CN113863327A - 一种滑脱式可回收锚索及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种滑脱式可回收锚索及使用方法，锚索包括裸钢绞线、滑脱式阻尼器、导向帽、承力板、钢绞线外皮和无粘结钢绞线，使用方法包括步骤一，阻尼器设计；步骤二，制作滑脱式阻尼器；步骤三，组装锚索；步骤四，编制锚索；步骤五，锚索张拉锁定；步骤六，锚索回收；本发明所设计的锚索，其滑脱式阻尼器在外力作用下，能产生沿着其内壁与钢绞线表面平稳滑移，直至钢绞线与其完全滑脱，从而顺利完成锚索回收。该锚索结构制作工艺简单，回收工艺可靠，回收率高，且残留于土体中的内锚头仅约50cm。同时本发明针对该锚索的设计及使用提出详细的方法，阐明了该锚索的工作机理及设计方法。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程加固技术领域，具体为一种滑脱式可回收锚索及使用方法。
背景技术
锚索加固支护是建筑基坑的一种重要支护方式，因多用于安全等级要求较高或工程规模较大的基坑工程，所以回收困难，故而造成严重的地下污染，并且留下的钢绞线会成为后续工程施工的地下障碍物；现有的锚索虽然设计有可回收式的，但大都具备结构复杂、回收效率低、制作工艺复杂、使用不便的缺点，且回收后留置于地下的金属锚头较长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种滑脱式可回收锚索及使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种滑脱式可回收锚索，包括裸钢绞线、滑脱式阻尼器、导向帽、密封螺栓、承力板、钢绞线外皮和无粘结钢绞线，所述导向帽的内壁上螺纹连接有承力板，承力板的一侧外壁上对称开设有安装孔，安装孔的内壁上套接有无粘结钢绞线，无粘结钢绞线的一端固定连接有裸钢绞线，裸钢绞线的外壁上套接有滑脱式阻尼器，且滑脱式阻尼器设置于导向帽的内部。
优选的，所述无粘结钢绞线的外壁上包裹有钢绞线外皮，安装孔的一侧外壁上设置有密封螺栓，且密封螺栓安装于钢绞线外皮的外壁上。
优选的，所述密封螺栓的一端设置有密封圈，且密封圈套接于安装孔的内壁上。
一种滑脱式可回收锚索的使用方法，包括步骤一，阻尼器设计；步骤二，制作滑脱式阻尼器；步骤三，组装锚索；步骤四，编制锚索；步骤五，锚索张拉锁定；步骤六，锚索回收；
其中上述步骤一中，按照基坑工程需求，确定预应力大小、裸钢绞线数量、滑脱式阻尼器的长度L及单根裸钢绞线对应的滑脱式阻尼器的工作压力F1，并据此设计锚索各部件的尺寸；
其中上述步骤二中，根据步骤一中所设计的尺寸，通过特制挤压机挤压阻尼器与裸钢绞线，使其在裸钢绞线外形成滑脱式阻尼器；
其中上述步骤三中，在安装孔内放置密封圈，将带有滑脱式阻尼器的无粘结钢绞线从承力板预留的安装孔穿过，将密封螺栓与安装孔螺纹连接，再将导向帽与承力板通过螺纹连接，完成锚索的组装；
其中上述步骤四中，将无粘结钢绞线和注浆管按次序绑扎，每1.5米设置一个架线环；
其中上述步骤五中，按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》要求下锚索并注浆，按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》要求及工程情况进行张拉锁定；
其中上述步骤六中，工程建设完成后可进行锚索回收，既可用采用单根钢绞线回收的方式，也可采用整体锚索回收的方式。
优选的，所述步骤一中，滑脱式阻尼器的工作压力为F1，根据滑脱式阻尼器的起始滑移力F2约为1.3～1.5倍F1，可以确定F2，再由F2及公式1可得到滑脱式阻尼器的长度L，F2＝1.0794L-3.208(公式1)。
优选的，所述步骤二中，特制挤压机包括支撑台座、挤压千斤顶、接油嘴、顶杆和壳体，壳体的一侧内壁上固定连接有挤压千斤顶，挤压千斤顶的输出端固定连接有顶杆，顶杆的一端设置有支撑台座，且支撑台座固定连接于壳体的一侧内壁上，挤压千斤顶的顶端外壁上对称固定有接油嘴，特制挤压机的具体操作方法为：将裸钢绞线插入顶杆内，通过挤压千斤顶施加外部压力，在支撑台座的约束下，使得阻尼器发生塑性变形、拉伸，并与裸钢绞线紧密贴合起来，形成滑脱式阻尼器，其中，接油嘴用于安装接油管，以提供挤压所需油压。
优选的，所述步骤三中，无粘结钢绞线与裸钢绞线为一体式结构，剥离无粘结钢绞线上的钢绞线外皮，即可得到裸钢绞线。
优选的，所述步骤六中，采用单根钢绞线回收的方式时，使用拉拔千斤顶对单根钢绞线进行拉拔，当施加外力大于F2时，此时单根钢绞线所受工作拉力达到滑脱式阻尼器的起始滑移力，裸钢绞线与滑脱式阻尼器分离，完成回收；采用整体锚索(多根钢绞线)回收的方式时，使用拉拔千斤顶对整体锚索进行拉拔，当施加外力大于nF2(n为钢绞线根数)时，每一根钢绞线所受工作拉力达到滑脱式阻尼器的起始滑移力，锚索的每一根裸钢绞线与对应的滑脱式阻尼器分离，完成回收。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所设计的锚索结构制作工艺简单，回收工艺可靠，回收率高，且残留于土体中的内锚头仅约50cm，本发明所设计的锚索，其滑脱式阻尼器在外力作用下，能产生沿着其内壁与钢绞线表面平稳滑移，直至钢绞线与其完全滑脱，从而顺利完成锚索回收。同时本发明针对该锚索的设计及使用提出详细的方法，阐明了该锚索的工作机理及设计方法。
附图说明
图1为本发明的整体主视剖切结构示意图；
图2为制作滑脱式阻尼器的示意图；
图3为滑脱式阻尼器制作完成后的结构示意图；
图4为本发明的锚索工作机理图；
图5为滑脱式阻尼器起始滑移力与阻尼器长度关系图；
图6为本发明的锚索锁定状态示意图；
图7为本发明的锚索单根钢绞线回收示意图；
图8为本发明的锚索整体回收示意图；
图9为本发明的方法流程图；
图中：1、裸钢绞线；2、滑脱式阻尼器；3、导向帽；4、密封螺栓；5、承力板；51、安装孔；52、密封圈；6、钢绞线外皮；7、无粘结钢绞线；8、特制挤压机；800、支撑台座；801、挤压千斤顶；802、接油嘴；803、顶杆；804、壳体。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种滑脱式可回收锚索，包括裸钢绞线1、滑脱式阻尼器2、导向帽3、密封螺栓4、承力板5、钢绞线外皮6和无粘结钢绞线7，导向帽3的内壁上螺纹连接有承力板5，承力板5的一侧外壁上对称开设有安装孔51，安装孔51的内壁上套接有无粘结钢绞线7，无粘结钢绞线7的一端固定连接有裸钢绞线1，裸钢绞线1的外壁上套接有滑脱式阻尼器2，且滑脱式阻尼器2设置于导向帽3的内部；无粘结钢绞线7的外壁上包裹有钢绞线外皮6，安装孔51的一侧外壁上设置有密封螺栓4，且密封螺栓4安装于钢绞线外皮6的外壁上，钢绞线外皮6用于保护无粘结钢绞线7，密封螺栓4用于密封安装孔51的间隙；密封螺栓4的一端设置有密封圈52，且密封圈52套接于安装孔51的内壁上，密封圈52用于提高密封螺栓4与安装孔51连接位置的密封性。
请参阅图2-9，本发明提供的一种实施例：一种滑脱式可回收锚索的使用方法，包括步骤一，阻尼器设计；步骤二，制作滑脱式阻尼器；步骤三，组装锚索；步骤四，编制锚索；步骤五，锚索张拉锁定；步骤六，锚索回收；
其中上述步骤一中，按照某个基坑工程需求，锚索设计长度25m，吨位为200kN，每根锚索由两根1860Mpa裸钢绞线1组成，则单根裸钢绞线1对应的滑脱式阻尼器2的工作压力F1为100kN，滑脱式阻尼器2的工作压力为F1，根据滑脱式阻尼器2的起始滑移力F2约为1.3～1.5倍F1，可以确定F2为150kN，再由F2及公式1可得到滑脱式阻尼器2的长度L为150mm，F2＝1.0794L-3.208公式1；
其中上述步骤二中，根据步骤一中所设计的尺寸，通过特制挤压机8挤压阻尼器与裸钢绞线1，使其在裸钢绞线1外形成滑脱式阻尼器2，特制挤压机8包括支撑台座800、挤压千斤顶801、接油嘴802、顶杆803和壳体804，壳体804的一侧内壁上固定连接有挤压千斤顶801，挤压千斤顶801的输出端固定连接有顶杆803，顶杆803的一端设置有支撑台座800，且支撑台座800固定连接于壳体804的一侧内壁上，挤压千斤顶801的顶端外壁上对称固定有接油嘴802，特制挤压机8的具体操作方法为：将裸钢绞线1插入顶杆803内，通过挤压千斤顶801施加外部压力，在支撑台座800的约束下，使得阻尼器发生塑性变形、拉伸，并与裸钢绞线1紧密贴合起来，形成滑脱式阻尼器2，其中，接油嘴802用于安装接油管，以提供挤压所需油压；
其中上述步骤三中，在安装孔51内放置密封圈52，将带有滑脱式阻尼器2的无粘结钢绞线7从承力板5预留的安装孔51穿过，将密封螺栓4与安装孔51螺纹连接，再将导向帽3与承力板5通过螺纹连接，完成锚索的组装，无粘结钢绞线7与裸钢绞线1为一体式结构，剥离无粘结钢绞线7上的钢绞线外皮6，即可得到裸钢绞线1；
其中上述步骤四中，将无粘结钢绞线7和注浆管按次序绑扎，每1.5米设置一个架线环；
其中上述步骤五中，按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》要求下锚索并注浆，按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》要求及工程情况进行张拉锁定；
其中上述步骤六中，工程建设完成后可进行锚索回收，既可用采用单根钢绞线回收的方式，也可采用整体锚索回收的方式，采用单根钢绞线回收的方式时，使用拉拔千斤顶对单根钢绞线进行拉拔，当施加外力大于F2时，裸钢绞线1与滑脱式阻尼器2分离，完成回收；采用整体锚索(多根钢绞线)回收的方式时，使用拉拔千斤顶对整体锚索进行拉拔，当施加外力大于nF2(n为钢绞线根数)时，每一根钢绞线所受工作拉力达到滑脱式阻尼器的起始滑移力，锚索的每一根裸钢绞线与对应的滑脱式阻尼器分离，完成回收。
基于上述，本发明的优点在于，滑脱式阻尼器2在外力作用下能产生沿着其内壁与裸钢绞线1表面平稳滑移，直至裸钢绞线1与其完全滑脱，因而可以很方便回收；在进行锚索的回收时，其工作机理见图4，OA段为锚索正常张拉段，主要为裸钢绞线1弹性变形；AB段为锚索超张拉段，主要为裸钢绞线1弹性变形；BC段为滑移过程，当施加荷载大于可回收锚索的起始滑移力F2时，锚索开始滑移，此时位移主要为滑脱式阻尼器2与裸钢绞线1的相对位移；CD段为滑脱过程，当滑移位移大于裸钢绞线1在滑脱式阻尼器2外侧预留的长度L2后，滑脱式阻尼器2与裸钢绞线1逐渐分开，直至完全分离，完成锚索的回收。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种滑脱式可回收锚索，包括裸钢绞线(1)、滑脱式阻尼器(2)、导向帽(3)、密封螺栓(4)、承力板(5)、钢绞线外皮(6)和无粘结钢绞线(7)，其特征在于：所述导向帽(3)的内壁上螺纹连接有承力板(5)，承力板(5)的一侧外壁上对称开设有安装孔(51)，安装孔(51)的内壁上套接有无粘结钢绞线(7)，无粘结钢绞线(7)的一端固定连接有裸钢绞线(1)，裸钢绞线(1)的外壁上套接有滑脱式阻尼器(2)，且滑脱式阻尼器(2)设置于导向帽(3)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种滑脱式可回收锚索，其特征在于：所述无粘结钢绞线(7)的外壁上包裹有钢绞线外皮(6)，安装孔(51)的一侧外壁上设置有密封螺栓(4)，且密封螺栓(4)安装于钢绞线外皮(6)的外壁上。
3.根据权利要求2所述的一种滑脱式可回收锚索，其特征在于：所述密封螺栓(4)的一端设置有密封圈(52)，且密封圈(52)套接于安装孔(51)的内壁上。
4.一种滑脱式可回收锚索的使用方法，包括步骤一，阻尼器设计；步骤二，制作滑脱式阻尼器；步骤三，组装锚索；步骤四，编制锚索；步骤五，锚索张拉锁定；步骤六，锚索回收；其特征在于：
其中上述步骤一中，按照基坑工程需求，确定预应力大小、裸钢绞线(1)数量、滑脱式阻尼器(2)的长度L及单根裸钢绞线(1)对应的滑脱式阻尼器(2)的工作压力F1，并据此设计锚索各部件的尺寸；
其中上述步骤二中，根据步骤一中所设计的尺寸，通过特制挤压机(8)挤压阻尼器与裸钢绞线(1)，使其在裸钢绞线(1)外形成滑脱式阻尼器(2)；
其中上述步骤三中，在安装孔(51)内放置密封圈(52)，将带有滑脱式阻尼器(2)的无粘结钢绞线(7)从承力板(5)预留的安装孔(51)穿过，将密封螺栓(4)与安装孔(51)螺纹连接，再将导向帽(3)与承力板(5)通过螺纹连接，完成锚索的组装；
其中上述步骤四中，将无粘结钢绞线(7)和注浆管按次序绑扎，每1.5米设置一个架线环；
其中上述步骤五中，按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》要求下锚索并注浆，按照《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范GB50086-2015》要求及工程情况进行张拉锁定；
其中上述步骤六中，工程建设完成后可进行锚索回收，既可用采用单根钢绞线回收的方式，也可采用整体锚索回收的方式。
5.根据权利要求4所述的一种滑脱式可回收锚索的使用方法，其特征在于：所述步骤一中，滑脱式阻尼器(2)的工作压力为F1，根据滑脱式阻尼器(2)的起始滑移力F2约为1.3～1.5倍F1，可以确定F2，再由F2及公式1可得到滑脱式阻尼器(2)的长度L，F2＝1.0794L-3.208(公式1)。
6.根据权利要求4所述的一种滑脱式可回收锚索的使用方法，其特征在于：所述步骤二中，特制挤压机(8)包括支撑台座(800)、挤压千斤顶(801)、接油嘴(802)、顶杆(803)和壳体(804)，壳体(804)的一侧内壁上固定连接有挤压千斤顶(801)，挤压千斤顶(801)的输出端固定连接有顶杆(803)，顶杆(803)的一端设置有支撑台座(800)，且支撑台座(800)固定连接于壳体(804)的一侧内壁上，挤压千斤顶(801)的顶端外壁上对称固定有接油嘴(802)，特制挤压机(8)的具体操作方法为：将裸钢绞线(1)插入顶杆(803)内，通过挤压千斤顶(801)施加外部压力，在支撑台座(800)的约束下，使得阻尼器发生塑性变形、拉伸，并与裸钢绞线(1)紧密贴合起来，形成滑脱式阻尼器(2)，其中，接油嘴(802)用于安装接油管，以提供挤压所需油压。
7.根据权利要求4所述的一种滑脱式可回收锚索的使用方法，其特征在于：所述步骤三中，无粘结钢绞线(7)与裸钢绞线(1)为一体式结构，剥离无粘结钢绞线(7)上的钢绞线外皮(6)，即可得到裸钢绞线(1)。
8.根据权利要求4所述的一种滑脱式可回收锚索的使用方法，其特征在于：所述步骤六中，采用单根钢绞线回收的方式时，使用拉拔千斤顶对单根钢绞线进行拉拔，当施加外力大于F2时，裸钢绞线(1)与滑脱式阻尼器(2)分离，完成回收；采用整体锚索回收的方式时，使用拉拔千斤顶对整体锚索进行拉拔，当施加外力大于nF2时，n为钢绞线根数，锚索的每一根裸钢绞线(1)与对应的滑脱式阻尼器(2)分离，完成回收。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211231 |