一种岩土工程边坡锚固支护结构

技术领域

本发明涉及基础工程边坡锚固支护技术领域，具体涉及一种岩土工程边坡锚固支护结构。

背景技术

边坡支护是指为保证边坡及其环境的安全，对边坡采取的支挡、加固与防护措施。常用的支护结构型式有：重力式挡墙、扶壁式挡墙、悬臂式支护、板肋式或格构式锚杆挡墙支护、排桩式锚杆挡墙支护、锚喷支护等。根据应力传递方式，锚杆可分为拉力型锚杆和压力型锚杆。拉力型锚杆的锚杆杆体直接与注浆体黏结，通过锚杆杆体与注浆体的粘结力实现锚杆与土体之间的锚固；压力型锚杆可将锚杆杆体的拉力转化为注浆体的压力，充分利用注浆体较好的抗压性，通过承载体对注浆体施加压应力，使注浆体与周围岩土体产生摩阻力，以提供锚杆所需的承载力。

由于压力型锚杆注浆体受压膨胀增大了与周围土体之间的极限摩阻力，其承载能力和变形性能比拉力型锚杆增强，理论上具有较高的锚固力和可靠性。然而在实际使用中，由于注浆体的受力是由单向轴心抗压强度控制的，锚杆被注浆体包裹，两者之间的接触面有限，并未充分凝固形成一个整体，锚杆容易从注浆体中拔出。同时锚杆和土层之间仅锚杆杆体本身和土层接触支撑，接触面积较小，锚固性能较差力学强度低，因此能提供的抗拔力小，导致锚杆的锚固力和可靠性差。

现有技术（CN109881689A）公开了一种用于边坡支护的锚固桩，通过内置芯轴的转动推动止退滑块径向滑动，从而推动止退杆向锚固管外侧展开，最终使止退杆齿入岩土，起很好的锚固作用。现有技术（CN114689017A）公开了一种用于岩土工程边坡的智能监测预警装置，通过砂浆对固定柱产生挤压，挤压力使固定柱向土层的方向移动，直至固定柱的一端完全进入土层的内部，保证固定杆的锚固面积更大，与周围土体有更高的嵌固强度，提高固定杆的锚固力。

上述对比专利虽然通过在锚杆的表面设置固定柱、止退杆，在锚杆工作的过程中插入土层提高锚杆的纵向锚固力，但是在实际使用的过程中，若在固定柱插入的过程中遇到土质坚硬的区域，固定柱受到的压力较大，插入较为困难，对土层产生的纵向锚固作用有限，同时，仅仅通过固定柱插入土层所产生的锚固力有限。

发明内容

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种岩土工程边坡锚固支护结构，能够有效解决现有技术中锚固支护结构锚固效果差的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种岩土工程边坡锚固支护结构，包括安装板、土层、安装于安装板下端的锚杆、开设于土层内部用于放置锚杆的预设安装孔以及开设于锚杆内部的注浆槽，所述锚杆的内部设有均匀分布的锚固组件；所述锚固组件包括锚固杆，所述锚杆的内部开设有用于滑动安装锚固杆的安装槽，所述安装槽的内侧面设有用于对锚固杆的移动路径进行限制的限位件，所述锚固杆的中部设有利用浆体的挤压力驱动锚固杆转动的转动组件，所述锚固杆的内部设有灌浆件，所述锚固杆的环形外侧面安装有扩孔刀，所述扩孔刀转动后会在土层的内部形成第一锚固槽，所述安装槽内对应扩孔刀的位置开设有活动槽，所述扩孔刀与活动槽之间滑动连接；

其中，所述转动组件包括挤压杆，所述锚固杆的内部分别开设有滑动槽、螺纹连接槽，所述滑动槽与螺纹连接槽相通连接，所述滑动槽的内部滑动连接有挤压杆，所述挤压杆包括螺纹部与连接部，所述挤压杆的螺纹部与螺纹连接槽相适配，所述挤压杆连接部的端部转动连接有连接板，所述连接板与螺纹连接槽的圆形端面之间通过弹性连接块弹性连接。

进一步地，所述限位件包括安装于锚固杆的环形侧面靠近注浆槽位置的限位块，所述安装槽的内侧面靠近限位块的位置开设有限位槽，所述锚固杆与安装槽之间通过限位槽、限位块滑动连接，所述锚杆的内部靠近限位槽的端面位置开设有用于为限位块转动提供路径的环形转动槽。

进一步地，所述转动组件还包括通过滑槽、滑块滑动连接于挤压杆内部的第一连接杆，所述第一连接杆的内部滑动连接有第二连接杆，所述注浆槽的中部对应锚固杆的位置通过安装架安装有安装块，所述第二连接杆与安装块之间固定连接。

进一步地，所述灌浆件包括开设于锚固杆内部靠近滑动槽外侧的连通槽，所述连通槽远离滑动槽的环形内侧面开设有均匀分布的连通孔。

进一步地，所述螺纹连接槽的长度大于挤压杆上螺纹部的长度，所述螺纹连接槽的端面开设有多个排气孔。

进一步地，所述排气孔的内径向远离螺纹连接槽的方向逐渐减小。

进一步地，所述锚固杆的外侧面靠近扩孔刀的位置开设有放置槽。

进一步地，所述扩孔刀包括导向斜面、扩孔刃，所述导向斜面向靠近放置槽的方向倾斜设置，所述导向斜面设置于扩孔刃的下部。

进一步地，所述锚固杆的外侧面设有均匀分布的第二锚固槽。

进一步地，所述锚固杆包括锥形插入端、柱形连接端，所述连通孔的中心轴与柱形连接端端面之间的距离小于锥形插入端的长度。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：

本发明在使用的过程中，若其中的锚固杆对应的土层处的硬度低时，浆体的挤压力使锚固杆在安装槽的内部向远离注浆槽的方向移动，增加纵向锚固力，即增加锚杆的锚固面积，使锚杆与周围土体有更高的嵌固强度，进一步提高锚杆的锚固力与可靠性，同时当锚固杆移动完成后会发生转动在土层的内部形成第一锚固槽，当浆体在第一锚固槽的内部固化后，在第一锚固槽的内部形成中间大于锚固杆直径的固化端，固化端在土层的内部进一步增加锚固杆的锚固力、抗拔力、摩阻力以及摩擦系数，从而提高锚固效果。

若锚固杆周围的土质硬度高，锚固杆上的锥形插入端无法完全进入至土层的内部时，锚固杆也可在锚杆的内部起到连接浆体与锚杆之间的作用，提高浆体与锚杆、锚固杆之间连接的结构强度，进一步提高锚杆的锚固效果。

若锚固杆周围的土质硬度高，但是锚固杆上的锥形插入端可以完全进入至土层的内部，柱形连接端无法大部分进入土层的内部时，锚固杆也可在锚杆的内部起到连接预设安装孔内部浆体与注浆槽内部浆体作用，提高预设安装孔内部浆体、注浆槽内部浆体与锚杆、锚固杆之间连接的结构强度，进一步提高锚杆的锚固效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的完整结构示意图；

图2为本发明的剖视结构示意图；

图3为本发明的锚固组件处剖视结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大图；

图5为本发明的锚固杆处结构示意图；

图6为本发明的扩孔刀处结构示意图；

图7为本发明的锚固组件可以完全插入土层内部时的剖视结构示意图；

图8为本发明的锚固组件可以完全插入土层并发生转动后的剖视结构示意图；

图9为本发明的锚固组件部分插入土层内部时的剖视结构示意图；

图10为本发明的锚固组件未插入土层内部时的剖视结构示意图。

图中的标号分别代表：1、安装板；2、锚杆；3、锚固组件；31、安装槽；32、锚固杆；321、锥形插入端；322、柱形连接端；33、限位槽；34、限位块；35、连通槽；36、连通孔；37、扩孔刀；371、导向斜面；372、扩孔刃；373、第一锚固槽；38、转动组件；381、滑动槽；382、螺纹连接槽；383、挤压杆；384、弹性连接块；385、第一连接杆；386、第二连接杆；387、安装块；388、排气孔；389、环形转动槽；3810、连接板；39、放置槽；310、第二锚固槽；311、活动槽；4、土层；5、预设安装孔；6、注浆槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

参照图1至图10，一种岩土工程边坡锚固支护结构，包括安装板1、土层4、安装于安装板1下端的锚杆2、开设于土层4内部用于放置锚杆2的预设安装孔5以及开设于锚杆2内部的注浆槽6，安装板1的顶面开设有灌浆孔，锚杆2的内部设有均匀分布的锚固组件3；锚固组件3包括锚固杆32，锚杆2的内部开设有用于滑动安装锚固杆32的安装槽31，安装槽31的内侧面设有用于对锚固杆32的移动路径进行限制的限位件，锚固杆32的中部设有利用浆体的挤压力驱动锚固杆32转动的转动组件38，锚固杆32的内部设有灌浆件，锚固杆32的环形外侧面安装有扩孔刀37，扩孔刀37转动后会在土层4的内部形成第一锚固槽373，安装槽31内对应扩孔刀37的位置开设有活动槽311，扩孔刀37与活动槽311之间滑动连接；

其中，转动组件38包括挤压杆383，锚固杆32的内部分别开设有滑动槽381、螺纹连接槽382，滑动槽381与螺纹连接槽382相通连接，滑动槽381的内部滑动连接有挤压杆383，挤压杆383包括螺纹部与连接部，挤压杆383的螺纹部与螺纹连接槽382相适配，挤压杆383连接部的端部转动连接有连接板3810，连接板3810与螺纹连接槽382的圆形端面之间通过弹性连接块384弹性连接。

需要放置锚杆2时，先在土层4上的预定位置通过钻孔设备开设出预设安装孔5，再将安装板1、锚杆2放置在预设安装孔5的内部，再通过安装栓与土层4连接。上述工作完成后，通过手动注浆枪、液压泵向注浆槽6的内部注入锚固浆体，注浆过程中手动注浆枪、液压泵等会对注浆体施加压应力，此处为现有技术中压力型锚杆2的安装过程故在此不作赘述。

在手动注浆枪、液压泵向注浆体施加压应力时，注浆体会对螺纹连接槽382的端面进行挤压，浆体的挤压力使锚固杆32在安装槽31的内部向靠近土层4的方向移动。

值得注意的是，如图7所示，若其中的锚固杆32对应的土层4处的硬度低时，浆体的挤压力使锚固杆32在安装槽31的内部向远离注浆槽6的方向移动，锚固杆32的逐渐插入土层4的内部，直至，锚固杆32不再发生移动，锚固杆32大部分插入土层中，增加纵向锚固力，即增加锚杆2的锚固面积，使锚杆2与周围土体有更高的嵌固强度，进一步提高锚杆2的锚固力与可靠性。

参照图3-4、图8限位件包括安装于锚固杆32的环形侧面靠近注浆槽6位置的限位块34，安装槽31的内侧面靠近限位块34的位置开设有限位槽33，锚固杆32与安装槽31之间通过限位槽33、限位块34滑动连接，锚杆2的内部靠近限位槽33的端面位置开设有用于为限位块34转动提供路径的环形转动槽389。

实施例2

如图8所示，在锚固杆32在安装槽31内部移动的过程中，带动限位块34在限位槽33的内部向靠近环形转动槽389的方向移动，直至，限位块34与环形转动槽389的内壁相抵紧，此时锚固杆32停止移动。随着注浆体对连接板3810端面挤压工作的进行，挤压力使连接板3810带动挤压杆383、连接板3810克服弹性连接块384的弹力向螺纹连接槽382的方向移动，进入螺纹连接槽382的内部并逐渐对螺纹连接槽382内部的螺纹块进行挤压，由于螺纹连接槽382上各个螺纹槽之间的间隙大，方便将挤压力转化为转动力，故当挤压杆383的螺纹部在螺纹连接槽382的内部移动时会带动锚固杆32进行转动，锚固杆32带动扩孔刀37进行转动，锚固杆32通过弹性连接块384带动连接板3810围绕挤压杆383进行转动，当扩孔刀37转动时，将土层4内部对应扩孔刀37的位置扩成第一锚固槽373，第一锚固槽373的内径大于锚固杆32的内径。

参照图7－图8转动组件38还包括通过滑槽、滑块滑动连接于挤压杆383内部的第一连接杆385，第一连接杆385的内部滑动连接有第二连接杆386，注浆槽6的中部对应锚固杆32的位置通过安装架安装有安装块387，第二连接杆386与安装块387之间固定连接。

值得注意的是，通过设置第一连接杆385通过滑槽、滑块滑动连接于挤压杆383内部，通过设置第一连接杆385的内部通过滑槽、滑块滑动连接有第二连接杆386，滑块可以对挤压杆383、第一连接杆385的转动进行限制，避免在挤压杆383对螺纹连接槽382进行挤压时导致挤压杆383发生转动的问题，保证锚固杆32的转动效果。同时第一连接杆385、第一连接杆385可以延长挤压杆383的移动距离保证锚固杆32插入效果。

参照图7－图10，灌浆件包括开设于锚固杆32内部靠近滑动槽381外侧的连通槽35，连通槽35远离滑动槽381的环形内侧面开设有均匀分布的连通孔36。

值得注意的是，注浆槽6内部的浆体还会进入至连通槽35、连通孔36的内部，通过对连通孔36的内径大小进行控制，避免在连通孔36与预设安装孔5处于连通状态时，连通孔36内部的浆体大量进入预设安装孔5的内部造成注浆槽6内部浆体压力降低过大的问题，保证锚固杆32移动工作的正常进行。

实施例3

在土层4内部对应扩孔刀37的位置扩成大径段工作的过程中，连通槽35内部的浆体会逐渐通过靠近扩孔刀37位置的连通孔36进入至第一锚固槽373的内部，当浆体在第一锚固槽373的内部固化后，在第一锚固槽373的内部形成中间大于锚固杆32直径的固化端，固化端在土层4的内部进一步增加锚固杆32的锚固力、抗拔力、摩阻力以及摩擦系数，从而提高锚固效果，同时可以让锚固杆32更好地抵抗拉力，增强结构总体的稳定性，使锚固杆32上的直径不同的锚固截面具有不同的抗拉能力，可以使得受力更加均匀，分布在不同位置的拉力可以更好地充分利用整个结构的承载能力，且可以减少锚固杆32与周围土体或混凝土结构之间的接触应力，从而降低了锚固杆32与周围介质之间的局部应力集中，改善了锚固效果。

锚固杆32的外侧面设有均匀分布的第二锚固槽310，通过设置第二锚固槽310，提高锚固杆32与浆体、土层4的接触面积，提高锚固 面积，进一步提高锚固杆32的锚固效果。

当向注浆槽6的内部注浆完成后，再向预设安装孔5的内部注浆，当预设安装孔5、注浆槽6内部的浆体固化后，处于预设安装孔5内的连通孔36内部的浆体固化后，将预设安装孔5、注浆槽6内部固化的浆体连接在一起，进一步提高浆体与锚杆2、锚固杆32之间连接的结构强度，提高锚杆2、锚固杆32的锚固效果。

值得注意的是，若锚固杆32周围的土质硬度高，锚固杆32上的锥形插入端321无法完全进入至土层4的内部时，如图10所示，值得注意的是，向预设安装孔5的内部注浆时，通过对注浆设备的调整，使预设安装孔5内部的浆体压力大于注浆槽6内部的浆体压力，预设安装孔5内部的浆体对锥形插入端321的倾斜面进行挤压，挤压力使锚固杆32通过挤压杆383带动连接板3810向靠近安装块387的方向移动，直至，连接板3810与安装块387之间接触，由于连接板3810与安装块387相靠近端面之间的距离大于锚固杆32上最靠近注浆槽6的连通孔36与注浆槽6之间的距离，即当连接板3810与安装块387之间接触后，锚固杆32上部分连通孔36与注浆槽6之间处于连通状态，当注浆槽6内部的浆体固化后，将锚固杆32与锚杆2连接在一起，从而即使有部分锚固杆32由于土层4硬度的影响无法插入土层4的内部，锚固杆32也可在锚杆2的内部起到连接浆体与锚杆2之间的作用，提高浆体与锚杆2、锚固杆32之间连接的结构强度，进一步提高锚杆2的锚固效果。

值得注意的是，锚固杆32周围的土质硬度高，但是锚固杆32上的锥形插入端321可以完全进入至土层4的内部，柱形连接端322无法大部分进入土层4的内部时，如图9所示，由于连通孔36的中心轴与柱形连接端322端面之间的距离小于锥形插入端321的长度，锚固杆32上部分连通孔36与注浆槽6之间处于连通状态，当注浆槽6内部的浆体固化后，将锚固杆32与锚杆2连接在一起，从而即使有部分锚固杆32由于土层4硬度的影响无法完全插入土层4的内部，锚固杆32也可在锚杆2的内部起到连接预设安装孔5内部浆体与注浆槽6内部浆体作用，提高预设安装孔5内部浆体、注浆槽6内部浆体与锚杆2、锚固杆32之间连接的结构强度，进一步提高锚杆2的锚固效果。

参照图7，螺纹连接槽382的长度大于挤压杆383上螺纹部的长度，螺纹连接槽382的端面开设有多个排气孔388，当挤压杆383在螺纹连接槽382内部移动时，排气孔388可以将螺纹连接槽382内部的气体排出，减小挤压杆383在螺纹连接槽382内部移动时的阻力，保证挤压杆383的工作效果。

参照图7，排气孔388的内径向远离螺纹连接槽382的方向逐渐减小，在保证排气效果的同时，减少在锚固杆32移动时通过排气孔388进入螺纹连接槽382内部的土壤量，保证挤压杆383在螺纹连接槽382内部的移动效果。

参照图4，锚固杆32的外侧面靠近扩孔刀37的位置开设有放置槽39，扩孔刀37转动时产生的土壤可以进入至放置槽39的内部，减小在扩孔刀37转动时土壤对扩孔刀37的阻力，保证扩孔刀37的转动效果。

参照图4、图6，扩孔刀37包括导向斜面371、扩孔刃372，导向斜面371向靠近放置槽39的方向倾斜设置，导向斜面371设置于扩孔刃372的下部，通过设置扩孔刃372保证扩孔刀37对土壤的分切效果，降低扩孔刀37转动时土壤对扩孔刀37的阻力，通过设置导向斜面371向靠近放置槽39的方向倾斜设置，在扩孔刀37转动时分切的土壤可以沿着导向斜面371进入至放置槽39的内部，提高扩孔刀37转动时产生的土壤进入至放置槽39内部的速度，进一步保证扩孔刀37的转动效果。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。