后，两者可投入使用的速度相差很大；
3)在锚杆下端设置电极通过低压大电流变压器对杆体施加电压，通过杆体的电阻热效应，即可对锚固体进行加热，操作安全方便；锚杆下端设有凸凹结构，锚固体冷却后，锚杆能通过所述凸凹结构与锚固体更好的连为一体，使锚杆与锚固体之间的连接更加紧固；
4)锚固体选用熔点低的热熔型胶结材料如硫磺或改性硫磺等，适当的加温即可使锚固体熔化为熔融状态，回收速度快，熔化所需热量少，本发明的锚固体回收后还能再次使用，进一步降低了成本；
5)在锚固体中加入金属或非金属的填充物，一是可以提高锚固体的综合力学性能，二，如果添加的为石头等兼价材料，还能降低成本；
6)本发明的锚杆采用能展开成伞状的锚杆，使其与冷却的锚固体连接更加稳固，还可以更好的托住土层，进一步防止塌孔问题出现。
图I为本发明实施例一的使用状态 图2为本发明实施例一的锚杆与引出导线的细节 图3为本发明实施例二的使用状态 图4为本发明实施例三的使用状态 图5为本发明实施例四的使用状态图一；
图6为本发明实施例四的使用状态图二；
图7为本发明实施例四的锚爪的展开示意 图8为图5 a处的放大 图9为锚爪铰接在锚杆套底面环状凸起的下端外沿的另一种实施方式的放大图。
具体实施例方式如图1、2所示，本发明实施例一的端承锚杆，包括上端设有外螺纹的套管I、袋口与所述的套管I下端连接的柔性囊袋2、可穿过所述的套管I且长度长于套管I的锚杆3、常温下为固态随温度升高可熔化成熔融状态的锚固体4。本实施例中，锚杆3为圆柱状，上端也设有外螺纹，下端设有增强其与锚固体4连接的凸凹结构，所述凸凹结构为设于锚杆3下端的外螺纹。凸凹结构的上下端分别通过连接件与导线8的端头连接，并通过导线8引出连接外部低压大电流电源(未画出)。锚杆3外壁上设有导线槽，所述导线8容纳在导线槽内。本实施例中，锚杆3也可以为管状，导线与凸凹结构的上下部相连后，直接从锚杆3的管腔内部引出。柔性囊袋2为由耐热材料制成的袋体。锚固体4采用热熔型胶结材料改性硫磺，也可以采用硫磺或热熔胶等，锚固体4中还添加有用于增强锚固体综合力学性能的金属填充物钢纤维，也可以添加沙石等制成硫磺砂浆、硫磺混凝土等。相对而言，未改性的硫磺的力学性能及稳定性均逊于改性硫磺。如图I所示，在对土层钻孔并扩好孔后，根据孔深和扩孔高度，在套管I的上端套上一块承压板7和一个螺母6，其中承压板7处于螺母6下方。沿套管I上端的外螺纹调节螺母6到合适位置处，大致让将进入土层中的套管I的长度与扩孔平顶处到土层上表面的 距离相等。将套管I和其下端的柔性囊袋2放入孔中，套管I通过承压板7和螺母6挂装在土层上，且套管I上端露出土层。接着，通过套管I向其下端的柔性囊袋2内注入已加热成熔融状态的锚固体4。随着柔性囊袋2内熔融状态的锚固体4的增多，锚固体4的压力作用使扩孔内的泥浆被压出。由于有柔性囊袋2的保护，泥浆不易进入柔性囊袋2而使锚固体4的性能发生变化，能保证端承锚杆的施工质量。柔性囊袋2随锚固体4的注入而进一步展开，最终填充在扩孔中。再在锚杆3上端套上螺母5，要求螺母5的外径大于套管I内径。调节锚杆3上端的螺母5到合适位置，锚杆3经预热后，直接插入套管I内，使其下端进入柔性囊袋2内熔融状态的锚固体4中，上端穿出套管I并通过螺母5挂装在套管I上。锚固体4冷却后，柔性囊袋2、锚固体4、锚杆3连为一体，柔性囊袋2和锚固体4共同作为锚杆3的扩大头，与土层产生端承作用。待锚固体4冷却达到使用强度后，本端承锚杆即可投入使用。使用完成后，通过低压大电流电源和导线8对锚杆3下端施加电压，即可在锚杆3下端产生热量对锚固体4加热，并可转动锚杆3以便对锚固体4进行搅拌，加速其熔化，待锚固体4熔化后，即可取出锚杆3，抽出熔融的锚固体4，并取出套管I和其下端的柔性囊袋2。本发明也可以不在套管I和锚杆3上端设置外螺纹、螺母6、5、承压板7等来实现在土层中的位置调整。如在套管I或锚杆3的上端连接千斤顶等，使套管I、锚杆3处于孔内合适位置，锚固体4冷却后，还可将千斤顶移开。
本发明在加热锚固体4熔化时,也可以在锚固体4局部熔化后取出锚杆3,放入其他加热体或通过吹入热风等方式加速锚固体4熔化。图3、4为本发明的实施例二、三的使用状态图。现仅就其与实施例一的差别点作详述。实施例二中的锚杆3为管状，其内侧下端设有发热电阻9，发热电阻9两端分别通过导线引出，以便与外部电源(未画出)相连。实施例三中的锚杆3也为管状，其内侧下端同样设有发热电阻9，发热电阻9 一端直接连接锚杆3，另一端通过导线引出，外部电源(未画出，电源可为交流电源也可为直流电源)的正、负输入端分别连接锚杆3和另一端上引出导线，即可给发热电阻9加热。实施例二、三中这种通过在锚杆3下端设置发热电阻9，以便对锚杆3和锚固体4加热的方式，由于发热电阻9功率有限，通常需要对其施加较高电压，使用时需使用隔离电源以确保安全使用。图5、6为本发明实施例四的使用状态图。其与实施例一的主要差别在于锚杆3。如图所示，实施例四的锚杆3包括一下端具有盘状凸缘311的直杆31、一套装在直杆31上的管状的锚杆套32，锚杆套32底面设有环状凸起321，内侧和上表面设有绝缘层10，如图8所示，环状凸起321的下端外沿上设有环形外凸沿322，还包括多个锚爪33，各锚爪33的上端相适配的设有内凹槽331，所述锚爪33上端的内凹槽331包裹所述环形外凸沿322形成铰接关系，如图5、6所示，各所述锚爪33的下端还铰接有支撑杆34，所述支撑杆34的下端铰接在所述直杆31的盘状凸缘311的外沿上，且直杆31上端穿出锚杆套32。锚杆套32和直杆31上端都设有外螺纹，使用时，直杆31上端通过外径大于锚杆套32内径的两螺母11 y、5 y挂装在锚杆套32上，锚杆套32上端也通过外径大于套管I内径的两螺母11、5挂装在套管I上。这里同样可借助千斤顶，或通过其他方式实现挂装，如通过加设承压板和螺母等。在对土层钻孔并扩好孔后，根据孔深和扩孔高度，调节好套管I、锚杆套32、直杆31上的螺母的位置，使直杆31放松，锚杆套32下方的锚爪33和支撑杆34与直杆31平行，使套管I和锚杆套32在装入孔中后，套管I下端大致和扩孔平顶处平齐，锚杆套32下底面高度略低于扩孔平顶。如图5安装好后，向上提升直杆31，支撑杆34支撑各锚爪33如伞式展开，如图6、7所示。调节直杆31上端的螺母11 y、5入保持住锚爪33的展开状态。使用完后，在直杆31上端的两螺母11 y、5 y之间和锚杆套32上端的两螺母11、5之间分别夹装上导线8，并通过所述导线8分别与低压大电流电源(未画出)的正、负输出端相连。由于锚杆套32内侧和上表面都设有绝缘层10，电流走向为低压大电流电源正输出端-直杆31-支撑杆34-锚爪33-锚杆套32-低压大电流电源负输出端。锚固体4加热熔化后，先调整直杆31上端的螺母11 y、5 y放松直杆31，后即可先后回收锚杆3、锚固体4、套管I和柔性囊袋2。本发明的实施例四中，锚爪33铰接在锚杆套32底面环状凸起321的下端外沿的具体结构也可设计如下如图9所示，环状凸起321的下端外沿上设有环形内凹槽323，各锚爪33的上端相适配的设有外凸沿332，所述外凸沿332嵌入所述环形内凹槽323形成铰
接关系。
本发明既可作为端承锚杆作抗拔用，也可将扩孔上下位置互换，增大锚杆直径，作为端承的抗压桩使用。
权利要求
1.一种可回收的端承锚杆，其特征在于包括 套管(I); 柔性囊袋(2 )，袋ロ与所述的套管(I)下端连接； 锚杆(3)，可穿过所述的套管(I)且长度长于套管(I); 锚固体(4)，常温下为固态、随温度升高可熔化成熔融状态。
2.根据权利要求I所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述锚杆(3)下端设有增强其与锚固体(4)连接的凸凹结构。
3.根据权利要求2所述的可回收的端承锚杆，其特征在于锚杆(3)上的凸凹结构的上下端作为电极并分别通过导线引出。
4.根据权利要求2所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述锚杆(3)为管状，下端内侧设有发热电阻(9)，发热电阻(9)两端分别通过导线引出或一端通过导线引出另一端与锚杆(3)内侧相连。
5.根据权利要求I所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述锚杆(3)包括一下端具有盘状凸缘(311)的直杆(31)、ー套装在直杆(31)上的管状的锚杆套(32)，所述锚杆套(32)底面设有环状凸起(321)，内侧和上表面设有绝缘层(10)，所述环状凸起(321)的下端外沿上设有环形外凸沿(322)或环形内凹槽(323)，还包括多个锚爪(33)，各锚爪(33)的上端相适配的设有内凹槽(331)或外凸沿(332)，所述锚爪(33)上端的内凹槽(331)包裹所述环形外凸沿(322)形成铰接关系，或所述锚爪(33)上端的外凸沿(332)嵌入所述环形内凹槽(323)形成铰接关系，各所述锚爪(33)的下端还铰接有支撑杆(34)，所述支撑杆(34)的下端铰接在所述直杆(31)的盘状凸缘(311)的外沿上，所述直杆(31)上端穿出锚杆套(32)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述锚固体(4)为热熔型胶结材料。
7.根据权利要求6所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述热熔型胶结材料为硫磺或改性硫磺。
8.根据权利要求7所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述锚固体(4)内还添加有增强锚固体综合力学性能的金属或非金属填充物。
9.根据权利要求8所述的可回收的端承锚杆，其特征在于所述柔性囊袋(2)为由耐热材料制成的袋体。
全文摘要
本发明公开了一种可回收的端承锚杆，包括套管(1)；柔性囊袋(2)，袋口与所述的套管(1)下端连接；锚杆(3)，可穿过所述的套管(1)且长度长于套管(1)；锚固体(4)，常温下为固态、随温度升高可熔化成熔融状态。将连接有柔性囊袋(2)的套管(1)置入预先钻好的锚孔下之扩孔处，注入熔融的锚固体(4)，并向其中插入锚杆(3)，待锚固体(4)冷却后，锚杆(3)能通过锚固体(4)与岩土体相互作用产生端承锚固力；使用完成后，加热锚固体(4)使其熔化成熔融状态，取出锚杆(3)并抽出锚固体(4)，即可完全回收。本发明结构简单，适用范围广，锚固力大，又可完全回收，可适用于各种锚固场合。
文档编号E02D5/74GK102704476SQ20121014853
公开日2012年10月3日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者覃永忠 申请人:覃永忠