预涨紧自锁机构、岩石锚杆基础及其施工方法

预涨紧自锁机构、岩石锚杆基础及其施工方法
【专利摘要】本发明提供一种预涨紧自锁机构、岩石锚杆基础及其施工方法，底部预涨紧自锁机构包括涨板，有凹槽，从涨板一侧向另一侧延伸，沿槽口指向槽底的方向上，凹槽槽壁彼此远离；滑动套筒，设在凹槽内，滑动套筒沿中轴线移动，滑动套筒外径大于槽口宽度；锚筋，套设于滑动套筒内，锚筋的螺纹与滑动套筒螺纹匹配。岩石锚杆基础，采用上述预涨紧自锁机构。施工方法：预涨紧自锁机构放至岩石锚杆基础的锚孔内；将涨板固定并对锚筋施加扭矩，带动滑动套筒向上移动，使涨板的槽口涨开挤压周围岩壁；锚孔内灌注细石混凝土，并振捣密实。提高了岩石锚杆基础的抗拔承载力，改善在强风化岩应用中位移蠕变等问题，原理简单、成本低、施工方便、可靠性高。
【专利说明】预涨紧自锁机构、岩石锚杆基础及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路工程领域，尤其涉及预涨紧自锁机构、岩石锚杆基础及其施工方法。
【背景技术】
[0002]岩石锚杆基础适用于直接建在基岩上的柱基，或用于承受拉力或水平力的建筑物基础。在输电线路工程中，岩石锚杆基础是一种通过细石混凝土在岩孔内的胶结，使锚筋与岩体结成整体的新型环保型输电线路基础，具有节约混凝土、钢材和模板用量，现场施工工作量小等优点，有着显著的社会经济效益。一方面，岩石锚杆基础充分利用了岩石的高强度、低变形的特点，可承受较大的竖向拉力和压力；另一方面，岩石锚杆基础土方开挖量小，且施工机械化程度高，大大降低了基础混凝土和钢材用量，降低了工程造价，且减少了对环境的破坏。
[0003]但是，强风化岩石地基由于节理裂隙较为发育、岩体较为破碎，应用岩石锚杆基础时存在抗拔承载力偏低和位移蠕变等实际问题，目前尚没有有效的解决手段。

【发明内容】

[0004]在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0005]本发明提供一种预涨紧自锁机构，能够增强岩石锚杆基础的抗拔承载力，还能够改善其在强风化岩应用中的位移蠕变等问题。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种预涨紧自锁机构，包括:涨板，具有凹槽，所述凹槽从所述涨板的一侧向另一侧延伸，沿所述凹槽的槽口指向槽底的方向上，所述凹槽的槽壁彼此远离；滑动套筒，设置在所述凹槽内，所述滑动套筒的中轴线方向与所述槽底指向所述槽口的方向相同，所述滑动套筒沿所述中轴线方向移动，并且所述滑动套筒的最大外径大于所述槽口的宽度；锚筋，套设于所述滑动套筒内，所述锚筋上形成有螺纹，与所述滑动套筒内形成的螺纹相匹配。
[0007]本发明还提供一种岩石锚杆基础，包括上述的预涨紧自锁机构，其中，预涨紧自锁机构放置于开设在岩石上的锚孔中，所述锚筋从锚孔中露出。
[0008]另一方面，本发明还提供一种上述岩石锚杆基础的施工方法，包括:步骤一:将预涨紧自锁机构放置于所述锚孔中，使锚筋从所述锚孔中露出；步骤二:对锚筋施加扭矩，带动所述滑动套筒向上移动，使所述涨板的所述槽口涨开挤压周围岩壁达到自锁；步骤三:在所述锚孔内灌注细石混凝土，并用振动棒振捣密实；其中，对锚筋施加扭矩时，使用卡具卡住所述涨板，防止所述涨板转动。
[0009]相比于现有技术，本发明的有益效果在于:涨板上的凹槽从涨板的一侧延伸到另一侧，并且沿从槽口到槽底的方向上，凹槽的槽壁彼此远离，在滑动套筒从槽底移向槽口的过程中，就会逐渐将槽口涨开(撑开)。当采用该预涨紧自锁机构作为岩石锚杆基础，放置于锚孔时，涨开的槽口就会挤压周围岩壁并牢固固定，从而达到自锁。这样不仅提高了岩石锚杆基础的抗拔承载力，还能够改善其在强风化岩应用中的位移蠕变等问题。且该预涨紧自锁机构原理简单、成本低廉、施工方便、可靠性高。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本发明预涨紧自锁机构的整体结构的主视图；
[0012]图2为本发明预涨紧自锁机构的整体结构的俯视图；
[0013]图3为本发明预涨紧自锁机构的涨板的主视图；
[0014]图4为本发明预涨紧自锁机构的涨板的俯视图；
[0015]图5为本发明预涨紧自锁机构的滑动套筒的主视剖面图；
[0016]图6为本发明预涨紧自锁机构的滑动套筒的俯视图；
[0017]图7为本发明预涨紧自锁机构的滑动套筒与锚筋配合的示意图；
[0018]图8为本发明预涨紧自锁机构的滑动套筒上导槽壁的主视图；
[0019]图9为本发明预涨紧自锁机构的滑动套筒上导槽壁的俯视图；
[0020]图10为本发明预涨紧自锁机构的锚筋的主视图；
[0021]附图标记:
[0022]1-涨板；2_滑动套筒；3_导槽壁；4_锚筋；5_凹槽。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]在本发明以下各实施例中，实施例的序号和/或先后顺序仅仅便于描述，不代表实施例的优劣。对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0025]参见图1至图7，本发明提供一种预涨紧自锁机构，包括涨板1、滑动套筒2和锚筋
4。其中参见图1至图4，涨板I上具有凹槽，凹槽从涨板I的一侧向另一侧延伸，并且沿所述凹槽的槽口指向槽底的方向上，凹槽的槽壁彼此远离。需要理解，上述凹槽从涨板I的一侧向另一侧延伸，是从涨板I的一个面向与这个面相对的另一个面延伸。在一种可选的方式中，延伸方式也为沿直线延伸，并且该直线可以同时垂直两个相对的面。进一步参见图1、图2，预涨紧自锁机构的滑动套筒2设置在凹槽内，其中轴线方向与槽底指向槽口的方向相同，所述滑动套筒2沿所述中轴线方向移动，并且所述滑动套筒2的最大外径大于所述槽口的宽度。可以理解，这里滑动套筒2的移动的目的是为了使槽口撑开，实现涨紧自锁，因为槽口处的壁面相对于槽底处更靠近，因此套筒的最大外径大于槽口的宽度才能实现将槽口撑开。另外参见图2和图7，锚筋4套设于滑动套筒2内，锚筋上形成有螺纹与滑动套筒2螺纹相匹配。通过锚筋4与滑动套筒2的相互配合，转动锚筋4，可以实现滑动套筒2的移动，实现上述滑动套筒2沿中轴线方向移动，撑开槽口。
[0026]本发明的预涨紧自锁机构，涨板I上的凹槽从涨板I的一侧延伸到另一侧，并且从槽口到槽底的方向上，凹槽的侧壁彼此远离，在滑动套筒2从槽底移向槽口的过程中，就会逐渐将槽口涨开(撑开)，当预涨紧自锁机构放置于锚孔时，涨开的槽口就会挤压周围岩壁并牢固固定，从而达到自锁。这样不仅提高了岩石锚杆基础的抗拔承载力，还能够改善其在强风化岩应用中的位移蠕变等问题。
[0027]在一种可选的实施方式中，所述滑动套筒2的外壁面上还形成有导槽，导槽与槽壁配合，用于引导滑动套 筒2的移动。其中，导槽可以与滑动套筒2为分体结构，以焊接方式连接。例如参见图8和图9，滑动套筒2的导槽可以由四个导槽壁3，两两一组，相对的组成两个导槽，分别与相对的凹槽的槽壁配合，用于引导滑动套筒2移动。并且两个导槽壁3组成的一个导槽的宽度，大于等于凹槽的槽壁的厚度。
[0028]当然，上述导槽也可以与滑动套筒2是一体结构，只要能够引导滑动套筒2的滑动，都可以应用于本发明。
[0029]在另一种可选的实施方式中，涨板I还具有半圆槽5,半圆槽5形成于凹槽的槽底，且延伸方向与所述凹槽的延伸方向相同。应该知晓，半圆槽5的作用是在滑动套筒2移动时，将槽口撑开，整个涨板I也会随之发生形变，在凹槽底部开设半圆槽有益于槽口处的撑开动作，能够减少涨板I的内应力。可选的，半圆槽形成于槽底的中心。
[0030]以涨板的槽口所在面为顶面，与所述顶面相对的面为底面，涨板底面上设置有一对支脚，当本发明的预涨紧自锁机构应用于锚孔时，支脚可以确保岩石锚杆基础底部的混凝土保护层厚度。
[0031]为了保证本发明的强度，涨板1、滑动套筒2、锚筋4和导槽(导槽壁3)的材质为Q345 钢。
[0032]下面说明各零部件的可选参数，当然，应该理解，以下是以预涨紧自锁机构应用于锚孔内的情形下的参数。为了方便描述，以涨板的槽口所在面为顶面，与所述顶面相对的面为底面。
[0033]半圆槽的弧底与所述底面距离为3_5mm ；
[0034]涨板从底面到顶面的高度H=100_150mm ；
[0035]涨板的厚度t=10-30_ ；
[0036]涨板顶面的宽度
【权利要求】
1.一种预涨紧自锁机构，其特征在于，包括: 涨板，具有凹槽，所述凹槽从所述涨板的一侧向另一侧延伸，沿所述凹槽的槽口指向槽底的方向上，所述凹槽的槽壁彼此远离； 滑动套筒，设置在所述凹槽内，所述滑动套筒的中轴线方向与所述槽底指向所述槽口的方向相同，所述滑动套筒沿所述中轴线方向移动，并且所述滑动套筒的最大外径大于所述槽口的宽度； 锚筋，套设于所述滑动套筒内，所述锚筋上形成有螺纹，与所述滑动套筒内形成的螺纹相匹配。
2.根据权利要求1所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 所述滑动套筒的外壁上形成有导槽，所述导槽与所述槽壁相匹配。
3.根据权利要求1所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 所述涨板还具有半圆槽，所述半圆槽形成于所述凹槽的槽底，且延伸方向与所述凹槽的延伸方向相同；和/或 以所述涨板的槽口所在面为顶面，与所述顶面相对的面为底面，所述半圆槽的弧底与所述底面的距离为3-5mm ;所述半圆槽形成于所述槽底的中心。
4.根据权利要求1所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 以所述涨板的槽口所在面为顶面，与所述顶面相对的面为底面，所述涨板从底面到顶面的高度H=100-1 50mm ; 所述涨板的厚度t=10-30mm ； 所述涨板顶面的宽度
5.根据权利要求4所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 所述涨板的底面上设置有一对支脚，所述支脚高度为25-50mm，所述支脚间的最大宽度T,2=1,1 -5mm ;和 / 或， 所述滑动套筒的高度为
6.根据权利要求4所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 所述锚筋与所述滑动套筒形成螺纹相匹配的螺纹长度为H。
7.根据权利要求2所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 所述导槽与所述滑动套筒为分体结构，以焊接方式连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的预涨紧自锁机构，其特征在于， 所述涨板、滑动套筒、锚筋和导槽的材质为Q345钢。
9.一种岩石锚杆基础，其特征在于，包括如权利要求1-8所述的预涨紧自锁机构，其中， 所述预涨紧自锁机构放置于开设在岩石上的锚孔中，所述锚筋从锚孔中露出。
10.一种如权利要求9所述的岩石锚杆基础的施工方法,包括: 步骤一:将预涨紧自锁机构放置于所述锚孔中，使锚筋从所述锚孔中露出； 步骤二:对锚筋施加扭矩，带动所述滑动套筒向上移动，使所述涨板的所述槽口涨开，挤压所述锚孔的周围岩壁； 步骤三:在所述锚孔内灌注细石混凝土，并用振动棒振捣密实；其中，对锚筋施加扭矩时，使用卡具卡住所述涨板，防止所述涨板转动。
【文档编号】E02D27/42GK103572773SQ201310581323
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】满银, 郑卫锋, 鲁先龙, 童瑞铭, 苏荣臻, 崔强, 张琰, 杨文智, 侯晓燕 申请人:中国电力科学研究院