倒m型钩式-针钉式相联合的用于软土复合地层的多点位移计锚头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多点位移计锚头，更具体涉及一种倒M型钩式-针钉式相联合的用于软土复合地层的多点位移计锚头。
【背景技术】
[0002]在软土复合地层进行工程建设，将不可避免地导致土体产生较大的变形，特别是在人口密集的高层建筑群地区，如果产生较大的土体变形，会危及周边的建筑群、地下管道以及已运行的地铁、高铁等生命线工程。因此，为确保这些重要建筑物、构筑物等生命线工程的安全，工程技术人员在工程建设过程中必须实时掌握土体的变形情况。现有的用于单一软土地层的常用土体位移计锚头主要有水膨胀压缩木锚固、伞形土锚固、爪钩式点接触锚固以及注浆或锚固剂锚固，这些锚固方式在面对软土具有的高含水量、高压缩性以及高触变性等土性时，往往因不同的施工条件而使其在应用中受到很大的限制，使锚固安装困难、土体锚固强度不足，造成锚固土体周边土体结构的破坏，使土体塌陷，获得不准确的量测数据，影响监测土体变形的效果，使获得土体变形信息不能较好地用于指导后续工程建设的合理性。
[0003]相比传统的用于单一软土地层的土体位移计锚头，有关软土复合地层的多点位移计锚头能获得很好的锚固效果，具有抗滑能力强、施工方便、成本低、性能可靠、通用性好、量测结果稳定可靠等优点。
[0004]中国专利CN 102953365 B《用于软土地层的多层叶片式多点位移计锚头》和中国专利CN 102953364 B《用于软土地层的多层刀片式多点位移计锚头》，这两个多层多点位移计锚头都包括安置于待测土体的钻孔内的若干测点锚固头单元，各测点锚固头单元依次垂直放置且相互之间首末皆通过套管连接，每个测点锚固头单元固定钻孔纵向的一个测点，且每个测点锚固头单元均包括主锚固头和锚头保护罩，主锚固头和锚头保护罩之间是螺纹连接。该两个专利适用于单一的软土地层，如果面对饱和含水软土、粉细砂层、砂卵石地层等组合的非单纯的软土复合地层时，上述多点位移计锚头切入土体的效果将会在一定程度上受到限制。
[0005]中国专利CN 103015389 B《用于富水软弱地层的多层伸缩式多点位移计锚头》，纵向相继共有若干个孔内测点锚固头单元。钻孔内测点锚固头单元设计为面接触式，每个测点锚固头单元均包括主锚固头和锚头保护罩，所述主锚固头和锚头保护罩之间通过定位孔连接。主锚固头包括铟钢丝及定滑轮装置、外力转化装置和锚爪执行机构，铟钢丝及定滑轮装置接受外力并通过外力转化装置的转化和驱动，使得锚爪执行机构实现收缩动作，所述外力转化装置包括一个拉伸弹簧装置和若干异形弹簧，所述锚爪执行机构为若干三角形刀片式锚抓，所述异形弹簧数量和锚抓数量一致，该三角形刀片式锚抓能较好地切入富水软弱地层，但面对粉细砂层、砂卵石地层等非单一的软土组合地层时，三角形刀片式锚抓入土的深度会受到一定程度的限制。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种倒M型钩式-针钉式相联合的用于软土复合地层的多点位移计锚头，该方法具有锚固效果好、土层适应性强、成本低、通用性好、量测结果稳定可靠等优点。
[0007]本发明需要保护的技术方案表征如下:
[0008]一种倒M型钩式-针钉式相联合的用于软土复合地层的多点位移计锚头，包括
[0009]孔内测点锚头保护壳1，
[0010]倒M 型钩式锚抓 2A、2B、2C、2D、2E、2F，
[0011]针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F，
[0012]异形组合弹簧4，
[0013]用于支撑异形组合弹簧4的固定支架，
[0014]主铟钢丝5A，
[0015]副铟钢丝5B、5C、5D、5E、5F、5G，
[0016]防护闸门6;
[0017]孔内测点锚头保护壳I底部设计为倒凸面接触式；
[0018]它们的连接及位置关系为:
[0019]主铟钢丝5A通过异形组合弹簧4分别与倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F连接，构成倒M型钩式-针钉式相联合的多点位移计锚头；所述倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F的前端设为倒勾尖角形状，外沿设为弧形与直线型吻合连接的切削刃形状，针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F的形状为圆形形状，其前端设为针尖形状；
[0020]异形组合弹簧4包括垂直异形弹簧41、第一水平异形弹簧42、43、44、45、46、47和第二水平异形弹簧48、49、50、51、52、53，所述第一水平异形弹簧42、43、44、45、46、47处于同一平面内，所述第二水平异形弹簧48、49、50、51、52、53处于另一平面内，两个平面的中心位置连接于垂直异形弹簧41 ;
[0021 ] 垂直异形弹簧41的上部与铟钢丝5A连接，主铟钢丝5A通过动滑轮13A与外力转换装置连接，第一水平异形弹簧42、43、44、45、46、47分别与倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F连接，第二水平异形弹簧48、49、50、51、52、53分别与针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F连接，第一水平异形弹簧和第二水平异形弹簧的数量分别与倒M型钩式锚抓和针钉式锚抓的数量一致；
[0022]固定支架设置于锚头保护壳I内腔，它包括第一稳固架10、第二稳固架11和第三稳固架12，固定支架为异形组合弹簧4的工作提供了稳固平台，
[0023]第一稳固架10设计成在横向呈H型结构式空间，确保异形组合弹簧4的垂直异形弹簧41在外力作用下向上拉伸或左右伸缩的方向不变位；
[0024]第一稳固架10和第二稳固架11之间设弹簧伸缩传导孔15 ；
[0025]第二稳固架11和第三稳固架12之间设弹簧伸缩传导孔15 ;
[0026]固定支架确保异形组合弹簧4受力时其内设的第一水平异形弹簧42、43、44、45、46,47和第二水平异形弹簧48、49、50、51、52、53能共同支撑并分别同步带动倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F与针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F的正常入土锚固；
[0027]主铟钢丝5A设置于孔内测点锚头保护壳I的顶端，主铟钢丝5A —端通过铟钢丝传导孔18与外力转换装置连接，其另一端利用动滑轮13A通过第一稳固架10上的弹簧伸缩传导孔15后与异形组合弹簧4内设的垂直异形弹簧41的上部连接；
[0028]倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F与第二稳固架11通过铰接座14铰接连接。
[0029]锚头保护壳I壁内上下分别设置有防护闸门传导孔16和防护闸门6，防护闸门6外形和防护闸门传导孔16内槽结构相适配，防护闸门6顶部连接有副铟钢丝，所述副铟钢丝5B、5C、ro、5E、5F、5G通过动滑轮向上拉动防护闸门6使其升入防护闸门传导孔16内。
[0030]当倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F处于非工作状态下时，主铟钢丝5A —端与外力转换装置拉紧连接(外力转换装置承受一定的拉力)，即承受拉力，异形组合弹簧4处于收缩状态；当倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F处于工作状态下时，撤销外力，使异形组合弹簧4处于张开状态，此时，可利用异形组合弹簧4在瞬间把收缩状态储存的内力进行释放，促推倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F相对运动，使倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F在预设的钻孔9内快速同步展开并分别切入软土复合地层的“上软”地层和“下硬”地层，使倒M型钩式锚抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和针钉式锚抓3A、3B、3C、3D、3E、3F互为补充，不但避免了“上软”地层的坍孔，而且也避免了 “下硬”地层锚抓与孔壁不能紧