专利名称：土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及土层锚杆锚固技术领域，具体地说是一种土层锚杆的锚头及其撑开工具。
背景技术：
土锚在基坑围护、边坡治理中应用广泛。土层锚杆锚固多为钻孔注浆加钢绞索或钢管 锚固方式。锚固力由包裹在钢绞索或钢管外的砂浆与土层间的剪切力来提供。通常注入砂 浆，需要5至7天后才能对钢绞索或钢管施加预紧力。为增大土层锚杆的抗拉拔力，通常 增大钻孔直径、钢绞索长度，因此土层锚杆中钢绞索长度较长，甚至达到20米以上。
端头扩大型土层锚杆是增大锚固力的一种方法。现有端头扩大型土锚通常采用机械挤 压、爆破、水射流等方式扩孔。扩大头土层锚杆的锚固力，不同于注浆式土层锚杆——以 砂浆与土层间的剪力提供锚固力，而是通过土层锚杆的扩大头来压縮附近土体，使土体在 扩大头部位产生支撑力。现有扩大头土层锚杆施工，需分次注桨、工序多、工艺复杂，大 体积扩孔难度更大。
发明内容
为了解决现有土锚不能立即承载、锚固力低、钢绞索较长，并且施工工序较多等问题， 本发明提供一种土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具。
实现上述目的的技术解决方案是这样的
土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具包括锚头和撑开工具；
A、 所述锚头由两块承力板铰链连接组成，呈合页式铰链状，两块承力板铰接处设有 推进槽， 一根张角限位索的两端分别连接着两块承力板内侧面，两块承力板内侧面还分别 连接着钢绞索，钢绞索的另一端向外延伸。
B、 所述撑开工具包括推进杆，推进杆的上端设有三角状切土导向头，推进杆上套设 有滑动套管，滑动套管轴向外部两侧分别连接着连接板，连接板的外侧边缘连接着扇形凸 块，且扇形凸块的圆心角方向与切土导向头对应，滑动套管下部的推进杆上设有限位环。
所述两块承力板相对应处的中部设有推进槽。
所述三角状切土导向头的一端尖部与推进杆同轴，与尖部相对的三角边两端设有外凸 的侧肩。
3所述连接板与扇形凸块之间呈直角连接。 所述扇形凸块的扇形角为20-40度角。 所述切土导向头下部的推进杆上设有活动支撑卡。 本发明的有益技术效果体现在以下几个方面-
1、锚头仅由两块承力板铰接而成，锚头结构简单。施工中，利用非开挖定向钻机， 直接将推进工具与钻机钻杆相连，按需要的角度将锚头顶进土层，回拽钢绞索，使承力板 张开，退出推进工具。施工中，工序少、工期縮短。承力板张开后，及时施加预紧力，土 锚立即承载。
3、 由于本锚头属于扩大头型端锚锚固，锚固力由承力板承担，相对于注浆锚索而言， 该发明中锚索总长度减少。
4、 将锚头布置在持力层，锚头张开后的垂直投影面积可达到0.7至1.5平方米，单 个锚头土锚的拉拔力达到150KN至500KN，因此锚固力高。
图l为本发明锚头结构示意图， 图2为撑开工具结构示意图， 图3为本发明使用状态图。
具体实施例方式
下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
实施例l:
参见图1、图2和图3， 土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具包括锚头和撑开工具。
锚头由两块承力板l铰链连接组成，呈合页式铰链状；两块承力板1相对应处的两侧 分别由铰链2连接，其中部为推进槽3; —根张角限位索5的两端分别连接着两块承力板
1内侧面，两块承力板1内侧面还分别连接着钢绞索4，钢绞索4的另一端向外延伸至锚
头的末端。
撑开工具包括推进杆13，推进杆13的上端固定连接着三角状切土导向头6，三角状 切土导向头6的一端尖部与推进杆13同轴，与尖部相对的三角边两端设有外凸的侧肩7; 切土导向头下部的推进杆13上设有活动支撑卡11，结构同雨伞伞杆上支撑伞毂的支撑卡。 推进杆13上套装有滑动套管8，滑动套管8轴向外部两侧分别连接着矩形连接板9,两块连接板9的外侧边缘连接着扇形凸块10，连接板9与扇形凸块10之间呈直角连接；且扇 形凸块10的圆心角方向与切土导向头6对应，扇形凸块10的扇形角为20-40度角；滑动 套管8下部的推进杆13上固定设有限位环12，即滑动套管8位于限位环12上部的推进杆 13上。
操作使用时，将撑开工具的切土导向头6对应置于锚头的两块承力板1之间的推进槽 3处，推动推进杆13将锚头推入土层内，锚头在土层内推进时，两块承力板l处于闭合状 态；并且扇形凸块10的圆心角处被夹持在两块承力板1尾部之间。当施力于推进杆13时， 切土导向头6后端的两侧侧肩7部位顶住承力板1的铰链部位，使锚头与撑开工具一起在 土层内推进。
当锚头被推进到设计部位后，停止推进。接着向回拖动推进杆13，活动支撑卡11在 滑动套管8内滑过，使活动支撑卡11顶住滑动套管8的末端。维持推进杆不动，向回拖 动钢绞索4，使两块承力板1沿两侧扇形凸块10的轮廓滑动并张开；承力板张角逐渐增大， 连接两块承力板1上的张角限位索5绷紧。停止拖动钢绞索4，拔出推进杆13，即退出撑 开工具。
锚头施加预紧力后，可再注浆，包裹钢绞索，进一步提高土锚抗拉拔力。
为获得更高锚固力，可按上述方法，在同一顶进路线上，后退一段距离，布置第二锚 头，并撑开第二锚头；布置第三锚头，并撑开第三锚头。
顶进推进杆和回拖钢绞索都可以利用现有非开挖定向钻机，按需要的角度将锚头顶进 土层，并在土层内张开。
实施例2:
当土层强度较高，锚头与撑开工具同时推入土层需要较大推进力时，釆用分次推进。 首先，将推进杆13与切土导向头6 —起推入土层，到达设计部位后，停止推进，拔 出推进杆13和切土导向头6， 土层内形成空腔。
然后，与实例l相同，锚头与撑开工具沿着已形成的空腔推进。
权利要求
1、土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，其特征在于包括锚头和撑开工具；A、所述锚头由两块承力板铰链连接组成，呈合页式铰链状，两块承力板铰接处设有推进槽，一根张角限位索的两端分别连接着两块承力板内侧面，两块承力板内侧面还分别连接着钢绞索，钢绞索的另一端向外延伸；B、所述撑开工具包括推进杆，推进杆的上端设有三角状切土导向头，推进杆上套设有滑动套管，滑动套管轴向外部两侧分别连接着连接板，连接板的外侧边缘连接着扇形凸块，且扇形凸块的圆心角方向与切土导向头对应，滑动套管下部的推进杆上设有限位环。
2、 根据权利要求1所述的土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，其特征在于 所述两块承力板相对应处的中部设有推进槽。
3、 根据权利要求1所述的土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，其特征在于 所述三角状切土导向头的一端尖部与推进杆同轴，与尖部相对的三角边两端设有外凸的侧 肩。
4、 根据权利要求1所述的土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，其特征在于 所述连接板与扇形凸块之间呈直角连接。
5、 根据权利要求1所述的土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，其特征在于 所述扇形凸块的扇形角为20-40度角。
6、 根据权利要求1所述的土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，其特征在于 所述切土导向头下部的推进杆上设有活动支撑卡。
全文摘要
本发明涉及土层锚固用土层内撑开式伞形土锚锚头及其撑开工具，解决了现有土锚不能立即承载、锚固力低、钢绞索较长，并且施工工序较多等问题。本发明包括锚头和撑开工具；锚头由两块承力板铰链连接组成，两块承力板铰接处设有推进槽；两块承力板内侧面之间由张角限位索连接，且还分别连接着土锚钢绞索；撑开工具的推进杆前端设有三角状切土导向头，推进杆上套设有滑动套管，滑动套管两侧分别连接着连接板和扇形凸块，滑动套管下部的推进杆上设有限位环。本发明结构简单，承力板张开后施加预紧力，土锚立即承载。施工工序少、操作方便，工期短。本发明锚头张开后的垂直投影面积可达到0.7至1.5平方米，单个锚头土锚的拉拔力达到150KN至500KN，因此锚固力高。
文档编号E02D17/20GK101519878SQ20091011644
公开日2009年9月2日 申请日期2009年3月30日 优先权日2009年3月30日
发明者刘永胜, 夏红兵, 姚直书, 颖 徐, 勇 罗 申请人:安徽理工大学