U型可回收锚索现场试验研究

1、U型可回收锚索现场试验研究U型可回收锚索现场试验讨论2945202119-0063-04Abstract： The rationality of the structure and the ultimate load capacity， as well as the recycle-ability of the strands mounted in the ground are verified through the recycle test of the U-shaped ground anchor cable relying on the existing slope support p

2、roject. During the strand recycling， the U-shaped strand by passing the semi-circular load bearing bracket can be drawn out from one side by using an individual strand jack and a winch， the drawing force is not greater than the tension force.The high recycling efficiency can be achieved with light a

3、nd simple equipment. The application of U-shaped recyclable anchor cable in temporary support engineering has a positive effect on reducing urban underground pollution， the development and utilization of underground space and the sustainable urban development.Keywords： U-shaped recoverable anchor ca

4、ble; field test; recyclability1 概述随着我国岩土工程技术的快速进展，预应力锚索的应用越来越广泛。传统预应力锚索作为永久结构的一部分，无需进行回收，而对于城市建设中的一些临时支护用锚索，在完成支护任务后，假如不进行回收，钢绞线永久埋于地下，简单造成地下环境的污染及地下空间的占用，从长期考虑，既不利于城市规划，也不满足可持续进展要求1。为了实现资源回收利用，国内外众多科研院所、施工单位针对可回收锚索方案进行了大量研发，包括张鑫鑫2等对国内外可回收锚索的种类进行了汇总，并总结了当前可回收锚索所存在的问题。盛宏光3等对多种可回收锚索杆进行了现场试验，讨论分析其结构、锚固

5、性能、回收性能的合理性。柳州欧维姆机械股份有限公司始终致力于预应力产品的研发与应用，依据市场需要开发了一种U型可回收式锚索，为了检验锚索结构的合理性及锚索回收工艺的可行性，依托边坡支护工程，开展了现场试验讨论，在验证U型可回收锚索的可回收性的同时，为产品结构优化和施工工艺改良提供根据。2 工程概况锚索试验地点位于广西乐百高速公路某标段边坡坡脚处，边坡高度约为40米，坡面长度约为120米。坡体岩性为强风化泥岩，支护设计为三级边坡，支护方式为锚杆隔梁+挡土墙。3 现场试验3.1 试验锚索结构依据工程项目要求，试验用锚索为6孔U型可回收锚索，每根锚索由3根公称直径为15.2mm，公称抗拉强度为186

6、0MPa的PE护套无粘结光面钢绞线、承载体、隔离架、锚具等多个部件组成见图2。其中3根钢绞线分别绕过三个独立的半圆形承载体形成U形结构，相隔60度分布，沿长度方向分三级布置，每级钢绞线长度分别为29m、32m、35m，承载体间距为3m。3.2 锚索施工工艺1制索：在工厂内依据锚索设计长度及张拉设备等计算下料长度，接受砂轮切割机下料，并按设计要求剥除张拉段钢绞线的PE护套，去除钢绞线外表油脂，然后按装配顺序将钢绞线与其他部件进行组装。组装并包装好后发送至项目现场，锚索编号1mm，孔深为33m，锚孔倾角为15°，钻孔深度由现场进行确认，成孔到达设计深度后，利用钻机高压风反复吹洗孔洞，将孔

7、内的粉尘或泥水清理洁净，并去除孔外四周杂物。3锚索安装：在锚索放入锚孔之前，检查锚索外包装是否完好，撤除包装后，对锚索进行认真检查，核对锚索编号，确保锚索组装满足设计要求，锚索长度与设计要求相符，组成錨索的无钻结钢绞线应无明显弯曲、扭转现象，钢绞线的防护介质无损伤，如有损伤，按要求进行修复。锚索检查合格，将锚索插入孔内至设计要求深度，锚索安放后，不得随便提拔。4注浆：注浆作业在三根试验锚索按设计要求安装就位后马上进行，锚索接受纯水泥浆灌注，配制浆体按水灰比0.45操纵，将浆液搅拌匀称，然后按1.6MPa，为了监测锚索中浆体的抗压强度，分别在锚索灌注前后各制作一组试块共6块。 5锚具安装：锚具安

8、装与钢支座密贴对中，锚具中轴线与锚索中轴线一致。6锚索张拉：接受与锚索张拉力配套的千斤顶和油泵，并对张拉设备千斤顶和张拉用油表进行配套标定，在试块测试强度到达设计要求强度40MPa后，对锚索进行张拉，张拉接受分级循环加载，通过对锚索逐级加载、卸载，循环逐步分级增加荷载。在整个张拉过程中，张拉速度操纵在100MPa/min 左右，张拉加载等级和观测时间见表1。7锚索钢绞线回收：锚索卸载后，用YDC240Q千斤顶对U形钢绞线的一端施加拉拔力，将钢绞线依次拔出，并进行记录钢绞线回收时的最大拉拔力。4 试验结果与分析4.1 锚索张拉力操纵为了验证不同张拉力对锚索钢绞线回收难易的影响，对三根锚索接受了不

9、同的张拉力操纵，114kN和1170kN。锚索试验记录见表2，锚索张拉荷载-位移曲线见图3。从分析记录表中各级张拉加载和卸载时钢绞线伸长量数据可以看出：1同一循环中，在卸载时，钢绞线不能回到加载时的状态，随着加载循环中最大力的增加，钢绞线的相对伸长剩余量越大，说明加载时钢绞线的伸长量中存在肯定的塑性伸长，这是因为受锚索钻孔直径的限制，U型锚索中的钢绞线在U型承载体处的弯曲半径小，钢绞线受拉時，在承载体处的钢绞线存在较大的弯曲应力而导致的。2张拉力在钢绞线公称破断力的60%含60%之前，卸载时钢绞线伸长量中的剩余塑性变形相对比较小，当最大张拉力大于60%时，卸载时钢绞线伸长量中的剩余塑性变形显著

10、增加。315MPa，锚索长度按三级长度中的最小长度29m减去张拉夹持位0.5m，取28.5m134.5mm偏小一些，缘由是三根U形钢绞线的长度不一样，而整体张拉时的伸长量是相等的，所以每根钢根绞线的受力一样，即三根钢绞线之间存在互相制约，锚索的整体张拉伸长量比理论计算值偏小是合理的。4.2 锚索回收拉力在现场试验中，锚索中钢绞线的回收接受了千斤顶、卷扬机和手拉葫芦等多种方式相结合的方法。通过试验观看，U型锚索中钢绞线在拉拔过程中，因千斤顶具有出力平稳的优级点，在钢绞线另一端通过U型锚索承载体之前，接受千斤顶拉拔更有优势，在钢绞线另一端完全通过U型锚索承载体之后，受到的阻力明显降低，换用卷扬机或

11、手拉葫芦，可大大提高回收效率。U形可回收锚索的回收拉力见表3。从表3数据可以看出，锚索的张拉力大小对钢绞线回收时的拉拔力几乎没有影响;在同一锚索中，最长钢绞线在回收时的拉拔力明显大于另两根钢绞线。在回收过程中，钢绞线拔出后，后半段呈螺旋形，缘由为后半段钢绞线在通过承载体时产生塑性变形导致。5 结论通过此次现场试验，对此U型可回收锚索可得出如下结论：1U型可回收锚索，最大张拉力到达钢绞线公称破断力的75%1170kN时，锚索钢绞线未出现破断失效。证明U型锚索的承载能力满足地锚结构设计承载力要求。2试验中U型可回收锚索钢绞线回收顺利，证明锚索基本结构设计合理。3不考虑张拉垫墩下的土地的压缩，在循环加载过程中，锚索随着试验荷载的增大，位移增大，且随着张拉加荷循环级数增加，相同荷载状况下，本级循环位移量要高于上一级循环时位移量，说明锚索中钢绞线以弹性变形为主，伴随塑性变形进展。4锚索中钢绞线接受整体张拉时的实测伸长量小于理论计算值，这主要是锚索中三根U形回转的钢绞线之间的互相制约造成的。5U型可回收锚索中钢绞线接受单根拉拔的方式回收，胜利率为100%，回收工艺简洁可行。6锚索的张拉力大小对钢绞线回收时的拉拔力几乎没有影响;在同一锚索中，最长钢绞线在回收时的拉拔力明显大于另两根钢绞线。7锚索钢绞线回收可接受单根张拉千斤顶、卷扬机、手拉葫