[發明專利]一種中空錨桿鋼及包含該錨桿鋼的注漿錨桿

在審

• 申請號: 201710970567.5
• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN107559030A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 蔣敬平;宋曉紅;孫尚尚;史節濤;徐光曉;藺增元;徐洪山
• 申請（專利權）人: 山東安科礦山支護技術有限公司
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業)37240
• 代理人: 李茜

技術領域

本發明涉及礦山及巖土錨固工程技術領域，尤其涉及到一種中空錨桿鋼及包含該錨桿鋼的注漿錨桿。

背景技術

目前國內外廣泛應用中空注漿錨桿支護或加固隧道、礦山井巷以及邊坡和深基坑工程。中空注漿錨桿既是支護用的錨桿又兼做注漿管，注漿材料通過錨桿的中空結構充填圍巖裂隙對圍巖起到加固作用，同時充填錨桿孔實現錨桿的全長錨固。

中空注漿錨桿對巖土工程的錨固作用是通過限制所錨固范圍內的圍巖位移來實現的，當巷道圍巖發生位移或離層時中空注漿錨桿通過固化后的注漿材料向圍巖提供約束，限制圍巖的離層或破壞，保持圍巖的完整性，并與圍巖一起承擔載荷。影響中空注漿錨桿錨固力的因素有多種，其中桿體外形對錨固力的大小起著決定性的作用，如帶有螺紋的錨桿比光面桿體的錨固力大很多。

錨桿的錨固力是由桿體表面與錨固材料和孔壁與錨固材料之間的相互作用決定的。當錨桿軸向受力時，錨桿的橫肋與錨固材料受到剪切力，由于中空注漿錨桿桿體的抗剪強度與錨固材料的抗剪強度通常相差10倍左右，桿體與錨固材料就存在抗剪力匹配問題。因此，從注漿錨桿加固圍巖的原理出發，錨桿桿體外表面就存在一個最佳外形。但現有中空注漿錨桿的外形僅考慮的是螺紋既能起到一定的錨固作用，又可以直接安裝預緊螺母和連接套，錨桿桿體表面的螺距設計為小于或等于牙底寬的兩倍，從而導致錨固材料與錨桿橫肋抗剪力不匹配，降低了錨桿錨固性能。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種中空錨桿鋼及包含該錨桿鋼的注漿錨桿，錨桿的外形與錨固材料的抗剪力匹配更好，使錨桿的錨固力得到大幅提高。

本發明是通過如下技術方案實現的，提供一種中空錨桿鋼，其外表面設有螺紋，所述螺紋的牙底寬為1.5mm~6mm，螺紋的牙高為0.6mm~2.5mm，螺紋螺距為牙底寬的3~10倍，螺紋既可以是左旋螺紋，也可以是右旋螺紋。

本方案通過對現有技術中螺紋結構參數的改變，使得注漿材料與桿體螺紋的抗剪力趨于接近，從而使錨桿與錨固材料的抗剪性能相匹配，不僅提高了錨桿桿體材料的利用率，而且大大提高了錨桿的錨固力。

作為優選，所述螺紋的牙形為梯形或波形。梯形、波形螺紋的牙頂均具有一定寬度，與注漿材料結合后具有更強的抗剪性能。

一種注漿錨桿，包括上述技術方案中的中空錨桿鋼制成的桿體、止漿塞、托盤和螺母，所述中空錨桿鋼桿體一端加工尾部螺紋，尾部螺紋上配擰螺母，中空錨桿桿體自下而上套有螺母、托盤和止漿塞。使用上述技術方案制成的注漿錨桿與注漿材料的抗剪性能匹配更好。

作為優選，所述尾部螺紋為標準螺紋，且所述尾部螺紋沿中空錨桿鋼軸向的長度為80mm~150mm。標準螺紋加工難度較低，其長度設置為80mm~150mm，既能滿足較高的預緊力需要，又保證了較大的調節范圍，在使用時十分方便。

作為優化，所述尾部螺紋對應的中空錨桿鋼內部還設有單向閥，所述單向閥由螺母所在端向另一端開啟。通過設置單向閥，施工完后可防止漿液倒流。

作為優化，所述中空錨桿鋼桿體遠離所述螺母的一端還設置有漲殼。通過設置漲殼，即使在不使用樹脂錨固劑時也能進行錨固，擴大了應用范圍。

本發明的有益效果為：

1、與現有波形中空注漿錨桿相比錨固力提高30%以上；

2、由于擴大了橫肋間距，提高了桿件抗拉強度及材料的利用率；

3、單向閥組件防止漿液逆流，減少了注漿材料的浪費，提高加固圍巖的效果；

4、本注漿錨桿結構簡單，加工制作方便，成本低，注漿加固效果好。

附圖說明

圖1為本發明錨桿結構示意圖；

圖2為本發明單向閥結構示意圖；

圖3為錨桿錨固性能測試后部分試樣圖；

圖4為帶梯形螺紋試樣的力-位移曲線圖；

圖5為帶波形螺紋試樣的力-位移曲線圖；

圖6為帶矩形螺紋試樣的力-位移曲線圖；

圖7為本發明錨桿鋼結構示意圖；

圖8為圖7中I處放大視圖；

圖中所示：

1、螺母，2、托盤，3、止漿塞，4、中空錨桿鋼桿體，5、漲殼，6、單向閥，s、螺距，b、牙底寬。

具體實施方式

為能清楚說明本方案的技術特點，下面通過具體實施方式，對本方案進行闡述。

一種中空錨桿鋼，其外表面設有螺紋，所述螺紋的牙形為梯形或波形，所述螺紋的牙底寬為1.5mm~6mm，螺紋的牙高為0.6mm~2.5mm，螺紋螺距為牙底寬的3~10倍，即s=3b~10b。