倒m型鉤式-針釘式相聯(lián)合的用于軟土復(fù)合地層的多點(diǎn)位移計(jì)錨頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多點(diǎn)位移計(jì)錨頭，更具體涉及一種倒M型鉤式-針釘式相聯(lián)合的用于軟土復(fù)合地層的多點(diǎn)位移計(jì)錨頭。
【背景技術(shù)】
[0002]在軟土復(fù)合地層進(jìn)行工程建設(shè)，將不可避免地導(dǎo)致土體產(chǎn)生較大的變形，特別是在人口密集的高層建筑群地區(qū)，如果產(chǎn)生較大的土體變形，會(huì)危及周邊的建筑群、地下管道以及已運(yùn)行的地鐵、高鐵等生命線工程。因此，為確保這些重要建筑物、構(gòu)筑物等生命線工程的安全，工程技術(shù)人員在工程建設(shè)過程中必須實(shí)時(shí)掌握土體的變形情況?，F(xiàn)有的用于單一軟土地層的常用土體位移計(jì)錨頭主要有水膨脹壓縮木錨固、傘形土錨固、爪鉤式點(diǎn)接觸錨固以及注漿或錨固劑錨固，這些錨固方式在面對(duì)軟土具有的高含水量、高壓縮性以及高觸變性等土性時(shí)，往往因不同的施工條件而使其在應(yīng)用中受到很大的限制，使錨固安裝困難、土體錨固強(qiáng)度不足，造成錨固土體周邊土體結(jié)構(gòu)的破壞，使土體塌陷，獲得不準(zhǔn)確的量測(cè)數(shù)據(jù)，影響監(jiān)測(cè)土體變形的效果，使獲得土體變形信息不能較好地用于指導(dǎo)后續(xù)工程建設(shè)的合理性。
[0003]相比傳統(tǒng)的用于單一軟土地層的土體位移計(jì)錨頭，有關(guān)軟土復(fù)合地層的多點(diǎn)位移計(jì)錨頭能獲得很好的錨固效果，具有抗滑能力強(qiáng)、施工方便、成本低、性能可靠、通用性好、量測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]中國專利CN 102953365 B《用于軟土地層的多層葉片式多點(diǎn)位移計(jì)錨頭》和中國專利CN 102953364 B《用于軟土地層的多層刀片式多點(diǎn)位移計(jì)錨頭》，這兩個(gè)多層多點(diǎn)位移計(jì)錨頭都包括安置于待測(cè)土體的鉆孔內(nèi)的若干測(cè)點(diǎn)錨固頭單元，各測(cè)點(diǎn)錨固頭單元依次垂直放置且相互之間首末皆通過套管連接，每個(gè)測(cè)點(diǎn)錨固頭單元固定鉆孔縱向的一個(gè)測(cè)點(diǎn)，且每個(gè)測(cè)點(diǎn)錨固頭單元均包括主錨固頭和錨頭保護(hù)罩，主錨固頭和錨頭保護(hù)罩之間是螺紋連接。該兩個(gè)專利適用于單一的軟土地層，如果面對(duì)飽和含水軟土、粉細(xì)砂層、砂卵石地層等組合的非單純的軟土復(fù)合地層時(shí)，上述多點(diǎn)位移計(jì)錨頭切入土體的效果將會(huì)在一定程度上受到限制。
[0005]中國專利CN 103015389 B《用于富水軟弱地層的多層伸縮式多點(diǎn)位移計(jì)錨頭》，縱向相繼共有若干個(gè)孔內(nèi)測(cè)點(diǎn)錨固頭單元。鉆孔內(nèi)測(cè)點(diǎn)錨固頭單元設(shè)計(jì)為面接觸式，每個(gè)測(cè)點(diǎn)錨固頭單元均包括主錨固頭和錨頭保護(hù)罩，所述主錨固頭和錨頭保護(hù)罩之間通過定位孔連接。主錨固頭包括銦鋼絲及定滑輪裝置、外力轉(zhuǎn)化裝置和錨爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)，銦鋼絲及定滑輪裝置接受外力并通過外力轉(zhuǎn)化裝置的轉(zhuǎn)化和驅(qū)動(dòng)，使得錨爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)收縮動(dòng)作，所述外力轉(zhuǎn)化裝置包括一個(gè)拉伸彈簧裝置和若干異形彈簧，所述錨爪執(zhí)行機(jī)構(gòu)為若干三角形刀片式錨抓，所述異形彈簧數(shù)量和錨抓數(shù)量一致，該三角形刀片式錨抓能較好地切入富水軟弱地層，但面對(duì)粉細(xì)砂層、砂卵石地層等非單一的軟土組合地層時(shí)，三角形刀片式錨抓入土的深度會(huì)受到一定程度的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種倒M型鉤式-針釘式相聯(lián)合的用于軟土復(fù)合地層的多點(diǎn)位移計(jì)錨頭，該方法具有錨固效果好、土層適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、通用性好、量測(cè)結(jié)果穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明需要保護(hù)的技術(shù)方案表征如下:
[0008]一種倒M型鉤式-針釘式相聯(lián)合的用于軟土復(fù)合地層的多點(diǎn)位移計(jì)錨頭，包括
[0009]孔內(nèi)測(cè)點(diǎn)錨頭保護(hù)殼1，
[0010]倒M 型鉤式錨抓 2A、2B、2C、2D、2E、2F，
[0011]針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F，
[0012]異形組合彈簧4，
[0013]用于支撐異形組合彈簧4的固定支架，
[0014]主銦鋼絲5A，
[0015]副銦鋼絲5B、5C、5D、5E、5F、5G，
[0016]防護(hù)閘門6;
[0017]孔內(nèi)測(cè)點(diǎn)錨頭保護(hù)殼I底部設(shè)計(jì)為倒凸面接觸式；
[0018]它們的連接及位置關(guān)系為:
[0019]主銦鋼絲5A通過異形組合彈簧4分別與倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F連接，構(gòu)成倒M型鉤式-針釘式相聯(lián)合的多點(diǎn)位移計(jì)錨頭；所述倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F的前端設(shè)為倒勾尖角形狀，外沿設(shè)為弧形與直線型吻合連接的切削刃形狀，針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F的形狀為圓形形狀，其前端設(shè)為針尖形狀；
[0020]異形組合彈簧4包括垂直異形彈簧41、第一水平異形彈簧42、43、44、45、46、47和第二水平異形彈簧48、49、50、51、52、53，所述第一水平異形彈簧42、43、44、45、46、47處于同一平面內(nèi)，所述第二水平異形彈簧48、49、50、51、52、53處于另一平面內(nèi)，兩個(gè)平面的中心位置連接于垂直異形彈簧41 ;
[0021 ] 垂直異形彈簧41的上部與銦鋼絲5A連接，主銦鋼絲5A通過動(dòng)滑輪13A與外力轉(zhuǎn)換裝置連接，第一水平異形彈簧42、43、44、45、46、47分別與倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F連接，第二水平異形彈簧48、49、50、51、52、53分別與針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F連接，第一水平異形彈簧和第二水平異形彈簧的數(shù)量分別與倒M型鉤式錨抓和針釘式錨抓的數(shù)量一致；
[0022]固定支架設(shè)置于錨頭保護(hù)殼I內(nèi)腔，它包括第一穩(wěn)固架10、第二穩(wěn)固架11和第三穩(wěn)固架12，固定支架為異形組合彈簧4的工作提供了穩(wěn)固平臺(tái)，
[0023]第一穩(wěn)固架10設(shè)計(jì)成在橫向呈H型結(jié)構(gòu)式空間，確保異形組合彈簧4的垂直異形彈簧41在外力作用下向上拉伸或左右伸縮的方向不變位；
[0024]第一穩(wěn)固架10和第二穩(wěn)固架11之間設(shè)彈簧伸縮傳導(dǎo)孔15 ；
[0025]第二穩(wěn)固架11和第三穩(wěn)固架12之間設(shè)彈簧伸縮傳導(dǎo)孔15 ;
[0026]固定支架確保異形組合彈簧4受力時(shí)其內(nèi)設(shè)的第一水平異形彈簧42、43、44、45、46,47和第二水平異形彈簧48、49、50、51、52、53能共同支撐并分別同步帶動(dòng)倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F與針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F的正常入土錨固；
[0027]主銦鋼絲5A設(shè)置于孔內(nèi)測(cè)點(diǎn)錨頭保護(hù)殼I的頂端，主銦鋼絲5A —端通過銦鋼絲傳導(dǎo)孔18與外力轉(zhuǎn)換裝置連接，其另一端利用動(dòng)滑輪13A通過第一穩(wěn)固架10上的彈簧伸縮傳導(dǎo)孔15后與異形組合彈簧4內(nèi)設(shè)的垂直異形彈簧41的上部連接；
[0028]倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F與第二穩(wěn)固架11通過鉸接座14鉸接連接。
[0029]錨頭保護(hù)殼I壁內(nèi)上下分別設(shè)置有防護(hù)閘門傳導(dǎo)孔16和防護(hù)閘門6，防護(hù)閘門6外形和防護(hù)閘門傳導(dǎo)孔16內(nèi)槽結(jié)構(gòu)相適配，防護(hù)閘門6頂部連接有副銦鋼絲，所述副銦鋼絲5B、5C、ro、5E、5F、5G通過動(dòng)滑輪向上拉動(dòng)防護(hù)閘門6使其升入防護(hù)閘門傳導(dǎo)孔16內(nèi)。
[0030]當(dāng)?shù)筂型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F處于非工作狀態(tài)下時(shí)，主銦鋼絲5A —端與外力轉(zhuǎn)換裝置拉緊連接(外力轉(zhuǎn)換裝置承受一定的拉力)，即承受拉力，異形組合彈簧4處于收縮狀態(tài)；當(dāng)?shù)筂型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F處于工作狀態(tài)下時(shí)，撤銷外力，使異形組合彈簧4處于張開狀態(tài)，此時(shí)，可利用異形組合彈簧4在瞬間把收縮狀態(tài)儲(chǔ)存的內(nèi)力進(jìn)行釋放，促推倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F在預(yù)設(shè)的鉆孔9內(nèi)快速同步展開并分別切入軟土復(fù)合地層的“上軟”地層和“下硬”地層，使倒M型鉤式錨抓2A、2B、2C、2D、2E、2F和針釘式錨抓3A、3B、3C、3D、3E、3F互為補(bǔ)充，不但避免了“上軟”地層的坍孔，而且也避免了 “下硬”地層錨抓與孔壁不能緊