一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头

摘要

本发明涉及一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，该锚头包括一个充气膨胀式锚固头、一个中空中心管及与充气膨胀式锚固头数量等同的高压充气管，充气膨胀式锚固头内设有气囊，充气膨胀式锚固头的外面设有椭圆形叶片式锚抓，充气膨胀式锚固头的上端设有上连接套管与下连接套管，中空中心管深入充气膨胀式锚固头内部，并与每个充气膨胀式锚固头上的上连接套管及下连接套管螺纹连接，高压充气管的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管深入充气膨胀式锚固头内的气囊内部。与现有技术相比，本发明具有精度高、安装简单、量程大、施工安全、测量过程不受施工干扰、无人为测量误差、工作效率高等优点。

权利要求

1.一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，该锚头包括一个充气膨胀式锚固头、一个中空中心管及与充气膨胀式锚固头数量等同的高压充气管，所述的充气膨胀式锚固头内设有气囊，其特征在于，所述的充气膨胀式锚固头的外面设有椭圆形叶片式锚抓，充气膨胀式锚固头的上端分别设有上连接套管与下连接套管，所述的中空中心管深入到充气膨胀式锚固头，并与充气膨胀式锚固头上的上连接套管及下连接套管螺纹连接，所述的高压充气管的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管深入每个充气膨胀式锚固头内的气囊内部；

当充气膨胀式锚固头的气囊未充气时，椭圆形叶片式锚抓收拢，使该锚头方便放入钻孔内，当充气膨胀式锚固头的气囊充气时，椭圆形叶片式锚抓在孔内迅速同步展开并紧贴软土地层而完成锚固。

2.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其特征在于，所述的上连接套管与下连接套管上设有定位孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其特征在于，每个充气膨胀式锚固头在竖直方向设有六排椭圆形叶片式锚抓，每一排设有7个椭圆形叶片式锚抓，六排椭圆形叶片式锚抓互为60°夹角。

4.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其特征在于，每个充气膨胀式锚固头在锚固头底部设有四排椭圆形叶片式锚抓，每一排设有6个椭圆形叶片式锚抓，四排椭圆形叶片式锚抓互为平行。

5.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其特征在于，所述的中空中心管与充气膨胀式锚固头内的气囊之间密封连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其特征在于，所述的中空中心管与充气膨胀式锚固头内的气囊之间通过高强度胶水密封粘接。

7.根据权利要求1所述的一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其特征在于，所述的充气膨胀式锚固头内的气囊由高强抗拉复合面料制成。

说明书

一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头

技术领域

[0001] 本发明涉及一种位移计锚头，尤其是涉及一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头。

背景技术

[0002] 对软土地区进行工程建设时，常用的土体位移计锚头主要有伞形土锚、压缩木锚固、爪钩式锚固、注浆或锚固剂粘结等。由于工程建设环境千变万化，加之软土地层含水量高、压缩性高，这些锚固方式在施工过程中，通常出现安装困难、操作不便、锚固强度不够，容易造成孔内测点移动，使监测数据不准确等情况，因此，其不能满足这些复杂环境下的施工技术要求。特别是软土地区的富水软弱地层，由于土体自稳性较差，透水性、富水性好，锚头锚固时造成土体结构的破坏，使锚固力大幅度降低，容易造成塌孔，使测量不准确，而以上传统的土体位移计锚头主要不是针对软土地区的富水软弱地层，而有关软土地层充气膨胀式位移计锚头的相关研究鲜有报道。因此，软土地层充气膨胀式位移计锚头相比上述传统的土体位移计锚头，具有锚固效果好、量程大、结构简单、抗滑能力强、性能可靠、施工方便等优点。

[0003] 中国专利CN 2078375U岩土钻孔位移计，主要自锚头、外伸型或凸起状弹簧片和测尺组成，锚头是由中间口径较大，两端口径小的三段开缝的异径管固定连接。该专利适用于松软岩层、煤体及土层测量，但是不适用于富水软弱的软体地层。

[0004] 中国专利CN 1415805A船锚式注浆张开型士锚锚头，主要包括：薄壁铜管、锚抓顶座、活塞推进体、撑杆和锚抓，锚抓顶座与薄壁钢管固定连接，撑杆两头由活动销钉分别连接活塞推进体的撑杆底座和锚抓，锚抓的头部通过活动销钉与锚抓顶座连接，锚抓的中部通过活动销钉与撑杆连接，锚头后部设置连接孔与锚索相连。但是该专利比较适用于土质基坑、边坡墙中的锚固，不适用与富水软弱软土地层的锚固，如果利用高压灌浆使锚抓张开紧贴锚孔孔壁，会造成土体结构的破坏，影响测量数据的精度。

[0005] 中国专利CN 2076227U管缝锚固式位移计，该装置包括管缝式锚头，管缝式锚头为弹簧钢制成的带缝的锥台形锚头，并配有开口尾圈和倒刺，但是该锚头主要用于岩基、井巷、硐室及隧道灯岩土工程，而不能用于富水软弱的软体地层的锚固。

发明内容

[0006] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种锚固效果好、结构简单、量程大、抗滑能力强、性能可靠、施工方便的用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头。

[0007] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0008] 一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，该锚头包括一个充气膨胀式锚固头、一个中空中心管及与充气膨胀式锚固头数量等同的高压充气管，所述的充气膨胀式锚固头内设有气囊，所述的充气膨胀式锚固头的外面设有椭圆形叶片式锚抓，充气膨胀式锚固头的上端分别设有上连接套管与下连接套管，所述的中空中心管深入充气膨胀式锚固头内部，并分别与充气膨胀式锚固头上的上连接套管、下连接套管螺纹连接，所述的高压充气管的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管并深入充气膨胀式锚固头内的气囊内部；

[0009] 当充气膨胀式锚固头的气囊未充气时，椭圆形叶片式锚抓收拢，使该锚头方便放入钻孔内，当充气膨胀式锚固头的气囊充气时，椭圆形叶片式锚抓在孔内迅速同步展开并紧贴软土地层而完成锚固。

[0010] 所述的上连接套管与下连接套管均通过螺纹连接，所述的上连接套管与下连接套管分别通过焊接与中空中心管连接。

[0011] 所述的上连接套管与下连接套管上设有定位孔。

[0012] 根据设计深度，充气膨胀式位移计锚头可以放入任意深度钻孔内，充气膨胀式锚固头通过下连接套管与上连接套管连接，并通过定位孔进行定位，确保定位准确，提高测点精度。

[0013] 每个充气膨胀式锚固头在竖直方向设有六排椭圆形叶片式锚抓，每一排设有7个椭圆形叶片式锚抓，六排椭圆形叶片式锚抓互为60°夹角；

[0014] 每个充气膨胀式锚固头在锚固头底部设有四排椭圆形叶片式锚抓，每一排设有6个椭圆形叶片式锚抓，四排椭圆形叶片式锚抓互为平行。

[0015] 所述的中空中心管与充气膨胀式锚固头内的气囊之间密封连接。

[0016] 所述的中空中心管与充气膨胀式锚固头内的气囊之间通过高强度胶水密封粘接。

[0017] 所述的充气膨胀式锚固头内的气囊由高强抗拉复合面料制成。

[0018] 利用气囊充气原理，当充气膨胀式锚固头的气囊未充气时，椭圆形叶片式锚抓收拢，可方便放入钻孔内；当充气膨胀式锚固头的气囊充气时，椭圆形叶片式锚抓在孔内迅速同步展开并紧贴软土地层而完成锚固，使每一个锚头单元的66个椭圆形叶片式锚抓与孔壁紧密接触，同时不破坏软土的结构，避免钻孔塌孔现象的发生，增强锚抓与孔壁的接触效果，提高测点的锚固力，保证锚固的可靠性。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：

[0020] 1、本发明充气膨胀式位移计锚固头表面设置椭圆形叶片式锚抓，利用对其气囊充气膨胀原理，当气囊未充气时，椭圆形叶片式锚抓收拢，可方便放入钻孔内，当充气膨胀式锚固头气囊充气时，椭圆形叶片式锚抓在孔内迅速同步展开并紧贴软土地层，不受现场条件限制，安装方便，结构简单、可靠性和稳定性强、锚固效果好、抗滑能力强、性能可靠。

[0021] 2、本发明充气膨胀式椭圆形叶片式锚抓外沿为椭圆形叶片状的特点，椭圆形叶片式锚抓在张开时是紧贴软土地层，利用66个椭圆形叶片式锚抓在垂直向与水平向分别与孔壁紧密接触，当气囊充气膨胀时，利用椭圆形叶片式锚抓的特有形状，使其在孔壁接触面上产生较大挤压力，根据增压减压原理，能很好的护壁，达到较佳的锚固效果，提高充气膨胀式位移计锚头的抗滑能力，锚固效果更可靠，可适用于软土地层不同孔径内的锚固。

[0022] 3、本发明具有量程大、精度高、测量过程不受施工干扰、无人为测量误差、施工安全、安装简单、测量方便、工作效率高等优点。

附图说明

[0023] 图1为本发明未充气时结构示意图；

[0024] 图2为本发明充气时结构示意图；

[0025] 图3为本发明的俯视结构示意图。

[0026] 图中，1为充气膨胀式锚固头，2为上连接套管，3为下连接套管，4为中空中心管，5为钻孔，6为椭圆形叶片式锚抓，7为高压充气管，8为定位孔。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0028] 实施例

[0029] 一种用于软土地层的充气膨胀式位移计锚头，其结构如图1～图3所示，[0030] 该锚头包括一个充气膨胀式锚固头1、一个中空中心管4及与充气膨胀式锚固头1数量等同的高压充气管7，充气膨胀式锚固头1内设有气囊，充气膨胀式锚固头1的外面设有椭圆形叶片式锚抓6，充气膨胀式锚固头1的上端设有上连接套管2与下连接套管3，中空中心管4深入充气膨胀式锚固头1内部，并与充气膨胀式锚固头1上的上连接套管2及下连接套管3螺纹连接，高压充气管7的一端与地面高压充气装置连接，另一端穿透中空中心管4深入充气膨胀式锚固头1内的气囊内部；上连接套管2与下连接套管3通过螺纹连接，上连接套管2与下连接套管3分别通过焊接连接中空中心管4。上连接套管2与下连接套管3上设有定位孔8。每个充气膨胀式锚固头1在竖直方向设有六排椭圆形叶片式锚抓6，每一排设有7个椭圆形叶片式锚抓6，六排椭圆形叶片式锚抓6互为60°夹角；每个充气膨胀式锚固头1在锚固头底部设有四排椭圆形叶片式锚抓6，每一排设有6个椭圆形叶片式锚抓6，四排椭圆形叶片式锚抓6互为平行；一个充气膨胀式锚固头1上共设有66个椭圆形叶片式锚抓6。中空中心管4与充气膨胀式锚固头1内的气囊之间通过高强度胶水密封粘接。充气膨胀式锚固头1内的气囊由高强抗拉复合面料制成。

[0031] 根据设计深度，充气膨胀式位移计锚头1可以放入任意深度钻孔5内，充气膨胀式锚固头1通过下连接套管3与上连接套管2连接，并通过定位孔8进行定位，确保定位准确，提高测点精度。充气膨胀式锚固头1设有1～6个，可采用多个充气膨胀式锚固头1进行组合，本实施例中采用1个充气膨胀式锚固头1方式。

[0032] 利用气囊充气原理，当充气膨胀式锚固头1的气囊未充气时，如图1所示，椭圆形叶片式锚抓6收拢，可方便放入钻孔5内。当充气膨胀式锚固头1的气囊充气时，如图2所示，椭圆形叶片式锚抓6在孔内迅速同步展开并紧贴软土地层而完成锚固，使每一个锚头单元的66个椭圆形叶片式锚抓6与孔壁紧密接触，同时不破坏软土的结构，避免钻孔5塌孔现象的发生，增强锚抓与孔壁的接触效果，提高测点的锚固力，保证锚固的可靠性。

[0033] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。