一种锚栓及在混凝土上的安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种锚栓，尤其涉及一种用于混凝土场合下的可即装式化学剂重荷锚栓，尤其是适合电力输送上改下、高铁和地铁枕木、隧道、桥梁、海岛、化工厂、幕墙、地下室等高酸碱、潮湿、抗震等环境使用，本实用新型还涉及在混凝土上的安装结构。亦可用于砖、软石、人造板材上使用。

背景技术：

已有混凝土后锚固技术中，常见的有以下几类：

化学砂浆玻璃管锚栓，由于锚栓杆被树脂包裹不会生锈，安装简单，特别是天棚锚固非常方便，一度被广泛应用，但是由于装入混凝土后未经固化就安装连接件，以及有的清孔不到位，和细齿螺杆也不利于含有石英砂的砂浆粘合，导致大量工程发生倒塌事件，当然也有钻孔后未经清理灰屑所导致。建设部、幕墙行业限制为单块锚接板上只能用一半数量的化学锚栓以及把承载力系数值降得很低，尤其在浙江、上海更被定性为不得使用。并且现有技术锚栓杆均为一字刀头，其一字刀高速转动顶破玻璃管时，两侧飞溅的化学剂伤及工人眼睛时有发生，尤其是盛夏高温下施工时化学剂气氛膨胀利下更容易伤人。由于受化学砂浆强度限制，其锚栓在植入深度8-9倍d的情况下，匹配碳钢4.8级(400MPa)锚杆的使用。

植筋式多节锥形化学砂浆锚栓，受化学砂浆强度限制考虑，将锚杆的小径降到抗拉强度小于化学砂浆破坏强度，即其8.8级(800MPa)锚杆相当于4.8级(400MPa)锚杆强度，其造价大幅提升功能并未提升。而从制造原理上，由于为多个圈状组成而无法通过滚压制成，只能用模具合金钢车削，产量低，造价高，锥形部截面小影响承载力，而采用滚压制造时，由于多个圈状限制延伸从而产生内部金属结构裂纹而导致隐患。其配套的注入式化学砂浆(也称植筋胶)固化时间需 48小时，冬季固化时间更长需一周以上，一但提前锚接承力就会导致扭拉破坏的安全隐患，限制了行业发展。

混凝土自攻螺钉，通过对混疑土进行旋入攻丝切削，但是存在较大隐患问题，其一攻丝切削牙距过近把混凝土孔壁全搞烂，所以只能把螺距设置为比木螺丝纹还大数倍，并且混凝土为低强度刚性体不象木料有弹压咬着力，存在螺旋扭力式承力，一经安装拧紧过后，再松开或震动后就会松动，更不要提长期承力疲劳；其二，由于螺距比木螺丝纹还大数倍，拧入阻力较大，通常只局限于扭力较大的外六角，但是还是存在被拧断和存有被超荷扭力后的临近断裂的隐患，经攻丝切削后，其表面防腐镀层已被破坏，为了切削混凝土本来就较薄攻丝切削螺旋纹，未过几年就会锈蚀烂尽，因此后患较大；其适用刀刃的钢质要求较高，使成本增加。如CN2014000010306混凝土螺钉专利。

混凝土刀刃自攻螺钉，是通过螺栓上加上刀刃来切削，会导致后面螺牙空隙，虽不容易拧断，但是一经安装，承力时就更容易松动和长期承力疲劳更加不利，还存在依靠焊接刀刃承力的风险。如CN200910253452用于制造自攻螺纹的螺钉的方法。

当然自攻螺钉由于大量切削下来的粉屑和基本闭合的螺纹也不适合化学砂浆。

技术实现要素：

本实用新型首先所要解决的技术问题提供一种能运用于混凝土安装结构中的锚栓，集化学锚栓与混凝土机械压挤为一体的双固锚栓，改变了化学锚栓需等待固化的局面，可以即装即载荷，固化后承载力倍增，安装更加简单、更安全牢固，不会生锈，用常规金属材料就可完成，制造工艺简单，只需通过冷镦、滚造工艺即可，造价较低；并且对开裂混凝土有较好的承载力，对漏清理钻孔或者清孔不到位的余屑情况下，也能确保安全。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种锚栓，包括锚杆，所述锚栓在锚杆的上方具有连接段并设有动力输入部 位，其特征在于：锚杆表面沿周向并列设有多条边，所述边相比于其两侧的锚杆表面低而使得所述边与锚栓所安装的孔的孔壁间能形成从孔底至孔口的化学砂浆轴向流通间隙，所述锚杆在所述边之间为能压挤入混凝土的承力螺纹牙，从而在锚杆上形成多个承力螺纹牙圆弧段；在所述承力螺纹牙和所述边的交界处形成压挤端部，所述多个圆弧段的承力螺纹牙外径一致，螺纹延续。

压挤端部为处在所述承力螺纹牙端部、低于螺纹圆弧高度的过渡部，可采用对承力螺纹牙的端部进行修饰形成，其可以是供压挤作用的R角过渡段。通过压挤端部的过渡作用，以确保在同一条螺纹上的承力螺纹牙旋入而压挤起始时，不仅减小旋入阻力，且能通过挤压使混凝土一定程度上变形而压挤入，还能使承力螺纹牙对混凝土产生合适的冲击面而使螺纹牙压挤入混凝土时，被压挤的混凝土出现的少量颗粒状在吸收化学剂后而保持，有效防止采用螺钉牙刃技术切削混凝土产生大量粉灰而影响化学砂浆粘接强度的情况发生。

并且，过渡部低于承力螺纹牙，但在同一条螺旋线上，且承力螺纹牙为多段的短螺纹牙，在压挤时，能够将更多的化学砂浆的树脂带入混凝土被压挤处，使混凝土切痕处获得树脂渗透而加强，对压挤混凝土时所产生的那些绝少量的流离残碎石屑，通过混合于化学砂浆中而充当骨料，不会影响化学砂浆质量。

承力螺纹牙牙距不易太小，过小的牙距会导致混凝土孔壁完全被挤坏的后果，过大时会导致机械连接的承力强度不足，建议为锚栓直径的0.5-1.0倍，但是最小牙距不应小于6mm。

受锚杆承力螺纹牙压挤入混凝土机械固定和化学砂浆胶固定的双固作用，承力强度将大幅提升，可适配各类高强度锚杆使用，如不锈钢70(700MPa)、80级(800MPa)；碳钢6.8级(600MPa)、8.8级(800MPa)、9.9级(900MPa)、10.9级(1000MPa)、11.9级(1100MPa)、12.9级(1200MPa)均可适用，可用于任何建筑混凝土锚接。

进一步地，所述边为对杆表面切去或挤压出一段相对于杆中心而比其两侧的 杆表面更低的面，所述面包括平面、弧面或内凹，所述面沿锚杆的周向分布，其数量具有2-6段。所述2-6段的边，最大好处是在受化学砂浆填实作用下，形成强大的抗扭力和锁固。

当所述边为2条时，其为扁状凸弧形，锚杆的表面外形类似椭圆状，也即不考虑螺纹承力牙基础螺纹和所述边上的承力纹的锚杆横截面形状类似椭圆状。

进一步地，所述边设有与承力螺纹牙对接的承力纹，所述承力纹相对于锚杆中心低于承力螺纹牙，使得其在锚栓所旋入孔内安装时，确保受旋入压力时可通过孔壁之间存在供化学砂浆流通的间隙，承力纹能够和凝固后的化学砂浆咬合，不仅加强了化学砂浆的强度及锚栓的连接强度，且使化学砂浆的颗粒骨料能顺利贯通承力螺纹牙基础螺纹之间形成的导流槽流入锚栓安装孔上层。承力纹可以是凹弧纹、凸弧纹、直线纹，也可以是其它可提高咬合承载力的凹凸状，所述承力纹的高度一般应满足其与锚栓安装孔的孔壁之间空间高度为1.0-2.5mm，这样，通过安装时受旋入挤压化学砂浆，使化学砂浆分流进入承力螺纹牙基础螺纹之间的导流槽螺旋方向，形成多向交叉流动，使化学砂浆获得搅拌均匀和均布密实。为了使胶能顺利交叉流动和节约化学砂浆用量，建议直径为6-10mm锚栓的锚杆采用2条边，直径为10-20mm的锚栓采用3条边，直径为20-30mm的锚栓采用4条边，直径为30-40mm的锚栓采用5条边，直径为40mm以上的锚栓采用6条边。

进一步地，在承力螺纹牙的基础螺纹之间形成导流槽，导流槽的深度满足其与所述锚栓所连接的混凝土孔壁之间的空间能供化学砂浆的颗粒骨料顺利流过。建议导流槽底也即锚杆表面与孔壁之间空间高度为1.0-3.0mm，通过化学砂浆的渗透从而有效保护承力螺纹牙已磨损的金属表面不致于生锈，并能和前述承力纹结合提高咬合承载力。

进一步地，锚杆前端设有搅拌头，所述搅拌头为至少三个搅拌刃的多刃搅拌头，搅拌头多个搅拌刃的刃口形成多刃搅拌头的内凹刀刃口，当顶着化学砂浆玻璃管进行击破搅拌时，能有效遮挡防止化学砂浆飞溅伤及工人眼睛，特别是对于 注入式化学砂浆或者植筋胶的搅拌，能从根本上解决了安全问题。

进一步地，锚杆前端设有搅拌头，搅拌头的搅拌刃是一字形，或多桨形，其目的是通过搅拌头刃击碎装有化学砂浆剂的玻璃管，通过搅拌刃进行搅拌化学砂浆，使其更加搅拌均匀。当采用化学砂浆或者植筋胶剂时，有搅拌刃与无搅拌刃均可，但有搅拌刃更加搅拌均匀。

进一步地，所述锚栓表面设有防腐的电化学镀层；或者锌、镍、铬等金属镀层；或者为达克罗、高分子等涂层。

进一步地，所述锚栓露在所连接的混凝土孔外的部分设有防腐涂层。

进一步地，当混凝土孔上切削螺旋纹为附助工具时，或者软质材料上使用时，锚栓可以为其它有色金属材料及非金属材料制成。

本实用新型锚栓为化学砂浆结合使用的锚栓，分段的承力螺纹牙与混凝土孔壁连接时，能充分利用未固化的化学砂浆，在树脂润滑作用下，使拧入的阻力变小，能通过电动工具或者手工轻松安装，并能够在树脂的辅助下，对混凝土孔壁产生压挤效应，化学砂浆渗透于混凝土压挤压痕处生根补强，使其压痕处的强度远高于混凝土本体；化学砂浆与承力纹、导流槽的咬合，使其咬合力和抗震弹性更好；多边形的锚杆体形通过化学砂浆填充，化学砂浆又与混凝土孔壁生根补强，承力螺纹牙又与混凝土压挤压痕处产生压挤咬合，不但抗扭和止退，使螺旋扭偏心承力得到解决，更好地起到抗拉承力时获得非刚性承力的抗震作用。在本实用新型的综合作用下，具有强扭距时达到只有螺杆缩颈扭断、抗拉承载时达到只有螺杆缩颈拉断的优秀效果，而且，所述通过分段承力螺纹牙压挤入混凝土孔壁，无需等待化学砂浆的固化期，即可立即锚接载荷。

本实用新型的锚栓，所述承力螺纹牙压挤入混凝土和化学砂浆生根于混凝土的作用，所述导流槽与承力纹之间的轴向导流通路的对流式搅拌化学砂浆下，对漏清理钻孔或者清孔不到位的余屑，也能确保安全；并对开裂混凝土处所安装的锚栓，也能有较好的承载力。但是不提倡不予清理钻孔余屑，因为清理钻孔的安 全系数更高。

本实用新型另一所要解决的技术问题是提供一种混凝土上的安装方法。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种混凝土上的安装方法，其特征在于它对混凝土钻尺寸与前述的任一种锚栓尺寸匹配的直孔，直孔的孔径略比锚栓的承力螺纹牙的直径小，在直孔中，置入化学砂浆管，或者注入式化学砂浆，或者注入式植筋胶；

在直孔中，在化学砂浆未固化前，旋入尺寸匹配的上述述锚栓的锚杆；在化学砂浆的润滑下，使得所述锚栓的承力螺纹牙压挤入混凝土孔壁，且在旋入过程中，化学砂浆从承力螺纹牙之间的导流槽、承力纹之间的导流通路流入所述直孔上层；并且，在化学砂浆固化后形成以下连接结构：

在直孔中，在化学砂浆未固化前，旋入尺寸匹配的前述的任一种锚栓的锚杆；在化学砂浆的润滑下，使得所述锚栓的承力螺纹牙压挤入混凝土孔壁，并通过化学砂浆渗入，对承力螺纹牙周边受压挤的混凝土孔壁和局部碎裂痕处形成高于原混凝土强度的树脂混凝土体，和获得更深的化学砂浆生根于混凝土。且在旋入过程中，化学砂浆从承力螺纹牙之间的导流槽、承力纹之间的导流通路流入所述直孔上层，并形成对流式搅拌，在化学砂浆从底向直孔上层搅拌流动时，将孔内未清除的灰屑混合入化学砂浆，充当骨料；并且，在化学砂浆固化后形成以下连接结构：

锚杆的承力螺纹牙压挤入混凝土壁形成与孔壁的连接，并通过化学砂浆渗入，对承力螺纹牙周边受压挤的混凝土孔壁和局部碎裂痕处形成高于原混凝土强度的树脂混凝土体，和获得更深的化学砂浆生根于混凝土；

安全套杆的多条边与混凝土孔壁之间形成的轴向宽槽，通过化学砂浆填实固化及与承力纹咬合作用下，形成抗扭承载结构；

锚杆的与混凝土孔壁之间的那部分被固化后的化学砂浆包裹；所述承力螺纹牙、所述边的表面承力纹与固化后的化学砂浆形成咬合加强结构，且所述边外侧 固化后的化学砂浆与承力螺纹牙圆弧段外侧固化后的的化学砂浆形成柔性抗震整体及锚杆防腐蚀保护体，且由渗入混凝土壁的化学砂浆对所述整体孔壁生根。

本实用新型另一所要解决的技术问题是提供一种混凝土上的安装结构。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种混凝土上的安装结构，其特征在于其包括前述任一种锚栓以及在混凝土上的与锚栓适配的直孔，直孔的孔径略比锚栓的承力螺纹牙的直径小，所述安装结构包括：

安全套杆的多条边与混凝土孔壁之间形成的轴向宽槽，通过化学砂浆填实固化及与承力纹咬合作用下，形成抗扭承载结构；

锚杆的承力螺纹牙压挤入混凝土壁形成与孔壁的连接，混凝土壁的被压挤压痕处被化学砂浆渗入加强；

锚杆的与混凝土孔壁之间的那部分被固化后的化学砂浆包裹；所述承力螺纹牙、所述边的表面承力纹与固化后的化学砂浆形成咬合加强结构，且所述边外侧固化后的化学砂浆与承力螺纹牙圆弧段外侧固化后的的化学砂浆形成柔性抗震整体及锚杆防腐蚀保护体，且由渗入混凝土壁的化学砂浆对所述整体孔壁生根。

承力螺纹牙压挤入于混凝土的深度为锚栓直径0.04-0.12倍，就M12的锚栓最佳状态为0.07倍，为0.84mm，对其在C30混凝土结构的锚孔中的破坏状态的试验结果为：

由于采用本实用新型的技术方案，本实用新型所提供的锚栓，结构简单合理，与以往的锚栓相比，形状可以采用冷镦方法直接制造，强度大，其分段承力螺纹牙及承力纹可通过机械方式完成，制造简单。而且，本实用新型的锚栓采用建筑锚栓0.8-0.9的屈服系数的结构，在混凝土中形成柔性抗震、尤其是北方冬季施工也不受化学砂浆固化影响、且表面保护层获得树脂保护的安装结构。在安装时，本实用新型所提供的锚栓和安装结构，不仅不受化学砂浆固化影响，极大地降低了安装成本以及降低施工不慎所造成的安全风险，而且能够在混凝土中形成比以往所有化学锚栓安装结构更加牢固的、实时形成的树脂渗透与压挤入混凝土面而生根，使得装入钢筋混凝土中的锚栓坚固垂直承载力，其锚栓性能达到零位移，确保螺母不会松动，锚栓螺杆只能拉断不会被拔出和只能缩颈扭断而不会扭松动的优秀结果。

附图说明

图1为本实用新型锚栓采用2条边时的示意图。

图2为本实用新型锚栓采用3条边时的示意图。

图2a为图2所示实施方式中，锚杆的横截面示意图。

图2b为图2所示实施方式中，搅拌头的主视图。

图3a、3b、3c、3d、3e分别为本实用新型锚栓采用2条边、3条边、4条边、5条边、6条边时的横截面示意图。

图4为本实用新型锚栓采用3条边时，在安装到混凝土孔中、隐去混凝土部分后的安装结构横截面示意图。

图5为在锚栓安装到混凝土孔之前的示意图。

图6为在锚栓安装到混凝土孔中后的示意图。

图7a为化学砂浆在混凝土被压挤的压痕处生根的示意图之一。

图7b为化学砂浆在混凝土被压挤的压痕处生根的示意图之二。

具体实施方式

参照附图。本实用新型所提供的锚栓，包括锚杆1，所述锚栓在锚杆1的上方具有连接段2并设有动力输入部位3，连接段具有外螺纹，用于和螺母连接，固定需连接的部件，动力输入部位3用于和手动工具或电动工具连接，输入扭力。

锚杆表面沿周向并列设有多条边11，所述边是指相比于圆弧而言，其较平，相比于其两侧的锚杆表面(不考虑承力螺纹牙及其基础螺纹的光面)低，这样，在整条锚杆上呈现多条供化学砂浆充分流通的轴向槽111或厚且有相当周向宽度的轴向间隙，并在固化后对整个化学砂浆体起到加强作用。

所述锚杆1在所述边11之间为能压挤入混凝土的承力螺纹牙12，从而在锚杆上形成多个承力螺纹牙圆弧段；在所述承力螺纹牙12和边11的交界处形成压挤端部120，所述多个圆弧段的承力螺纹牙外径一致，螺纹延续，处在同一条螺旋线上，当采用双螺纹时，则上下间隔地处在两条不同的螺旋线上，但是从阻力来考虑，建议优先采用一条螺旋线。

如前所述，所述边11是指相比于圆弧而言，其较平，在加工时，可以采用对杆表面切去或挤压出一段相对于杆中心而比其两侧的杆表面更低的面而形成， 所述面包括平面、弧面或内凹，所述面沿锚杆的周向分布，其数量优选具有2-6段，可参见图3a、3b、3c、3d、3e。

所述边11可以设有与承力螺纹牙12对接的承力纹110，所述承力纹110相对于锚杆中心低于承力螺纹牙12，用于和凝固后的化学砂浆咬合。

压挤端部120可采用处在所述承力螺纹牙端部(即和边的交界处)、低于螺纹圆弧高度的过渡部，比如为弧形、斜面。

在承力螺纹牙12基础螺纹121之间形成导流槽122，基础螺纹是螺纹的主体部分，其未压挤入混凝土壁，导流槽的深度满足其与所述锚栓所连接的混凝土孔壁之间的空间能供化学砂浆的颗粒骨料顺利流过，导流槽在整个锚杆上形成断续的螺旋导流通道，时而与边11形成的轴向间隙交叉汇合时而沿螺旋导流，起到充分的导流和均匀化学砂浆作用。

锚杆1前端设有搅拌头4，所述搅拌头为至少三个搅拌刃的多刃搅拌头(见图5、图6)，搅拌头多个搅拌刃的刃口形成多刃搅拌头的内凹刀刃口，处在同一个内凹圆弧面或者内凹锥面上，多刃搅拌头的刃尖在同一平面上，当顶着化学玻璃管进行击破搅拌时，能有效遮挡防止化学砂浆飞溅伤及工人眼睛，特别是对于注入式化学砂浆(植筋胶)的搅拌，能从根本上解决了安全问题。

搅拌头的搅拌刃是一字形，或多桨形(见图1、2)，其目的是通过搅拌头刃击碎装有化学砂浆的玻璃管，通过搅拌刃进行搅拌化学砂浆，使其更加搅拌均匀。当采用注入式化学砂浆时，有搅拌刃与无搅拌刃均可，但有搅拌刃更加搅拌均匀。

所述锚栓化学砂浆包裹住部分，从运输仓储考虑可设有防腐涂层，但从技术原理上可以不设防腐涂层，其外露在所连接的混凝土孔外的部分必须设有防腐涂层。

当混凝土孔上切削螺旋纹为附助工具时，或者软质材料上使用时，锚栓可以为其它有色金属材料及非金属材料制成。

利用上述锚栓的混凝土上的安装方法为：

对混凝土100钻尺寸与所用锚栓尺寸匹配的直孔101，直孔101的孔径略比锚栓的承力螺纹牙12的直径小，在直孔101中，置入化学砂浆管102。

在直孔101中，在化学砂浆未固化前，旋入所用的前述锚栓锚杆；在化学砂浆的润滑下，使得所述锚栓的承力螺纹牙12压挤入混凝土孔壁，且在旋入过程中，化学砂浆从承力螺纹牙12基础螺纹121之间的导流槽、承力纹110之间的导流通路流入所述直孔101上层；并且，在化学砂浆固化后形成以下连接结构：

安全套杆的多条边11与混凝土孔壁之间形成的的轴向宽槽111，轴向宽槽111的周向尺寸多倍于厚度尺寸，通过化学砂浆填实固化及与承力纹110咬合作用下，形成抗震抗扭承载结构；形成强大抗扭承载力。

锚杆的承力螺纹牙12压挤入混凝土壁形成与孔壁的连接，混凝土壁的压挤痕处103(浅凹部)被化学砂浆渗入得到加强；

锚杆1的与混凝土孔壁之间的那部分被固化后的化学砂浆105包裹；所述承力螺纹牙12、所述边的表面承力纹110与固化后的化学砂浆形成咬合加强结构，且所述边11外侧固化后的化学砂浆与承力螺纹牙圆弧段外侧固化后的的化学砂浆形成柔性抗震整体及锚杆防腐蚀保护体，且由渗入混凝土壁的化学砂浆对整体孔壁生根104，结合力大幅增强。

以上所述仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的保护范围之中。