一種巖石預應力膨脹錨桿的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種巖石預應力膨脹錨桿，涉及錨桿領域，所述巖石預應力膨脹錨桿包括：錨固螺栓、錨固螺母以及膨脹部；錨固螺母與錨固螺栓的一端通過螺紋連接；膨脹部包括楔子和膨脹件，楔子套在錨固螺栓外并與錨固螺母相抵；楔子遠離錨固螺栓的側(cè)部存在朝向遠離錨固螺母的一側(cè)的斜面，膨脹件上存在一個平面，平面與斜面貼合；當所述膨脹件與所述楔子沿所述斜面產(chǎn)生相對運動時，所述膨脹件遠離所述錨固螺栓的一側(cè)距所述錨固螺栓的距離能夠大于所述楔子距所述錨固螺栓的距離。本實用新型提供的巖石預應力膨脹錨桿提高了與錨孔壁之間的摩擦力，增加了承載能力，對于復雜巖層節(jié)理地基或上部承受較大動荷載的混凝土基礎，能夠滿足要求。
【專利說明】一種巖石預應力膨脹錨桿
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及錨桿領域，具體而言，涉及一種巖石預應力膨脹錨桿。
【背景技術】
[0002]相關技術中，在工程建設領域，為了提高混凝土基礎抗拔承載能力，通常在巖石地基上鉆出通直圓孔，然后將直錨桿放入圓孔的中心，并將錨桿與巖石孔壁間的間隙用混凝土或灌漿料灌實，從而通過錨桿將上部的混凝土基礎和巖體地基錨固在一起。錨桿抗拔承載能力主要依靠錨樁與巖石孔壁間的摩擦力來提供。
[0003]但是，對于復雜巖層節(jié)理地基或上部承受較大動荷載的混凝土基礎，上述結(jié)構的錨桿，存在安全度不足和在動荷載作用下出現(xiàn)疲勞破壞的危險，承載能力不能滿足要求。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種巖石預應力膨脹錨桿，以解決上述的問題。
[0005]在本實用新型的實施例中提供了一種巖石預應力膨脹錨桿，包括:錨固螺栓、錨固螺母以及膨脹部；所述錨固螺母與所述錨固螺栓的一端通過螺紋連接；所述膨脹部包括楔子和膨脹件，所述楔子套在所述錨固螺栓外并與所述錨固螺母相抵；所述楔子遠離所述錨固螺栓的側(cè)部存在朝向遠離所述錨固螺母的一側(cè)的斜面，所述膨脹件上存在一個平面，所述平面與所述斜面貼合；
[0006]當所述膨脹件與所述楔子沿所述斜面產(chǎn)生相對運動時，所述膨脹件遠離所述錨固螺栓的一側(cè)距所述錨固螺栓的距離能夠大于所述楔子距所述錨固螺栓的距離。
[0007]本實用新型實施例提供的一種巖石預應力膨脹錨桿，與現(xiàn)有技術中的直錨桿相t匕，其不僅通過膨脹件被楔子撐開，與錨孔壁之間接觸，使錨桿與錨孔壁之間具有最大的摩擦力，還通過楔子與膨脹件間以平面接觸，當施加上拔拉力時，楔子與膨脹件間緊密的接觸，使楔子與膨脹件間達到最大的摩擦力，在上述膨脹件與錨孔壁之間的摩擦力和膨脹節(jié)與楔子之間的摩擦力的兩種力的作用下，本實用新型提供的巖石預應力膨脹錨桿提高了與錨孔壁之間的摩擦力，增加了承載能力，對于復雜巖層節(jié)理地基或上部承受較大動荷載的混凝土基礎，能夠滿足要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1示出了本實用新型實施例提供的巖石預應力膨脹錨桿的正視圖；
[0009]圖2示出了本實用新型實施例提供的巖石預應力膨脹錨桿的俯視圖。
[0010]圖中，各符號的含義如下:
[0011]I錨固螺栓，2楔子，3膨脹件，4錨固螺母，5空隙。
【具體實施方式】
[0012]下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。[0013]參見圖1，本實用新型實施例提供的一種巖石預應力膨脹錨桿，以圖1為主進行說明，還可參見圖2，包括:錨固螺栓1、錨固螺母4以及膨脹部；錨固螺母4與錨固螺栓I的一端通過螺紋連接；膨脹部包括楔子2和膨脹件3，楔子2套在錨固螺栓I外并與錨固螺母4相抵；楔子2遠離錨固螺栓I的側(cè)部存在朝向遠離錨固螺母4的一側(cè)的斜面，膨脹件3上存在一個平面，平面與斜面貼合；
[0014]當膨脹件3與楔子2沿斜面產(chǎn)生相對運動時，膨脹件3遠離錨固螺栓I的一側(cè)距錨固螺栓I的距離能夠大于楔子2距錨固螺栓I的距離。
[0015]本實用新型實施例提供的巖石預應力膨脹錨桿采用金屬材料制成，如鐵；在施工過程中，將預應力膨脹錨桿組裝好后放入孔徑稍大的錨孔中，對錨固螺栓施加上拔拉力時，錨固螺栓會向上移動，楔子會與錨固螺栓一起向上移動，隨著楔子不斷上移，楔子與膨脹件接觸面之間的擠壓力逐漸增大，膨脹件逐漸被撐開，與錨孔壁接觸，當上拔拉力增大到一定值后，楔子與膨脹件之間的摩擦力達到最大值，楔子不能再繼續(xù)上移，膨脹件與錨孔壁之間的摩擦力也達到最大值，膨脹件不能再被撐開，則向錨孔中灌注細石混凝土或砂漿，完成錨固。
[0016]此外，為了進一步提高錨固的承載能力，本實用新型實施例在巖石上鉆錨桿孔時，還在錨孔底部300-500mm范圍內(nèi)進行擴孔，使孔徑擴大l-2cm，在錨孔底部形成擴大頭，擴孔能使錨桿膨脹部牢牢地錨固在巖石底部。這樣，膨脹件會在擴孔內(nèi)被撐開，牢牢撐緊在巖石孔壁上后，向巖石孔中灌注高強度混凝土或高強度灌漿料，凝固后，錨桿與地基巖體渾然成為一體。進一步大大提聞了鋪桿的承載能力。
[0017]上述結(jié)構中，通過錨固螺母頂住楔子，既可以使楔子與錨固螺栓之間連接為一體，滿足預應力錨桿結(jié)構的要求，又可以使楔子與錨固螺栓之間可拆卸，這樣，就可以根據(jù)施工的不同的需要在錨固螺栓上安裝不同尺寸的楔子和膨脹件，且螺母的使用使預應力錨桿的加工更加簡單。
[0018]上述結(jié)構的預應力膨脹錨桿，膨脹件被楔子撐開，與錨孔壁之間接觸，使錨桿與錨孔壁之間具有最大的摩擦力；同時，楔子與膨脹件間以平面接觸，當施加上拔拉力時，楔子與膨脹件間緊密的接觸，使楔子與膨脹件間達到最大的摩擦力，在上述膨脹件與錨孔壁之間的摩擦力和膨脹節(jié)與楔子之間的摩擦力的兩種力的作用下，本實用新型提供的預應力膨脹錨桿提高了與錨孔壁之間的摩擦力，增加了承載能力，對于復雜巖層節(jié)理地基或上部承受較大動荷載的混凝土基礎，能夠滿足要求。
[0019]具體地，膨脹件3遠離錨固螺栓I的一側(cè)在錨固螺栓I的徑向投影為圓弧形；且其與平面的夾角等于斜面與錨固螺栓I的軸線的夾角。在錨固施工中，一般錨孔為圓形，將膨脹件3的加工成上述結(jié)構，當膨脹件被水平撐開，膨脹件與錨孔壁接觸時，可以使膨脹件與錨孔壁之間緊密的接觸，不留縫隙。這樣的緊密接觸的方式增加了膨脹件與錨孔壁之間的摩擦力，進一步增大了本實用新型的預應力膨脹錨桿與錨孔壁之間的摩擦力，增大了其承載能力。
[0020]具體地，本實用新型提供的預應力膨脹錨桿的膨脹件3優(yōu)選設置為兩個，且楔子2上存在兩個斜面，且每個斜面均與一個膨脹件3配合。如本領域技術人員可以想到的，膨脹件3可以設置為若干個，但是，膨脹件的個數(shù)越多，膨脹件被撐開后與錨孔壁之間的接觸面積越小，與錨孔壁之間的摩擦力也越小。因此，本實用新型實施例提供的預應力膨脹錨桿將膨脹件設置為2個，使膨脹件與錨孔壁之間的接觸面積達到最大值，摩擦力達到最大值。
[0021]具體地，當設置2個膨脹件3時，本實用新型實施例提供的預應力膨脹錨桿優(yōu)選將2個膨脹件3設計為尺寸相同的、對稱設置的。當膨脹件被撐開與錨孔壁接觸時，可以獲得對稱的、大小相等的摩擦力。有助于提高錨桿與錨孔壁之間的摩擦力，從而提高錨桿的承載能力。
[0022]具體地，膨脹件3在沿斜面所在平面與錨固螺栓I的徑向平面的交線的方向上的尺寸大于楔子2在該方向上的尺寸。
[0023]從而在兩個膨脹件和楔子之間就形成了一個空隙5，有利于施工灌注泥漿時，泥漿從空隙穿過膨脹部，加大膨脹部與錨孔之間的結(jié)合力，從而進一步加大錨桿與錨孔之間的結(jié)合力。
[0024]具體地，膨脹件3在錨固螺栓I徑向上的尺寸為5-10cm。
[0025]如本領域技術人員可以想到的，膨脹件在錨固螺栓徑向上的尺寸可以根據(jù)錨桿施工的需要，設計成任意值。一般為了增加錨桿與錨孔壁之間的摩擦力，可以將其設計的大一些，但是，也需要考慮施工過程中，對錨固螺栓施加的上拔拉力足以使楔子將膨脹件撐開，使膨脹件與錨孔壁緊貼。本實用新型實施例中將膨脹件3從錨固螺栓I的一側(cè)至遠離錨固螺栓I的一側(cè)的最大的徑向距離設計為5-lOcm，能夠滿足現(xiàn)在的錨桿施工的需要。
[0026]具體地，膨脹件3的上端面至下端面的垂直尺寸為15-20cm。如本領域技術人員可以想到的，膨脹件的上端面至下端面的垂直距離可以根據(jù)錨桿施工的需要，設計成任意值。一般為了增加錨桿與錨孔壁之間的摩擦力，可以將高度設計的高一些，但是，也需要考慮施工過程中，對錨固螺栓施加的上拔拉力足以使楔子將膨脹件撐開，使膨脹件與錨孔壁緊貼。本實用新型實施例中，將膨脹件的上端面至下端面的垂直距離設計為15-20cm能夠滿足現(xiàn)在的錨桿施工的需要。
[0027]本實用新型實施例提供的預應力膨脹錨桿，還包括連接繩(圖中未畫出)，楔子2和膨脹件3上均設有通孔(圖中未畫出)，連接繩穿過通孔。即楔子與膨脹件之間通過連接繩穿過通孔實現(xiàn)連接。
[0028]本實用新型實施例提供的預應力膨脹錨桿采用金屬材料制成，如鐵；在施工過程中，將預應力膨脹錨桿組裝好后放入孔徑稍大的錨孔中，如果將楔子與膨脹件可拆卸連接在一起，則可以在施工過程中將錨固螺栓、楔子和膨脹件同時放入錨孔中，操作方便且省時；預應力錨桿放好以后，即可對錨固螺栓施加上拔拉力時，錨固螺栓會向上移動，楔子會與錨固螺栓一起向上移動，當上拔拉力遠遠大于楔子與膨脹件之間的連接力時，楔子與膨脹件之間的連接力被破壞，楔子與膨脹件之間不再連接，膨脹件與楔子就會沿斜面產(chǎn)生相對運動。
[0029]預應力膨脹錨桿應用前景非常廣闊，可以在風力發(fā)電場風機基礎工程上應用，可以在輸電線路鐵塔基礎上應用，可以在大壩基礎錨固工程上應用，甚至基于同樣的道理可以在堅實土地基基礎上應用。
[0030]以風力發(fā)電場工程為例分析預應力膨脹錨桿優(yōu)勢。傳統(tǒng)風力發(fā)電機基礎多采用圓形或多邊行鋼筋混凝土擴展基礎。鋼筋混凝土擴展基礎的優(yōu)點是技術成熟，為廣大風電企業(yè)所接受。擴展基礎不足之處是基礎混凝土用量較大，鋼筋用量大，施工時土石方開挖量大，且對環(huán)境破壞也較大。目前許多風電場地處山區(qū)，預應力錨桿風機基礎能充分發(fā)揮原狀巖體的力學性能，利用在巖石中的預應力錨桿來抵抗風機及風機外部產(chǎn)生的荷載，從而達到降低風機基礎砼方量、降低開挖量從而達到降低建設成本的目的。在風機基礎工程中采用預應力膨脹錨桿基礎，降低工程建設成本可以達到30%以上，同時還減少了對環(huán)境的破壞，具有經(jīng)濟和社會雙重效益。
[0031]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種巖石預應力膨脹錨桿，其特征在于，包括:錨固螺栓、錨固螺母以及膨脹部；所述錨固螺母與所述錨固螺栓的一端通過螺紋連接；所述膨脹部包括楔子和膨脹件，所述楔子套在所述錨固螺栓外并與所述錨固螺母相抵；所述楔子遠離所述錨固螺栓的側(cè)部存在朝向遠離所述錨固螺母的一側(cè)的斜面，所述膨脹件上存在一個平面，所述平面與所述斜面貼合； 當所述膨脹件與所述楔子沿所述斜面產(chǎn)生相對運動時，所述膨脹件遠離所述錨固螺栓的一側(cè)距所述錨固螺栓的距離能夠大于所述楔子距所述錨固螺栓的距離。
2.根據(jù)權利要求1所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，所述膨脹件遠離所述錨固螺栓的一側(cè)在所述錨固螺栓的徑向投影為圓弧形；且其與所述平面的夾角等于所述斜面與所述錨固螺栓的軸線的夾角。
3.根據(jù)權利要求1所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，所述膨脹件設置為兩個；所述楔子上存在兩個所述斜面，且每個所述斜面均與一個所述膨脹件配合。
4.根據(jù)權利要求3所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，所述膨脹件對稱設置。
5.根據(jù)權利要求3所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，所述膨脹件在沿所述斜面所在平面與錨固螺栓的徑向平面的交線的方向上的尺寸大于所述楔子在該方向上的尺寸。
6.根據(jù)權利要求4所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，所述膨脹件在所述錨固螺栓徑向上的尺寸為5-10cm。
7.根據(jù)權利要求4所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，所述膨脹件的上端面至下端面的垂直尺寸為15-20cm。
8.根據(jù)權利要求1所述的預應力膨脹錨桿，其特征在于，還包括連接繩，所述楔子和所述膨脹件上均設有通孔，所述連接繩穿過所述通孔。
【文檔編號】E02D5/76GK203530977SQ201320672212
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權日:2013年10月28日
【發(fā)明者】郭丙善 申請人:郭丙善