可回收錨索施工資料岱宗機(jī)電科技

1、可回收預(yù)應(yīng)力錨索施工技術(shù)研究摘要:通過(guò)鄭州地鐵某深基坑工程施工實(shí)例,介紹可回收錨索在工程施工中的應(yīng)用,地下建筑工程使用可回收錨索,可大幅降低工程成本,提高施工速度,并減少施工中遺留錨索造成地下環(huán)境污染等現(xiàn)象,值得推廣應(yīng)用。關(guān)鍵詞:錨索;回收;應(yīng)用;環(huán)境前 言本實(shí)用新型涉及一種可回收錨索裝置，主要用于煤礦、深基坑、護(hù)坡等臨時(shí)支護(hù)的錨索回收，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、安全、經(jīng)濟(jì)、方便回收鋼絞線。 臨時(shí)錨索支護(hù)，鋼絞線留在地下，造成嚴(yán)重的地下污染，占用了大量地下空間，形成地下垃圾，并且留下的鋼絞線成為后續(xù)工程施工的地下障礙物，為后續(xù)工程留下了嚴(yán)重隱患，嚴(yán)重影響將來(lái)地下空間開(kāi)發(fā)及工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。回收錨索減少地下

2、建筑垃圾是一個(gè)基建和環(huán)保的重要課題，已經(jīng)在全社會(huì)形成共識(shí)，歐美等西方發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)早已限制使用普通錨索。我國(guó)仍然采用普通錨索技術(shù)，遠(yuǎn)落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，到目前為止，我國(guó)雖然已研究出個(gè)別可回收錨索技術(shù)，由于技術(shù)不先進(jìn)、操作困難，都未能實(shí)際應(yīng)用，這不利于我國(guó)的工程建設(shè)的又好又快發(fā)展。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的潛心研究、試驗(yàn)，我們開(kāi)發(fā)了可回收錨索鎖頭。 可回收錨索鎖頭由導(dǎo)向罩（1）、鎖片(2）、O型密封圈（3）、扇形卡片總成（4）、外筒（5）、銷軸總成（6）、固定鋼管（7）等組成。其回收原理是把銷軸總成（6）抽出后,機(jī)械結(jié)構(gòu)松散,從而分別抽出3根鋼絞線?；厥斟^索的施工步驟為:鉆孔注入水泥漿插入錨索體凝固張拉錨固回

3、收?；厥諘r(shí)，用專用設(shè)備，加大約1.5噸的拉力把銷軸總成（6）的鋼絲繩抽出，而后用大約610噸的力分別抽出3根鋼絞線，從而完成錨索的回收。 采用本可回收錨索裝置進(jìn)行基坑支護(hù)時(shí)，在基坑使用功能完成后可以輕易實(shí)現(xiàn)錨索的回收，從而不會(huì)造成工程臨近地下空間的污染以及后續(xù)開(kāi)發(fā)的障礙，達(dá)到保護(hù)環(huán)境作用，回收的錨索還可重復(fù)使用，降低造價(jià)。本可回收錨索裝置的使用不會(huì)使水泥體破碎，便于鋼絞線的回收。本可回收錨索裝置技術(shù)比國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的可回收錨索技術(shù)具有顯著的優(yōu)越性，環(huán)保意義巨大，推廣應(yīng)用，將使我國(guó)在該領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。本可回收式錨索技術(shù),具有安全快速、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易回收、回收率高,能充分利用資源,高效環(huán)保等

4、優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)了早期可回收錨索的不足?？苫厥斟^索鎖頭結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)附圖可回收錨索鎖頭結(jié)構(gòu)圖可回收錨索現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)驗(yàn)1、地點(diǎn)：鄭州鄭東新站地鐵5號(hào)線預(yù)留站2、時(shí)間：2012年5月31日至6月3日3、施工實(shí)驗(yàn)人員：山東泰安岱宗機(jī)電科技開(kāi)發(fā)有限公司5名技術(shù)人員，鐵十一局現(xiàn)場(chǎng)管理人員，鐵四院相關(guān)設(shè)計(jì)人員等。4、地質(zhì)條件：粉土層，粉細(xì)砂層5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：深基坑支護(hù)，樁間錨索施工，成孔直徑130mm，錨索有效長(zhǎng)度1500mm，3束15.24鋼絞線，注漿0.450.55的純水泥漿。該工程屬于樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。6、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：250型注漿泵，150型全液壓錨索鉆機(jī)，120型攪拌機(jī)，穿心千斤頂?shù)仍O(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員：鉆機(jī)工1名，鉆機(jī)

5、輔助工2名，注漿人員2名，錨索制作人員2名，鎖定張拉人員2名，技術(shù)人員1名，管理人員1名。三束可回收錨索實(shí)驗(yàn)參數(shù)表編號(hào)成孔直徑（mm）有效長(zhǎng)度（mm）注漿量（L）拔銷拉力（噸）單根鋼絞線拔出力（噸）人工拔取鋼絞線時(shí)間113015008211.86.910：10-11：21213015008342.69.314：06-15：15313015008061.58.415：37-16：48注：1、錨索成孔直徑130mm；2、錨索抗拔力設(shè)計(jì)值：3040噸；3、拔銷拉力3噸；4、單根鋼絞線拔出力：610噸(瞬間分離拉力，隨后人工拔出)；5、錨索回收率：100%；6、可回收錨索單孔設(shè)計(jì)長(zhǎng)度35m。一、可回收

6、錨索施工工藝： 可回收鋼絞線桿體制作。 鉆孔與擴(kuò)孔：采用深圳鉅聯(lián)錨桿技術(shù)有限公司專利技術(shù)、設(shè)備。 桿體安放：將綁扎好的鋼絞線錨桿桿體從套管內(nèi)貫入錨孔設(shè)計(jì)深度內(nèi)，啟動(dòng)合頁(yè)式承壓板內(nèi)的彈開(kāi)裝置，利用鋼絞線自身的彈力彈開(kāi)合頁(yè)式承壓板。 注漿置換：取出套管，將水灰比不大于0.55 的純水泥漿液注到擴(kuò)大頭的底部，將原來(lái)擴(kuò)孔的混合漿液置換出來(lái)。 張拉鎖定：注漿體養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，將錨桿張拉鎖定。鎖定前應(yīng)對(duì)每個(gè)錨桿進(jìn)行張拉，張拉值應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值的1.051.1 倍，以檢驗(yàn)錨桿的抗拔力。二、可回收錨索施工工藝流程圖：圖2 可回收錨索施工工藝流程圖三、錨索回收設(shè)備及安裝如圖所示四、可回收錨索的回收施工要點(diǎn)： 可回收

7、錨索能否按預(yù)期目標(biāo)順利完成,在整改施工過(guò)程中,其主要技術(shù)要點(diǎn)有以下方面: 在錨索施工中,鉆孔后的孔洞清洗須注意,確保孔內(nèi)不能存在泥漿,特別在泥土中的施工。 回填注漿施工是關(guān)鍵工序,主要是水泥漿液絕不能漏入錨索保護(hù)套內(nèi),否則會(huì)造成錨索固結(jié),影響錨索的順利回收。 錨索施工后必須采取嚴(yán)格的保護(hù)措施,否則會(huì)影響錨索的回收及其重復(fù)利用。 根據(jù)錨索設(shè)計(jì)使用的束數(shù),其錨頭墊塊、錨頭、回收夾具與穿心式油壓千斤頂必須相互配套。 錨索夾片在設(shè)計(jì)上須考慮回收時(shí)的拔出施工要求,即在端部須留有凹槽及回收使用的鎖件。五、現(xiàn)場(chǎng)施工照片：可回收錨索相關(guān)知識(shí)一、基坑支護(hù)工程中錨索應(yīng)用深基坑支護(hù)工程，對(duì)于受彎式支護(hù)結(jié)構(gòu)（樁墻式支

8、護(hù)），當(dāng)采用懸臂支護(hù)形式無(wú)法滿足承載力和變形要求時(shí)，需要增加水平支點(diǎn)，有內(nèi)支撐和錨桿（索）兩種方式可選擇。采用內(nèi)支撐形式可以有效約束樁(墻)的水平變形，但是影響地下主體結(jié)構(gòu)的施工，施工工期較長(zhǎng)，成本較高。而且內(nèi)支撐拆撐繁瑣，進(jìn)一步增加工期，拆撐振動(dòng)對(duì)周邊環(huán)境也有一定的影響；采用錨桿（索）作為水平支點(diǎn)，可以克服內(nèi)支撐形式的不足。錨桿（索）技術(shù)可與樁、墻、梁柱網(wǎng)格等結(jié)合使用，在寬度較大的基坑中，支護(hù)結(jié)構(gòu)采用錨桿（索）與內(nèi)支撐相比，經(jīng)濟(jì)性更好，并且可為土方機(jī)械化施工及地下室建造提供寬敞無(wú)阻的工作面，大大加快工程建設(shè)速度。但是非回收錨桿（索）在施工結(jié)束后鋼絞線或鋼筋遺留在周邊的地下空間內(nèi)，給后期周邊地

9、下工程的施工造成不利影響。而采用可回收錨桿（索），在地下結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后回收鋼絞線，可以減少周邊地下空間的遺留物，不影響周邊地塊的后期開(kāi)發(fā)利用。二、可回收錨桿介紹目前可回收錨桿（索）基本上可分為三類。第一類：拆錨型?？煞譃槁菟ㄊ胶湾^具松落式兩種。前者是將錨固端做成螺栓式的。桿體常為剛性桿體，回收時(shí)利用特制的工具或者桿體本身旋轉(zhuǎn)，使錨固螺母和桿體分離，從而將桿體回收。該種方式對(duì)設(shè)備要求較高，孔徑一般較大，在巖層或煤層中應(yīng)用較多。后者是采取一定的措施，使錨固端的錨具夾片松動(dòng)脫落，從而將鋼絞線拔出。第二類：強(qiáng)拉失效型，又稱定閾型。錨固端設(shè)置有具有一定閾值的錨固節(jié)點(diǎn)和端板，采用擠壓套或脹殼以及其它破斷方

10、式。鋼絞線與注漿錨固體之間無(wú)粘結(jié)。鋼絞線回收時(shí)，通過(guò)施加超過(guò)鋼絞線設(shè)計(jì)抗拔力一定限值的拉力，將錨固節(jié)點(diǎn)中的擠壓套張拉失效后將鋼絞線強(qiáng)行拉出。該種方式錨桿承載力的提高和回收拉力的降低是矛盾的。承載力越高，鋼絞線回收所需的拉力更高。并且如果工作狀況錨桿的拉力超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，錨桿失效的可能性較大。第三類：回轉(zhuǎn)型（又稱U 型）。它是采用無(wú)粘結(jié)鋼絞線在錨桿根部U 型回轉(zhuǎn)，并在回轉(zhuǎn)部設(shè)置專門的承載體構(gòu)成。其工作原理是：在鋼絞線回收時(shí)放松張拉端，拉動(dòng)單根鋼絞線的一頭，將鋼絞線從錨桿錨固體內(nèi)中拉出。三、錨索的發(fā)展歷程 錨索加固技術(shù)最早在1933年由阿爾及利亞的工程師成功應(yīng)用在水電工程的壩體加固中,此后得到了迅速

11、發(fā)展,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)錨索加固技術(shù)始于1964年在梅山水庫(kù)右岸壩基加固中的應(yīng)用,從70年代開(kāi)始該技術(shù)在國(guó)防、水電、礦山等領(lǐng)域內(nèi)逐步開(kāi)始使用。80年代以來(lái),錨索加固技術(shù)大量用于工程,并在試驗(yàn)設(shè)備和施工工藝等研究方面取得了較大的進(jìn)展。 錨索加固支護(hù)是建筑基坑的一種重要支護(hù)方式,多用于安全等級(jí)要求較高或工程規(guī)模較大的基坑工程,常常不回收,造成嚴(yán)重的地下污染,并且留下的鋼絞線成為后續(xù)工程施工的地下障礙物。因此,我國(guó)眾多的科研院所和施工單位對(duì)此做了不少研究開(kāi)發(fā)有關(guān)回收錨桿(索)的工作,并取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。如原冶金部建筑研究總院主持研制的U形回收式錨桿;陜西華煤巖土工程技術(shù)有

12、限公司研制生產(chǎn)的金屬可回收錨桿;四川華鎣山廣能集團(tuán)綠水洞煤礦的“雙錨頭”可回收錨桿;北京市第三城市建設(shè)工程公司的握線式可回收錨桿等。這些錨桿可直接節(jié)省支護(hù)材料及費(fèi)用,推動(dòng)了回收式錨桿(索)在我國(guó)的研發(fā)和應(yīng)用,創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、安全效益。錨索技術(shù)的出現(xiàn)是巖土工程技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑,可回收錨索技術(shù)是在原錨索技術(shù)基礎(chǔ)上的一大進(jìn)步。本文介紹的可回收式錨索技術(shù),具有安全快速、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易回收、回收率高,被回收的鋼絞線能重復(fù)使用,能充分利用資源,高效環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),彌補(bǔ)了早期可回收錨桿(索)的不足。四、可回收錨索的構(gòu)造與參數(shù) 可回收錨索屬于壓力型錨索,其構(gòu)造與普通錨索基本相同,分為錨固段、張

13、拉段和錨頭三部分,其回收原理是把回收關(guān)鍵錨索抽出后,在固定座的中心處產(chǎn)生空隙,使其它鋼絞線可拔出回收,這也是與普通錨索最大的區(qū)別。可回收錨索(4束錨索)構(gòu)造如圖1?？苫厥斟^索的鋼絞線可分成36束,各束以圓心為對(duì)稱點(diǎn)均勻分布,其錨固段長(zhǎng)度約為2.5m,比傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力錨索的錨固段長(zhǎng)度減小約4倍,錨索根據(jù)工程設(shè)計(jì)計(jì)算需要可選擇f 12.74f 15.27,根據(jù)其截面面積的不同,其容許荷載為357.61017.3kN,鉆孔孔徑為150mm。鋼絞線回收后可重復(fù)用于下一工程。五、可回收錨索特點(diǎn) 可回收錨索的施工步驟為:鉆孔插入錨索體注入水泥漿張拉錨固。其施工吸取了其它錨索的技術(shù)優(yōu)點(diǎn),結(jié)構(gòu)合理可靠,施工簡(jiǎn)便。

14、鋼絞線在承載體端部處于壓接狀態(tài),在套管內(nèi)處于自由狀態(tài)。錨固段水泥漿體內(nèi)的壓應(yīng)變峰值出現(xiàn)在臨近承載體處,隨著離承載體距離的增大,壓應(yīng)變值急劇衰減,其分布區(qū)間約在2.5m范圍內(nèi),因此其錨固長(zhǎng)度短于普通型錨索。使用專用千斤頂回收鋼絞線,安全快速、工人勞動(dòng)強(qiáng)度低、易回收、回收率高,被回收的鋼絞線能重復(fù)使用23次,因此能充分利用資源,具有高效環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。六、 在地鐵工程中的應(yīng)用自上世紀(jì)90年代初期以來(lái)，我國(guó)在城市深基坑加固工程中開(kāi)始采用噴錨支護(hù)技術(shù)，近10年來(lái)，該技術(shù)在城市深基坑加固領(lǐng)域的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展，并取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是，由于錨索的大量采用，導(dǎo)致城市地下埋置的錨索也越來(lái)越多，另

15、外，這些錨索往往延伸到紅線以外，為臨近地下空間的后續(xù)開(kāi)發(fā)留下了嚴(yán)重隱患，造成了這部分地下空間開(kāi)發(fā)時(shí)的困難和建設(shè)費(fèi)用的顯著增加，同時(shí)也對(duì)地下空間造成了嚴(yán)重污染。隨著人們對(duì)地下空間產(chǎn)權(quán)意識(shí)的日益增強(qiáng)，目前國(guó)內(nèi)不少大中型城市在錨索施工中的紅線問(wèn)題日益突出。因此，研究開(kāi)發(fā)可回收式預(yù)應(yīng)力錨索，對(duì)使錨索加固這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)更好地服務(wù)于工程建設(shè)并有效解決其在工程使用中存在的問(wèn)題具有重要意義。 本項(xiàng)目通過(guò)試驗(yàn)研究，取得了如下成果：(1) 研制了多級(jí)壓力分散型可回收式錨索。試驗(yàn)表明，該錨索結(jié)構(gòu)合理、受力性能好、錨固可靠、承載力高、回收力小。與國(guó)內(nèi)外使用的聚脂纖維復(fù)合材料的承載體相比，研制的承壓板、鋼筋籠承載體結(jié)構(gòu)合

16、理、成本低廉，便于推廣應(yīng)用。(2) 研制的壓力型可回收式預(yù)應(yīng)力錨桿屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。該錨桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力性能好、錨固性能可靠、承載力高、易于回收。(3) 開(kāi)發(fā)研制了壓力分散型可回收錨索專用彎筋機(jī)。研制的彎筋機(jī)具有體積小、性能好、結(jié)構(gòu)合理、使用方便、對(duì)無(wú)粘結(jié)鋼絞線沒(méi)有損傷等特點(diǎn)。 (4) 對(duì)壓力分散型可回收預(yù)應(yīng)力錨索和壓力型可回收式預(yù)應(yīng)力錨桿的錨固段應(yīng)力應(yīng)變分布情況進(jìn)行了觀測(cè)，得到了土層中錨索應(yīng)力應(yīng)變隨荷載變化即分布范圍和分布規(guī)律。該成果為壓力分散型錨索的錨固設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。(5 ) 在工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目試驗(yàn)研究，提出了預(yù)應(yīng)力錨索和壓力型可回收式預(yù)應(yīng)力錨桿的制作、施工工藝和設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 國(guó)內(nèi)自從1994