一种铰刀型扩体地锚的制作方法

本发明涉及锚具技术领域，特别是涉及一种铰刀型扩体地锚。

背景技术：

锚具广泛应用于公路桥梁、城市立交、高层建筑、水利水电大坝、港口码头、岩体护坡锚固、基础加固和隧道矿顶锚顶等多种工业工程。岩土工程中，预应力锚杆技术是最具生命力的新技术。预应力锚杆的一端与岩土体或结构物相连，另一端锚固在岩土内，并对其施加预应力，成为将拉力传递到稳定的岩土体的锚固体系，以承受岩土压力、水压力、抗浮、抗倾覆等所产生的结构拉力，用以维护岩土体和结构物的稳定。但目前工程届普遍使用的直孔圆柱型锚杆，它具有承载力较低的致命弱点，为了提高锚杆的承载力，在锚杆孔的底部用高压水冲刷岩土，或用爆破方法扩大空间，以便加大锚杆孔的体积，从而扩大锚杆与岩土的接触面，可以提高锚杆的承载力。但是水冲刷扩孔的形状很不规则，且冲刷使岩土体本身弱化，其力学参数下降；而爆破方法扩孔的随意性很大，更主要的是用爆破手段受诸多社会因素限制，特别是城市。一种以机械铰刀原理设计的扩孔器能克服上述扩孔方法的缺陷，扩孔定位准确，形状固定，使其承载能力大大提高。研发新型锚具，提高锚具的安全防护及加固能力，以及减少施工材料和设备损耗，具有较高的经济性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铰刀型扩体地锚，其结构简单便于制造，将其放置在基孔中能进行扩体运动，扩孔定位准确，形状固定，操作简单方便，减少了施工材料和设备的损耗，具有较高的经济性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种铰刀型扩体地锚，配合锚杆使用，包括承载座、扩体臂、防开装置和单向止动套，所述的承载座铰接若干扩体臂，承载座下部呈杆状并在其上设有止回纹，单向止动套套置在承载座的止回纹上，单向止动套位于止回纹底端时，各扩体臂在防开装置的作用下闭合围设在单向止动套外周，单向止动套沿止回纹上移时撑开各扩体臂。

进一步的，所述的单向止动套包括至少两个止动块和使各止动块围合在承载座的止回纹上的弹性卡合件，止动块沿止回纹径向延伸一卡合部，在弹性卡合件的作用下卡合部卡在止回纹的两个纹齿之间。

进一步的，所述的止动块的外周面上开设有弧形凹槽，弹性卡合件套在弧形凹槽外以使各止动块围合卡紧承载座，所述的弹性卡合件为圆拉簧或卡箍。

进一步的，所述的单向止动套还包括止动圆座和紧闭螺丝盖，止动圆座和紧闭螺丝盖均设有供承载座的止回纹穿过的中心通孔，止动圆座上端面沿轴向开设有容纳两个止动块的容置槽，容置槽的底部连通止动圆座的中心通孔，止动块置于容置槽中并且用紧闭螺丝盖封闭容置槽开口。

进一步的，所述的容置槽上端开口处设有内螺纹，紧闭螺丝盖外圆周面上设置有外螺纹，紧闭螺丝盖通过螺纹锁闭容置槽的开口。

进一步的，所示的地锚还包括卸止螺丝，所述的止动块上设有一径向的螺纹孔，所述的止动圆座的外周设有与两个止动块上的螺纹孔一一对应的两个通孔，两个通孔同轴，卸止螺丝穿过止动圆座的通孔旋入对应的止动块的螺纹孔中，卸止螺丝头部设有拉环，反向拉动两枚卸止螺丝能使止动块脱离承载座的止回纹，进而使单向止动套下移。

进一步的，所述的承载座包括臂连接座和单向止动杆，所述的臂连接座上端连接锚杆，其下端连接单向止动杆，所述的止回纹分布在单向止动杆上，所述的各扩体臂与臂连接座铰接，各扩体臂沿单向止动杆周向均匀分布。

进一步的，所述的臂连接座包括座板和连接套，连接套上端连接锚杆，其下端连接单向止动杆，座板套置在连接套上，座板下表面设置有若干铰接座，扩体臂与铰接座铰接，座板上表面设有若干加强筋，加强筋与连接套焊接固定以增加座板和连接套的连接强度，铰接座和加强筋均沿连接套周向均匀分布。

进一步的，所述的扩体臂上设有限位拐角，单向止动套上移至极限位置时，限位拐角抵接单向止动套的上端面和周面以避免扩体臂向下翻转收拢，并且扩体臂上端面抵接至臂连接座的座板下表面以避免扩体臂过度向上翻转。

进一步的，所述的防开装置为拉簧，相邻的扩体臂之间通过拉簧连接。

本发明具有以下有益效果：

连接套连接锚杆，将铰刀型扩体地锚放入挖好的基孔中，锚杆尾端裸露在底面，在地面上转动和拉动锚杆即可进行扩体动作，操作简单方便。单向止动套上移至极限位置时各扩体臂完全展开，在单向止动套的作用下，扩体臂保持在完全展开状态，保证扩体运动的正常进行，扩孔定位准确，形状固定，使锚具的承载能力大大提高。本发明结构简单便于制造，仅对基孔底部进行必要的扩孔，减少了施工材料和设备的损耗，具有较高的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例的铰刀型扩体地锚的立体示意图；

图2是本发明实施例的铰刀型扩体地锚的分解示意图；

图3是本发明实施例的铰刀型扩体地锚的剖视图；

图4是本发明实施例的铰刀型扩体地锚的另一角度立体示意图；

图5是本发明实施例的单向止动套的分解示意图；

图6是施工打孔示意图；

图7是将铰刀型扩体地锚放入基孔过程示意图；

图8是初步扩孔示意图；

图9是扩体臂完全展开扩体示意图；

图10是扩体完成示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图2所示，本发明提供一种铰刀型扩体地锚，配合锚杆1使用，包括承载座、扩体臂4、防开装置5和单向止动套6，承载座铰接若干扩体臂4，承载座下部呈杆状并在其上设有止回纹31，单向止动套6套置在承载座的止回纹31上，单向止动套6位于止回纹31底端时，各扩体臂4在防开装置5的作用下闭合围设在单向止动套6外周，单向止动套6沿止回纹31上移时撑开各扩体臂4。

如图5所示，单向止动套6包括至少两个止动块62和使各止动块62围合在承载座的止回纹31上的弹性卡合件61，止动块62沿止回纹31轴向延伸一卡合部621，在弹性卡合件61的作用下卡合部621卡在止回纹31的两个纹齿之间。

如图5所示，本实施中，优选地，止动块62的数量为两个，止动块62的外周面上开设有弧形凹槽622，弹性卡合件61套在弧形凹槽622外以使各止动块62围合卡紧承载座。优选地，止动块62上的弧形凹槽622为两个，并且分别靠近止动块62的上下两个端面，弹性卡合件61的数量对应弧形凹槽622的数量亦设置为两个，两个弹性卡合件61分别套在两个弧形凹槽622处以使两个止动块62能更稳固地围合在止回纹31上。本实施中所述的弹性卡合件61为圆拉簧或卡箍。

如图5所示，作为一种优选，本实施中的两个止动块62在弹性卡合件61作用下围合形成喇叭状中心孔，该喇叭状中心孔开口较大的一端朝上，其开口较小的一端形成纵向截面呈楔形的卡合部621，在弹性卡合件61的作用下卡合部621与承载座下部卡紧，具体为卡在止回纹31的两个纹齿之间。从下往上抵推止动块62时，止动块62沿着止回纹31向上移动。可以理解的是，两个止动块62围合所形成的中心孔也可以是其他形状，卡合部621能卡入止回纹31的两个纹齿之间即可。止回纹31的纹齿形状与自锁式尼龙扎带的纹齿类似，呈山峰状或锯齿状等结构。

为了避免工作时弹性卡合件61和止动块62脱开，需对该组合结构进行保护。因此，进一步的，本实施中，如图5所示，单向止动套6还包括止动圆座63和紧闭螺丝盖64，止动圆座63和紧闭螺丝盖64均设有供承载座的止回纹31穿过的中心通孔，止动圆座63上端面沿轴向开设有容纳两个止动块62的容置槽，容置槽的底部连通止动圆座63的中心通孔，各止动块62用弹性卡合件61固定好后置于容置槽中并且用紧闭螺丝盖64封闭容置槽开口。具体地，容置槽上端开口处设有内螺纹，紧闭螺丝盖64外圆周面上设置有外螺纹，紧闭螺丝盖64通过螺纹锁闭容置槽的开口。

如图1所示，承载座包括臂连接座2和单向止动杆3，臂连接座2上端连接锚杆1，其下端连接单向止动杆3，止回纹31分布在单向止动杆3上，各扩体臂4与臂连接座2铰接并沿单向止动杆3周向均匀分布。臂连接座2和单向止动杆3可以一体成型，也可以是单独的两个元件，在本实施例中的臂连接座2和单向止动杆3为单独的两个元件，以便于制造。单向止动杆3上部设有外螺纹，臂连接座2上设有内螺纹，单向止动杆3通过螺纹连接臂连接座2。单向止动杆3的底端优选为尖端，以方便将其插入孔底泥土中。

如图2至图4所示，本实施例中，臂连接座2包括座板21和连接套24，连接套24上端连接锚杆1，其下端连接单向止动杆3，座板21套置在连接套24上，座板21下表面设置有若干铰接座22，扩体臂4与铰接座22铰接，座板21上表面设有若干加强筋23，加强筋23与连接套24焊接固定以增加座板21和连接套24的连接强度，铰接座22和加强筋23均沿连接套24周向均匀分布。本实施中的连接套24为连接螺母，连接螺母设有螺纹孔，连接螺母通过螺纹连接锚杆1和单向止动杆3，锚杆1和单向止动杆3在连接螺母中的旋紧方向相同。

在本实施例中，扩体臂4的数量为三个，如图3所示，扩体臂4上设有限位拐角41，单向止动套6上移至极限位置时，限位拐角41抵接单向止动套6的上端面和周面以避免扩体臂4向下翻转收拢，并且扩体臂4上端面抵接至臂连接座2的座板21下表面以避免扩体臂4过度向上翻转，扩体臂4在单向止动套6和座板21的作用下保持在完全展开状态。

如图1、图2和图4所示，本实施中的防开装置5优选为拉簧，相邻的扩体臂4之间通过拉簧连接。在其他实施例中，也可以在每个扩体臂两侧设置磁铁以代替拉簧，通过相邻扩体臂上的磁铁互相吸合为扩体臂提供收拢力。此外，在扩体臂与铰接座的铰接处设置扭簧亦有防开效果。

作为进一步的改进，本实施例所述的铰刀型扩体地锚还包括卸止螺丝，如图5所示，止动块62上设有一径向的螺纹孔，止动圆座63的外周设有与两个止动块62上的螺纹孔一一对应的两个通孔，两个通孔同轴，卸止螺丝穿过止动圆座63的通孔旋入对应的止动块62的螺纹孔中，卸止螺丝头部设有拉环，反向拉动两枚卸止螺丝能使止动块62脱离承载座的止回纹31，进而使单向止动套6下移。

请参阅图6至图10，本发明的施工步骤如下：

1、如图6所示，通过高压水置换土技术机械钻孔形成直径为150mm，深度15m-20m的孔。

2、如图7所示，将锚杆1与连接套24旋接，利用锚杆1将发明所述的铰刀型扩体地锚放入钻好的孔底部，锚杆1的末端裸露在孔外。本实施例所采用的锚杆1为精轧螺纹钢。

3、如图8所示，利用地面上露出的精轧螺纹钢对地锚施压，机台向下施压时，泥土对单向止动套6施加反作用力，使单向止动套6相对单向止动杆3向上移动，进而单向止动套6反作用推动三个扩体臂4初步打开。接着，地面机台夹住精轧螺纹钢进行旋转和提升扩体运动，实现初步扩孔，扩孔高度为2m。精轧螺纹钢垂直于地面单向旋转扩孔，旋转方向为使精轧螺纹钢与连接套24旋紧的方向。

4、如图9所示，继续向下旋转地锚，使单向止动套6相对单向止动杆3上移从而继续撑开扩体臂4，直至单向止动套6上移至极限位置使扩体臂4完全张开，再重复做旋转提升扩体运动，扩孔高度为2m。

5、如图10所示，扩孔运动完成后将该铰刀型扩体地锚留置在孔底，接着往孔中注入水泥浆，完成施工。

以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。