自切型一体式复合钢螺旋锚

技术领域

本发明属于土建基础工程领域，尤其涉及一种螺旋锚。

背景技术

螺旋锚一般由中心锚杆及一个或多个螺旋锚板组成，可以通过螺旋锚盘锚入土层中，并且依靠土体粘结性、螺旋锚盘和岩层间的机械咬合力和摩擦力将螺旋锚与土层锁和在一起。与传统的板锚安装相比，螺旋锚安装方便，性价比高，且可以改变基础特性，提高基础承受上拔荷载、下压荷载和水平荷载的能力。因此，螺旋锚基础在电力输送、通信等领域的土建基础工程中应用广泛，尤其适用于软弱地质条件下。

螺旋锚在地下工作环境中会受到土层和地下水中腐蚀性物质的侵蚀，造成土壤腐蚀。由于土壤的多相性以及腐蚀因素的多样性，土壤腐蚀比大气腐蚀更加复杂，另外螺旋锚还存在应力腐蚀、焊缝腐蚀等问题。为预防螺旋锚的腐蚀，通常采取裕留腐蚀厚度、牺牲阳极保护法以及金属镀层等措施，但依然不能从根本上解决螺旋锚的腐蚀问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种自切型一体式复合钢螺旋锚，对螺旋锚在包括生产、施工和使用等阶段的全寿命周期范围内的成本和质量进行优化。

为实现上述目的，本发明一种自切型一体式复合钢螺旋锚，包括：

锚杆部件和若干螺旋锚盘部件，所述锚杆部件与所述螺旋锚盘部件为可拆卸部件，通过螺纹连接实现一体式安装，为螺旋锚主要承载部件；

螺旋锚盘底部呈尖端封口形式，用以封闭锚杆内部空间，隔绝外界腐蚀环境。

进一步的，所述锚杆部件与所述螺旋锚盘部件为可拆卸部件，通过螺纹连接实现一体式安装。

进一步的，所述锚杆部件与所述螺旋锚盘部件设置一系列尺寸规格，通过选用不同的尺寸和数量的部件来使所述螺旋锚能够灵活应用于不同工作环境中。

进一步的，所述锚杆部件与所述螺旋锚盘部件采用不锈钢复合钢材料：

所述锚杆部件采用单层复合钢材料，不锈钢复层置于外侧，用来保护内侧基层不受土壤环境的侵蚀；

所述锚盘部件采用双层复合钢材料，使得所述螺旋锚盘与土壤接触的两侧均有强耐腐蚀性。

进一步的，所述复合钢材料包括不锈钢复层和普通钢基层，复合界面呈细波纹状；制备时，将所述基层和所述复层平行放置并预留空隙，于复层上方引爆炸药，在爆炸荷载作用下，复层与基层发生高速撞击，界面处在高温高压下产生大的塑性变形，金属射流使金属发生扩散从而实现固相结合。爆炸复合得到的不锈钢复合钢材料具有剪切强度高，金属扩散小等优点。

进一步的，所述螺旋锚盘采用自切型变厚度截面，自切型工作机理在于，所述螺旋锚盘的截面厚度从与所述锚杆连接的根部沿径向向外逐渐减小，在旋入土层中时，由于结构形式的特性，能够率先以小厚度截面自行切入土壤，产生的阻力较小，使施工过程更加便捷高效。

进一步的，所述螺旋锚盘表面均匀分布有若干金属凸块，用以提高所述螺旋锚盘的刚度，增强所述螺旋锚在土壤环境中的锚固强度。

进一步的，所述金属凸块采用高强度不锈钢材料，能够抵抗土壤环境中的腐蚀作用。

通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

第一，本发明具有自切型的特点，能够减小施工时螺旋锚旋入土层的阻力，达到减轻螺旋锚表面保护涂层的磨损，并提高施工效率的效果。

第二，本发明所述螺旋锚盘变厚度截面的设计更加符合锚盘悬臂结构的受力特点，提高了材料的利用率，节约了成本。

第三，本发明所述不锈钢凸块可以有效提高锚盘的刚度，增强所述螺旋锚在土壤环境中的锚固强度。

第四，本发明一体化装配式的形式，便于安装与拆卸，可灵活调整结构尺寸和锚盘数量，适用性强。

第五，本发明避免了锚杆和螺旋锚盘连接部位的焊缝腐蚀问题，使结构能够充分发挥承载能力。

第六，本发明具有强耐腐蚀性，可以保护内部基材不受外界土壤环境的侵蚀，因而无需采用其他防腐蚀措施，降低后期运维成本，从全寿命周期角度看，大大减少了结构的总成本。

不锈钢复合钢材料兼具不锈钢优良耐蚀性能和传统结构钢材高强度、低成本的特点，在工程应用中综合力学性能更优、施工简单周期更短、设计使用年限更长、全寿命周期成本低，适用于对耐腐蚀性要求较高的结构。本发明对传统螺旋锚的设计方法进行改进，并采用不锈钢复合钢材料，以提高螺旋锚基础的抗腐蚀性和经济性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的结构正视图。

图2为图1的左视图。

图3为螺旋锚盘自切型变厚度截面示意图。

图4为锚杆单层复合钢材料截面示意图。

图5为螺旋锚盘双层复合钢材料截面示意图。

图中：1锚杆部件、2螺旋锚盘部件、3尖端封口、4不锈钢凸块、5不锈钢复层、6复合界面、7普通钢基层。

具体实施方式

结合附图对本发明进行进一步说明。

图1中所示的自切型一体式复合钢双锚盘螺旋锚，包括一个锚杆部件1和两螺旋锚盘部件2组成，在螺旋锚最底部设有尖端封口3，用以减小螺旋锚施工时锚入土层时的阻力，同时将螺旋锚内壁与外部隔绝以避免腐蚀。螺旋锚的各部件之间通过螺纹连接为一体，并在连接处涂覆防腐涂料密封，无需考虑焊缝腐蚀的问题。

如图2所示，在螺旋锚盘上分布有不锈钢凸块4，具有高强度和高耐腐蚀性，用来提高锚盘的刚度，增强螺旋锚的锚固能力。螺旋锚盘2采用自切型变厚度截面，如图3所示，锚盘2厚度由内侧向外侧方向逐渐减小，这有利于螺旋锚的钻进施工，且符合结构受力特点。螺旋锚盘2厚度变化满足承载力要求。

锚杆部件1和螺旋锚盘部件2均采用不锈钢复合钢材料制成，截面如图4和图5所示。锚杆部件1为一层不锈钢复层5与普通钢基层7组成单层复合钢材料，在制作过程中，不锈钢复层5应置于锚杆1外侧。螺旋锚盘2采用由上下两层不锈钢复层6与中间普通钢基层7组成的双层不锈钢复合钢材料。不锈钢复合钢材料采用爆炸复合法制作，其复合界面6具有细波纹状的特点，使得复合牢固。制备时，将所述基层和所述复层平行放置并预留空隙，于复层上方引爆炸药，在爆炸荷载作用下，复层与基层发生高速撞击，界面处在高温高压下产生大的塑性变形，金属射流使金属发生扩散从而实现固相结合。

要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。