CN111764387A - 一种热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明方法采用伞状机械钻头进行扩体锚固段的扩孔，能够根据不同的土质设置不同的钻进速度，具有良好的地层适应性，成孔直径稳定。在扩孔后进行了洗孔，去除扩体锚固段底部在成孔过程中存积的沉渣，并使用锚索扩体锚固段直径测量仪器对扩体锚固段的直径进行检测，进一步确保扩体锚固段的孔径均匀，能够实现锚索注浆体与土体之间的可靠粘结，孔壁土体稳定，锚杆抗拔力大，具有高承载力，有效的保证了热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工质量、基坑安全及锚索的可回收性。本发明施工工艺简单，实操性强。
Description
技术领域
本发明属于建筑工程施工技术领域，尤其涉及一种热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法。
背景技术
锚索作为一种较为成熟的岩土加固手段，经常被应用于基坑支护工程中，尤其近几十年来，随着我国大小城市深基坑工程不断涌现，锚索因其施工成本低、施工方便、劳动强度低等巨大优势而被广泛应用。锚索加固技术最早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，此后得到了迅速发展。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。
锚索是临时性结构，往往在上部结构施工完成后，便失去作用，传统锚索在基坑支护功能完成以后无法回收，钢绞线将永远埋藏于地下无法取出，被埋置的锚索和锚杆动辄几十米，不但侵占本就稀缺的地下空间资源，而且很大程度上还会侵犯到红线以外，为临近的地下空间的开发利用带来巨大隐患，造成资源的极大浪费以及地下环境的污染，严重阻碍城市的可持续发展。因此，进行锚索、锚杆的可回收利用，减少城市地下建筑垃圾、减低厚度开发障碍，以便更好的利用地下空间，是必然趋势。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不可回收锚索的不足。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索的工作，并取得良好的经济和社会效益。
目前的可回收锚索包括拉拔式(力学式)锚索、机械式锚索以及热熔式锚索，拉拔式(力学式)锚索及机械式锚索均存在回收不完全，锚索承载力受到钢绞线回收所需拉力的限制，需要的张拉力大，工序复杂，回收时间长，回收的钢绞线破坏严重、无法重复使用等问题。热熔式可回收锚索构造与普通锚索基本相同，分为锚固段、自由段和张拉段三部分，每个承载板上布置两索钢绞线，且根据锚索锚固段所在的土层、锚索设计的极限承载力确定承载板的个数，其回收原理是通过对热熔锚通电进行拆芯，待通电到一定时间热熔锚拆芯后，可拔出钢绞线回收。热熔锚具技术大大降低了可拆芯锚杆的回收成本、显著提高了可拆芯锚杆的回收率，并且回收的锚杆杆体可以重复使用，节约施工成本。但是现有技术中的热熔式锚索一般采用旋喷式扩孔，成孔孔径不均，孔壁土体稳定性比较差，锚索注浆体与土体之间的粘结效果差，造成锚杆抗拔力偏小。
发明内容
为解决以上现有难题，本发明旨在提供一种热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，本发明方法采用伞状机械钻头进行扩体锚固段的扩孔，能够根据不同的土质设置不同的钻进速度，具有良好的地层适应性，成孔直径稳定。在扩孔后进行了洗孔，去除扩体锚固段底部在成孔过程中存积的沉渣，并使用锚索扩体锚固段直径测量仪器对扩体锚固段的直径进行检测，进一步确保扩体锚固段的孔径均匀，能够实现锚索注浆体与土体之间的可靠粘结，孔壁土体稳定，锚杆抗拔力大，具有高承载力，有效的保证了热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工质量、基坑安全及锚索的可回收性。本发明施工工艺简单，实操性强。
本发明的具体技术方案如下：
一种热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索包括扩体锚固段、非扩体自由段及张拉段，其特征在于，所述施工方法包括如下步骤S：
步骤S1：采用锚杆钻机配普通钻头进行非扩体自由段的钻进施工；
步骤S2：采用所述普通钻头钻进至扩体锚固段位置后，将所述普通钻头更换为伞状机械钻头，保持所述伞状机械钻头在所述扩体锚固段的端部进行一定时间的原位扩孔，在所述伞状机械钻头通过离心力完全张开后，再保持钻机转速不变，缓慢钻进，直至钻进至设计要求的扩体锚固段长度；
步骤S3：对步骤S2所形成的孔进行一段时间的洗孔，去除所述扩体锚固段底部在成孔过程中存积的沉渣；
步骤S4：洗孔结束后，使用锚索扩体锚固段直径测量仪器对所述扩体锚固段的直径进行检测，若孔径达到设计要求则进行下一道工序，若孔径不满足设计要求则回到步骤S2进行重新扩孔；
步骤S5：制作与安放锚索；
步骤S6：进行注浆施工；
步骤S7：制作腰梁，待腰梁达到设计要求强度后，按照设计要求参数对锚索进行张拉锁定；
步骤S8：进行热熔锚索通电导线健康检测，根据地下室施工情况进行热熔锚索通电热熔回收。
进一步的，步骤S2中所述伞状机械钻头在所述扩体锚固段的端部进行原位扩孔的时间不少于10分钟，以使所述伞状机械钻头充分张开。
进一步的，步骤S2中的钻进速度根据土质不同而调节，利用向前钻进的土体压力保持所述伞状机械钻头在持续张开作业状态，钻进速度不少于10min/m。
进一步的，步骤S3中采用水泥浆进行洗孔，其作用有两点，其一，其有一定强度，能够有效的起到护壁的作用，防止扩体段的塌孔；其二，其黏稠度较好，能够更好的将所述扩体锚固段沉积的砂等沉渣洗出。
进一步的，步骤S4中的锚索扩体锚固段直径测量仪器包括可扩张测头、压力感应器、连接杆、套管及钢丝绳，所述可扩张测头包括两个对称设置的测量臂，所述测量臂包括测量条一及测量条二，所述测量条一的一端与所述测量条二的一端通过转动轴活动连接，所述压力感应器设置在所述测量条一与所述测量条二连接处，所述测量条一的另一端与所述连接杆的顶端通过转动轴活动连接，所述测量条二的另一端与所述套管的顶端通过转动轴活动连接，所述连接杆的基端与所述钢丝绳的一端固定连接，并穿入所述套管内，所述钢丝绳的另一端露出所述套管，测量时，将所述检测仪器放入测量部位后，拉伸所述钢丝绳，所述连接杆向所述套管内位移，所述可扩张测头张开，当所述压力传感器接触到锚索扩体段孔壁时，停止拉伸所述钢丝绳。目前国内并没有成型的热熔式可回收压力分散型扩体锚索扩体锚固段直径检测仪器，所述扩体锚固段直径检测仪器为自主研发产品。
进一步的，步骤S6中所述注浆需分两次注浆，第一次为常压注浆，注浆采用水灰比为 0.4～0.6的水泥净浆；第二次为高压注浆，压力不小于2MPa。两次注浆都采用注浆管进行注浆，两根注浆管穿过承压板预留的孔洞绑扎固定在预应力钢绞线上。
进一步的，步骤S8中所述热熔锚索的回收通过外置导线进行36V低压电源通电，锚头上的电加热环使衬套熔化，给钢绞线解除束缚，再使用小型自动回收机夹住锚索钢绞线的一端将钢绞线拔出。
本发明的有益效果：
1、本发明采用伞状机械钻头进行扩体锚固段的扩孔，能够根据不同的土质设置不同的钻进速度，具有良好的地层适应性，成孔直径稳定。
2、在扩孔后进行了洗孔，去除扩体锚固段底部在成孔过程中存积的沉渣，并使用锚索扩体锚固段直径测量仪器对扩体锚固段的直径进行检测，进一步确保扩体锚固段的孔径均匀，能够实现锚索注浆体与土体之间的可靠粘结，孔壁土体稳定，锚杆抗拔力大，具有高承载力，有效的保证了热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工质量、基坑安全及锚索的可回收性。
3、本发明施工工艺简单，实操性强。
附图说明
图1为本发明实施例提供的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示，本发明提供一种热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索包括扩体锚固段、非扩体自由段及张拉段，其组成部件包括无粘结预应力钢绞线、通电导线、单孔热熔夹片式锚具及承压板，所述施工方法包括如下步骤 S：
步骤S1：采用锚杆钻机配普通钻头进行锚索非扩体自由段的钻进施工；
步骤S2：采用普通钻头钻进至扩体锚固段位置后，更换伞状机械钻头，保持钻头在锚索扩体锚固段端部进行原位扩孔一定时间，使伞状钻头通过离心力完全张开后，再缓慢钻进，根据不同地质控制钻机转速，保持钻机转速不变，直至钻进至设计要求的扩体锚固段长度；
根据对扩体锚固段进行的扩孔试验总结得出，所述伞状机械钻头需在扩体段端部原位钻进不少于10分钟，使伞状钻头充分张开，原位钻进时间必须保证否则无法保证伞状钻头完全张开，影响扩体锚固段直径，再利用向前钻进的土体压力保持持续张开作业状态，扩孔段钻进速度根据土质不同而调节，粉质黏土层钻进速度不得少于10min/m，全风化变质石英砂岩层钻进速度不得少于12min/m，强风化变质砂岩层钻进速度不得少于15min/m。
本步骤中，需要考虑锚索所在地层的地质情况，若钻进过程中遇到中、微风化岩，因岩层强度较高伞状机械钻头是无法进行扩孔施工的，则需考虑能在中微风化层钻进的合金钻头。
步骤S3：因扩体锚固段底部在成孔过程中会存积大量沉渣，所以需对步骤S2所成孔进行一段时间的洗孔；
本步骤中，采用水泥浆洗孔，其作用有两点，其一，水泥浆有一定的强度，能够有效的起到护壁的作用防止扩体段的塌孔；其二，水泥浆黏稠度较好，能够更好的将扩体段沉积的砂等沉渣洗出。
步骤S4：洗孔结束后，使用锚索扩体锚固段直径测量仪器对所述扩体锚固段的直径进行检测，若孔径达到设计要求则进行下一道工序，若孔径不满足设计要求则回到步骤S2进行重新扩孔；
本步骤中，步骤S4中的锚索扩体锚固段直径测量仪器包括可扩张测头、压力感应器、连接杆、套管及钢丝绳，所述可扩张测头包括两个对称设置的测量臂，所述测量臂包括测量条一及测量条二，所述测量条一的一端与所述测量条二的一端通过转动轴活动连接，所述压力感应器设置在所述测量条一与所述测量条二连接处，所述测量条一的另一端与所述连接杆的顶端通过转动轴活动连接，所述测量条二的另一端与所述套管的顶端通过转动轴活动连接，所述连接杆的基端与所述钢丝绳的一端固定连接，并穿入所述套管内，所述钢丝绳的另一端露出所述套管，测量时，将所述检测仪器放入测量部位后，拉伸所述钢丝绳，所述连接杆向所述套管内位移，所述可扩张测头张开，当所述压力传感器接触到锚索扩体段孔壁时，停止拉伸所述钢丝绳。目前国内并没有成型的热熔式可回收压力分散型扩体锚索扩体锚固段直径检测仪器，所述扩体锚固段直径检测仪器为自主研发产品。
步骤S5：根据设计要求制作与安放锚索；
本步骤中，锚索制作需根据设计要求施工，本实例提供的有4索锚索及5索锚索两种，制作中需控制承压板间距、钢绞线穿过承压板位置以及预留注浆管位置等。
步骤S6：按照设计要求参数进行高标准注浆施工；
本步骤中，注浆需分两次注浆，注浆采用水灰比为0.4～0.6的水泥净浆，第一次为常压注浆，第二次为高压注浆压力不小于2MPa，两次注浆都采用注浆管进行注浆，两根注浆管穿过承压板预留的孔洞绑扎固定在预应力钢绞线上。注浆管的出浆口至孔底的距离不大于 300mm，浆液应自下而上连续灌注，确保从孔内顺利排水、排气；注浆设备的额定压力应能满足注浆要求，采用的注浆管应能在1h内完成单根锚杆的连续注浆，二次压力注浆在锚孔常压注浆2小时以后进行。
步骤S7：制作腰梁，待腰梁达到设计要求强度后，按照设计要求参数对锚索进行张拉锁定；
本步骤中，待锚索锚固体和腰梁施工完成并达到80％以上强度时，进行预应力锚索张拉。张拉按20％设计张拉荷载对其预张拉1～2次，每次均应松开锚具工具夹片调平钢绞线后重新安装夹片，使杆体完全平直、各部分接触紧密。正式张拉至设计荷载的110％～120％后，再按规定值锁定。张拉锁定过程中需特别注意对锚索通电导线的保护，在施工腰梁时在表面预留沟槽，张拉锁定时提前将通电导线剥离置于槽内，避免张拉锁定时将通电导线破坏。
步骤S8：热熔锚索通电导线健康检测，根据地下室施工情况进行热熔锚索通电热熔回收。
本步骤中，所述热熔锚索的回收通过外置导线36V低压电源通电，锚头上的电加热环使衬套熔化，给钢绞线接触束缚，再使用小型自动回收机夹住锚索钢绞线的一端将钢绞线拔出。
以上对本专利及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本专利的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。
Claims (6)
1.一种热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，其特征在于，所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索包括非扩体自由段、扩体锚固段及张拉段，所述施工方法包括如下步骤：
步骤S1：采用锚杆钻机配普通钻头进行非扩体自由段的钻进施工；
步骤S2：采用所述普通钻头钻进至扩体锚固段位置后，将所述普通钻头更换为伞状机械钻头，保持所述伞状机械钻头在所述扩体锚固段的端部进行一定时间的原位扩孔，在所述伞状机械钻头通过离心力完全张开后，再保持钻机转速不变，缓慢钻进，直至钻进至设计要求的扩体锚固段长度；
步骤S3：对步骤S2所形成的孔进行一段时间的洗孔，去除所述扩体锚固段底部在成孔过程中存积的沉渣；
步骤S4：洗孔结束后，使用锚索扩体锚固段直径测量仪器对所述扩体锚固段的直径进行检测，若孔径达到设计要求则进行下一道工序，若孔径不满足设计要求则回到步骤S2进行重新扩孔；
步骤S5：制作与安放锚索；
步骤S6：进行注浆施工；
步骤S7：制作腰梁，待腰梁达到设计要求强度后，按照设计要求参数对锚索进行张拉锁定；
步骤S8：进行热熔锚索通电导线健康检测，根据地下室施工情况进行热熔锚索通电热熔回收。
2.根据权利要求1所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，其特征在于，步骤S2中所述伞状机械钻头在扩体段端部原位钻进不少于10分钟，钻进速度不少于10min/m。
3.根据权利要求1所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，其特征在于，步骤S3中采用水泥浆洗孔。
4.根据权利要求1所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，其特征在于，步骤S4中的锚索扩体锚固段直径测量仪器包括可扩张测头、压力感应器、连接杆、套管及钢丝绳，所述可扩张测头包括两个对称设置的测量臂，所述测量臂包括测量条一及测量条二，所述测量条一的一端与所述测量条二的一端通过转动轴活动连接，所述压力感应器设置在所述测量条一与所述测量条二连接处，所述测量条一的另一端与所述连接杆的顶端通过转动轴活动连接，所述测量条二的另一端与所述套管的顶端通过转动轴活动连接，所述连接杆的基端与所述钢丝绳的一端固定连接，并穿入所述套管内，所述钢丝绳的另一端露出所述套管，测量时，将所述检测仪器放入测量部位后，拉伸所述钢丝绳，所述连接杆向所述套管内位移，所述可扩张测头张开，当所述压力传感器接触到锚索扩体段孔壁时，停止拉伸所述钢丝绳。
5.根据权利要求1所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，其特征在于，步骤S6中所述注浆需分两次注浆，第一次为常压注浆，注浆采用水灰比为0.4～0.6的水泥净浆；第二次为高压注浆，压力不小于2MPa，两次注浆都采用注浆管注浆，两根注浆管穿过承压板预留的孔洞绑扎固定在预应力钢绞线上。
6.根据权利要求1所述热熔式可回收压力分散型扩体锚索的施工方法，其特征在于，步骤S8中所述热熔锚索的回收通过外置导线36V低压电源通电，锚头上的电加热环使衬套熔化，给钢绞线接触束缚，再使用小型自动回收机夹住锚索钢绞线的一端将钢绞线拔出。
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2020
- 2020-06-19 CN CN202010567826.1A patent/CN111764387A/zh not_active Withdrawn
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