CN103122633A - 电熔式压力型可回收锚杆技术 - Google Patents

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电熔式压力型可回收锚杆技术是一种应用于城市基坑支护中的新型可回收锚杆技术。基本实施步骤如下：1）基坑开挖后，在相应的平台钻进成孔；2）电熔式压力型可回收锚杆制作、安装；3）锚杆安放；4）通过预埋注浆管进行注浆、固结、预应力张拉锁定；5）锚杆完成使用周期后，锚杆杆材通过电熔模式进行回收。其优点为：改变了锚杆杆体材料与压力型端承板的连结形式，较大程度的提高了锚杆的抗拔力；通过低熔点金属材料的特性很容易解除锚固体系中杆材与端板的连接，能够非常安全的实现锚杆杆材的回收；通过导电溶解这种模式回收锚杆对城市基坑周边环境无污染；通过以上几种方式能够安全、高效、无污染的实现对锚杆杆体材料回收。

Description

电熔式压力型可回收锚杆技术
技术领域
本发明涉及工程技术领域，具体的说是一种新型可回收锚杆技术。
背景技术
随着城市地下空间利用的进一步发展，锚杆技术的使用受到规划用地红线的限制，可拆卸回收式锚杆成为了锚杆技术新的发展方向。目前，传统的可回收锚杆技术存在较多问题：1）机械式可回收锚杆技术，机械联结器承受力有限，导致锚杆提供的锚固力有限；2）化学式可回收锚杆技术，回收不充分导致部分锚杆残留在土体中，而且该项技术采用的化学物对基坑周边环境产生污染；3）力学式可回收锚杆技术，锚杆回收过程中杆材突然断裂容易产生安全事故。
发明内容
本发明的目的是研发一种能够解决安全问题、周围环境污染问题、锚杆抗拔力不足问题的电熔式压力型可回收锚杆技术。
本发明电熔式压力型可回收锚杆技术，实施步骤如下：
1）钻进成孔：在基坑侧壁钻进成孔（复杂地层采用跟管技术），达到设计孔深后，取出钻杆，撤离钻机，孔径、孔深按照设计要求执行；
2）制作和安装电熔式可回收锚杆；
3）锚杆安放：将制作好的电熔式压力型可回收锚杆安放到钻孔中，并拔出跟进套管；
4）注浆、张拉、锁定：开动注浆泵，通过预埋的注浆管将调制好的浆液按照设计压力、流速、流量向锚固段注浆,浆液达到龄期28d后进行张拉、锁定；
5）锚杆完成使用周期后，锚杆杆材通过电熔模式进行回收。
所述的步骤2）中的制作和安装电熔式可回收锚杆的过程如下：首先选取钢绞线1，其次将钢绞线1套入低熔点合金夹片（JA）3中，最后将套有低熔点合金夹片（JA）的钢绞线1插进采用Q235钢板制作的端承板2内且将合金夹片厚度大的一端放入锚孔底方向4和厚度小的一端放入锚孔口方向5。
所述的钢绞线1可为工程上所允许的任何尺寸，最佳尺寸为15.24mm。
所述的低熔点合金不局限于下面所述的成分，只要能在2-10分钟内通电融化的任何成分的低熔点合金均可。
所述的低熔点合金夹片（JA）3材料的合金成分为：50％Bi、26.7％Pb、13.3％Sn、50％Cd，比重9.44g/cm3、抗拉强度4.2kg/mm2、硬度9.2HB、熔点70℃，合金夹片由三片锁牙组合成带通孔的圆锥台，夹片外侧底部有一圈卡槽，卡槽内设有卡簧，卡簧将三片锁牙固定为一个整体。
所述的锚杆杆材是经过隔离处理的，其处理方式为：在直径为15.24mm的钢绞线1的外部套入内径为15.00mm左右的PVC套管6。
所述的步骤5）中的锚杆杆材通过电熔模式进行回收的过程如下：首先拆除锚杆顶端的锁定装置；其次安装锚杆拔出装置；最后进行通电熔解模式回收锚杆，并完成所有锚杆电熔模式回收。
所述的通电熔解模式回收锚杆是通过锚杆端部两根钢绞线与外接电源进行通电连接，并形成一个通电闭合回路，通电2分钟左右Jewelite-A夹片达到熔点后熔化，锚杆杆材与端承板连接脱离，断开电源后钢绞线可以在较小的作用下高效拔出。
本发明电熔式压力型可回收锚杆技术优点：改变了锚杆杆体材料与压力型端承板的连结形式，较大程度的提高了锚杆的抗拔力；通过低熔点金属材料的特性很容易解除锚固体系中杆材与端板的连接，能够非常安全的实现锚杆杆材的回收；通过导电溶解这种模式回收锚杆对城市基坑周边环境无污染；通过以上几种方式能够安全、高效、无污染的实现对锚杆杆体材料简单完全回收。
附图说明
图1-A为端承板加工的断面结构示意图；
图1-B为端承板加工的剖面结构示意图；
图2为低熔点合金夹片（JA）的形状结构示意图；
图3为锚杆杆材与端板的连接方式的结构示意图；
图4为锚杆杆材隔离处理的结构示意图；
图5为电熔式可回收锚杆安装流程过程的示意图；
图6-A为通电熔解模式回收锚杆前的示意图；
图6-B为通电熔解模式回收锚杆后的示意图；
图7 为电熔式压力型可回收锚杆构造图；
图8-A为A-A端承段剖面图；
图8-B为B-B自由段剖面图。
具体实施方法
一种电熔式压力型可回收锚杆技术，步骤如下：
1）钻进成孔：在基坑侧壁钻进成孔（复杂地层采用跟管技术），达到设计孔深后，取出钻杆，撤离钻机，孔径、孔深按照设计要求执行；
2）制作和安装电熔式可回收锚杆；
3）锚杆安放：将制作好的电熔式压力型可回收锚杆安放到钻孔中，并拔出跟进套管；
4）注浆、张拉、锁定：开动注浆泵，通过预埋的注浆管将调制好的浆液按照设计压力、流速、流量向锚固段注浆。浆液达到龄期后，根据设计或相关规范要求进行张拉、锁定；
5）锚杆完成使用周期后，锚杆杆材通过电熔模式进行回收。
根据图1、图3和图5所示，所述的步骤2）中的制作和安装电熔式可回收锚杆的过程如下：首先选取直径为15.24mm的钢绞线1，其次将钢绞线1套入低熔点合金夹片（JA）3中，最后将套有低熔点合金夹片（JA）的钢绞线1插进采用Q235钢板制作的端承板2内且将合金夹片厚度大的一端放入锚孔底方向4和厚度小的一端放入锚孔口方向5。
根据图2所示，所述的低熔点合金夹片（JA）3材料的合金成分为：50％Bi、26.7％Pb、13.3％Sn、50％Cd，比重9.44g/cm3、抗拉强度4.2kg/mm2、硬度9.2HB、熔点70℃；合金夹片由三片锁牙组合成带通孔的圆锥台，夹片外侧底部有一圈卡槽，卡槽内设有卡簧，卡簧将三片锁牙固定为一个整体；图中所示的D的尺寸为20mm和d的尺寸为15mm。
根据图4所示，所述的锚杆杆材是经过隔离处理的，其处理方式为在直径为15.24mm的钢绞线1的外部套入内径为15.00mm左右的PVC套管6。
根据图6所示，所述的步骤5）中的锚杆杆材通过电熔模式进行回收的过程如下：首先拆除锚杆顶端的锁定装置；其次安装锚杆拔出装置；最后进行通电熔解模式回收锚杆，并完成所有锚杆电熔模式回收。具体是这样完成的：锚头将锚索卡住，阻止锚索发生滑动，同时锚索将拉力传递至锚头，锚墩7再将锚头所承拉的拉力传递至土体或岩体上；架线环8的作用在于将多根锚索分离开来，让锚索与浆体接触更充分，这样最大效力的发挥锚索与注浆体之粘结力。
所述的通电熔解模式回收锚杆是通过锚杆端部两根钢绞线与外接电源进行通电连接，并形成一个通电闭合回路，通电2分钟左右Jewelite-A夹片达到熔点后熔化，锚杆杆材与端承板连接脱离，断开电源后钢绞线可以在较小的作用下高效拔出。
实践案例：
电熔式压力型可回收锚杆技术，其步骤如下：
成孔：使用YG-60锚杆钻机，采用跟管钻进工艺成孔，钻孔达到设计孔深12m后，取出钻杆，撤离钻机。
根据图7所示，锚杆制作：锚杆采用2束fptk=1860MPa的高强度低松弛无粘结钢绞线，锚杆杆体总长度为13.0m。首先通过J-A合金夹片将钢绞线与端板进行连接，然后采用PVC软管将端板以外的钢绞线进行包裹隔离。
锚杆安放：将制作好的电熔可回收压力性锚杆安放到钻孔中，并拔出跟进套管。
根据图8所示，注浆、张拉、锁定：开动注浆泵，通过预埋的注浆管将调制好的浆液按照设计压力、流速、流量向锚固段注浆。浆液达到龄期后，根据设计或相关规范要求进行张拉、锁定。
拆除回收：将电源接通锚头上的两根钢绞线2min时，低熔点合金熔解使得锚杆与端板连接脱离，断电后再采用DYG型千斤顶将钢绞线拔出。

Claims (6)

1.一种电熔式压力型可回收锚杆技术，其特征在于：实施步骤如下：
1）钻进成孔：在基坑侧壁钻进成孔，如遇复杂地层采用跟管技术，达到设计孔深后，取出钻杆，撤离钻机，孔径、孔深按照设计要求执行；
2）制作和安装电熔式可回收锚杆；
3）锚杆安放：将制作好的电熔式压力型可回收锚杆安放到钻孔中，并拔出跟进套管；
4）注浆、张拉、锁定：开动注浆泵，通过预埋的注浆管将调制好的浆液按照设计压力、流速、流量向锚固段注浆，浆液达到龄期后，根据设计或相关规范要求进行张拉、锁定；
5）锚杆完成使用周期后，锚杆杆材通过电熔模式进行回收。
2.根据权利要求书1所述电熔式压力型可回收锚杆技术，其特征在于：所述的步骤2）中的制作和安装电熔式可回收锚杆的过程如下：首先选取钢绞线（1），其次将钢绞线（1）套入低熔点合金夹片（JA）（3）中，最后将套有低熔点合金夹片（JA）的钢绞线（1）插进采用Q235钢板制作的端承板（2）内且将合金夹片厚度大的一端放入锚孔底方向（4）和厚度小的一端放入锚孔口方向（5）。
3. 根据权利要求书1电熔式压力型可回收锚杆技术，其特征在于：所述的锚杆杆材是经过隔离处理的，其处理方式为在直径为15.24mm的钢绞线（1）的外部套入内径为15.00mm左右的PVC套管（6）。
4. 根据权利要求书1电熔式压力型可回收锚杆技术，其特征在于：所述的步骤5）中的锚杆杆材通过电熔模式进行回收的过程如下：首先拆除锚杆顶端的锁定装置；其次安装锚杆拔出装置；最后进行通电熔解模式回收锚杆，并完成所有锚杆电熔模式回收。
5. 根据权利要求书2所述电熔式压力型可回收锚杆技术，其特征在于：所述的低熔点合金夹片（JA）（3）材料的合金成分为：50％Bi、26.7％Pb、13.3％Sn、50％Cd，比重9.44g/cm3、抗拉强度4.2kg/mm2、硬度9.2HB、熔点70℃；所述的合金夹片由三片锁牙组合成带通孔的圆锥台，夹片外侧底部有一圈卡槽，卡槽内设有卡簧，卡簧将三片锁牙固定为一个整体。
6. 根据权利要求书5电熔式压力型可回收锚杆技术，其特征在于：所述的通电熔解模式回收锚杆是通过锚杆端部两根钢绞线与外接电源进行通电连接，并形成一个通电闭合回路，通电2分钟左右Jewelite-A夹片达到熔点后熔化，锚杆杆材与端承板连接脱离，断开电源后钢绞线可以在较小的作用下高效拔出。
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