一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，该锚头包括多个气胀式锚固头、一个中空中心管及与气胀式锚固头数量等同的高压充气管，气胀式锚固头内设有气囊，气胀式锚固头的外面设有三角形锚抓，每个气胀式锚固头的上下两端分别设有上连接套管与下连接套管，中空中心管依次贯穿每个气胀式锚固头，并分别与每个气胀式锚固头上的上连接套管及下连接套管连接，高压充气管的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管分别深入每个气胀式锚固头内的气囊内部。与现有技术相比，本发明具有量程大、精度高、测量过程不受施工干扰、无人为测量误差、施工安全、安装简单、测量方便、工作效率高等优点。
【专利说明】一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多点位移计锚头，尤其是涉及一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头。
【背景技术】
[0002]软土地区的建设工程，最大的特点就是软土具有“三高一低”的特点，即具有高含水量、高压缩性、高触变性和低强度，因此，如何准确监测工程建设过程中土体的变形，关系到整个工程的安全，同时也是工程中的重中之重。
[0003]目前工程建设施工过程中，软土地区土体位移计锚头一般采用爪钩式锚固、压缩木锚固、注浆或锚固剂粘结锚固、撑开式伞形土锚锚头等。这些锚固方式受工程施工技术水平的限制，有许多不足。例如，压缩木锚固在土体锚固中安装困难，操作不便，注水时间和膨胀时间难以控制，土体的锚固强度不够，容易造成孔内测点移动，使监测数据不准确；爪钩式锚固，爪钩处使土体结构破坏，造成土体锚固强度不够，可靠性差，使孔内测点偏离实际监测点，带来较大误差；撑开式伞形土锚锚头，当伞形土锚撑开时，造成土体结构破坏，特别容易造成孔口土体塌陷，使土体锚固强度降低，抗滑能力下降，影响土体锚固效果；采用注浆或锚固剂锚固时，注浆时间长，施工不便，且在极软弱土层中锚固效果不佳，造成锚固强度不可靠，带来测量误差，影响数据的精度。
[0004]综上所述的传统的土体位移计锚头对软土地区不适用，尤其是在富水软弱地层，由于土体自稳性较差，透水性、富水性好，锚头锚固时造成土体结构的破坏，使锚固力大幅度降低，且缺少护孔装置，容易造成塌孔，使测量不准确，而有关软土地层气胀式多点位移计锚头的相关研究鲜有报道。相比上述传统的土体位移计锚头，软土地层气胀式多点位移计锚头具有量程大、结构简单、锚固效果好、抗滑能力强、施工方便、性能可靠等优点。
[0005]中国专利CN 1415805A船锚式注浆张开型士锚锚头，主要包括:薄壁铜管、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。但是该专利比较适用于土质基坑、边坡墙中的锚固，不适用与富水软弱软土地层的锚固，如果利用高压灌浆使锚抓张开切入锚孔孔壁，会造成土体结构的破坏，影响测量数据的精度。
[0006]中国专利CN 207622U管缝锚固式多点位移计，该装置包括管缝式锚头，管缝式锚头为弹簧钢制成的带缝的锥台形锚头，并配有开口尾圈和倒刺，但是该锚头主要用于岩基、井巷、硐室及隧道灯岩土工程，而不能用于软体地层的锚固。
[0007]中国专利CN 2078375U岩土钻孔多点位移计，主要自锚头、外伸型或凸起状弹簧片和测尺组成，锚头是由中间口径较大，两端口径小的三段开缝的异径管固定连接。该专利适用于松软岩层、煤体及土层测量，但是不适用于富水软弱的软体地层，容易造成锚固位置土体结构的破坏，使土体锚固力不足，影响位移测量的精度。
【发明内容】
[0008]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种量程大、结构简单、锚固效果好、抗滑能力强、施工方便、性能可靠的用于软土地层的气胀式多点位移计锚头。
[0009]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0010]一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，该锚头包括多个气胀式锚固头、一个中空中心管及与气胀式锚固头数量等同的高压充气管，所述的气胀式锚固头内设有气囊，所述的气胀式锚固头的外面设有三角形锚抓，每个气胀式锚固头的上下两端分别设有上连接套管与下连接套管，所述的中空中心管依次贯穿每个气胀式锚固头，并分别与每个气胀式锚固头上的上连接套管及下连接套管连接，所述的高压充气管的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管分别深入每个气胀式锚固头内的气囊内部；
[0011]当气胀式锚固头的气囊未充气时，三角形锚抓收拢，使该锚头方便放入钻孔内，当气胀式锚固头的气囊充气时，三角形锚抓在孔内迅速同步展开并切入软土地层而完成锚固。
[0012]所述的上连接套管与下连接套管上均设有锁定螺孔，所述的上连接套管与下连接套管分别通过上锁定螺钉与下锁定螺钉连接中空中心管。
[0013]所述的上连接套管与下连接套管上设有定位孔。
[0014]根据设计深度，可组成气胀式多点位移计锚头，上下两个气胀式锚固头之间通过各自的下连接套管与上连接套管连接。并通过定位孔进行定位，确保定位准确，提高测点精度。
[0015]所述的气胀式锚固头设有2?5个。
[0016]每个气胀式锚固头设有四排三角形锚抓，每一排设有6个三角形锚抓，四排三角形锚抓互为90°夹角。
[0017]所述的中空中心管与气胀式锚固头内的气囊之间密封连接。
[0018]所述的中空中心管与气胀式锚固头内的气囊之间通过高强度胶水密封粘接。
[0019]所述的气胀式锚固头内的气囊由高强抗拉复合面料制成。
[0020]利用气囊充气原理，当气胀式锚固头的气囊未充气时，三角形锚抓收拢，可方便放入钻孔内；当气胀式锚固头的气囊充气时，三角形锚抓在孔内迅速同步展开并切入软土地层而完成锚固，使每一个锚头单元的24个三角形锚抓与孔壁紧密接触，同时不破坏软土的结构，避免钻孔塌孔现象的发生，增强锚抓与孔壁的接触效果，提高测点的锚固力，保证锚固的可靠性。
[0021]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0022]1、本发明气胀式多点位移计锚固头表面设置三角形锚抓，利用对其气囊充气膨胀原理，当气囊未充气时，三角形锚抓收拢，可方便放入钻孔内，当气胀式锚固头气囊充气时，三角形锚抓在孔内迅速同步展开并切入软土地层，不受现场条件限制，安装方便，结构简单、可靠性和稳定性强、锚固效果好、抗滑能力强、性能可靠。
[0023]2、本发明气胀式三角形锚抓外沿为三角形状的特点，有利于切入软土地层而不破坏土体的结构，使得锚抓与孔壁的接触更加紧密，提高气胀式多点位移计锚头的抗滑能力，锚固效果更可靠，可适用于软土地层不同孔径内的锚固。[0024]3、本发明具有量程大、精度高、测量过程不受施工干扰、无人为测量误差、施工安全、安装简单、测量方便、工作效率高等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明未充气时结构示意图；
[0026]图2为本发明充气时结构示意图；
[0027]图3为本发明的俯视结构示意图。
[0028]图中，I为气胀式锚固头，2为上连接套管,3为下连接套管,4为上锁定螺钉,5为下锁定螺钉，6为中空中心管，7为钻孔，8为三角形锚抓，9为高压充气管，10为锁定螺孔，11为定位孔。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0030]实施例
[0031]一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其结构如图1?图3所示，
[0032]该锚头包括多个气胀式锚固头1、一个中空中心管6及与气胀式锚固头I数量等同的高压充气管9，气胀式锚固头I内设有气囊，气胀式锚固头I的外面设有三角形锚抓8，每个气胀式锚固头I的上下两端分别设有上连接套管2与下连接套管3，中空中心管6依次贯穿每个气胀式锚固头1，并分别与每个气胀式锚固头I上的上连接套管2及下连接套管3连接，高压充气管9的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管6分别深入每个气胀式锚固头I内的气囊内部；上连接套管2与下连接套管3上均设有锁定螺孔10，上连接套管2与下连接套管3分别通过上锁定螺钉4与下锁定螺钉5连接中空中心管6。上连接套管2与下连接套管3上设有定位孔11。每个气胀式锚固头I设有四排三角形锚抓8，每一排设有6个三角形锚抓8，四排三角形锚抓8互为90°夹角，一个气胀式锚固头I上共设有24个三角形锚抓8。中空中心管6与气胀式锚固头I内的气囊之间通过高强度胶水密封粘接。气胀式锚固头I内的气囊由高强抗拉复合面料制成。
[0033]根据设计深度，可组成气胀式多点位移计锚头，上下两个气胀式锚固头I之间通过各自的下连接套管3与上连接套管2连接，并通过定位孔11进行定位，确保定位准确，提高测点精度。气胀式锚固头I设有2?5个，本实施例中采用3个气胀式锚固头I的组合方式。
[0034]利用气囊充气原理，当气胀式锚固头I的气囊未充气时，如图1所示，三角形锚抓8收拢，可方便放入钻孔7内。当气胀式锚固头I的气囊充气时，如图2所示，三角形锚抓8在孔内迅速同步展开并切入软土地层而完成锚固，使每一个锚头单元的24个三角形锚抓8与孔壁紧密接触，同时不破坏软土的结构，避免钻孔7塌孔现象的发生，增强锚抓与孔壁的接触效果，提高测点的锚固力，保证锚固的可靠性。
[0035]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，该锚头包括多个气胀式锚固头、一个中空中心管及与气胀式锚固头数量等同的高压充气管，所述的气胀式锚固头内设有气囊，所述的气胀式锚固头的外面设有三角形锚抓，每个气胀式锚固头的上下两端分别设有上连接套管与下连接套管，所述的中空中心管依次贯穿每个气胀式锚固头，并分别与每个气胀式锚固头上的上连接套管及下连接套管连接，所述的高压充气管的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管分别深入每个气胀式锚固头内的气囊内部； 当气胀式锚固头的气囊未充气时，三角形锚抓收拢，使该锚头方便放入钻孔内，当气胀式锚固头的气囊充气时，三角形锚抓在孔内迅速同步展开并切入软土地层而完成锚固。
2.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，所述的上连接套管与下连接套管上均设有锁定螺孔，所述的上连接套管与下连接套管分别通过上锁定螺钉与下锁定螺钉连接中空中心管。
3.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，所述的上连接套管与下连接套管上设有定位孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，上下两个气胀式锚固头之间通过各自的下连接套管与上连接套管连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，所述的气胀式锚固头设有2?5个。
6.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，每个气胀式锚固头设有四排三角形锚抓，每一排设有6个三角形锚抓，四排三角形锚抓互为90。夹角ο
7.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，所述的中空中心管与气胀式锚固头内的气囊之间密封连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，所述的中空中心管与气胀式锚固头内的气囊之间通过高强度胶水密封粘接。
9.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的气胀式多点位移计锚头，其特征在于，所述的气胀式锚固头内的气囊由高强抗拉复合面料制成。
【文档编号】E02D1/00GK103835277SQ201210480367
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月22日 优先权日:2012年11月22日
【发明者】王建秀, 邹宝平, 刘笑天, 周小博 申请人:同济大学