弹簧预应力锚杆及其使用方法与流程

1.本发明涉及基坑支护领域，特别涉及一种弹簧预应力锚杆及其使用方法。


背景技术：

2.随着施工工艺的不断发展，深基坑放坡开挖边坡支护、浅埋暗挖法软弱地层加固、桩基围护结构的补强、堵漏、变形控制等常规施工工艺采用中空钢管压浆使土体固结以加固土体，由于工程特点及锚杆自身结构原因容易出现加固不密实、松散脱落、变形过大、所需锚固深度过长等问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供了一种弹簧预应力锚杆及其使用方法，该弹簧预应力锚杆通过弹簧施加预应力，使土体固结更加密实、不易脱落、减小变形，保证了施工质量。
4.本发明通过如下方案来实现：一种弹簧预应力锚杆，包括：
5.中空锚杆，所述中空锚杆包括自由段和固定于所述自由段一端的锚固段，所述自由段远离所述锚固段的一端设有注浆口，所述锚固段远离所述自由段的一端设有出浆口，所述自由段的杆体上布设有多个通孔；
6.套设于所述自由段的弹簧，所述弹簧的两端分别固定有第一垫板和第二垫板，所述第一垫板活动套设在所述自由段上且相对靠近所述注浆口的位置，所述第二垫板套设并固定在所述自由段与所述锚固段的连接处；
7.用于驱动所述第一垫板移动并通过改变所述第一垫板和所述第二垫板之间的距离来实现所述弹簧的伸缩的拉杆，所述拉杆的两个端部形成为双向螺纹段，所述第一垫板和所述第二垫板上设有分别供所述双向螺纹段螺合连接的一对双向螺纹孔。
8.本发明弹簧预应力锚杆的进一步改进在于，所述拉杆的数量为至少三个，且均匀间隔地设置在所述弹簧的外周，所述第一垫板和所述第二垫板上设有与至少三个所述拉杆一一对应的至少三对所述双向螺纹孔。
9.本发明弹簧预应力锚杆的进一步改进在于，所述自由段的注浆口处可拆卸地套设有注浆止回套，且所述注浆止回套的尺寸满足在所述弹簧为拉伸的状态下抵顶至所述第一垫板。
10.本发明弹簧预应力锚杆的进一步改进在于，还包括一紧固螺母，所述自由段在所述弹簧为压缩状态时延伸出所述第一垫板的部分设有供所述紧固螺母螺合连接的外螺纹。
11.本发明弹簧预应力锚杆的进一步改进在于，所述锚固段的出浆口处套接有用于扩散浆液的喇叭头。
12.本发明弹簧预应力锚杆的进一步改进在于，所述锚固段的杆体上也布设有多个所述通孔。
13.本发明弹簧预应力锚杆的进一步改进在于，所述通孔为梅花型孔。
14.本发明还提供了一种弹簧预应力锚杆的使用方法，包括步骤：
15.旋拧所述拉杆使所述第一垫板向远离所述第二垫板的方向移动，使所述弹簧为拉伸状态后停止旋拧所述拉杆；
16.通过所述注浆口向所述中空锚杆内注浆，使浆液从所述出浆口及所述通孔流出；
17.当所述弹簧被所述浆液握裹并固结后，继续旋拧所述拉杆使所述拉杆脱离所述第一垫板和所述第二垫板，回收所述拉杆。
18.本发明弹簧预应力锚杆的使用方法的进一步改进在于：
19.在向所述中空锚杆内注浆后，于所述注浆口处套设注浆止回套，并使所述注浆止回套抵顶至所述第一垫板；
20.在所述弹簧被浆液握裹并固结后，先拆除所述注浆止回套，再继续旋拧所述拉杆。
21.本发明弹簧预应力锚杆的使用方法的进一步改进在于：
22.所述弹簧预应力锚杆还包括一紧固螺母，所述自由段设有外螺纹；
23.在使用所述弹簧预应力锚杆之前，将所述紧固螺母螺合连接在所述自由段的外螺纹处，并旋拧所述紧固螺母，使所述弹簧为复位状态或压缩状态。
24.本发明的弹簧预应力锚杆通过弹簧、中空锚杆及拉杆的结构设计，在注浆前利用拉杆使弹簧为拉伸状态，在弹簧固结后拆除拉杆，使弹簧产生向内的收缩力，从而加固土体，产生周边土体的拉力，减少锚杆所需的锚固长度，使土体固结更加密实、不易脱落、减小了变形，并保证了施工质量；更适用于对软弱地层的加固、也可用于桩基围护结构的补强、堵漏、变形控制等施工工艺。
附图说明
25.图1示出了本发明弹簧预应力锚杆实施例的整体结构示意图。
具体实施方式
26.为了解决传统锚杆容易出现加固不密实、松散脱落、变形过大、所需锚固深度过长等问题，本发明提供了一种弹簧预应力锚杆及其使用方法，该弹簧预应力锚杆通过弹簧施加预应力，使土体固结更加密实、不易脱落、减小变形，保证了施工质量。下面以具体实施例结合附图对该弹簧预应力锚杆及其使用方法作进一步说明。
27.参阅图1所示，一种弹簧预应力锚杆，包括：中空锚杆1，该中空锚杆1包括自由段和固定于该自由段一端的锚固段，该自由段远离该锚固段的一端设有注浆口11，该锚固段远离该自由段的一端设有出浆口12，该自由段的杆体上布设有多个通孔13；套设于该自由段的弹簧2，该弹簧2的两端分别固定有第一垫板3和第二垫板4，该第一垫板3活动套设在该自由段上且相对靠近该注浆口11的位置，该第二垫板4套设并固定在该自由段与该锚固段的连接处；用于驱动该第一垫板3移动并通过改变该第一垫板3和该第二垫板4之间的距离来实现该弹簧2的伸缩的拉杆5，该拉杆5的两个端部形成为双向螺纹段，该第一垫板3和该第二垫板4上设有分别供该双向螺纹段螺合连接的一对双向螺纹孔。通过双向螺纹孔和双向螺纹段的对应连接，使得拉杆5能够调整该第一垫板3和该第二垫板4之间的距离，并能够提供弹簧2受拉时阻止回弹的支撑力。
28.具体来说，该第一垫板3和该第二垫板4均为中部开孔的矩形垫板，该中空锚杆1穿
过该两个开孔并与该第二垫板4固定，该第一垫板3可相对于该中空锚杆1进行轴向移动；该拉杆5的数量为四个，且四个该拉杆5分别位于该第一垫板3和该第二垫板4的四角之间，该第一垫板3和该第二垫板4的四角处设有与四个该拉杆5一一对应的四对该双向螺纹孔。该弹簧为高强度弹簧，且该弹簧2、该拉杆5以及该自由段的长度满足通过旋拧拉杆5可以实现该弹簧2在最短至最长状态之间的伸缩运动，且在该弹簧2为拉伸至最长状态时，该自由段仍可延伸出该第一垫板3一段长度。
29.较佳地，该自由段的注浆口11处(即在该自由段延伸出该第一垫板3的部分)可拆卸地套设有注浆止回套，且该注浆止回套的尺寸满足在该弹簧2为拉伸的状态下抵顶至该第一垫板3。通过在注浆后套设注浆止回套来防止浆液回流。
30.较佳地，该弹簧预应力锚杆还包括一紧固螺母7，该自由段在该弹簧2为压缩状态时延伸出该第一垫板3的部分设有供该紧固螺母2螺合连接的外螺纹。使得在不适用该弹簧预应力锚杆时，可以通过该紧固螺母2限位该第一垫板3，以防止在拉杆5出现损坏或滑丝时第一垫板3脱出该中空锚杆1。
31.较佳地，该锚固段的出浆口12处套接有用于扩散浆液的喇叭头6。以使注入中空锚杆1内的浆液可以快速流出并扩散。
32.较佳地，该锚固段的杆体上也布设有多个该通孔13。以使该中空锚杆1的锚固段与周围土体更紧密的连接，提高锚固强度。
33.较佳地，上述所有通孔13均匀间隔不舍，且为梅花型孔。
34.一种弹簧预应力锚杆的使用方法，配合图1所示，包括步骤：
35.步骤1、旋拧该拉杆5使该第一垫板3向远离该第二垫板4的方向移动，使该弹簧2为拉伸状态后停止旋拧拉杆5。
36.步骤2、通过该注浆口11向该中空锚杆1内注浆，使浆液从该出浆口12及该通孔13流出。
37.步骤3、当该弹簧2被该浆液握裹并固结后，继续旋拧拉杆5使拉杆5脱离该第一垫板3和该第二垫板4，回收拉杆5。
38.较佳地：在向该中空锚杆1内注浆后，于该注浆口11处套设注浆止回套，并使该注浆止回套抵顶至该第一垫板3；在该弹簧2被浆液握裹并固结后，先拆除该注浆止回套，再继续旋拧该拉杆5。
39.较佳地：该弹簧预应力锚杆还包括一紧固螺母7，该自由段设有外螺纹；在使用该弹簧预应力锚杆之前，将该紧固螺母7螺合连接在该自由段的外螺纹处，并旋拧该紧固螺母7，使该弹簧2为复位状态或压缩状态。一方面可以避免在拉杆5损坏或滑丝时第一垫板3脱出中空锚杆1，另一方面，可以避免该弹簧2的拉伸力被影响。
40.本发明多应用于深基坑放坡开挖边坡支护、浅埋暗挖法软弱地层加固、桩基围护结构的补强、堵漏、增强锚杆抵抗地层变形能力等场合。通过调节拉杆控制高强度弹簧的拉伸及压缩，在注浆前使弹簧为拉伸状态，在弹簧固结后拆除拉杆，使弹簧产生向内的收缩力，从而加固土体，产生周边土体的拉力，减少锚杆所需的锚固长度，使土体固结更加密实、不易脱落、减小了变形，并保证了施工质量。
41.以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本
发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种弹簧预应力锚杆，其特征在于，包括：中空锚杆，所述中空锚杆包括自由段和固定于所述自由段一端的锚固段，所述自由段远离所述锚固段的一端设有注浆口，所述锚固段远离所述自由段的一端设有出浆口，所述自由段的杆体上布设有多个通孔；套设于所述自由段的弹簧，所述弹簧的两端分别固定有第一垫板和第二垫板，所述第一垫板活动套设在所述自由段上且相对靠近所述注浆口的位置，所述第二垫板套设并固定在所述自由段与所述锚固段的连接处；用于驱动所述第一垫板移动并通过改变所述第一垫板和所述第二垫板之间的距离来实现所述弹簧的伸缩的拉杆，所述拉杆的两个端部形成为双向螺纹段，所述第一垫板和所述第二垫板上设有分别供所述双向螺纹段螺合连接的一对双向螺纹孔。2.如权利要求1所述的弹簧预应力锚杆，其特征在于，所述拉杆的数量为至少三个，且均匀间隔地设置在所述弹簧的外周，所述第一垫板和所述第二垫板上设有与至少三个所述拉杆一一对应的至少三对所述双向螺纹孔。3.如权利要求1所述的弹簧预应力锚杆，其特征在于，所述自由段的注浆口处可拆卸地套设有注浆止回套，且所述注浆止回套的尺寸满足在所述弹簧为拉伸的状态下抵顶至所述第一垫板。4.如权利要求1所述的弹簧预应力锚杆，其特征在于，还包括一紧固螺母，所述自由段在所述弹簧为压缩状态时延伸出所述第一垫板的部分设有供所述紧固螺母螺合连接的外螺纹。5.如权利要求1所述的弹簧预应力锚杆，其特征在于，所述锚固段的出浆口处套接有用于扩散浆液的喇叭头。6.如权利要求1所述的弹簧预应力锚杆，其特征在于，所述锚固段的杆体上也布设有多个所述通孔。7.如权利要求1或6所述的弹簧预应力锚杆，其特征在于，所述通孔为梅花型孔。8.一种如权利要求1所述的弹簧预应力锚杆的使用方法，其特征在于，包括步骤：旋拧所述拉杆使所述第一垫板向远离所述第二垫板的方向移动，使所述弹簧为拉伸状态后停止旋拧所述拉杆；通过所述注浆口向所述中空锚杆内注浆，使浆液从所述出浆口及所述通孔流出；当所述弹簧被所述浆液握裹并固结后，继续旋拧所述拉杆使所述拉杆脱离所述第一垫板和所述第二垫板，回收所述拉杆。9.如权利要求8所述的弹簧预应力锚杆的使用方法，其特征在于：在向所述中空锚杆内注浆后，于所述注浆口处套设注浆止回套，并使所述注浆止回套抵顶至所述第一垫板；在所述弹簧被浆液握裹并固结后，先拆除所述注浆止回套，再继续旋拧所述拉杆。10.如权利要求8所述的弹簧预应力锚杆的使用方法，其特征在于：所述弹簧预应力锚杆还包括一紧固螺母，所述自由段设有外螺纹；在使用所述弹簧预应力锚杆之前，将所述紧固螺母螺合连接在所述自由段的外螺纹处，并旋拧所述紧固螺母，使所述弹簧为复位状态或压缩状态。

技术总结
本发明涉及一种弹簧预应力锚杆及其使用方法，该弹簧预应力锚杆包括：中空锚杆，包括自由段和固定于自由段一端的锚固段，自由段远离锚固段的一端设有注浆口，锚固段远离该自由段的一端设有出浆口，自由段的杆体上布设有多个通孔；套设于自由段的弹簧，弹簧的两端分别固定有第一、第二垫板，第一垫板活动套设在自由段相对靠近注浆口的位置，第二垫板套设并固定在自由段与锚固段的连接处；用于驱动第一垫板移动来实现弹簧的伸缩的拉杆，拉杆的两个端部形成为双向螺纹段，第一、第二垫板上设有分别供双向螺纹段螺合连接的一对双向螺纹孔。本发明通过弹簧施加预应力，使土体固结更加密实、不易脱落、减小变形，保证了施工质量。保证了施工质量。保证了施工质量。


技术研发人员：孙强 刘天旭 董志成 王宏博 陈彤旭
受保护的技术使用者：中建八局轨道交通建设有限公司
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/12