可控扩大式增阻锚杆的制作方法

本实用新型属于岩土工程锚杆支护领域，具体涉及一种可控扩大式增阻锚杆。

背景技术：

在地下工程、采矿工程、基坑和边坡工程中，为防止地层变形或失稳而危及安全，需要对地层进行加固，加固主要的方式是采用锚杆支护。锚杆支护能充分调动岩土体自身的承载能力，是一种对原岩扰动小、施工速度快、安全可靠、经济合理的加固技术。

现在巷道围岩多为松软岩层，易产生较大变形，而且在边坡多出现松软土体，支护难度大等问题日益突出。传统锚杆大多都是做成等截面形状，锚固力主要靠锚固体和岩土体提供，正常情况下该值较小，尤其松软岩层和软土地区，由于地质条件本身较差，其锚固效果也不理想。而且现在锚杆锚头大都采用固定式锚固，无法根据围岩或者土体变形而进行改变，一旦岩土体变形过大，容易使锚固力急剧减小，造成破坏。

目前国内外锚固技术的研究核心内容是在锚杆结构和施工工艺方面进行改进，以增强锚固效果，但很多增强锚固效果的方法不仅工序复杂而且成本较高。

例如：中国实用新型专利201520163494.5公开了一种自动扩张锚固齿柱锚杆，通过将杆体旋入锚头深处，使尖锥头向外挤压齿柱，使齿柱向外顶出插入岩体，从而将锚杆固定在岩体中。但是锚杆的主要锚固构件与杆体并非一体构造，这使锚头处容易破坏，并且此锚杆结构略显复杂。

中国实用新型专利201520989710.1公开了一种钢铰链增阻锚杆，该锚杆能在被拉伸时增大锚杆的受拉面积，钢铰链增加接触度，从而达到增阻的效果。但是当岩土体发生横向变形时，这种锚杆的锚固力就会大幅度下降。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种结构简单、操作方便的可控扩大式增阻锚杆。

本实用新型为可控扩大式增阻锚杆，其构造为：由空腔杆体、转动减阻器、增阻片、凹槽螺栓、高强螺母、转动杆、封盖和普通螺母组成，其特征在于，所述的空腔杆体内部开有圆柱形通长空腔；所述的增阻片位于螺栓杆体上，上端与普通螺栓连接，下端与空腔杆体连接；所述的转动减阻器位于凹槽螺栓顶部和空腔杆体底部之间；所述的转动杆头部设有六柱体的突起，螺栓头部设置六边形凹槽；所述的封盖设置在锚杆尾端。

所述的转动减阻器包括一定厚度带有凹槽的钢片和钢珠，钢珠放入凹槽内；插入转动杆后转动减阻器被压紧，在转动凹槽螺栓时转动减阻器中的钢珠随着滚动，可以将直接接触变为滚动接触，有效减小摩擦力。

所述的增阻片是以高强弹性钢材为材料制作的空心椭球体；通过转动杆旋转凹槽螺栓使增阻片被挤压变形，变形后的增阻片的外边能够嵌入松散的岩土体，提高锚杆的锚固力；当岩体或土体发生横向变形时，增阻片储存的变形能可以使增阻片随之变化从而使锚固力不会大幅度下降，另外可根据工程实际通过控制凹槽螺栓转动量来控制增阻片的变形量。

所述的转动杆顶部设有六柱体的突起，在凹槽螺栓顶部开有六边形的凹槽，凹槽口径略大于六柱体凸起，可以使转动杆与凹槽螺栓紧密契合，便于凹槽螺栓的转动。

所述的封盖采用橡胶材质制作，可以避免在转动杆拔出后水分及其它腐蚀性物质进入锚杆体空腔，使得杆体锈蚀而强度下降。

进一步，在封盖内部和空腔杆体尾端外表面设计有螺纹，使用时可以直接将封盖旋转安装，避免封盖在使用过程中脱落。

本实用新型可控扩大式增阻锚杆的施工方法为：

（1）先将转动减阻器放入空腔杆体内，然后插入凹槽螺栓，将在增阻片锚固定在锚杆头部；

（2）使用转动杆稍微转动凹槽螺栓，使增阻片稍微扩张但不超过锚杆直径；

（3）将安装好的锚杆插入岩土体的锚杆孔，达到预定深度后使用机械旋转转动杆使增阻片扩张，增加锚固力，可根据实际情况选择螺栓旋进量；

（4）将转动杆拔出，在杆体尾部安装托盘和高强螺母，旋转高强螺母对杆体施加一定预应力；

（5）在锚杆尾端安装橡胶材质的封盖。

本实用新型可控扩大式增阻锚杆的优点是：

（1）增阻片使用高强弹性钢材，它的扩张变形程度可以通过螺栓的旋进量来控制，另外扩张变形在增加锚固力的同时也为自身储存一定的弹性势能，当锚固处的岩土体出现横向变形时，增阻片内部的弹性势能释放随之改变，从而时锚固力不至于大幅度下降。

（2）减阻器是由一定厚度带有凹槽的钢片和钢珠组成，其中是钢珠放入凹槽内，在使用转动杆转动螺栓时可以将直接接触变为滚动接触，可以有效减小摩擦力。

（3）转动杆拔出后，在锚杆尾端安装封盖，避免水分及其它腐蚀性物质进入杆体空腔，可以有效避免杆体内部的腐蚀，减小杆体锈蚀破坏的可能性。

（4）锚杆体带有圆柱形孔洞，设计其目的是为了转动杆的使用，同时可以减小锚杆杆体制作的用钢量。

附图说明

图1为本实用新型组装完成结构图

图2为本实用新型使用效果图

图3为转动减阻器剖面图

图例说明：1-转动杆；2-空腔杆体；3-高强螺母；4-托盘；5-转动减阻器；6-增阻片；7-凹槽螺栓；8-螺母；9-封盖；51-钢片；52-钢珠。

具体实施方式

本实用新型提供一种可控扩大式增阻锚杆，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示的一种可控扩大式增阻锚杆主要由转动杆1、空腔杆体2、高强螺母3、托盘4、转动减阻器5、增阻片6、凹槽螺栓7、普通螺母8和封盖9组成，其特征在于，所述空腔杆体2内部开有圆柱形通长空腔；所述的增阻片6位于凹槽螺栓7杆体上，上端与普通螺母8连接，下端与空腔杆体2连接；所述的转动减阻器5位于凹槽螺栓7顶部和空腔杆体1底部之间；所述的转动杆1头部设有六柱体的突起，螺栓头部设置六边形凹槽；所述的封盖9设置在锚杆尾端。

所述的转动减阻器5包括一定厚度带有凹槽的钢片51和钢珠52，钢珠52放入凹槽内；插入转动杆1后转动减阻器5被压紧，在转动凹槽螺栓7时转动减阻器5中的钢珠52随着滚动，可以将直接接触变为滚动接触，有效减小摩擦力。

所述的增阻片6是以高强弹性钢材为材料制作的空心椭球体；通过转动杆1旋转凹槽螺栓7使增阻片6被挤压变形，变形后的增阻片6外边缘能够嵌入松散的岩土体，提高锚杆的锚固力；当岩体或土体发生横向变形时，增阻片6储存的变形能可以使增阻片6随之变化从而使锚固力不会大幅度下降，另外可根据工程实际通过控制凹槽螺栓7转动量来控制增阻片6的变形量。

在转动杆1顶部设有六柱体的突起，在凹槽螺栓7顶部开有六边形的凹槽，凹槽口径略大于六柱体凸起，可以使转动杆1与凹槽螺栓7紧密契合，便于凹槽螺栓7的转动。

所述的封盖9采用橡胶材质制作，可以避免在转动杆拔出后水分及其它腐蚀性物质进入锚杆体空腔，使得杆体锈蚀而强度下降。

进一步，在封盖9内部和空腔杆体尾端外表面设计有螺纹，使用时可以直接将封盖9旋转安装，避免封盖9在使用过程中脱落。

本实用新型可控扩大式增阻锚杆的施工方法为：

（1）先将转动减阻器5放入空腔杆体内，然后插入凹槽螺栓7，将在增阻片6锚固定在锚杆头部；

（2）使用转动杆1稍微转动凹槽螺栓7，使增阻片6稍微扩张但不超过锚杆直径；

（3）将安装好的锚杆插入岩土体的锚杆孔，达到预定深度后使用机械旋转转动杆1使增阻片6扩张，增加锚固力，可根据实际情况选择螺栓旋进量；

（4）将转动杆1拔出，在杆体尾部安装托盘4和高强螺母3，旋转高强螺母3对杆体施加一定预应力；

（5）在锚杆尾端安装橡胶材质的封盖9。

变形后的锚杆如图2所示。