一种螺纹锚杆施工装置的制作方法

1.本实用新型属于基坑支护工程技术领域，具体涉及一种螺纹锚杆施工装置。


背景技术：

2.目前，国内有一种螺纹锚杆施工技术叫《一种支护结构螺纹锚杆的施工方法》(申请号：201210035135.2)，该方法的操作步骤为：钻锚杆孔、置入锚杆杆体、注浆。钻锚杆孔为两道工序，第一道工序是先利用钻机，采用普通钻头在土体中钻出直径为80-300mm的锚杆孔；第二道工序是利用钻机，采用带有凸刺的钻头对锚杆进行二次钻孔，在锚杆孔壁上形成螺纹凹槽。带有凸刺的钻头是在钻头的上部一侧设有锥状体的凸刺。
3.该施工方法有几条缺点：
4.(1)、工序繁琐，施工效率低。该施工方法钻锚杆孔需两道工序，先利用钻机，采用普通钻头在土体中钻出直径为80-300mm的锚杆孔，提出钻头，更换成带有凸刺的钻头对锚杆进行二次钻孔，在锚杆孔壁上形成螺纹凹槽，增加了一道更换钻头、二次钻孔施工工序，施工工艺比较繁琐，延长了工期，降低了施工效率；
5.(2)、增加了施工费用。增加了一道施工环节，增加了施工费用；
6.(3)、形成的螺纹强度不足。该施工方法是靠钻头上部一侧的凸刺在锚杆孔壁上形成螺纹凹槽，但由于凸刺是锥状体，形成的螺纹边缘处比较薄，该处抗剪切强度不足，减小了锚杆的抗拔力；
7.(4)、螺纹质量不稳定。不能保证形成的螺纹是等距的，锚杆受力时螺纹受力不均衡，有大有小，易造成局部破坏；
8.(5)、适用的地质范围小。该发明中没有给出在杂填土、砂土、碎石等及有地下水的地质情况下形成螺纹的方法或装置，不能保证在上述土层中有效成孔。


技术实现要素：

9.本实用新型为了解决上述背景技术，进而提供一种螺纹锚杆施工装置；
10.本实用新型所采取的技术方案是：一种螺纹锚杆施工装置，包括履带式锚杆机钻杆转速与位移控制系统、钻头、钻杆、螺旋叶片及成螺纹装置；所述钻杆一端与履带式锚杆机的驱动头连接，钻杆另一端安装有钻头，所述钻杆的外表面上安装有螺旋叶片，所述成螺纹装置安装在螺旋叶片的第二段叶片上，且成螺纹装置作业端端伸出螺旋叶片边缘。
11.本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：
12.1、本实用新型将成螺纹装置安装在螺旋叶片端部第二片上，钻进时，先是钻头切削土体，然后螺旋叶片在形成的圆形孔壁上扩孔，接着成螺纹装置进一步在孔壁上划出螺纹，螺旋叶片减小了成螺纹装置钻进时的阻力；如当在坚硬的粘性土层钻进难度大时，可通过钻杆端部注水，使土体润滑、松散变软，减小了钻进阻力，边注水边钻进。因此，只需对钻具进行简单改造，简单设计，即可一步完成螺纹锚杆成孔，无需增加工序，不降低施工功效，不增加施工成本，增加了锚杆的抗拔力，单位抗拔力成本大幅下降，提高了社会效益。
13.2、本实用新型通过钻杆转速与位移控制系统使钻杆转速与位移相匹配，即钻杆旋转一圈，钻杆上升或下降一个螺距，形成的螺纹是等距的，螺纹锚杆整体受力均衡，不易造成薄弱段。
14.3、本实用新型的成螺纹装置厚20mm，伸出叶片边缘部位呈圆弧形或梯形，形成的螺纹边缘处厚约20mm，该处抗剪切强度与其他螺纹段相同，不减少锚杆的抗拔力。
15.4、在杂填土、砂土、碎石等及有地下水的土层中施工时，可边注浆边钻进，减小钻进阻力，水泥浆液护壁不塌孔，增加了螺纹锚杆的土层适用范围。
附图说明
16.图1是本实用新型主视图；
17.图2是本实用新型钻杆主视图；
18.图3是本实用新型成螺纹装置俯视图；
19.图4是本实用新型成螺纹装置主视图；
20.图5是本实用新型钻杆转速与位移控制系统原理图；
21.其中：1、履带式锚杆机；2、钻杆转速与位移控制系统；3、钻头；4、钻杆；5、螺旋叶片；6、成螺纹装置；7、连接螺栓；8、螺旋安装座；9、固定螺栓；10、切削齿；101、驱动头；201、plc；202、旋转传感器；203、位移传感器；204、变频器；205、带键盘显示屏；501、螺旋板叶。
具体实施方式
22.为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的做进一步详细的描述。
23.如图1～5所示，本实用新型的一种螺纹锚杆施工装置，包括履带式锚杆机1、钻杆转速与位移控制系统2、钻头3、钻杆4、螺旋叶片5及成螺纹装置6；所述钻杆4一端与履带式锚杆机1的驱动头101连接，钻杆4另一端安装有钻头3，所述钻杆4的外表面上在距离其上另一端面1.5-2.0m处安装有螺旋叶片5，螺旋叶片5宽30-20mm，螺距150-200mm；螺旋叶片5的直径比钻头大10-20mm；所述成螺纹装置6安装在螺旋叶片5的第二段叶片上，且成螺纹装置6作业端端伸出螺旋叶片5边缘。
24.如图2～4所示，所述成螺纹装置6的固定端中部开设豁口，并通过该豁口插入螺旋叶片5的第二段叶片上，成螺纹装置6的固定端通过连接螺栓7固定在螺旋叶片5上。
25.所述成螺纹装置6的作业端头部采用圆弧形或者梯形等形状。
26.所述成螺纹装置6采用高强度合金制成。
27.成螺纹装置6厚度约20mm，宽度约为35-45mm，长度约为45-70mm，其作业端伸出部分最远端距螺旋叶片5边缘约10-30mm。
28.锚杆钻进施工时，先是钻头3切削土体，钻出直径110-150mm孔，然后螺旋叶片5的第一片叶片在形成的圆形孔壁上扩孔，直径130-200mm，接着成螺纹装置6伸出螺旋叶片5的部分会在孔壁上划出一圈的螺纹槽，螺纹孔直径150-250mm。螺旋叶片5减小了成螺纹装置6钻进时的阻力；如当在坚硬的粘性土层钻进难度大时，可通过钻杆端部注水，使土体润滑、松散变软，减小钻进阻力，边注水边钻进。
29.成螺纹装置6厚20mm，伸出叶片边缘部位呈圆弧形或梯形，钻进时会在孔壁上划出
一圈一圈的螺纹槽，螺纹槽边缘厚约20mm，钻至设计深度后边注浆边提钻旋转，成螺纹装置6随钻杆4上提过程中也在孔壁形成螺纹槽，经泵压注入孔中的水泥浆的填充，形成规范的螺纹锚固体，并且螺纹段边缘和根部厚度基本相同，边缘和根部抗剪切强度相同，没有相对薄弱处，不减少锚杆的抗拔力。
30.如图5所示，所述钻杆转速与位移控制系统2包括plc(可编程控制器)201、旋转传感器202、位移传感器203、变频器204及带键盘显示屏205；所述旋转传感器202和位移传感器203均设置在驱动头101与钻杆4的连接处，旋转传感器202用于测量钻杆4的旋转量，位移传感器203用于测量钻杆4的上下位移量，旋转传感器202和位移传感器203的信号输出端与plc201的信号输入端连接，旋转传感器202和位移传感器203分别将两组信号输入到plc201进行比较，如果两者之间的关系满足要求的比例关系，则维持现状，否则，plc201通过变频器204调整驱动头101内的电机速度，以满足设定的比例关系。
31.所述钻杆4的外表面上延其轴向固定有螺旋安装座8，所述螺旋叶片5由多段螺旋板叶501依次拼接而成，所述多段螺旋板叶501延螺旋安装座8依次搭接在螺旋安装座8上，并通过固定螺栓9连接螺旋板叶501和螺旋安装座8。使螺旋叶片5可分段拆卸，其中一段损害时，可将该段直接进行更换，不必更换整个螺旋叶片5和钻杆4，节省资源。
32.所述多段螺旋板叶501中最靠近钻头3的一端螺旋板叶501外作用面上均布有切削齿10。切削齿10用于增加螺旋叶片5的切削力，提高钻进速度，减少螺旋叶片5的磨损。
33.可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。