[实用新型]一种土遗址加固锚杆

说明书

技术领域

本发明涉及古代土遗址保护领域，具体的说是一种土遗址加固锚杆及其设计方法。

背景技术

我国西北地区遗存许多古代土建筑遗址，如陕西西安唐皇城墙含光门土遗址、甘肃秦安县的大地湾人类居住遗址、西夏王陵土遗址等。这些土建筑遗址历史悠久，有些已被列入世界文化遗产，具有很高的考古学和历史价值。由于年代久远，古代土遗址土体松散、强度低、孔隙率大，大部分都产生严重的开裂，最终导致坍塌破坏。土由于自身物理、力学性质和建造工艺决定了土遗址的脆弱性，因而针对土遗址的加固保护需要综合考虑较多因素。锚杆锚固技术是加固土遗址的重要方法，可以有效地提高土遗址的稳定性。

在土遗址保护领域现有常用的锚杆材料有木棒、碳纤维楠竹、碳纤维布复合材料、楠竹加筋复合材料等，现有的锚杆都采用棒状设计。如孙满利在岩土工程学报，2006，28(12)，2156—2159的文章中研究的木质锚杆，在干旱地区使用不易腐烂，经历几千年后仍然有较好的强度和支护作用。但是木质锚杆的含水量高，木锚杆的收缩必然大，会直接影响锚固质量和锚固效果。

王道勇在其硕士论文—锚杆技术在土遗址保护中的应用与研究中报道的碳纤维楠竹，是在楠竹表面粘贴碳纤维布，以提高锚杆与锚固体之间的表面摩擦系数，增强锚固力。但是与其他非木质锚杆材料相比，其强度较低，只能应用于小体量的土遗址加固，锚杆长度一般采用100cm或70cm，且仍然是在干旱地区应用。

CN 202090343U中报道了一种碳纤维布复合锚杆，锚杆材质为UPUC管，体积适中，耐久性好，但强度相对较低，适用于1.5—4m长度遗址土体的锚固。CN 2793196中报道了一种楠竹加筋复合锚杆，其体积大、耐久性好、强度较高，适用于大体量的土遗址加固。但是楠竹仍然是木质的，其在半干旱或潮湿地区，其耐久性仍然难以满足要求。

发明内容

为了克服现有锚杆在土遗址加固使用过程中，耐久性差、强度较低，不适用于各种长度遗址土体的锚固以及不适用于半干旱地区的土遗址环境加固等缺陷，本发明提出了一种土遗址加固锚杆。

本发明包括多个连接螺杆、多节胶木杆、多个阻力棒和胶木螺母。其中：各胶木杆一端端面均有连接螺杆，各胶木杆另一端端面中心均有与连接螺杆配合的盲孔，将各节胶木杆通过连接螺杆首尾连接，形成了加固锚杆。在所述加固锚杆的圆周表面排列有多个阻力棒；并且各阻力棒的安装角α＝45°～90°。所述多个阻力棒分列交叉排列在加固锚杆杆身不同的圆周上，并且相邻的两列阻力棒的中心线之间的夹角β＝45°～90°。所述多个阻力棒分别交叉排列在加固锚杆杆身不同的圆周上，并且相邻的两列阻力棒的中心线之间的夹角β＝45°～90°。沿加固锚杆轴向相邻的两个阻力棒之间的中心距L₂＝100～200mm。所述胶木螺母套装在加固遗址土体外端的连接螺杆上。

所述阻力棒的长度均为加固锚杆外径的1.5～2.5倍。

在胶木杆、阻力棒、连接螺杆和胶木螺母的外表面均涂覆有2mm的植筋胶层。

所述胶木杆的杆身上有用于安装阻力棒的盲孔或通孔。

由于采取了上述技术方案，使本发明具有以下优点：

1、避免了传统的单一棒状设计理念，在胶木杆上交错均匀分布阻力棒，形成的阻力结构更有利于增强锚固力。

2、根据锚固长度，通过连接螺杆将胶木杆连接成锚杆，以适用于各种长度遗址土体的锚固。本发明中，以螺杆连接的方式取代传统的采用粘结剂粘合方式，增强了锚固力。

3、选择胶木杆作为锚杆材料，具有可加工性强、抗腐蚀、抗生锈、强度大、韧性好等特点，并将胶木杆表面进行抛光打磨，可以增加锚杆与土体的摩擦力，增强锚固力。使得本发明设计的锚杆性能优异，可应用于干旱、半干旱、潮湿的土遗址加固环境；

4、整体均匀涂覆植筋胶，使各连接处受力均匀，提高了内聚、粘结和剪切强度，使得锚杆具有防腐、防锈、耐老化和抗疲劳的特点，起到增强锚固力的作用。

本发明中，锚杆的结构参数须根据土遗址的条件确定。各土遗址中的含水率、孔隙比、土体饱和度、土体粘聚力和内摩擦角的条件均不相同。不同的土质条件决定了不同参数的锚杆。而运用本发明提出的方法，就能够根据不同土遗址的具体情况，设计出合适的锚杆。

附图说明

图1是本发明中锚杆的结构示意图。

图2是图1的剖视图。

图3是图1中A-A剖面的视图。

图4是阻力棒安装角α＝45°的锚杆结构示意图，本示意图中去掉了植筋胶层。

图5是图4的剖视图，本示意图中去掉了植筋胶层。