CN103397633A - 一种自钻式rca可回收锚杆及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及岩土工程锚固领域中的一种自钻式RCA可回收锚杆及其施工方法，该锚杆包括中空钻杆(1)、热熔性传力带(2)、高压喷嘴(3)、高压旋喷桩锚固体(4)四部分，通过熔化热熔性传力带(2)实现锚杆回收，在施工时，利用锚杆杆体兼作施工高压旋喷桩的钻杆。本发明在提高锚杆抗拔承载力的同时，实现了锚杆主要受力构件的方便回收，安装与回收效率很高，且安装与回收施工方便，造价低，环保效益突出，成功解决了城市中施工锚杆地下超越用地红线问题，可广范应用于基坑围护等工程领域。

Description

一种自钻式RCA可回收锚杆及其施工方法

技术领域

本发明涉及土木工程领域中的岩土锚固工程领域。

背景技术

随着工程建设特别是地下空间开发的迅速发展，在基坑围护、边坡支护等工程建设中对锚杆的需求量日益增加，而目前由于锚杆使用后往往在邻近区域遗留杆体造成邻近场地地下空间开发困难，在很大程度上限制了锚杆的应用。为了实现锚杆体的回收，现有可回收的锚杆主要有各种通过机械螺纹连接的锚杆、U型可拆卸锚杆等施工工艺。可回收的锚杆最近的对比文献为中国专利01234117.7，该技术及其他的可回收锚杆技术均是采用类似螺纹的连接技术，通过杆体的机械运动使得使用后的锚杆可回收的受力体从不可回收体中脱出，从而达到回收杆体的目的，该技术存在以下缺陷：其一，现有技术通过机械连接方式将可回收体及不可回收体连接，制作工艺较复杂，造价高；其二，锚杆施工后，由于锚杆在钻孔施工、自重及受力过程中难以保持原有的直线状态，因而锚杆回收时的旋转等运动方式很难实现，工程经验证实，当锚杆较长时(如目前土钉墙基坑支护中的土钉)，难以实现回收的目的，因此该类可回收的锚杆难以在土木工程领域中广泛推广应用。第二类可回收锚杆是U形可拆卸锚杆，该技术是将高强钢绞线弯成U形，然后将U型钢绞线放置于锚杆钻孔内，使用完成后通过释放U形钢绞线的一端，并在另一端施加拉力，将钢绞线强行拉出回收。该技术的缺点是：第一，该技术在使用过程中，钢绞线沿线方向所受的分布力小且不均匀，锚杆承载力低；第二，回收时拉力大，回收难度大；第三，该技术施工工艺复杂，造价高。由于以上缺陷，该技术虽已出现多年，但至今仍难以推广。本人此前提出了可回收的端承式锚杆技术、可回收的端承摩擦型锚杆等可回收的锚杆形式与施工方法，可回收的复合锚杆及其施工方法等，经过大量可回收锚杆的设计施工实践，本人研制了造价更低、施工更便捷、回收更方便的自钻式RCA可回收锚杆。

发明的内容

本发明的第一个目的在于提供一种自钻式RCA可回收锚杆，该自钻式RCA可回收锚杆能快速安装与回收，安全可靠，经济环保，施工方便，造价低。

该自钻式RCA可回收锚杆包括中空钻杆、热熔性传力带、高压喷嘴、高压旋喷桩锚固体四部分，其中的高压旋喷桩锚固体为与岩土体连接提供抗拔承载力的部位，中空钻杆为通过热熔性传力带与高压旋喷桩锚固体牢固连接传递锚杆抗拔承载力的结构，热熔性传力带为在锚固段包裹在中空钻杆外围的且连接强度可随温度升高而显著降低的结构，高压喷嘴为安装在中空钻杆前端且可以喷射中空钻杆内高压液体的结构。

在上述的自钻式RCA可回收锚杆中，上述的中空钻杆可由多节组成，并在接头处设置密封件，密封件为环状易压缩结构。

在上述的自钻式RCA可回收锚杆中，上述的热熔性传力带的外表面可以制作凸凹不平的构造。

本发明的第二个目的在于提供一种自钻式RCA可回收锚杆施工方法，该自钻式RCA可回收锚杆施工方法可以顺利实现上述自钻式RCA可回收锚杆的安装及回收施工，且可提供很大的的抗拔承载力，大幅度节约岩土锚固工程造价，施工方便，质量可靠。

该自钻式RCA可回收锚杆施工方法包括以下步骤：

a)确定锚杆位置；

b)用热熔性传力带将中空钻杆的锚固段部分包裹，制造自钻式RCA可回收锚杆杆体；

c)将上述步骤b)中制造的自钻式RCA可回收锚杆杆体钻入土体，通过中空钻杆向安装于中空钻杆前端的高压喷嘴输送高压水泥浆，由高压喷嘴喷射的水泥浆与土掺和在锚固段位置形成高压旋喷桩锚固体；

d)在完成步骤c)后，清除中空钻杆内的水泥浆；

e)锁定中空钻杆，进入锚杆使用期；

f)待锚杆使用结束后，解除上述步骤e)中对中空钻杆的锁定；

g)通过中空钻杆的中空位置对中空钻杆加热，使热熔性传力带与中空钻杆之间的连接强度降低；

h)拔出中空钻杆，完成自钻式RCA可回收锚杆的安装与回收施工。

在上述的自钻式RCA可回收锚杆施工方法中，在上述步骤c)中，可在锚固段施工结束后，将中孔钻杆前端的高压喷嘴向前置入土体中。

在上述的自钻式RCA可回收锚杆施工方法中，在上述步骤d)中，可采用水冲法清除中空钻杆内的水泥浆。

本发明的自钻式RCA可回收锚杆及其施工方法在提高锚杆抗拔承载力的同时，实现了锚杆构件的方便回收，大幅度提高了锚杆的回收率，运输、安装及回收施工快速便捷，造价低，回收完成后残留物强度低，环保效益突出，成功解决了城市中施工锚杆地下超越用地红线问题，可广范应用于基坑围护等工程领域。

附图说明

图1为本发明的一个实施例所用的自钻式RCA可回收锚杆纵剖面结构构造示意图。

图2为本发明的一个实施例所用的自钻式RCA可回收锚杆横截面结构构造示意图。

具体实施方式

作为本发明的如图1与图2所示的一个实施例，主要目的在于介绍自钻式RCA可回收锚杆的结构构造、工作原理及其安装与回收施工方法。如图1与图2所示，本发明的自钻式RCA可回收锚杆包括中空钻杆(1)、热熔性传力带(2)、高压喷嘴(3)、高压旋喷桩锚固体(4)四部分。其中的高压旋喷桩锚固体(4)为与土体连接提供抗拔承载力的部位，中空钻杆(1)为通过热熔性传力带(2)与高压旋喷桩锚固体(4)牢固连接传递锚杆抗拔承载力的结构，热熔性传力带(2)为在锚固段包裹在中空钻杆(1)外围的且连接强度可随温度升高而显著降低的结构，高压喷嘴(3)为安装在中空钻杆(1)前端且可以喷射中空钻杆(1)内高压液体的结构。中空钻杆(1)通过热熔性传力带(2)与高压旋喷桩锚固体(4)隔离，这样可扩大受力构件中空钻杆(1)与高压旋喷桩锚固体(4)的接触面积，提高连接强度，且热熔性传力带(2)的连接强度可随温度升高而显著降低，为中空钻杆(1)的回收奠定了基础。在本实施例中，可选用环氧树脂、环氧树脂砂浆、硫磺胶泥或其他的酯类物质制作热熔性传力带(2)，且可在热熔性传力带(2)的外表面制作刻痕、螺纹等凸凹不平的构造，以增加热熔性传力带(2)与高压旋喷桩锚固体(4)之间的连接强度。在本实施例中，利用中空钻杆(1)与高压喷嘴(3)实施高压旋喷桩锚固体(4)的施工，因此在高压旋喷桩锚固体(4)施工过程中，需要中空钻杆(1)有很好的密封性能。在实施过程中，中空钻杆(1)一般需多节相互连接而成，在连接处设置密封件(5)以确保中空钻杆(1)的密封性能。密封件(5)可以是设置钻杆接头处的环状橡胶垫或软木垫等易压缩的结构，在使用时，通过相邻的中空钻杆(1)对密封件(5)的挤压达到密封目的。在本实施例中，热熔性传力带(2)是确保锚杆可回收的关键构件之一，在回收时，可通过中空钻杆(1)的中空部位对热熔性传力带(2)进行加热，使热熔性传力带(2)与中空钻杆(1)之间的粘结强度大幅度降低，从而可方便地将中空钻杆(1)回收。本实施例以下部分主要介绍本发明的自钻式RCA可回收锚杆的安装与回收施工方法及工作原理。首先根据设计要求确定锚杆的平面及竖向布置，完成本发明的可回收的复合锚杆施工方法的第一步，进入第二步。在本步骤中，可将环氧树脂或环氧树脂砂浆等热熔性物质放于模具中，并将中空钻杆(1)置于其中，待将环氧树脂或环氧树脂砂浆等热熔性物质将中空钻杆(1)包裹凝固后将其取出，便完成了自钻式RCA可回收锚杆杆体的制造。在本步骤中，可将中空钻杆(1)分成若干节，分节长度可取1～2m，各节之间可通过设置螺纹接头(6)连接，并在接头处设置如前文所述的密封件(5)，完成本发明的第二步，进入第三步。在本步骤中，将上述第二步中制造的自钻式RCA可回收锚杆杆体逐节钻入土体，在锚固段位置使用外表面握裹有热熔性传力带(2)的中空钻杆(1)，在自由段位置可直接使用中空钻杆(1)。可通过与钻机相连，利用中空钻杆(1)作为高压旋喷桩钻杆，在锚固段位置通过中空钻杆(1)向安装于中空钻杆(1)前端的高压喷嘴(3)输送高压水泥浆，由高压喷嘴(3)喷射的水泥浆与土掺和形成高压旋喷桩作为高压旋喷桩锚固体(4)，高压喷嘴(3)可采用高压旋喷桩施工用的喷嘴。在本步骤中，为了避免在高压旋喷桩施工完成后留在土中的有压水泥浆回流至中空钻杆(1)内，可在施工结束时，可将高压喷嘴(3)向前插入土体中。完成本发明的第三步，进入第四步。在本步骤中，主要是清除上述第三步施工中留在中空钻杆(1)内的水泥浆，清除方法可以采用水冲法清除，在水泥浆凝固前，向中空钻杆(1)插入水管，用水冲洗中空钻杆(1)的中空部位，清除中空钻杆(1)内的水泥浆。也可以在本实施例的第三步施工完成后，向中空钻杆(1)内插入密封的金属管，将中空钻杆(1)内的部分水泥浆从孔口挤出，在中空钻杆(1)内形成中空通道。还可以采用真空法将中空钻杆(1)内的水泥浆吸出。完成本发明的第四步，进入第五步。在本步骤中，将锚杆与被锚固的桩或圈梁等牢固连接，便可利用锚杆的抗拔承载力，进入锚杆的使用阶段。完成本发明的第五步，进入第六步。在本步骤中，待锚杆使用完成后，如基坑回填，换撑完成等工况，除去第五步骤中锚杆与被锚固物体的连接，完成本发明的第六步，进入第七步。在本步骤中，通过本实施例中第四步中形成的中空钻杆(1)内的中空通道，对锚固段的热熔性传力带(2)进行加热使热熔性传力带(2)熔化或软化，从而降低热熔性传力带(2)与中空钻杆(1)之间的连接强度。完成本发明的第七步，进入第八步。在本步骤中，在热熔性传力带(2)与中空钻杆(1)之间连接强度降低后，将中空钻杆(1)逐节拔出，并可拔出设置于其中其他需回收的构件。完成本发明的第八步。从而完成本发明的自钻式RCA可回收锚杆的安装与回收施工。

本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。

Claims (6)

1.一种自钻式RCA可回收锚杆，该种自钻式RCA可回收锚杆包括中空钻杆(1)、热熔性传力带(2)、高压喷嘴(3)、高压旋喷桩锚固体(4)四部分，其中的高压旋喷桩锚固体(4)为与岩土体连接提供抗拔承载力的部位，中空钻杆(1)为通过热熔性传力带(2)与高压旋喷桩锚固体(4)牢固连接传递锚杆抗拔承载力的结构，热熔性传力带(2)为在锚固段包裹在中空钻杆(1)外围的且连接强度可随温度升高而显著降低的结构，高压喷嘴(3)为安装在中空钻杆(1)前端且可以喷射中空钻杆(1)内高压液体的结构。

2.根据权利要求1所述的自钻式RCA可回收锚杆，其特征是上述的中空钻杆(1)由多节组成，并在接头处设置密封件(5)，密封件(5)为环状易压缩结构。

3.根据权利要求1所述的自钻式RCA可回收锚杆，其特征是在上述的热熔性传力带(2)的外表面制作凸凹不平的构造。

4.一种自钻式RCA可回收锚杆施工方法，包括以下步骤：

a)确定锚杆位置；

b)用热熔性传力带将中空钻杆(1)的锚固段部分包裹，制造自钻式RCA可回收锚杆杆体；

c)将上述步骤b)中制造的自钻式RCA可回收锚杆杆体钻入土体，通过中空钻杆(1)向安装于中空钻杆(1)前端的高压喷嘴(3)输送高压水泥浆，由高压喷嘴(3)喷射的水泥浆与土掺和在锚固段位置形成高压旋喷桩锚固体(4)；

d)在完成步骤c)后，清除中空钻杆(1)内的水泥浆；

e)锁定中空钻杆(1)，进入锚杆使用期；

f)待锚杆使用结束后，解除上述步骤e)中对中空钻杆(1)的锁定；

g)通过中空钻杆(1)的中空位置对中空钻杆(1)加热，使热熔性传力带(2)与中空钻杆(1)之间的连接强度降低；

h)拔出中空钻杆(1)，完成自钻式RCA可回收锚杆的安装与回收施工。

5.根据权利要求4所述的自钻式RCA可回收锚杆施工方法，其特征是在上述步骤c)中，在锚固段施工结束后，将中孔钻杆(1)前端的高压喷嘴(3)向前置入土体中。

6.根据权利要求4所述的自钻式RCA可回收锚杆施工方法，其特征是在上述步骤d)中，采用水冲法清除中空钻杆(1)内的水泥浆。

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