可回收锚索施工资料岱宗机电科技

1、可回收预应力锚索施工技术研究摘要:通过郑州地铁某深基坑工程施工实例,介绍可回收锚索在工程施工中的应用,地下建筑工程使用可回收锚索,可大幅降低工程成本,提高施工速度,并减少施工中遗留锚索造成地下环境污染等现象,值得推广应用。关键词:锚索;回收;应用;环境前 言本实用新型涉及一种可回收锚索装置，主要用于煤矿、深基坑、护坡等临时支护的锚索回收，实现简单、安全、经济、方便回收钢绞线。 临时锚索支护，钢绞线留在地下，造成严重的地下污染，占用了大量地下空间，形成地下垃圾，并且留下的钢绞线成为后续工程施工的地下障碍物，为后续工程留下了严重隐患，严重影响将来地下空间开发及工程建设的可持续发展。回收锚索减少地下

2、建筑垃圾是一个基建和环保的重要课题，已经在全社会形成共识，欧美等西方发达国家或地区早已限制使用普通锚索。我国仍然采用普通锚索技术，远落后于西方发达国家，到目前为止，我国虽然已研究出个别可回收锚索技术，由于技术不先进、操作困难，都未能实际应用，这不利于我国的工程建设的又好又快发展。经过长时间的潜心研究、试验，我们开发了可回收锚索锁头。 可回收锚索锁头由导向罩（1）、锁片(2）、O型密封圈（3）、扇形卡片总成（4）、外筒（5）、销轴总成（6）、固定钢管（7）等组成。其回收原理是把销轴总成（6）抽出后,机械结构松散,从而分别抽出3根钢绞线。回收锚索的施工步骤为:钻孔注入水泥浆插入锚索体凝固张拉锚固回

3、收。回收时，用专用设备，加大约1.5吨的拉力把销轴总成（6）的钢丝绳抽出，而后用大约610吨的力分别抽出3根钢绞线，从而完成锚索的回收。 采用本可回收锚索装置进行基坑支护时，在基坑使用功能完成后可以轻易实现锚索的回收，从而不会造成工程临近地下空间的污染以及后续开发的障碍，达到保护环境作用，回收的锚索还可重复使用，降低造价。本可回收锚索装置的使用不会使水泥体破碎，便于钢绞线的回收。本可回收锚索装置技术比国内外现有的可回收锚索技术具有显著的优越性，环保意义巨大，推广应用，将使我国在该领域达到国际领先水平。本可回收式锚索技术,具有安全快速、工人劳动强度低、易回收、回收率高,能充分利用资源,高效环保等

4、优点,弥补了早期可回收锚索的不足。可回收锚索锁头结构图见附图可回收锚索锁头结构图可回收锚索现场施工实验1、地点：郑州郑东新站地铁5号线预留站2、时间：2012年5月31日至6月3日3、施工实验人员：山东泰安岱宗机电科技开发有限公司5名技术人员，铁十一局现场管理人员，铁四院相关设计人员等。4、地质条件：粉土层，粉细砂层5、实验内容：深基坑支护，桩间锚索施工，成孔直径130mm，锚索有效长度1500mm，3束15.24钢绞线，注浆0.450.55的纯水泥浆。该工程属于桩锚支护结构。6、实验设备：250型注浆泵，150型全液压锚索钻机，120型搅拌机，穿心千斤顶等设备。现场施工人员：钻机工1名，钻机

5、辅助工2名，注浆人员2名，锚索制作人员2名，锁定张拉人员2名，技术人员1名，管理人员1名。三束可回收锚索实验参数表编号成孔直径（mm）有效长度（mm）注浆量（L）拔销拉力（吨）单根钢绞线拔出力（吨）人工拔取钢绞线时间113015008211.86.910：10-11：21213015008342.69.314：06-15：15313015008061.58.415：37-16：48注：1、锚索成孔直径130mm；2、锚索抗拔力设计值：3040吨；3、拔销拉力3吨；4、单根钢绞线拔出力：610吨(瞬间分离拉力，随后人工拔出)；5、锚索回收率：100%；6、可回收锚索单孔设计长度35m。一、可回收

6、锚索施工工艺： 可回收钢绞线杆体制作。 钻孔与扩孔：采用深圳钜联锚杆技术有限公司专利技术、设备。 杆体安放：将绑扎好的钢绞线锚杆杆体从套管内贯入锚孔设计深度内，启动合页式承压板内的弹开装置，利用钢绞线自身的弹力弹开合页式承压板。 注浆置换：取出套管，将水灰比不大于0.55 的纯水泥浆液注到扩大头的底部，将原来扩孔的混合浆液置换出来。 张拉锁定：注浆体养护到设计强度，将锚杆张拉锁定。锁定前应对每个锚杆进行张拉，张拉值应达到设计值的1.051.1 倍，以检验锚杆的抗拔力。二、可回收锚索施工工艺流程图：图2 可回收锚索施工工艺流程图三、锚索回收设备及安装如图所示四、可回收锚索的回收施工要点： 可回收

7、锚索能否按预期目标顺利完成,在整改施工过程中,其主要技术要点有以下方面: 在锚索施工中,钻孔后的孔洞清洗须注意,确保孔内不能存在泥浆,特别在泥土中的施工。 回填注浆施工是关键工序,主要是水泥浆液绝不能漏入锚索保护套内,否则会造成锚索固结,影响锚索的顺利回收。 锚索施工后必须采取严格的保护措施,否则会影响锚索的回收及其重复利用。 根据锚索设计使用的束数,其锚头垫块、锚头、回收夹具与穿心式油压千斤顶必须相互配套。 锚索夹片在设计上须考虑回收时的拔出施工要求,即在端部须留有凹槽及回收使用的锁件。五、现场施工照片：可回收锚索相关知识一、基坑支护工程中锚索应用深基坑支护工程，对于受弯式支护结构（桩墙式支

8、护），当采用悬臂支护形式无法满足承载力和变形要求时，需要增加水平支点，有内支撑和锚杆（索）两种方式可选择。采用内支撑形式可以有效约束桩(墙)的水平变形，但是影响地下主体结构的施工，施工工期较长，成本较高。而且内支撑拆撑繁琐，进一步增加工期，拆撑振动对周边环境也有一定的影响；采用锚杆（索）作为水平支点，可以克服内支撑形式的不足。锚杆（索）技术可与桩、墙、梁柱网格等结合使用，在宽度较大的基坑中，支护结构采用锚杆（索）与内支撑相比，经济性更好，并且可为土方机械化施工及地下室建造提供宽敞无阻的工作面，大大加快工程建设速度。但是非回收锚杆（索）在施工结束后钢绞线或钢筋遗留在周边的地下空间内，给后期周边地

9、下工程的施工造成不利影响。而采用可回收锚杆（索），在地下结构施工结束后回收钢绞线，可以减少周边地下空间的遗留物，不影响周边地块的后期开发利用。二、可回收锚杆介绍目前可回收锚杆（索）基本上可分为三类。第一类：拆锚型。可分为螺栓式和锚具松落式两种。前者是将锚固端做成螺栓式的。杆体常为刚性杆体，回收时利用特制的工具或者杆体本身旋转，使锚固螺母和杆体分离，从而将杆体回收。该种方式对设备要求较高，孔径一般较大，在岩层或煤层中应用较多。后者是采取一定的措施，使锚固端的锚具夹片松动脱落，从而将钢绞线拔出。第二类：强拉失效型，又称定阈型。锚固端设置有具有一定阈值的锚固节点和端板，采用挤压套或胀壳以及其它破断方

10、式。钢绞线与注浆锚固体之间无粘结。钢绞线回收时，通过施加超过钢绞线设计抗拔力一定限值的拉力，将锚固节点中的挤压套张拉失效后将钢绞线强行拉出。该种方式锚杆承载力的提高和回收拉力的降低是矛盾的。承载力越高，钢绞线回收所需的拉力更高。并且如果工作状况锚杆的拉力超过设计值时，锚杆失效的可能性较大。第三类：回转型（又称U 型）。它是采用无粘结钢绞线在锚杆根部U 型回转，并在回转部设置专门的承载体构成。其工作原理是：在钢绞线回收时放松张拉端，拉动单根钢绞线的一头，将钢绞线从锚杆锚固体内中拉出。三、锚索的发展历程 锚索加固技术最早在1933年由阿尔及利亚的工程师成功应用在水电工程的坝体加固中,此后得到了迅速

11、发展,现已广泛应用于岩土工程的各个领域。我国锚索加固技术始于1964年在梅山水库右岸坝基加固中的应用,从70年代开始该技术在国防、水电、矿山等领域内逐步开始使用。80年代以来,锚索加固技术大量用于工程,并在试验设备和施工工艺等研究方面取得了较大的进展。 锚索加固支护是建筑基坑的一种重要支护方式,多用于安全等级要求较高或工程规模较大的基坑工程,常常不回收,造成严重的地下污染,并且留下的钢绞线成为后续工程施工的地下障碍物。因此,我国众多的科研院所和施工单位对此做了不少研究开发有关回收锚杆(索)的工作,并取得良好的经济和社会效益。如原冶金部建筑研究总院主持研制的U形回收式锚杆;陕西华煤岩土工程技术有

12、限公司研制生产的金属可回收锚杆;四川华蓥山广能集团绿水洞煤矿的“双锚头”可回收锚杆;北京市第三城市建设工程公司的握线式可回收锚杆等。这些锚杆可直接节省支护材料及费用,推动了回收式锚杆(索)在我国的研发和应用,创造了较好的经济、社会、安全效益。锚索技术的出现是岩土工程技术发展史上的一个里程碑,可回收锚索技术是在原锚索技术基础上的一大进步。本文介绍的可回收式锚索技术,具有安全快速、工人劳动强度低、易回收、回收率高,被回收的钢绞线能重复使用,能充分利用资源,高效环保等优点,弥补了早期可回收锚杆(索)的不足。四、可回收锚索的构造与参数 可回收锚索属于压力型锚索,其构造与普通锚索基本相同,分为锚固段、张

13、拉段和锚头三部分,其回收原理是把回收关键锚索抽出后,在固定座的中心处产生空隙,使其它钢绞线可拔出回收,这也是与普通锚索最大的区别。可回收锚索(4束锚索)构造如图1。可回收锚索的钢绞线可分成36束,各束以圆心为对称点均匀分布,其锚固段长度约为2.5m,比传统预应力锚索的锚固段长度减小约4倍,锚索根据工程设计计算需要可选择f 12.74f 15.27,根据其截面面积的不同,其容许荷载为357.61017.3kN,钻孔孔径为150mm。钢绞线回收后可重复用于下一工程。五、可回收锚索特点 可回收锚索的施工步骤为:钻孔插入锚索体注入水泥浆张拉锚固。其施工吸取了其它锚索的技术优点,结构合理可靠,施工简便。

14、钢绞线在承载体端部处于压接状态,在套管内处于自由状态。锚固段水泥浆体内的压应变峰值出现在临近承载体处,随着离承载体距离的增大,压应变值急剧衰减,其分布区间约在2.5m范围内,因此其锚固长度短于普通型锚索。使用专用千斤顶回收钢绞线,安全快速、工人劳动强度低、易回收、回收率高,被回收的钢绞线能重复使用23次,因此能充分利用资源,具有高效环保的优点。六、 在地铁工程中的应用自上世纪90年代初期以来，我国在城市深基坑加固工程中开始采用喷锚支护技术，近10年来，该技术在城市深基坑加固领域的应用得到了迅猛发展，并取得了显著的社会效益和经济效益。但是，由于锚索的大量采用，导致城市地下埋置的锚索也越来越多，另

15、外，这些锚索往往延伸到红线以外，为临近地下空间的后续开发留下了严重隐患，造成了这部分地下空间开发时的困难和建设费用的显著增加，同时也对地下空间造成了严重污染。随着人们对地下空间产权意识的日益增强，目前国内不少大中型城市在锚索施工中的红线问题日益突出。因此，研究开发可回收式预应力锚索，对使锚索加固这项先进技术更好地服务于工程建设并有效解决其在工程使用中存在的问题具有重要意义。 本项目通过试验研究，取得了如下成果：(1) 研制了多级压力分散型可回收式锚索。试验表明，该锚索结构合理、受力性能好、锚固可靠、承载力高、回收力小。与国内外使用的聚脂纤维复合材料的承载体相比，研制的承压板、钢筋笼承载体结构合

16、理、成本低廉，便于推广应用。(2) 研制的压力型可回收式预应力锚杆属国内首创。该锚杆结构简单、受力性能好、锚固性能可靠、承载力高、易于回收。(3) 开发研制了压力分散型可回收锚索专用弯筋机。研制的弯筋机具有体积小、性能好、结构合理、使用方便、对无粘结钢绞线没有损伤等特点。 (4) 对压力分散型可回收预应力锚索和压力型可回收式预应力锚杆的锚固段应力应变分布情况进行了观测，得到了土层中锚索应力应变随荷载变化即分布范围和分布规律。该成果为压力分散型锚索的锚固设计提供了重要依据。(5 ) 在工程实践经验的基础上，结合项目试验研究，提出了预应力锚索和压力型可回收式预应力锚杆的制作、施工工艺和设计计算方法。 国内自从1994