[发明专利]一种自扩速锚式锚具及其应用方法

说明书

本发明涉及一种自扩速锚式锚具及其应用方法，包括壳体、弹性钢板及膨胀锚固药包；弹性钢板的一端焊接于受力板上，自由端被约束套从外部束缚；膨胀锚固药包包括锚固药包体及设于锚固药包体内的高膨胀性高分子聚合物；还包括药包切割装置，弹性钢板无约束后带动药包切割装置割破锚固药包体，高膨胀性高分子聚合物混合后溢出，在扩大穴内快速膨胀固化形成锚固体。本发明为一种在钻孔底部解除约束后可以自动张开的伞状受力结构，取代和补偿锚固段长度减少后造成的抗拔力损失，满足工程需要。膨胀锚固药包内的高膨胀性高分子聚合物混合后可迅速膨胀并充填钻孔底部的扩大穴并快速固化产生握裹力，施工效率高且可以满足多种特殊环境下的施工要求。

技术领域

本发明涉及应用于岩土工程中的锚具技术领域，更具体地说，涉及一种自扩速锚式锚具及其应用方法。

背景技术

锚索结构一般由内锚头、锚索体和外锚头三部分共同组成。内锚头又称锚固段或锚根，是锚索锚固在岩体内提供预应力的根基，按其结构形式分为机械式和胶结式两大类，胶结式又分为砂浆胶结和树脂胶结两类，砂浆式又分二次灌浆和一次灌浆式。外锚头又称外锚固段，是锚索借以提供张拉吨位和锁定的部位，其种类有锚塞式、螺纹式、钢筋混凝土圆柱体锚墩式、墩头锚式和钢构架式等；锚索体，是连结内外锚头的构件，也是张拉力的承受者，通过对锚索体的张拉来提供预应力，锚索体由高强度钢筋、钢绞线或螺纹钢筋构成。

锚索作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚索分为自由段和锚固段，自由段将锚索头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚索施加预应力；锚固段是指水泥浆体或者其他固结体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是增大锚固体与土层的粘结摩擦作用，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。锚索钢绞线依靠其锚固段与水泥浆体的粘结摩擦力进行固定并增加锚固体的承压作用。

在工程实践中发现，采用常规水泥浆作为固结体需要较长时间固结体才能达到完全固化的效果。但在很多情况下，特别是在抢险工程中，要求固结体尽快发挥锚固体的作用，因此需要开发一种能快速固结的锚固材料。

近年来由于建筑物不断密集，锚索长度受到限定时，由于锚固段对钢绞线的握裹力与锚固段的长度正相关。当锚固段长度受限，是锚索的抗拉力也受到限制，因此需要开发一种可以大幅提高受力面积以弥补锚固段长度减少后造成的抗拔力不足的内锚头。

当地层承载力较低时，常规注浆锚索注浆形成的锚固体与土体摩擦力较低，不能提供足够的锚固力，因此需要开发一种快速扩大锚头的工艺方法解决锚固力不足的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种自扩速锚式锚具及其应用方法，可以快速固结成锚，且受力面积大，解决上述的问题。

本发明的技术解决方案是：本发明提供一种自扩速锚式锚具，包括壳体、弹性钢板及膨胀锚固药包；

所述壳体包括受力板、固定钢筋和固定板，所述固定钢筋穿过所述受力板和固定板，使三者形成一个整体；

所述弹性钢板的一端焊接于所述受力板上，自由端被约束套从外部束缚；

所述膨胀锚固药包设于所述壳体内，包括锚固药包体及设于所述锚固药包体内的高膨胀性高分子聚合物；

还包括药包切割装置，与所述弹性钢板相连接，当所述约束套与所述弹性钢板的自由端脱离时，所述弹性钢板带动所述药包切割装置割破所述锚固药包体，所述高膨胀性高分子聚合物混合后溢出，在扩大穴内快速膨胀固化形成锚固体。

进一步的，所述受力板为圆形钢板，从边缘到圆心设有两重通孔，分别为第一安装孔和连接孔，多个所述第一安装孔和连接孔分别以所述受力板的圆心为中心环形阵列排布；所述固定钢筋穿过所述第一安装孔将所述受力板和固定板连接，所述连接孔用于供锚索的钢绞线穿过，再通过P形锚固定于所述受力板上。

进一步的，所述固定板上设有多个第二安装孔，且与所述第一安装孔的位置相对应。