一种粘结式预应力中空锚杆的制作方法

1.本实用新型属于岩土工程锚固支护技术领域，尤其是涉及一种粘结式预应力中空锚杆。


背景技术：

2.在岩土工程涉及的地下工程、采矿工程、基坑与边坡工程过程中，为防止地层变形坍塌或失稳而危及安全，对地层加固的一种主要支护技术是采用锚杆。
3.通过设置在地层中锚杆所具有的高强度抗拉能力及通过锚杆与锚杆周围的注浆体与地层之间密实结合等方式将地层加固起来，以提高地层的整体性，以控制地层变形，使之达到稳定安全状态。
4.现有技术中，比较常用的粘结式预应力中空注浆锚杆，其前端采用实心杆体，如公开号为cn2561935y的中国专利文献公开了一种分段式中空注浆锚杆，由前端中空杆体与后端实心杆体两段组成，中空杆体与实心杆体通过连接套筒结合，连接套筒上带有阻浆器，中空杆体上带有若干个对中器；连接套筒内孔与中空杆体空腔相连处设有侧向孔道；支承垫板，螺母、垫圈与中空杆体端部配合。该锚杆既能保证注浆饱满又能使锚杆保护层均匀，以适用于临时或永久支护工程中。
5.在工程应用中，由于粘结式预应力中空锚杆对大多数地质条件均适用，用量极大，cn2561935y的中国专利文献公开了一种分段式中空注浆锚杆专利技术考虑到成本等问题，前端采用实心杆体，如按要求与后端中空杆体等强，其外径要小于中空杆体，其中一种实例就是采用φ22的实心钢筋与φ25的中空杆体配合，适用于水泥锚固的粘结式锚固，锚固强度需等待较长时间锚杆才起作用，施工效率较低；当采用矿山工程中应用广泛快速高效的树脂药卷锚固剂时，由于杆体外径与钻孔不匹配，会造成搅拌药卷不充分，无法达到锚固强度。如果采用实心钢筋把直径做的过大，会大大增加锚杆的成本。
6.因此，亟需设计一种眷顾锚杆成本和施工效率的新型锚杆用于地层的支护加固。


技术实现要素：

7.为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种粘结式预应力中空锚杆，可以在降低锚杆成本的同时提高锚杆的施工效率。
8.本实用新型的技术方案如下：
9.一种粘结式预应力中空锚杆，包括前部杆体和后部杆体，所述的前部杆体和后部杆体通过连接套连接，所述的前部杆体和后部杆体均为中空杆体，前部杆体的外径大于后部杆体的外径；
10.所述连接套的内孔与后部杆体的空腔连接处设有出浆孔；所述后部杆体的后端部与支承垫板、螺母及垫圈配合。
11.本实用新型通过增加前部杆体的外径，使得搅拌药卷更充分，同时将前部杆体做成空心，使得锚杆节省了很多钢材料，降低了锚杆的成本。
12.优选地，所述前部杆体的外径小于钻孔直径5～12mm。在该尺寸下，可以使得搅拌药卷更充分。
13.进一步地，所述前部杆体的外径可以比后部杆体的外径大8～12mm。
14.优选地，所述的连接套上带有阻浆环。
15.所述连接套与前部杆体相连接的一端与出浆孔可以连通或者不连通。
16.优选地，所述的前部杆体和后部杆体均设有外螺纹；或者，只在后部杆体上设有外螺纹。
17.前部杆体还可以有另一种结构形式，可以采用扁平的螺旋状结构(麻花式结构)。
18.所述的前部杆体和后部杆体均可与连接套采用螺纹连接；或者，前部杆体与连接套也可以为不可拆卸连接。
19.所述的支承垫板为蝶形垫板，所述的垫圈为半球形垫圈，支承垫板与垫圈的接触面为相匹配的球面。
20.可选择的，所述的支承垫板上设有孔道，一根注浆排气管从支承垫板的孔道穿入。
21.1、本实用新型通过将前部杆体和后部杆体均设计为中空杆体，前部杆体的外径大于后部杆体的外径，使得前部杆体在钻孔内和锚固体共同实现快速锚固力，同时可以节约前部杆体的钢材料，节省成本。
22.2、本实用新型，以前部杆体作为锚固段，后部杆体作为自由段，通过垫板、螺母及垫圈锁定部件，可实现预应力，实现快速支护力。
23.3、本实用新型通过中空的后部杆体及连接套的出浆孔，可实现后注浆，使注浆体饱满均匀。
附图说明
24.图1为本实用新型一种粘结式预应力中空锚杆的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例2中粘结式预应力中空锚杆的结构示意图。
26.图中：1
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前部杆体；2
‑
后部杆体；3
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连接套；4
‑
阻浆环；5
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出浆孔；6
‑ꢀ
支承垫板；7
‑
螺母；8
‑
垫圈，9
‑
空腔，10
‑
支承面，11
‑
注浆排气管。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
28.如图1所示，一种粘结式预应力中空锚杆，包括前部杆体1和后部杆体2，前部杆体1和后部杆体2通过连接套3连接，连接套3上带有阻浆环4，连接套3的内孔与后部杆体2的空腔连接处设有出浆孔5；后部杆体2的后端部与支承垫板6、螺母7及垫圈8配合。
29.前部杆体1和后部杆体2均为钢材料的中空杆体，且前部杆体1的外径大于后部杆体2的外径。
30.具体的，本实施例中，前部杆体1的外径为25mm，后部杆体2的外径为34mm，前部杆体1的壁厚为5mm，后部杆体(2)的壁厚为5mm
31.前部杆体1和后部杆体2均设有外螺纹，且前部杆体1和后部杆体2 的外螺纹方向相反。为避免搅拌药卷过程中，前部杆体1与连接套3的连接松动，前部杆体1与连接套3为不
可拆卸的固定连接，后部杆体2与连接套3采用可拆卸螺纹连接。
32.本实施例中，支承垫板6为蝶形垫板，所述的垫圈8为半球形垫圈，支承垫板6与垫圈8的接触面为相匹配的球面。
33.利用本实用新型进行支护的方法如下：
34.用钻孔机在地层中钻孔并清扫钻孔。在现场将前部杆体1、后部杆体 2、连接套3和阻浆环4装配好，组成锚杆体。在钻孔深部装入早强锚固剂。装入量以将前部杆体1与阻浆环4之间的钻孔体积在前部杆体1插入后的实际锚固空间体积为准。
35.将上述装配好的锚杆体用钻机以转动冲击等手段使锚杆体安装就位，前部杆体1将早强锚固剂充分搅拌、挤压并在钻孔中填充密实，形成早强锚固体。待早强锚固体固结达到所需强度后，在支承面上安装支承垫板6、垫圈8和螺母7，使支承垫板6密贴支承面10。
36.如需要对锚杆进行预应力时，可用液压空心柱塞千斤顶对后部杆体2 张拉预应力，并用螺母7锁定预应力荷载；或者直接用扭矩板手拧紧螺母 7实现预应力。本锚杆作为预应力锚杆时，后部杆体2到连接套3的出浆孔5之间长度为自由段，前部杆体1到阻浆环4之间的长度为锚固段。
37.完成上述步骤后，对后部杆体2段注浆。中空的后部杆体2的空腔9 作为注浆通道，支承垫板6与支承面10之间的缝隙作为排气道。从后部杆体2的空腔端部注浆，浆液通过中空的后部杆体2从出浆孔5流出进入钻孔，并逐渐充满钻孔形成注浆体，当浆液从支承垫板6与支承面之间的缝隙流出时，停止注浆，完成锚杆安装。
38.实施例2
39.作为对本发明实施例2的说明，以下仅对与上述实施例1的不同之处进行说明。
40.如图2所示，本实施例中，支承垫板6上设有孔道，一根注浆排气管 11从支承垫板6的孔道穿入。
41.设置注浆排气管11后，进行注浆时，中空的后部杆体2的空腔作为注浆通道9，注浆排气管11作为排气道。从后部杆体2的空腔端部注浆，浆液通过注浆通道9从出浆孔5流出进入钻孔，并逐渐充满钻孔形成注浆体，当浆液从注浆排气管11流出时，停止注浆，完成锚杆安装。
42.或者，当锚杆向上安装时，注浆排气管11也可以作为注浆通道，后部杆体2的空腔9作为排气道。注浆时，浆液逐渐充盈形成注浆体，并从出浆孔5中进入后部杆体2的空腔9内。当浆液自后部杆体2的端部流出时，停止注浆，完成锚杆安装。
43.以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。