内置式全长防腐锚杆.pdf

本发明涉及岩土工程的锚杆，具体为内置式全长防腐锚杆，空心螺纹杆一端与锚杆前端连接，另一端与外锚头连接，空心螺纹杆上安装有对中器；外锚头包括内凹形托盘，内凹形托盘包括托盘，托盘中心连接凹腔，内凹形托盘的凹腔通过垫片和螺母与空心螺纹杆连接，凹腔由内凹形封帽；内凹形托盘通过水泥钢钉固定在岩壁上，内凹形托盘的凹腔上安装注浆排气管，内凹形托盘的托盘外侧有保护层。该内置式全长防腐锚杆，通过注浆固结对杆体抗腐蚀保护，外锚头内置实现了外锚头的抗腐蚀保护，通过保护层密封实现了整个锚杆的抗腐蚀保护，尤其适用于对防腐有高度要求的永久性岩土锚固工程。

1.  内置式全长防腐锚杆，其特征在于：包括空心螺纹杆、锚杆前端、外锚头、保护层；所述的空心螺纹杆一端与锚杆前端连接，另一端与外锚头连接，空心螺纹杆上安装有对中器；外锚头包括内凹形托盘，内凹形托盘包括托盘，托盘中心连接凹腔，内凹形托盘的凹腔通过垫片和螺母与空心螺纹杆连接，凹腔由内凹形封帽密封；内凹形托盘的托盘紧贴岩壁的一面带有锯齿状突刺，内凹形托盘通过水泥钢钉固定在岩壁上，内凹形托盘的凹腔上留有小孔用于安装注浆排气管，内凹形托盘的托盘外侧有保护层。

2.  根据权利要求1所述的内置式全长防腐锚杆，其特征在于：所述的锚杆前端为实心螺纹杆，实心螺纹杆通过连接套筒与空心螺纹杆连接，连接套筒中部有出浆孔，出浆孔与空心螺纹杆的中空腔体连通，连接套筒外壁有阻浆器。

3.  根据权利要求2所述的内置式全长防腐锚杆，其特征在于：阻浆器为圆环，圆环有喇叭型的挡板。

4.  根据权利要求1所述的内置式全长防腐锚杆，其特征在于：所述的锚杆前端为涨壳式锚固头，涨壳式锚固头通过螺纹与空心螺纹杆连接。

内置式全长防腐锚杆
技术领域
本发明涉及岩土工程的锚杆，具体为内置式全长防腐锚杆。
背景技术
在岩土工程涉及的地下工程、采矿工程、基坑与边坡工程中锚杆是一种主要的支护技术，其应用范围广泛，加固效果好。但是随着工程建设的不断增多，涉及锚固的工程所面临的地质条件越来越复杂，新的问题不断涌现，其中锚杆腐蚀问题就是一个亟需解决的关键性问题。
由于地层或地下水对混凝土和锚杆总有或轻或重的腐蚀性，所以永久性锚固、抗浮或抗拔工程的耐久性和承载力很难得到有效保障，需要对锚杆进行防腐处理。传统锚杆在设计制造过程中很少考虑锚杆的防腐问题。已投入使用的一些防腐锚杆也存在结构复杂、抗腐蚀性能不佳等问题。
锚杆防腐技术措施主要有隔离和绝缘，主要方法有锚杆镀锌层、环氧树脂涂层、注浆固结保护、套管包裹保护等，其中注浆固结是最主要的防腐方式之一。对防腐锚杆的研究大部分还是集中在杆体的防腐研究，较少涉及外锚头的防腐研究。如申请号为CN97217266.1公开的防腐金属锚杆，其表面电镀层的加工工序复杂、厚度很小，储运、施工中的碰撞刮擦易使其表面防腐层脱落失效；申请号为201220476433.0公开的一种矿山热塑防腐锚杆支护装置，其进行防腐作业时需要加热融化热塑性材料，操作繁琐，并且结构过于复杂，实用性差；申请号为201220609725.7公开的一种囊式防腐锚杆，其防腐结构为一种不透水的袋子，降低了锚杆与水泥砂浆的握裹力，影响了锚固质量且施工时也容易导致袋子破裂而失去防腐效果。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种内置式全长防腐锚杆，对锚杆的进行有效的防腐，具体技术方案为：
内置式全长防腐锚杆，包括空心螺纹杆、锚杆前端、外锚头、保护层；所述的空心螺纹杆一端与锚杆前端连接，另一端与外锚头连接，空心螺纹杆上安装有对中器；外锚头包括内凹形托盘，内凹形托盘包括托盘，托盘中心连接凹腔，内 凹形托盘的凹腔通过垫片和螺母与空心螺纹杆连接，凹腔由内凹形封帽；内凹形托盘的托盘紧贴岩壁的一面带有锯齿状突刺，内凹形托盘通过水泥钢钉固定在岩壁上，内凹形托盘的凹腔上留有小孔用于安装注浆排气管，内凹形托盘的托盘外侧有保护层。
所述的锚杆前端为实心螺纹杆，实心螺纹杆通过连接套筒与空心螺纹杆连接，连接套筒中部有出浆孔，出浆孔与空心螺纹杆的中空腔体连通，连接套筒外壁有阻浆器。阻浆器为圆环，圆环有喇叭型的挡板。
用早强锚固剂锚固实心螺纹杆，待早强锚固剂达到一定强度要求后可对锚杆进行张拉施加预应力，并通过空心螺纹杆的中空腔体灌注水泥砂浆，实现全长锚固。
或者，所述的锚杆前端为涨壳式锚固头，涨壳式锚固头通过螺纹与空心螺纹杆连接。
涨壳式锚固头采用普通钢制涨壳，将锚杆送入钻孔内后，将涨壳式锚固头顶压涨开后可施加预应力，并通过空心螺纹杆的中空腔体灌注水泥砂浆，实现全长锚固。
本发明提供的内置式全长防腐锚杆，通过注浆固结实现了锚杆杆体的抗腐蚀保护，通过外锚头内置实现了外锚头的抗腐蚀保护，“暗锚式”的外锚头不会裸露在钻孔之外，而是内置于钻孔内，在实现锚杆全长防腐的同时，又节省了原来外置的外锚头所占的空间，有效的增加了施工作业空间，减少了对施工的干扰和不利影响，通过保护层密封实现了整个锚杆的抗腐蚀保护，锚杆可以有效的抗腐蚀，防腐性能持久可靠、适用范围广，尤其适用于对防腐有高度要求的永久性岩土锚固工程。
附图说明
图1是本发明的实施例1结构示意图；
图2是本发明的实施例1的局部结构示意图。
图3是本发明的对中器结构示意图；
图4是本发明的实施例2结构示意图；
图5是本发明的内凹形托盘结构示意图。
具体实施例
结合附图说明本发明的具体实施方式。
实施例1
如图1所示，内置式全长防腐锚杆，包括空心螺纹杆16、锚杆前端、外锚头、保护层3；所述的空心螺纹杆16一端与锚杆前端连接，另一端与外锚头连接，空心螺纹杆16上安装有对中器17；
外锚头包括内凹形托盘4，内凹形托盘4包括托盘，托盘中心连接凹腔，内凹形托盘4的凹腔通过垫片8和螺母6与空心螺纹杆16连接，螺母6为阻尼式螺母，材料采用Q235A、抗拉强度不低于375MPa的碳素结构钢。凹腔由内凹形封帽2密封，密封空间内填充黄油5；内凹形托盘4的托盘紧贴岩壁的一面带有锯齿状突刺，内凹形托盘4通过水泥钢钉1固定在岩壁上，内凹形托盘4的凹腔上留有小孔用于安装注浆排气管7，内凹形托盘4的托盘外侧有保护层3。
如图2所示，所述的锚杆前端包括实心螺纹杆13，实心螺纹杆13通过连接套筒10与空心螺纹杆16连接，连接套筒10中部有出浆孔15，出浆孔15与空心螺纹杆16的中空腔体连通，连接套筒10外壁有阻浆器14。阻浆器14为圆环，圆环有喇叭型的挡板。
实心螺纹杆13与空心螺纹杆16组成杆体，杆体镀锌处理，空心螺纹杆16外径为25～40mm，壁厚为5mm；实心螺纹杆13采用螺纹钢筋，直径为20～30mm，杆体总长度为2～6m，实心螺纹杆13与空心螺纹杆16的长度比例为1∶6～1∶2。
连接套筒10由碳素结构钢制成，抗拉强度大于实心螺纹杆13和空心螺纹杆16的抗拉强度，外径大于空心螺纹杆16外径10～15mm；连接套筒10中部出浆孔15数量不小于2个。
阻浆器14采用塑料材质，与连接套筒10相连接，挡板外缘与孔壁相贴合。
如图3所示，对中器17为外表面带定位尺的圆柱体，采用塑料材质，对中器17内表面与空心螺纹杆16相连接，外缘与孔壁相接触。
锚杆安装：用钻孔机在岩壁上进行钻孔并清理钻孔，在钻孔底部放入早强锚固剂12；其次，将内置式全长防腐锚杆用钻机以转动冲压等方式安装就位，内置式全长防腐锚杆前端的实心螺纹杆13将早强锚固剂挤压搅拌，充填密实，形成早强锚固体；待早强锚固体达到一定强度后，安装外锚头，按要求施加预应力； 最后，进行注浆，应做到钻孔内的水泥砂浆9充填密实，完成锚杆安装。
工作原理：内置式全长防腐锚杆的杆体部分防腐采用水泥砂浆固结保护，是目前最主要的防腐手段之一，在充填均匀密实的情况下，防腐效果良好；通过内置外锚头并用内凹形封帽2密封，中间充填黄油的方式达到了外锚头的防腐；通过水泥浆或混凝土形成保护层3封抹钻孔附近的岩面，保护层3强度不低于C30，保护层厚度不小于50mm，将内凹形托盘4及整个锚固体系密封保护起来，达到与外界空气和水隔绝的目的。通过这三层防腐体系实现了锚杆的抗腐蚀功能，防腐效果持久可靠。
实施例2
如图4所示，内置式全长防腐锚杆，包括空心螺纹杆16、锚杆前端、外锚头、保护层3；所述的空心螺纹杆16一端与锚杆前端连接，另一端与外锚头连接，空心螺纹杆16上安装有对中器17；
外锚头包括内凹形托盘4，内凹形托盘4包括托盘，托盘中心连接凹腔，内凹形托盘4的凹腔通过垫片8和螺母6与空心螺纹杆16连接，凹腔由内凹形封帽2密封空间内填充黄油5；内凹形托盘4的托盘紧贴岩壁的一面带有锯齿状突刺，内凹形托盘4通过水泥钢钉1固定在岩壁上，内凹形托盘4的凹腔上留有小孔用于安装注浆排气管7，注浆排气管7为塑料管，兼具注浆与排气功能。内凹形托盘4的托盘外侧有保护层3。
所述的锚杆前端包括涨壳式锚固头18，涨壳式锚固头18通过螺纹与空心螺纹杆16连接。
采用人力或者机器顶压锚杆外端头，使涨壳式锚固头18涨开并紧贴孔壁，形成初步的锚固力，并可通过千斤顶等工具按要求施加预应力；最后，进行注浆，钻孔内的水泥砂浆9充填密实，完成锚杆安装。
另外，如图5所示，两种实施方式的内凹形托盘4的凹腔，可以为圆柱形凹腔，也可以为锥形凹腔，锥形凹腔的外壁不与钻孔壁相贴合，而是呈一定角度。
实施例1与实施例2的内置式全长防腐锚杆均可进行向下安装和向上安装。当向下安装时，水泥砂浆9由空心螺纹杆16的中空腔体注入，并由钻孔底部向孔口处充填密实，空气从注浆排气管7中排出；当向上安装时，水泥砂浆9由注浆排气管7进入钻孔，并由孔口处向钻孔底部充填密实，空气从空心螺纹杆16 的中空腔体排出。