玻璃纤维排水锚杆的制作方法

本实用新型属于施工工程基础处理技术领域，涉及一种玻璃纤维排水锚杆。

背景技术：

工程施工过程中，对于敏感性岩体或者固结程度极高的土体，需要进行封固，防止滑坡或坍塌，目前，采用的处理方法是将岩体或土体中的水分析出后进行锚固，锚固时采用锚杆，存在的问题是：

对淤泥、流泥或软土基础处理较为理想，但是对于水敏感岩体和固结程度极高的土体，排水极慢，效率低，排水效果不理想；

普通排水杆只能用于排水而无法加固岩土体、杆强度不够而打入不到岩土体中；

导电材料腐蚀造成导电性能下降、排水装置用过之后回收利用率低。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种玻璃纤维排水锚杆，结构简单，采用在中空高强玻璃纤维材料的纤维杆外层依次包覆单向导液膜、导电层、金属丝和复合层组成锚杆，多个锚杆成梅花形钻入基础内，由金属丝与直流电源连接成闭合回路产生电渗，基础内的水进入锚杆腔体内由倒虹吸管排出，锚杆与基础锚固或灌浆锚固，强度高，排水效果好，便于锚固，便于回收利用，成本低。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种玻璃纤维排水锚杆，它包括由内向外依次包覆在纤维杆外层的单向导液膜、导电层、金属丝和复合层；所述纤维杆包括与中空管体连接的螺旋锥头，管体的管壁上设有多个与腔体联通的吸水孔；所述复合层、导电层和单向导液膜组成复合导水通道；所述纤维杆的腔体引流排水。

所述纤维杆的材料为高强玻璃纤维。

所述导电层为环形的导电层，其表面设有与纤维杆吸水孔联通的孔。

所述金属丝成螺旋状缠绕于导电层和复合层之间与基础形成闭合电路。

所述复合层为土工布。

所述导电层为碳素卷材或碳素粉末。

所述纤维杆与电源负极连接，其腔体内插入倒虹吸管。

所述复合层周围分散铁粉。

所述多根纤维杆成梅花形分布深入基础内，其中一部分金属丝与电源正极连接，另一部分金属丝与电源负极连接。

一种玻璃纤维排水锚杆，它包括由内向外依次包覆在纤维杆外层的单向导液膜、导电层、金属丝和复合层，通过采用在中空高强玻璃纤维材料的纤维杆外层依次包覆单向导液膜、导电层、金属丝和复合层组成锚杆，通过多个锚杆成梅花形布设钻入基础内，通过金属丝与直流电源连接成闭合回路产生电渗吸水，通过与锚杆连接的倒虹吸管排出基础渗入锚杆腔体内的水。本实用新型克服了原基础锚固排水慢、效率低，锚固强度低，不能回收利用的问题，具有结构简单，结构强度高，排水效果好，便于锚固，便于回收利用，成本低的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的截面示意图。

图3为本实用新型与基础锚固的结构示意图。

图4为本实用新型倒虹吸状态图。

图5为本实用新型的电路图。

图中：复合层1，金属丝2，导电层3，单向导液膜4，纤维杆5，倒虹吸管6，铁粉7。

具体实施方式

如图1~图5中，一种玻璃纤维排水锚杆，它包括由内向外依次包覆在纤维杆5外层的单向导液膜4、导电层3、金属丝2和复合层1；所述纤维杆5包括与中空管体连接的螺旋锥头，管体的管壁上设有多个与腔体联通的吸水孔；所述复合层1、导电层3和单向导液膜4组成复合导水通道；所述纤维杆5的腔体引流排水。结构简单，通过采用在中空高强玻璃纤维材料的纤维杆5外层依次包覆单向导液膜4、导电层3、金属丝2和复合层1组成锚杆，通过多个锚杆成梅花形布设钻入基础内，通过金属丝2与直流电源连接成闭合回路产生电渗吸水，通过与锚杆连接的倒虹吸管6排出基础渗入锚杆腔体内的水，结构强度高，排水效果好，便于锚固，便于回收利用，成本低。

优选的方案中，所述纤维杆5的材料为高强玻璃纤维。结构简单，使用时，锚杆需要渗入基础内部，高强玻璃纤维材料的纤维杆5，其单根的纤维抗拉强度可达2800MPa，弹性模量达86000 MPa，抗老化、抗腐蚀性能优异，不与水作用，结构稳定强度高，拔出时不易断裂，不拔出时与基础永久锚固，可在后期多次进行排水作业。

优选的方案中，所述导电层3为环形的导电层，其表面设有与纤维杆5吸水孔联通的孔。结构简单，环形的导电层3包覆单向导液膜4用于导电，单向导液膜4可以单方向导通薄膜，无水时薄膜上的孔处于闭合状态，当表面与液体接触后，薄膜上的孔自动打开，基础中的水进入到纤维杆5内部后不会再次回流到基础中，导电层3与纤维杆5联通的孔，有利于基础内的水进入到纤维杆5内部，排水更快，排水效率更高。

优选的方案中，所述金属丝2成螺旋状缠绕于导电层3和复合层1之间与基础形成闭合电路。结构简单，金属丝2和导电层3与基础之间形成闭合电路与电源连接形成回路，产生电渗或电泳，吸引水溶液中带正电荷的离子，在电层电势的驱动下，阳离子会朝阴离子移动，水被拖拽出去，水进入到纤维杆5内部。

优选的方案中，所述复合层1为土工布。结构简单，土工布由合成纤维针刺或编织成的透水布料，其强度高，在干湿状态下能保持充分的强力和伸长，耐腐蚀，长久适应酸碱度的泥土及水中不失效，渗水性好，抗微生物性好，不受虫蛀侵蚀。

优选的方案中，所述导电层3为碳素卷材或碳素粉末。结构简单，碳素材料的导电层3导电性能良好，成本低，软质的卷材或碳素粉末组成的包覆层，与纤维杆5外壁之间具有一定的扩张性，在锚杆与基础锚固后，便于纤维杆5和导电层3拔出，纤维杆5拔出后可重复利用，成本低，拔出后可替换钢质锚杆或直接灌浆，提高基础的稳定性，避免坍塌或滑坡，当纤维杆5和导电层3不拔出与基础永久锚固时，可以在后期对基础进行多次排水。

优选的方案中，所述纤维杆5与电源负极连接，其腔体内插入倒虹吸管6。结构简单，基础内的水渗入到纤维杆5腔体内后，逐步积蓄漫过倒虹吸管6的进水口，从低于进水口的排水口自动排出。

优选的方案中，所述复合层1周围分散铁粉7。结构简单，基础与土体通常是带负电荷，锚杆钻进过程中，在锚杆复合层1周围洒落铁粉7，锚杆旋转深入基础时将铁粉7带入钻孔，与钻孔内壁接触，增加基础的导电性能，提高电渗效率。

优选的方案中，所述多根纤维杆5成梅花形分布深入基础内，其中一部分金属丝2与电源正极连接，另一部分金属丝2与电源负极连接。结构简单，锚杆钻入时成梅花形布设，多个梅花形结构的锚杆分别锚固到基础内，结构强度高，提高了基础渗水和排水效率。

如上所述的玻璃纤维排水锚杆，安装使用时，结构简单，采用在中空高强玻璃纤维材料的纤维杆5外层依次包覆单向导液膜4、导电层3、金属丝2和复合层1组成锚杆，多个锚杆成梅花形布设钻入基础内，金属丝2与直流电源连接成闭合回路产生电渗吸水，与锚杆连接的倒虹吸管6排出基础渗入锚杆腔体内的水，结构强度高，排水效果好，便于锚固，便于回收利用，成本低。

使用时，锚杆需要渗入基础内部，高强玻璃纤维材料的纤维杆5，其单根的纤维抗拉强度可达2800MPa，弹性模量达86000 MPa，抗老化、抗腐蚀性能优异，不与水作用，结构稳定强度高，拔出时不易断裂，不拔出时与基础永久锚固，可在后期多次进行排水作业。

环形的导电层3包覆单向导液膜4用于导电，单向导液膜4可以单方向导通薄膜，无水时薄膜上的孔处于闭合状态，当表面与液体接触后，薄膜上的孔自动打开，基础中的水进入到纤维杆5内部后不会再次回流到基础中，导电层3与纤维杆5联通的孔，有利于基础内的水进入到连有电源负极的纤维杆5内部，排水更快，排水效率更高。

金属丝2和导电层3与基础之间形成闭合电路与电源连接形成回路，产生电渗或电泳，吸引水溶液中带正电荷的离子，在电层电势的驱动下，阳离子会朝阴离子移动，水被拖拽出去，水进入到连有电源负极的纤维杆5内部。

土工布由合成纤维针刺或编织成的透水布料，其强度高，在干湿状态下能保持充分的强力和伸长，耐腐蚀，长久适应酸碱度的泥土及水中不失效，渗水性好，抗微生物性好，不受虫蛀侵蚀。

碳素材料的导电层3导电性能良好，成本低，软质的卷材或碳素粉末组成的包覆层，与纤维杆5外壁之间具有一定的扩张性，在锚杆与基础锚固后，便于纤维杆5和导电层3拔出，纤维杆5拔出后可重复利用，成本低，拔出后可替换钢质锚杆或直接灌浆，提高基础的稳定性，避免坍塌或滑坡，当纤维杆5和导电层3不拔出与基础永久锚固时，可以在后期对基础进行多次排水。

基础内的水渗入到连有电源负极的纤维杆5腔体内后，逐步积蓄漫过倒虹吸管6的进水口，从低于进水口的排水口自动排出。

基础与土体通常是带负电荷，锚杆钻进过程中，在锚杆复合层1周围洒落铁粉7，锚杆旋转深入基础时将铁粉7带入钻孔，与钻孔内壁接触，增加基础的导电性能，提高电渗效率。

锚杆钻入时成梅花形布设，多个梅花形结构的锚杆分别锚固到基础内，结构强度高，提高了基础渗水和排水效率。

锚杆使用过程中，导电材料采用碳素材料，在碳素材料表层缠绕有金属丝，碳素材料质量轻，不仅能导电而且避免了使用单一金属材料导电而造成的大片腐蚀且腐蚀后不易替换和钝化后使用性能下降而造成的不利影响。

因玻璃纤维具有强度高、抗老化、抗腐蚀、不与水作用的特点，且普通锚杆无抗剪和抗拔能力，采用抗剪和抗拔能力突出玻璃纤维作为受力结构，便于钻进和拔出。

因玻璃纤维杆强度很高且不与水作用，可在排水工作完成之后将玻璃纤维排水锚杆永久封存在岩土体中起到锚固作用，而普通的排水杆只能起到临时排水作用。更无须担心铁质锚杆腐蚀而造成的影响或强度不够而造成的影响。或者也可整体将杆件抽出，排除其他岩土体中的水分，此处便可换用更廉价的锚杆进行岩土体锚固工作。

导电层和玻璃纤维杆件和可分离，如加上电极可起到排水和加快固结作用，同时若采用多根锚杆，相邻两根锚杆也可以起到锚固之间土体的作用或起到土钉的作用；如电极取出后排水锚杆内部可灌浆使用起到锚固作用或者方便回收利用。

可将此玻璃纤维排水锚杆作为一种倒虹吸启动装置，施加脉冲性电流可让已经停滞的倒虹吸过程重新启动。并且与测水有关的试验都可使用。

单向导液膜可使液体单向流动而大量聚集在玻璃纤维排水锚杆的中空管道内。土工布等土工复合材料可将泥沙等杂质阻挡在装置外部而只允许水通过。

玻璃纤维排水锚杆的钻头做成螺旋型尖状，更加有利于锚杆打入土体。

在通入锚杆时不断撒入管壁的铁粉可使岩土体与玻璃纤维排水锚杆贴合的更加紧密，既能增强导电性能，也可形成连续的排水通道。

由于玻璃纤维强度很高，可将排水锚杆打入到滑动带和潜在滑动区域等易进水滑动的部位大幅度降低滑动带含水量，增加岩土体强度。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。