專利名稱：一種多盤體式錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑業(yè)巖土施工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種錨桿擴(kuò)盤及承力面擠壓裝置，
特別是一種多盤體式錨桿，用于土層錨桿施工，在步履式液壓水平長桿螺旋鉆機(jī)的鉆桿前端加裝該裝置，在錨固段適當(dāng)土層中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)張擴(kuò)擠壓、形成盤狀的密實(shí)承力土體，提高錨固段土體的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
目前，土層錨固技術(shù)遍及土木建筑領(lǐng)域的各個(gè)方面，如邊坡、基坑、隧洞、地下工程、填體、碼頭、海岸、橋梁、高聳結(jié)構(gòu)及懸索建筑的拉力型基礎(chǔ)等。土層錨固是把受拉桿件(錨桿)埋入地層使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的技術(shù)。錨桿的一端與工程結(jié)構(gòu)物或擋土樁墻聯(lián)結(jié)，另一端錨固于適當(dāng)土層中承受結(jié)構(gòu)物的上托力、拉拔力、傾覆力或擋土墻的土壓力(統(tǒng)稱承載力，下同)。由于錨桿使用領(lǐng)域廣泛，使用價(jià)值大，許多工程技術(shù)人員都在尋求研究如何有效提高錨桿承載力，以達(dá)到更加安全穩(wěn)定和高經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能。研究表明，目前提高錨桿承載力的方式主要有刀切削、水切削(含水泥漿切削)、爆破等工藝。采用刀具切削式擴(kuò)大頭錨桿是在鉆頭上安裝一組刀具，當(dāng)鉆到需要擴(kuò)大頭土層時(shí)，人工通過操縱機(jī)構(gòu)將刀具在鉆桿旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下逐步擴(kuò)張開，在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力下，刀具對(duì)土體切削成與刀具直徑大小相同的盤體，并隨著鉆桿的繼續(xù)推進(jìn)，形成一定長度的圓柱體，然后用水將切削下來的土清洗出來，植入錨桿，注漿而成擴(kuò)大頭錨桿。高壓水或高壓水泥漿切削式擴(kuò)大頭錨桿是在施工好的鉆孔中的適合位置的土層中置入一高壓水(漿)噴射裝置，視情況分一次或多次利用水或水泥漿的巨大沖擊力，切削土層形成擴(kuò)大頭，直至形成需要的擴(kuò)大頭尺寸，并隨著裝置的逐漸切削深入，形成有一定長度的圓柱體，利用切削水(漿液)將余土清除，植入錨桿，注漿而成擴(kuò)大頭錨桿。爆破擴(kuò)大頭錨桿是在已鉆成的錨孔中適當(dāng)部位，裝填經(jīng)防潮處理的適量炸藥，將入口處封閉后引爆，利用爆破力擠壓成錨桿擴(kuò)大頭，植入錨桿，注漿而成擴(kuò)大頭錨桿。上述三種錨桿擴(kuò)大頭方式各有利弊，在一定程度上提高了錨桿承載力，但也存在如下主要缺陷 一是先期位移較大，穩(wěn)定性欠佳，采用高壓水或高壓水泥漿切削土層，或用刀具式切削土層形成擴(kuò)大頭，對(duì)土體擾動(dòng)大，擴(kuò)盤后，不僅沒有提高盤體承力面土體強(qiáng)度及密實(shí)度，反而使擴(kuò)大頭周邊土層強(qiáng)度降低，以致錨桿注漿后必須采取預(yù)應(yīng)力張拉錨桿多次才能恢復(fù)和提高土體強(qiáng)度，承載力有效發(fā)揮時(shí)錨桿先期位移量比較大，對(duì)整個(gè)土層的穩(wěn)定不利；二是適用范圍有較大局限，爆破擴(kuò)大頭對(duì)土體有擠壓作用，但在市區(qū)、人員密集區(qū)或敏感性建筑物旁使用受限，水比較豐富的地層防潮困難，而且爆破成型控制難盡人意；三是經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效應(yīng)不理想，切削、沖擴(kuò)兩種擴(kuò)大頭成型后都必須用水循環(huán)清洗出切削下來的泥土，特別是沖擴(kuò)工藝，擴(kuò)盤中使用液體量很大，造成工地泥漿排出增多，不利于施工現(xiàn)場文明衛(wèi)生；同時(shí)由于材料浪費(fèi)較大，經(jīng)濟(jì)性下降；四是成盤質(zhì)量離散性大，在飽和黏土、干砂土層中，由于切削(包括刀切及水、漿切)對(duì)土體擾動(dòng)過大，成盤率降低，盤體圓面積不規(guī)則現(xiàn)象較多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的主要缺陷，尋求提供一種不僅能實(shí)施簡 便的錨桿擴(kuò)盤——增大錨固段端承力面圓面積，而且能對(duì)擴(kuò)盤承力面土體強(qiáng)行施加壓應(yīng) 力，達(dá)到提高盤體承力面土體強(qiáng)度和密實(shí)度的錨桿擴(kuò)盤及承力面擠壓裝置，即設(shè)計(jì)一種 多盤體式錨桿，其與現(xiàn)有的步履式液壓水平長桿螺旋鉆機(jī)組合，使鉆進(jìn)、擴(kuò)盤、擠壓、 噴漿四大工序有機(jī)結(jié)合為一體，不僅顯著提高錨桿承載力，而且錨桿位移小，減少錨桿 設(shè)置數(shù)量，縮短錨桿有效錨固深度，減少泥漿排出，使錨桿的安全穩(wěn)定性更可靠，施工 操作更便捷，更節(jié)省。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)分為鉆頭、油缸、擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)和連接法蘭 四部分；裝置后端為連接法蘭部分，其被動(dòng)擠擴(kuò)臂座外形制成法蘭狀，與鉆桿前端法蘭 用螺栓連接傳遞動(dòng)力，并便于拆卸與維修；擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)中被動(dòng)擠擴(kuò)臂用擠擴(kuò)臂軸銷鉸接于 被動(dòng)擠擴(kuò)臂座內(nèi)并沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)擠擴(kuò)臂通過擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷與主 動(dòng)擠擴(kuò)臂鉸接，主動(dòng)擠擴(kuò)臂通過擠擴(kuò)臂軸銷鉸接于主動(dòng)擠擴(kuò)臂座內(nèi)并沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷作旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；為防止泥土在擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)內(nèi)空腔存積而防礙張擴(kuò)收縮，在緊貼活塞桿外圓面、擠 擴(kuò)機(jī)構(gòu)內(nèi)圓空腔處設(shè)置防護(hù)套，防護(hù)套與油缸后端蓋制成一體，隨油缸沿活塞桿作前后 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，防護(hù)套后端口制成圓形刀狀，將粘裹在活塞桿上的泥土及雜質(zhì)剔除；防護(hù)套 內(nèi)圓面與活塞桿外圓面結(jié)合部設(shè)有多道防塵和密封圈，防止微塵及壓力性水泥漿液滲入 影響裝置正常工作；裝置的圓形表面制有與鉆桿螺旋葉片外徑、螺距一致的螺旋葉片； 鉆頭部分為裝置最前端，截面為十字形狀，鉆頭與活塞桿或鉆桿焊接一體，鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí) 通過法蘭帶動(dòng)活塞桿同步旋轉(zhuǎn)，活塞桿帶動(dòng)鉆頭作同心旋轉(zhuǎn)而實(shí)施鉆進(jìn)功能；鉆桿法蘭 焊接在鉆桿前端外環(huán)，與之形成牢固的一體；裝置法蘭與被動(dòng)擠擴(kuò)臂座制成一整體，既 作為法蘭連接傳遞動(dòng)力，又作為被動(dòng)擠擴(kuò)臂座承受被動(dòng)擠擴(kuò)臂傳遞的各種應(yīng)力。
本發(fā)明所述的油缸部分由油缸、油缸前后端蓋、前后導(dǎo)向套組成、活塞、活塞 桿、活塞固定卡環(huán)、油缸、油管、油管接頭、中心通道和密封件機(jī)械配合連接組成，活 塞桿前端與鉆頭焊接，后端通過法蘭與鉆桿前端法蘭用螺栓連接，活塞由固定卡環(huán)固定 在活塞桿上，活塞在活塞桿的位置固定不動(dòng)；液壓油作功時(shí)，活塞不動(dòng)，而油缸沿活塞 桿作前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，油缸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成擠擴(kuò)臂擴(kuò)張或收縮的徑向運(yùn)動(dòng)；油管后 端與鉆機(jī)油道相連以取得液壓油，前端通過油管接頭在中心通道內(nèi)與油缸油道相連以供 給和回流油缸液壓油；活塞桿與鉆桿內(nèi)外徑一致，其中心通道管道和高壓水(水泥漿)暢 通，中心通道前端部制有兩個(gè)噴嘴，供高壓漿或高壓水噴出，解決鉆進(jìn)時(shí)自行護(hù)壁和擴(kuò) 張擠壓后同時(shí)噴漿進(jìn)行盤體內(nèi)腔先期護(hù)面，防止擴(kuò)盤土體塌落；油缸前后導(dǎo)向套組成及 活塞內(nèi)外環(huán)均設(shè)置多道密封件，以防止液壓油的泄漏而影響油缸正常工作，油缸前后端 蓋分別用外螺紋與油缸內(nèi)螺紋連接，籍以壓緊油缸前后導(dǎo)向套組成并抗拒油缸工作時(shí)通 過導(dǎo)向套組成傳遞的巨大壓力，防止導(dǎo)向套組成位移造成油缸工作失效。
本發(fā)明鉆至設(shè)計(jì)深度后再往前鉆入錨桿所需握裹長度，退回設(shè)計(jì)深度停止旋 轉(zhuǎn)，將液壓油注入活塞后端油缸，油缸在液壓油作用下往后移動(dòng)，推動(dòng)主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂 繞擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷轉(zhuǎn)動(dòng)，擠擴(kuò)臂逐步擴(kuò)張擠壓徑向及后端面土體，使其被壓縮成對(duì) 稱肢體狀；油缸行至止點(diǎn)后，主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂張擴(kuò)成最大直徑狀；此時(shí)將液壓油反向注
4油，活塞前端油缸內(nèi)迅即充滿液壓油，油缸由后端往前端位移直至將擠擴(kuò)臂拉直還原成 圓柱形；將鉆桿旋轉(zhuǎn)一定角度，然后重復(fù)將液壓油注入活塞后端油缸，油缸后移，帶動(dòng) 主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂繞擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷轉(zhuǎn)動(dòng)，直至擴(kuò)張成直徑最大，對(duì)土體再次擠壓成 對(duì)稱肢體狀；然后將液壓油從活塞前端油缸注入，油缸再次前行，帶動(dòng)擠擴(kuò)臂收縮還原 成圓形狀，反復(fù)三次， 一個(gè)完整的擴(kuò)大盤體形成，擴(kuò)大盤體圓面積為原鉆孔圓面積的4 倍以上；將鉆桿退至需要再擴(kuò)盤的土層，按上述方法重復(fù)操作一遍，又一個(gè)擴(kuò)大盤體形 成。滿足設(shè)計(jì)擴(kuò)大盤個(gè)數(shù)后，退出鉆桿及裝置，植入錨桿，注漿成為有多個(gè)擴(kuò)大盤體且 盤體的承力面預(yù)先受到強(qiáng)行擠壓，使承力面土體密實(shí)度和強(qiáng)度都有很大提高進(jìn)而使錨桿 承載力提高顯著的多盤體式錨桿。 本發(fā)明應(yīng)用于建筑領(lǐng)域土層錨桿施工，應(yīng)用時(shí)在步履式液壓水平長桿螺旋鉆機(jī) 的鉆桿前端加裝該裝置。該裝置為一個(gè)圓形的，外表由2 10個(gè)擠擴(kuò)臂組成，由壓力油 推動(dòng)油缸并帶動(dòng)擠擴(kuò)臂張開與鉆桿軸線垂直，收縮與鉆桿軸線平行的表面帶螺旋葉片的 具有鉆進(jìn)功能，可控制在土層適宜部位擴(kuò)盤并同時(shí)對(duì)盤體承力面土體實(shí)施擠壓；能在錨 固段適當(dāng)土層中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)預(yù)先得到擠壓張擴(kuò)而形成盤狀的密實(shí)承力土體，有效地 提高錨固段土體的密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度，提高錨桿承載力，達(dá)到安全穩(wěn)定和高經(jīng)濟(jì)技術(shù)性 能。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有承載力高、成本低、環(huán)保性好、操作簡便、易于 控制、安全穩(wěn)定、配套性強(qiáng)、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明裝置的總體框架結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2為本發(fā)明裝置未擴(kuò)張狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖3為本發(fā)明裝置擴(kuò)張狀態(tài)剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)施例 本實(shí)施例的主體結(jié)構(gòu)由鉆頭1、油缸前端蓋2、油缸后端蓋2'、油缸前導(dǎo)向套 組成3、油缸后導(dǎo)向套組成3'、油缸4、活塞5、主動(dòng)擠擴(kuò)臂座6、被動(dòng)擠擴(kuò)臂座ll、防 護(hù)套7、主動(dòng)擠擴(kuò)臂8、被動(dòng)擠擴(kuò)臂IO、擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷9、螺旋葉片12、鉆桿組成 13、進(jìn)出油管14、油管接頭15、防護(hù)套防塵圈16、防護(hù)套密封圈17、活塞固定卡環(huán)18、 鉆桿中心通道19、噴嘴20、連接法蘭21、擠擴(kuò)臂軸銷22、活塞桿23和油缸密封件24組 成；鉆頭1截面為十字形狀，通過焊接方式與活塞桿23前端連接成一體，鉆機(jī)使鉆桿旋 轉(zhuǎn)，鉆桿通過法蘭帶動(dòng)活塞桿旋轉(zhuǎn)，活塞桿旋轉(zhuǎn)就帶動(dòng)焊接一體的鉆頭實(shí)施鉆進(jìn)功能； 油缸4表面的螺旋葉片與鉆桿螺旋葉片12外形尺寸及功能一致，除鉆進(jìn)功能外，還具有 將切削下來的土粒以斜面輸送方式導(dǎo)出，以免粘裹螺桿，影響鉆進(jìn)的功能；
本實(shí)施例所述油缸部分由油缸4、前端蓋2、后端蓋2'、前導(dǎo)向套組成3、后導(dǎo) 向套組成3'、活塞5、活塞固定卡環(huán)18、活塞桿23、油管14、油管接頭15、中心通道 19和油缸密封件24組成；活塞桿23(同時(shí)又兼這一長度段的鉆桿)前端與鉆頭1焊接，后端通過法蘭(被動(dòng)擠擴(kuò)臂座)11與鉆桿前端法蘭21用螺栓連接，活塞5由固定卡環(huán)18 固定在活塞桿23上，活塞5在活塞桿23的位置是固定不動(dòng)的，活塞5、導(dǎo)向套組成3和 3'內(nèi)外環(huán)都設(shè)有多道防止液壓油滲漏的密封件24;油缸前后端蓋2和2'通過外螺紋與 油缸內(nèi)螺紋緊密連接，分別將油缸前后導(dǎo)向套組成3和3'壓緊，用以承受油缸工作時(shí)通 過導(dǎo)向套組成傳遞的巨大壓力，阻止導(dǎo)向套組成的位移而保證油缸正常工作；液壓油作 功時(shí)，活塞5不動(dòng)，油缸4沿活塞桿23作前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，油缸4的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)主動(dòng) 擠擴(kuò)臂8，并通過中間擠擴(kuò)臂鉸鏈軸銷9又帶動(dòng)被動(dòng)擠擴(kuò)臂10作擴(kuò)張或收縮的徑向運(yùn)動(dòng)； 活塞桿23與鉆桿13內(nèi)外直徑相同，中心為圓形管道狀的中心通道19，足供油管、高壓水 或水泥漿液暢通，進(jìn)出油管14后端與鉆機(jī)液壓油道相連以取得壓力油，前端通過油管接 頭15可在中心通道19內(nèi)與油缸油道連接以供給和回流油缸液壓油，中心通道19前端部 制有兩個(gè)噴嘴20，供高壓水泥漿或壓力水噴出，以解決鉆進(jìn)時(shí)自行護(hù)壁和擴(kuò)張擠壓后及 時(shí)噴漿進(jìn)行盤體內(nèi)空腔表面預(yù)掛漿，防止成型后的盤體表面土體塌落而影響成盤質(zhì)量。
本實(shí)施例所述擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)由主動(dòng)擠擴(kuò)臂座6 、被動(dòng)擠擴(kuò)臂座11 、主動(dòng)擠擴(kuò)臂8 、被 動(dòng)擠擴(kuò)臂IO、擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷9、擠擴(kuò)臂軸銷22、防護(hù)套7、防護(hù)套防塵圈16和防 護(hù)套密封圈17機(jī)械連接組成；主動(dòng)擠擴(kuò)臂座6與主動(dòng)擠擴(kuò)臂8，被動(dòng)擠擴(kuò)臂座ll與被動(dòng) 擠擴(kuò)臂10均用擠擴(kuò)臂軸銷22鉸接，擠擴(kuò)臂可沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷在相對(duì)應(yīng)的擠擴(kuò)臂座內(nèi)僅能作 徑向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能做其它方向運(yùn)動(dòng)；擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷9將主動(dòng)擠擴(kuò)臂8、被動(dòng)擠擴(kuò) 臂10鉸接，8、 10兩擠擴(kuò)臂在外力作用下沿中間鉸鏈軸銷9作徑向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不能做其 他方向的運(yùn)動(dòng)；為了防止主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂中間鉸鏈部分成死角影響擴(kuò)張，中間鉸鏈軸銷 9y坐標(biāo)方向軸線與擠擴(kuò)臂軸銷22y坐標(biāo)方向軸線不在同一平面，與鉆桿中心半徑前者大 于后者；當(dāng)油缸4往后移動(dòng)時(shí)，油缸4后端蓋2'上的主動(dòng)擠擴(kuò)臂座6推動(dòng)主動(dòng)擠擴(kuò)臂8 同位后移，應(yīng)力通過主動(dòng)擠擴(kuò)臂8、中間鉸鏈軸銷9和被動(dòng)擠擴(kuò)臂IO直接傳至被動(dòng)擠擴(kuò) 臂座ll，由于被動(dòng)擠擴(kuò)臂座ll與入土深度較大的鉆桿連接，而鉆桿又與外部鉆機(jī)相連， 故產(chǎn)生一個(gè)大于油缸后移的反力，主動(dòng)擠擴(kuò)臂8、被動(dòng)擠擴(kuò)臂IO將承受的壓力以擠擴(kuò)臂 中間鉸鏈軸銷9作為受力集中點(diǎn)，為平衡鉆桿的反力和油缸的壓力所產(chǎn)生的集中應(yīng)力， 兩臂因擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷9的設(shè)計(jì)角度而自然形成徑向變形，使擠擴(kuò)臂承受的水平應(yīng) 力變成徑向擴(kuò)張應(yīng)力；隨著油缸4的繼續(xù)后移，主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂擴(kuò)張至徑向止點(diǎn)，油缸4 后移至止點(diǎn)，擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)停止，擴(kuò)張應(yīng)力隨之消失；操縱液壓閥改變供油方向，液壓油從 活塞5前端進(jìn)入油缸4，油缸4改變運(yùn)行方向從后往前移動(dòng)，與油缸后端蓋2'固定一體 的主動(dòng)擠擴(kuò)臂座6帶動(dòng)主動(dòng)擠擴(kuò)臂8，并通過擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷9又帶動(dòng)被動(dòng)擠擴(kuò)臂10 相應(yīng)往后移動(dòng)；因鉆桿13及與鉆桿連接的鉆機(jī)的阻力大于油缸4位移應(yīng)力——即油缸4 所產(chǎn)生的應(yīng)力；被動(dòng)擠擴(kuò)臂座ll位置相對(duì)不變，主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂8和10在油缸4前移拉 應(yīng)力作用下，從徑向最大止點(diǎn)位置被相應(yīng)拉伸成徑向收縮，油缸4行至前端止點(diǎn)時(shí)，主 動(dòng)擠擴(kuò)臂8、被動(dòng)擠擴(kuò)臂10被拉直而恢復(fù)圓柱形狀， 一個(gè)"*"型肢體被擴(kuò)張壓迫成形； 為防止泥土在擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)內(nèi)空腔存積而防礙張擴(kuò)收縮，在緊貼活塞桿外圓面和擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)內(nèi) 圓空腔部分，設(shè)置了防護(hù)套7，防護(hù)套7與油缸后端蓋2'制成一體，隨油缸4沿活塞桿 23作前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)；防護(hù)套7后端口制成圓形刀狀，能確保將粘裹在活塞桿上的泥土及 雜質(zhì)剔除；防護(hù)套內(nèi)圓面與活塞桿外圓面結(jié)合部還設(shè)有多道防塵圈16和密封圈17，防塵 圈16主要防止微塵侵入，而密封圈17則防止壓力性泥漿滲入活塞桿表面凝固后影響裝置
6正常工作；因此，盡管裝置是在條件極其惡劣復(fù)雜的地層深處工作，但通過多方面的預(yù) 防措施，其工作可靠性耐久性都得到了保障；反復(fù)上述擴(kuò)張及拉伸過程三次， 一個(gè)完整 的擴(kuò)大盤體就順利形成，并且擴(kuò)大盤體的承力面土體預(yù)先得到壓縮幅度大于150mm的很 大壓應(yīng)力，使盤體處土體密實(shí)度和強(qiáng)度都有顯著提高，盤體圓面積即錨固段端承面積比 原錨固段圓面積增加了至少4倍以上，按以上方法在適當(dāng)土層擠擴(kuò)成多個(gè)擴(kuò)大盤(以設(shè)計(jì) 個(gè)數(shù)為準(zhǔn))體后，退出鉆桿及裝置，植入錨桿，注漿成為有多個(gè)擴(kuò)大盤體且盤體的承力面 預(yù)先受到強(qiáng)行擠壓，使承力面土體密實(shí)度和抗剪強(qiáng)度都有很大提高進(jìn)而使錨桿承載力比 普通摩擦型錨桿提高3 4倍的多盤體式錨桿。
本實(shí)施例的錨桿承載力計(jì)算方法如下 根據(jù)受力分析，單根預(yù)壓擴(kuò)盤錨桿的承載力可按下式計(jì)算
T = F+Q 式中T為單根預(yù)壓擴(kuò)盤錨桿的承載力(KN) ; F為錨桿圓柱錨錮段的承載力 (KN) ; Q為錨桿圓柱預(yù)壓擴(kuò)盤段端承載力(KN);其中
F = UK/Y。
式中UK為單根預(yù)壓擴(kuò)盤錨桿的承載力的標(biāo)準(zhǔn)值(KN); Y。為荷載分項(xiàng)系數(shù)，可 按建筑規(guī)范取值；其中
Uk = Z入(t 一c)u山 式中A為錨桿抗拔系數(shù)，可按建筑規(guī)范取值；化為錨桿周圍的破壞土面周長 (m) ; li為錨桿錨錮段的有效長度(m)， t f為土的不排水抗剪強(qiáng)度(kPa) ; c為土體的粘聚 力(kPa);0 =露(《一《》&n/4 式中為錨桿圓柱段的直徑(m) ; 4為錨桿預(yù)壓擴(kuò)盤的直徑(m) ; P為承載力系 數(shù)；n為預(yù)壓擴(kuò)盤的個(gè)數(shù)。 本實(shí)施例的計(jì)算和現(xiàn)場試驗(yàn)表明，錨桿預(yù)壓擴(kuò)盤后，土的抗剪強(qiáng)度提高1.5倍以 上，錨桿錨錮段破壞土面周長提高4倍以上，對(duì)于錨錮段長度4m的錨桿，錨錮端承載力 提高5倍以上，單根錨桿的承載力提高3 4倍，預(yù)壓擴(kuò)盤的位置和數(shù)量可以通過承載力 計(jì)算確定，錨桿的變形可以通過調(diào)整承載力來控制。
權(quán)利要求
一種多盤體式錨桿，主體結(jié)構(gòu)分為鉆頭、油缸、擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)和連接法蘭四部分，其特征在于裝置后端為連接法蘭，被動(dòng)擠擴(kuò)臂座外形制成法蘭狀，與鉆桿前端法蘭用螺栓連接傳遞動(dòng)力，被動(dòng)擠擴(kuò)臂用擠擴(kuò)臂軸銷鉸接于被動(dòng)擠擴(kuò)臂座內(nèi)并沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)擠擴(kuò)臂通過擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷與主動(dòng)擠擴(kuò)臂鉸接，主動(dòng)擠擴(kuò)臂通過擠擴(kuò)臂軸銷鉸接于主動(dòng)擠擴(kuò)臂座內(nèi)并沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；在緊貼活塞桿外圓面、擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)內(nèi)圓空腔處設(shè)置防護(hù)套，防護(hù)套與油缸后端蓋制成一體，隨油缸沿活塞桿作前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，防護(hù)套后端口制成圓形刀狀，將粘裹在活塞桿上的泥土及雜質(zhì)剔除；防護(hù)套內(nèi)圓面與活塞桿外圓面結(jié)合部設(shè)有多道防塵和密封圈，防止微塵及壓力性水泥漿液滲入；裝置的圓形表面制有與鉆桿螺旋葉片外徑、螺距一致的螺旋葉片；鉆頭位于裝置最前端，截面為十字形狀，鉆頭與活塞桿或鉆桿焊接一體，鉆桿旋轉(zhuǎn)時(shí)通過法蘭帶動(dòng)活塞桿同步旋轉(zhuǎn)，活塞桿帶動(dòng)鉆頭作同心旋轉(zhuǎn)而實(shí)施鉆進(jìn)功能；鉆桿法蘭焊接在鉆桿前端外環(huán)，與之形成牢固的一體；裝置法蘭與被動(dòng)擠擴(kuò)臂座制成一整體，既作為法蘭連接傳遞動(dòng)力，又作為被動(dòng)擠擴(kuò)臂座承受被動(dòng)擠擴(kuò)臂傳遞的各種應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多盤體式錨桿，其特征在于油缸部分由油缸、油缸前后端蓋、前后導(dǎo)向套組成、活塞、活塞桿、活塞固定卡環(huán)、油缸、油管、油管接頭、中心通道和密封件機(jī)械配合連接組成，活塞桿前端與鉆頭焊接，后端通過法蘭與鉆桿前端法蘭用螺栓連接，活塞由固定卡環(huán)固定在活塞桿上，活塞在活塞桿的位置固定不動(dòng)；液壓油作功時(shí)，活塞不動(dòng)，而油缸沿活塞桿作前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)，油缸的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成擠擴(kuò)臂擴(kuò)張或收縮的徑向運(yùn)動(dòng)；油管后端與鉆機(jī)油道相連以取得液壓油，前端通過油管接頭在中心通道內(nèi)與油缸油道相連以供給和回流油缸液壓油；活塞桿與鉆桿內(nèi)外徑一致，其中心通道管道和高壓水或水泥槳暢通，中心通道前端部制有兩個(gè)噴嘴，供高壓槳或高壓水噴出，解決鉆進(jìn)時(shí)自行護(hù)壁和擴(kuò)張擠壓后同時(shí)噴漿進(jìn)行盤體內(nèi)腔先期護(hù)面，防止擴(kuò)盤土體塌落；油缸前后導(dǎo)向套組成及活塞內(nèi)外環(huán)均設(shè)置多道密封件，以防止液壓油的泄漏而影響油缸正常工作，油缸前后端蓋分別用外螺紋與油缸內(nèi)螺紋連接，壓緊油缸前后導(dǎo)向套組成并抗拒油缸工作時(shí)通過導(dǎo)向套組成傳遞的巨大壓力，防止導(dǎo)向套組成位移造成油缸工作失效。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多盤體式錨桿，其特征在于使用時(shí)，鉆至設(shè)計(jì)深度后再往前鉆入錨桿所需握裹長度，退回設(shè)計(jì)深度停止旋轉(zhuǎn)，將液壓油注入活塞后端油缸，油缸在液壓油作用下往后移動(dòng)，推動(dòng)主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂繞擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷轉(zhuǎn)動(dòng)，擠擴(kuò)臂逐步擴(kuò)張擠壓徑向及后端面土體，使其被壓縮成對(duì)稱肢體狀；油缸行至止點(diǎn)后，主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂張擴(kuò)成最大直徑狀；此時(shí)將液壓油反向注油，活塞前端油缸內(nèi)迅即充滿液壓油，油缸由后端往前端位移直至將擠擴(kuò)臂拉直還原成圓柱形；將鉆桿旋轉(zhuǎn)一定角度，然后重復(fù)將液壓油注入活塞后端油缸，油缸后移，帶動(dòng)主、被動(dòng)擠擴(kuò)臂繞擠擴(kuò)臂中間鉸鏈軸銷轉(zhuǎn)動(dòng)，直至擴(kuò)張成直徑最大，對(duì)土體再次擠壓成對(duì)稱肢體狀；然后將液壓油從活塞前端油缸注入，油缸再次前行，帶動(dòng)擠擴(kuò)臂收縮還原成圓形狀，反復(fù)三次， 一個(gè)完整的擴(kuò)大盤體形成，擴(kuò)大盤體圓面積為原鉆孔圓面積的4倍以上；將鉆桿退至需要再擴(kuò)盤的土層，按上述方法重復(fù)操作一遍，又一個(gè)擴(kuò)大盤體形成。滿足設(shè)計(jì)擴(kuò)大盤個(gè)數(shù)后，退出鉆桿及裝置，植入錨桿，注漿成為有多個(gè)擴(kuò)大盤體且盤體的承力面預(yù)先受到強(qiáng)行擠壓，使承力面土體密實(shí)度和強(qiáng)度都有很大提高進(jìn)而使錨桿承載力提高顯著的多盤體式錨桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑施工領(lǐng)域中的一種錨桿擴(kuò)盤及承力面擠壓裝置，即多盤體式錨桿，加裝在步履式液壓水平長桿螺旋鉆機(jī)的鉆桿前端，主體結(jié)構(gòu)分為鉆頭、油缸、擠擴(kuò)機(jī)構(gòu)和連接法蘭四部分；裝置后端為連接法蘭部分，被動(dòng)擠擴(kuò)臂座外形制成法蘭狀與鉆桿前端法蘭用螺栓連接，被動(dòng)擠擴(kuò)臂用軸銷鉸接于被動(dòng)擠擴(kuò)臂座內(nèi)并沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)擠擴(kuò)臂經(jīng)中間鉸鏈軸銷與主動(dòng)擠擴(kuò)臂鉸接，主動(dòng)擠擴(kuò)臂通過擠擴(kuò)臂軸銷鉸接于主動(dòng)擠擴(kuò)臂座內(nèi)并沿?cái)D擴(kuò)臂軸銷作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；鉆桿法蘭焊接在鉆桿前端外環(huán)形成一體；具有承載力大、成本低、環(huán)保好、操作簡便、易于控制、安全穩(wěn)定、配套性強(qiáng)、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D5/74GK101691754SQ200910019418
公開日2010年4月7日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者歐陽甘霖, 鄧洪亮 申請(qǐng)人:歐陽甘霖