專利名稱：用來安裝錨桿的方法和可用在這種方法中的錨桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1前序部分特征的用來安裝錨桿如土壤錨桿和巖石錨桿的方法。
此外本發(fā)明涉及一種可以用在本發(fā)明方法中的錨桿。
由US 4,459,067A已知一種開頭所述類型的方法。
在這種已知方法中，將具有一沿縱向向內(nèi)折疊的管子的錨桿(巖石錨桿或巖體錨桿)裝入一鉆削孔內(nèi)，并通過提高在折疊的管子內(nèi)部的壓力將其擴(kuò)張，使管子的外表面緊貼到鉆削孔的內(nèi)表面上并使錨桿固定在鉆削孔內(nèi)。
在已知巖石錨桿中，管子的前端是封閉的，而管子的后端，亦即與鉆削孔的孔口(鉆削孔的外端)相鄰的末端，是與一軟管或管子相連，通過它可以將壓力流體(特別是水)送入管子內(nèi)部，使它脹開。
已知方法和已知巖石錨桿的缺點(diǎn)是，它僅僅通過摩擦和形鎖合固定在鉆削孔內(nèi)，但是不提供注射式錨桿有利的輔助效應(yīng)，如包圍鉆削孔的土壤或巖石的強(qiáng)化。
本發(fā)明的目的是，提供一種開頭所述類型的方法和用于這種方法的錨桿，它沒有所述缺點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)錨桿快速完成和長久保持的固定。
在方法方面，這個目的通過方法主權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)，在錨桿方面，通過針對錨桿的獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明優(yōu)選和優(yōu)良的方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
按本發(fā)明方法安裝的錨桿可靠和持久地固定，因?yàn)樗o密地貼合在鉆削孔的內(nèi)表面上，錨桿脹開的管子的壁產(chǎn)生形鎖合和摩擦地以其材料向各間隙、裂縫和/或區(qū)域內(nèi)變形，而且還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，錨桿所要裝入的巖石或土壤在鉆削孔最深的末端區(qū)域內(nèi)通過加入的硬化的材料得以強(qiáng)化，并且在鉆削孔最深處存在的間隙或裂縫被這種材料填充。
本發(fā)明的錨桿是例如由上述US 4,459,067A所知的并稱為“Swellex(膨脹錨栓)”的已知摩擦型錨桿的改進(jìn)。在本發(fā)明的錨桿中，既借助于摩擦又通過與地基的機(jī)械(形鎖合式的)連接使力傳遞到地基內(nèi)。
本發(fā)明的錨桿有這樣的優(yōu)點(diǎn)錨桿也可以用作用于強(qiáng)化土壤的注射槍。如果位于外露表面之上的土層或在隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)在它前面的巖層受擠壓壓力也這樣地帶來損害，即可能危及建筑物總的牢固性，那么在一定深度處或從一定深度起對土壤進(jìn)行強(qiáng)化具有特別重要的意義。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，原則上可以采用錨桿泥灰、硅酸鹽水泥和其他具有足夠小的粒度的水泥、還有合成樹脂和其他注射物作為硬化材料(注射物)。
在本發(fā)明的方法中，也可以采用水硬性膠結(jié)材料如注射(劑)(主要是由水、水泥以及必要時細(xì)的添加物例如煙灰組成的混合物)或泥灰(主要由水、水泥和細(xì)粒度的添加物組成的混合物)作為硬化材料。在這種情況下本發(fā)明的方法還有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即錨桿內(nèi)部通過硬化材料防止銹蝕。
也可以采用塑料作為硬化材料，它們例如熔液狀注入并通過冷卻固化，或在注入后通過化學(xué)反應(yīng)硬化。
一般來說，在本發(fā)明方法中所用的工作方式可以說明如下制造一有必要長度和對于有關(guān)產(chǎn)品(錨桿)必要的直徑的鉆削孔。在該鉆削孔內(nèi)裝入可脹開的錨桿。然后它特別是采用一接頭(轉(zhuǎn)接器)與一個泵連接，灌入水，施加壓力，直至錨桿的輪廓展開，管子完全貼合在鉆削孔壁上。接下來以這樣的方式使輪廓膨脹，填滿鉆削孔直徑的不規(guī)則部分。在裂縫或空腔內(nèi)輪廓一直膨脹到其最大直徑，由此與在規(guī)則鉆削孔內(nèi)有限的膨脹相比還形成一機(jī)械(形鎖合的)固定。在達(dá)到這種狀態(tài)以后，繼續(xù)提高壓力，直至尖端裂開，特別是在為此設(shè)置的槽的區(qū)域內(nèi)裂開，并在鉆削孔最深處斷開?，F(xiàn)在將原先所用的注水的接頭用一注射接頭替換，通過錨桿斷開的尖端將注射物注入土壤內(nèi)。注入擠壓物(注射物)也在壓力下進(jìn)行，這時由于摩擦和要相應(yīng)地選擇尺寸的錨桿的錨桿-地基的機(jī)械連接這樣地吸取壓力，使得錨桿不會像活塞一樣從鉆削孔中被擠出來。
用于本發(fā)明方法的錨桿在其前端，亦即朝前插入鉆削孔內(nèi)的末端，具有一端頭，它例如固定在一在那里設(shè)置的與管子相連的套上，其中端頭在壓力大于使管子脹開、以使它緊貼在鉆削孔內(nèi)表面上時所用的壓力時打開，從而可以將硬化材料通過管子和打開的端頭壓入鉆削孔內(nèi)。
本發(fā)明的錨桿在其位于鉆削孔內(nèi)的末端上可以帶一錨板，它在土壤或巖石一側(cè)支承在錨桿的外部的端套上。
本發(fā)明的錨桿可以與注射鉆削錨桿相結(jié)合。這有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，本發(fā)明的錨桿保證迅速的承載能力，而注射式錨桿保證持久的承載能力。
本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)由以下參照附圖的說明得到。
附圖表示

圖1以斜視圖示意表示一巖石錨桿，圖2以在中部區(qū)域內(nèi)的剖視圖表示巖石錨桿的管子，圖3以在其末端區(qū)域內(nèi)的剖視圖表示巖石錨桿的管子，圖4表示巖石錨桿前端上的端頭的第一種實(shí)施形式，圖5示意表示巖石錨桿的緊貼在鉆削孔內(nèi)表面上的脹開的管子，圖6表示巖石錨桿端頭的第二種實(shí)施形式，圖7表示設(shè)置在巖石錨桿后端上亦即與鉆削孔的開口端相鄰的末端上的接頭安裝件，圖8表示用來注入使巖石錨桿的管子脹開的壓力介質(zhì)的接頭，圖9表示用來將硬化材料注入鉆削孔內(nèi)的接頭，圖10表示局部剖開的錨桿，圖11以局部剖視圖表示錨桿的另一種實(shí)施形式。
盡管下面主要以在附圖中所示的巖石錨桿為例說明本發(fā)明，但是可以肯定，在原則上本發(fā)明可用于所有類型的、尤其是開頭所述類型的錨桿，亦即也用于用在土壤等軟基礎(chǔ)中的錨桿。
在圖1中所示的巖石錨桿具有一管子1，它在其中部區(qū)域中具有在圖2中以剖視圖表示的橫截面，亦即管子1具有一朝內(nèi)的縱折皺3，其中管子1的壁的朝內(nèi)折入的部分在中部區(qū)域(圖2)內(nèi)看起來大致成Ω形，而在管子1的末端區(qū)域中向內(nèi)折疊的縱折皺3具有兩個基本上相互平行分布的壁部分5(圖3)。
管子1的末端，即如上所述具有在圖3中所示的橫截面形狀的末端與套在這個末端上的套7和9連接。套7、9與管子1的末端特別是通過焊縫11連接。
一個端頭13與管子1的內(nèi)端連接，特別是與同管子1的這個末端連接的套9連接。
端頭13是封閉的，但是設(shè)計(jì)成這樣，使它在規(guī)定的壓力時(大于使管子1脹開所需要的壓力)打開并釋放通向端頭13或管子1內(nèi)部的通道。在圖4和6以及10和11中表示了端頭13可能的實(shí)施形式。
在圖4所示的實(shí)施形式中，端頭13具有一收縮成尖端的末端15，它與端頭13的管狀部分通過一槽17連接，亦即通過一削弱部位連接。在管子1內(nèi)部達(dá)到規(guī)定壓力時端頭13在槽17的區(qū)域內(nèi)的壁破裂，使得管子1的例如通過焊縫10與套9連接的末端敞開。
在圖6所示的實(shí)施形式中，端頭13設(shè)計(jì)成管，其自由端19配備一內(nèi)螺紋。往內(nèi)螺紋中擰入一塞子21，使得在圖6中所示實(shí)施形式的端頭13在開始時是封閉的。在管子1或套9內(nèi)達(dá)到規(guī)定的內(nèi)部壓力時，塞子21被從端頭13構(gòu)造成塞子座的末端19中擠出，使得在這種實(shí)施形式時管子1的內(nèi)部也與外界連通，亦即與鉆削孔內(nèi)部連通。
一個接頭安裝件31通過套7同管子1的與管子1帶有套7的內(nèi)端和端頭13相對的在圖7中所示的另一端連接。例如接頭安裝件31通過焊縫33與套7連接。接頭安裝件31設(shè)置在巖石錨桿要固定在其內(nèi)的鉆削孔的開口端區(qū)域內(nèi)。接頭安裝件31可以配備一單向閥34，它只開啟朝管子1內(nèi)的流動方向，而防止壓力流體和硬化材料從巖石錨桿中流出。
在接頭安裝件31內(nèi)既可連接在圖8中所示的用來將壓力流體特別是水引入管子1內(nèi)部的接頭35。也可以在接頭安裝件31上套一接頭37，它如圖9中所示并用來壓入硬化材料，特別是水硬性膠結(jié)材料，如注射劑或泥灰。
圖9中的接頭37配備有一快速接合器38，使得可以快速連接來自輸送硬化材料的泵的軟管。
接頭35和37可以配備外螺紋39，它可以擰入接頭安裝件31的內(nèi)螺紋41內(nèi)。
在如后面還要說明的那樣，將巖石錨桿固定在鉆削孔內(nèi)以后，在接頭安裝件31上可以固定構(gòu)件，例如環(huán)螺釘(DIN 580)。
為將所述的巖石錨桿(巖體錨桿)固定在鉆削孔內(nèi)，采取下述方式首先將巖石錨桿以其端頭13在前插入事先加工好的鉆削孔內(nèi)。一旦這樣進(jìn)行后，便通過擰入固定在接頭安裝件31上的接頭35將壓力流體(例如大致具有100-500bar壓力的水)引入管子1內(nèi)部。在管子1內(nèi)部所存在的壓力的作用下管子1打開其縱向折皺3而脹開，使它以其外表面緊密地壓緊在鉆削孔的內(nèi)表面上(圖5)。一旦這樣進(jìn)行以后，便可以將接頭35通過將它擰下的方式從接頭安裝件31上取下，并通過將接頭37擰入接頭安裝件31的方式用接頭37替換(圖9)?，F(xiàn)在，在壓力作用下通過接頭37(圖9)壓入從相應(yīng)的泵輸送過來的硬化材料，特別是注射劑或泥灰。這時在硬化材料內(nèi)的壓力大于此前在管子通過流體脹開時所存在的壓力，使得端頭13或者是通過(圖4)尖端15由于槽17區(qū)域內(nèi)壁的斷裂從端頭13上脫開的方式、或者是通過(圖6)塞子21從塞子座19中頂出的方式打開。這一旦發(fā)生后，起先是用來使管子1脹開的流體，特別是水，以及然后是硬化材料從管子1中通過套9和端頭13流出，進(jìn)入鉆削孔?，F(xiàn)在硬化材料特別是水硬性膠結(jié)材料便填滿了在管子1脹開后在殘存折皺3和鉆削孔內(nèi)表面之間留下的空腔8(圖5)。此外，硬化材料擠入從鉆削孔的前端出發(fā)的裂縫或缺口，并強(qiáng)化裝入了巖石錨桿的材料(巖石、巖體等等)，尤其是在鉆削孔最深處的區(qū)域內(nèi)的材料。
在一種略有不同的工作方式中也可以這樣進(jìn)行，即，首先用通過圖8中的接頭35輸入的流體產(chǎn)生一足以使管子1擴(kuò)張的壓力，打開其折皺3，從而使管子1以其外表面緊貼在鉆削孔上(圖5)，接著提高流體的壓力，使得端頭13打開，然后才將圖8中的接頭35換成圖9中的接頭37。
此外，所述的工作方式還提供這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，防止特別是由鋼組成的巖石錨桿內(nèi)部銹蝕。對于采用以水泥為基的水硬性膠結(jié)材料的情況附加地保證一堿性的環(huán)境，這是有利的。
用本發(fā)明的工作方式和采用本發(fā)明的巖石錨桿結(jié)合注射鉆削錨桿(Injektionsbohranker)(所謂的“混合錨桿(Hybridanker)”)，使得采用可由內(nèi)壓力擴(kuò)張的巖石錨桿的優(yōu)點(diǎn)(快速的強(qiáng)化和牢固的結(jié)合)與通過硬化材料例如水硬性膠結(jié)材料固定的注射鉆削錨桿的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，因?yàn)橛不牧咸畛湓阢@削孔內(nèi)注射鉆削錨桿外側(cè)之間可能存在的自由空腔，并擠入從鉆削孔出發(fā)的裂縫或間隙，從而使巖石(巖體)、土壤或者普遍來說鉆削孔周圍的地基加強(qiáng)。
在圖10所示的實(shí)施形式中，錨桿同樣由一型材管1和兩個設(shè)置在其末端上的套7和9組成，套7和9與錨桿的型材管1通過壓配和焊接連接。在圖10中所示的實(shí)施例中，往套7上焊接一端頭31，在圖8和圖9中所示的接頭可有選擇地?cái)Q入此端頭內(nèi)。為此，端頭31具有一內(nèi)螺紋，在圖8中所示的用來使型材管1脹開的接合件可擰入此內(nèi)螺紋內(nèi)。通過這種接合將壓力水輸入，以使型材管1脹開，然后使錨桿的尖端脫落。
在端頭31上，在取下按圖8的接合件后也可以將按圖9的注射接頭與錨桿連接(擰在上面)。
在錨桿前端上，通過套9用焊縫10連接一帶尖端15的端頭13。在端頭13的壁上在尖端15的底部附近設(shè)置一朝外開口的槽14。通過該槽14，在超過擴(kuò)張壓力后迫使材料斷裂，接著使尖端15脫落，然后可以通過錨桿注入與地基粘合的材料。
在圖11所示的實(shí)施例中，錨桿同樣具有型材管1，在型材管1的末端上具有通過壓配和/或焊接固定的套7和9，以及與套7連接(焊接)的端頭31。在前面的套9上，通過焊縫55連接一配備外螺紋的接合件54，在這個接合件54上擰上一配備內(nèi)螺紋的接合件53，在它上面連接著焊縫10、帶有尖端15的端頭13。在圖11所示的實(shí)施例中，在尖端15根部處的槽17朝端頭13的內(nèi)側(cè)張開。
與在附圖中所示的實(shí)施形式不同，尖端15可以設(shè)計(jì)得具有不同的角度。也可以采用帶有拱起的前端(凸起的)的端頭13或帶有平的前端的端頭。
概括地，本發(fā)明的實(shí)施例可說明如下錨桿帶有一縱向折疊的管子1以及帶有一設(shè)置在錨桿的位于鉆削孔內(nèi)的末端上的、可在壓力作用下打開的端頭3，將該錨桿插入鉆削孔內(nèi)，并通過采用內(nèi)壓力在使管子1展開的情況下擴(kuò)張，至直管子1在摩擦鎖合和/或形鎖合的情況下緊貼在鉆削孔上，接著提高錨桿內(nèi)的壓力，使端頭13的前部尖端15脫落。然后通過錨桿將硬化材料壓入鉆削孔內(nèi)，以使得在錨桿的位于鉆削孔最深處的末端和其內(nèi)固定錨桿的地基(土壤、巖石)區(qū)域中的空腔以及位于附近地基內(nèi)的空腔或裂縫被填滿。特別是可以采用以水泥為基的水硬性膠結(jié)材料作為所述硬化材料。
權(quán)利要求
1.用來安裝錨桿的方法，所述錨桿帶有一個至少一次縱向折疊的管子(1)，其中，管子(1)在它插入一鉆削孔以后通過采用內(nèi)壓力而脹開，其特征為在管子(1)脹開后提高內(nèi)壓力，直至設(shè)置在錨桿內(nèi)端上的端頭(13)打開并使錨桿的管子(1)內(nèi)腔與鉆削孔之間實(shí)現(xiàn)連通，然后將硬化材料通過管子(1)壓入，用硬化材料填滿管子(1)前端與鉆削孔之間的空腔(8)以及從鉆削孔出發(fā)的間隙和裂縫，最后使硬化材料硬化。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征為采用水硬性膠結(jié)材料作為所述硬化材料。
3.按權(quán)利要求2的方法，其特征為采用以水泥為基的水硬性膠結(jié)材料作為所述硬化材料。
4.按權(quán)利要求1的方法，其特征為采用塑料作為的所述硬化材料。
5.按權(quán)利要求4的方法，其特征為采用通過化學(xué)反應(yīng)硬化的塑料。
6.按權(quán)利要求5的方法，其特征為采用環(huán)氧樹脂。
7.按權(quán)利要求4的方法，其特征為采用塑料作為的所述硬化材料，將其熔液狀壓入。
8.按權(quán)利要求1至7之任一項(xiàng)的方法，其特征為為使管子(1)脹開，向錨桿的管子(1)內(nèi)輸入流體，特別是壓力為100-500bar的水。
9.按權(quán)利要求8的方法，其特征為在管子(1)脹開后提高用來使管子(1)擴(kuò)張的流體的壓力，以打開端頭(13)。
10.按權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)的方法，其特征為端頭(13)通過在一設(shè)定斷裂部位(槽17)區(qū)域內(nèi)的斷裂而打開。
11.按權(quán)利要求1至9之任一項(xiàng)的方法，其特征為端頭(13)通過擠出一封閉塞(21)而打開。
12.在實(shí)施按權(quán)利要求1至11之任一項(xiàng)的方法時所用的錨桿，具有一管子(1)，管子具有至少一個縱向折皺(3)，其特征為在管子(1)的要最先插入一鉆削孔內(nèi)的后端上設(shè)置一起先封閉的端頭(13)，并且端頭(13)可在管子(1)內(nèi)存在的壓力的作用下打開。
13.按權(quán)利要求12的錨桿，其特征為在管子(1)的兩端上設(shè)置套(7，9)，它們與管子(1)密封連接。
14.按權(quán)利要求13的錨桿，其特征為端頭(13)與設(shè)置在錨桿的管子(1)內(nèi)端上的套(9)連接。
15.按權(quán)利要求12至14之任一項(xiàng)的錨桿，其特征為端頭(13)在其封閉的末端(15)處具有一設(shè)定斷裂部位(槽17)。
16.按權(quán)利要求15的錨桿，其特征為端頭(13)的位于設(shè)定斷裂部位(槽17)之外的末端具有一尖端(15)。
17.按權(quán)利要求12至16之任一項(xiàng)的錨桿，其特征為端頭(13)具有一個裝入其外部末端(19)中的塞子(21)。
18.按權(quán)利要求17的錨桿，其特征為塞子(21)裝入特別是用螺紋擰入端頭(13)的配備內(nèi)螺紋的末端(19)區(qū)域中。
19.按權(quán)利要求12至18之任一項(xiàng)的錨桿，其特征為端頭(13)是一與錨桿的內(nèi)套(9)連接的管。
20.按權(quán)利要求12至19之任一項(xiàng)的錨桿，其特征為在錨桿的管子(1)的與端頭(13)相對的外端上設(shè)置一接頭安裝件(31)，在它里面可以選擇性地固定一用來輸入壓力流體的接頭(35)和一用來輸入硬化材料特別是水硬性膠結(jié)材料的接頭(37)。
21.按權(quán)利要求20的錨桿，其特征為接頭安裝件(31)帶有一內(nèi)螺紋(41)，接頭(35，37)可通過外螺紋(39)擰入接頭安裝件(31)中。
22.按權(quán)利要求20或21的錨桿，其特征為用來輸入硬化材料的接頭(37)帶有一用來連接用于硬化材料的輸送軟管的快速接合器(38)。
23.按權(quán)利要求19至22之任一項(xiàng)的錨桿，其特征為在接頭安裝件(31)內(nèi)設(shè)置一單向閥(34)。
全文摘要
本發(fā)明涉及安裝錨桿的方法和可用在這種方法中的錨桿。錨桿帶有一縱向折疊的管子(1)以及帶有一設(shè)置在錨桿的位于鉆削孔內(nèi)的末端上的、可在壓力作用下打開的端頭(3)，將該錨桿插入鉆削孔內(nèi)，并通過采用內(nèi)壓力在使管子(1)展開的情況下擴(kuò)張，至直管子(1)在摩擦鎖合和/或形鎖合的情況下緊貼在鉆削孔上，接著提高錨桿內(nèi)的壓力，使端頭(13)的前部尖端(15)脫落。然后通過錨桿將硬化材料壓入鉆削孔內(nèi)，以使得在錨桿的位于鉆削孔最深處的末端和其內(nèi)固定錨桿的地基(土壤、巖石)區(qū)域中的空腔以及位于附近地基內(nèi)的空腔或裂縫被填滿。特別是可以采用以水泥為基的水硬性膠結(jié)材料作為所述硬化材料。
文檔編號E02D5/76GK1922365SQ200580001756
公開日2007年2月28日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月23日
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