可回收锚杆与土钉技术研究

可回收锚杆与可回收土钉技术研究,上海房睿建筑科技有限公司王立明博-mail:WangLM100,主要内容,一可回收锚杆分类及特点分析二高压喷射扩大头锚杆三后弹开回转型可回收扩大头锚杆四工程应用五最新研究拆锚型可回收锚杆和可回收土钉,上海房睿建筑科技有限公司,可回收锚杆根据回收的原理可分为三大类：回转型拆锚型强拉失效型分别按以下几个方面进行比较：制作、承载受力状态、回收,一可回收锚杆分类及特点介绍,上海房睿建筑科技有限公司,1拆锚型特点：承载受力阶段稳定可靠回收拉力小钢绞线（或杆体）后处理简单螺栓式可回收锚杆锚固端通过螺栓进行锚固，旋转螺栓或杆体回收钢绞线。杆体多为刚性杆且孔径较大，锚杆较短，厂家加工锚具，现场拼装。锚具松落型采取措施让锚固端锚具和钢绞线分离，从而回收钢绞线。杆体为柔性索（钢绞线），孔径较小（可适用于孔径100mm以上的孔）。回收拉力很小。厂家加工（锚固端）锚具，现场拼装。,上海房睿建筑科技有限公司,2强拉失效型锁定端放松后，对钢绞线施加大于锚固节点承载力一定阈值的张拉力，使锚固节点的挤压套或涨壳破坏。使锚固端失效后，将钢绞线拉出回收。特点：a承载受力阶段可靠性较差，如果锚杆受力超过阈值，承载力阶段将会失效，有风险。b回收拉力较大，超过锚杆承载力极限值。承载力的提高与回收拉力的降低是矛盾的。c杆体承载力超过节点承载力，杆体用料浪费。,上海房睿建筑科技有限公司,3回转型滑轮回转型可回收锚杆（索）无粘结钢绞线回转型可回收锚杆（索）钢绞线分为后弹开和不弹开两类。后弹开钢绞线可应用于各种形式的扩大头锚杆（索）中。制作较简单，回收较方便，回收拉力较小（10-20KN）。承载力较高。缺点是：回收的钢绞线有一半螺旋打卷且钢绞线上残留油脂，后处理复杂，成本高。,上海房睿建筑科技有限公司,此处主要介绍：采用高压喷射成孔工艺的后弹开无粘结钢绞线回转型可回收扩大头锚杆（索）。,上海房睿建筑科技有限公司,二高压喷射扩大头锚杆（索）,高压喷射扩孔是在土体内一定长度范围内对孔壁土体进行切割扩孔后形成一个圆柱状的扩大头空腔。扩孔结束后置入锚杆杆体，随即将纯水泥浆或砂浆注入扩孔底部，置换出原来重度较小的混合浆液。深圳：曾庆义博士专利。（一）适用范围前提条件：为扩大头找到好土层。适用范围：广泛适用于各种粘性土和砂土，以下土层除外：有机土；液限W50%的土层；相对密实度Dr0.3的砂土层。,上海房睿建筑科技有限公司,（二）施工工艺,1钻孔2扩孔分为水扩和浆扩两个过程：粘土、粉质粘土和粉土水扩两遍，浆扩一遍；砂土水扩一遍，浆扩两遍。扩孔浆液水灰比：砂土1.0；粉土1.2;粉质粘土1.5；粘土1.5-1.8。,扩孔高压喷射压力不小于25MPa。喷嘴移动速度：粉质粘土不大于10cm/min；粉土不大于15cm/min；砂土不大于20cm/min。,上海房睿建筑科技有限公司,三后弹开回转型可回收扩大头锚杆,锚杆（索）杆体制作,钻孔与扩孔,锚杆（索）杆体安放,钢绞线弹开,拔出套管,注浆置换,注浆体养护,张拉与锁定,（一）施工流程,钢绞线回收,上海房睿建筑科技有限公司,（二）施工工艺1锚杆（索）杆体制作（1）在钢绞线上安装合页式承压板,上海房睿建筑科技有限公司,合页式承压板夹具,上海房睿建筑科技有限公司,夹具合拢,上海房睿建筑科技有限公司,(2)合页式承压板及钢绞线锁紧、杆体绑扎,上海房睿建筑科技有限公司,杆体绑扎,上海房睿建筑科技有限公司,（3）钢绞线弹开地面弹开试验,上海房睿建筑科技有限公司,4杆体安放,上海房睿建筑科技有限公司,3旋喷成孔,5拔出套管,上海房睿建筑科技有限公司,6注浆置换,取出钢套管后，将水灰比不大于0.5的纯水泥浆液注到扩大头的底部，将原来扩孔的混合浆液置换出来。,7注浆体养护圈梁浇筑,上海房睿建筑科技有限公司,锚杆施工时间灵活，也可在圈梁浇筑后再施工锚杆。,上海房睿建筑科技有限公司,8张拉锁定,张拉值要达到设计值的1.05至1.1倍，以检验每根锚索（杆）的抗拔力。,上海房睿建筑科技有限公司,预应力锁定值的确定，需通过试算或反算，以开挖到基坑坑底时的锚索（杆）拉力接近设计值为准。一般应为锚索（杆）抗拔力设计值的0.5至0.9倍。,9钢绞线回收,遗留扩大头可准确定位，对周边地下空间后期施工影响较小。,上海房睿建筑科技有限公司,合页式承压板采用高强工程塑料注塑而成，为检验其在水泥体中的承载能力，在地面进行了承载力试验。,（三）合页式承压板试验,上海房睿建筑科技有限公司,试验共做6个试件分别采用不同配比的纯水泥浆或砂浆，以及不同的工艺要求，灌入直径460mm-530mm、长600mm的塑料容器内，合页式承压板和钢绞线按要求埋进注浆体。水泥采用P.O42.5级水泥。养护20天。采用双拼H型钢作反力架，进行张拉试验。初始荷载为30kN，每级加载30kN。当荷载加至240kN时，各试件承压板均为未破坏状态。,上海房睿建筑科技有限公司,试件概况,上海房睿建筑科技有限公司,试件1、试件2加载至270kN时，水泥体在承压板外侧形成一个圆锥形的破坏面，如图7所示。继续加载至300kN，仍处于稳定受力状态；加载至330kN，承压板内水泥体连同承压板彻底破坏。,试件3无承压板，加载至80kN发生劈裂破坏；试件4加载至300kN，钢绞线拉断，试件未有裂缝及其它破坏迹象；试件5和试件6在加载至270kN时形成贯穿裂缝，圆锥形破坏面形成。但并不影响注浆体承载力。,上海房睿建筑科技有限公司,承压板处注浆体的局压验算。根据试件的破坏形态首次破坏呈圆锥形，考虑到承压板所包围的注浆体处于两向应力状态，板内注浆体强度可得到提高。注浆体受力的薄弱环节位于承压板的末端底部，参考混凝土局部受压公式可建立如下的承压板承载力计算模式：,（四）锚杆锚固承载力设计,上海房睿建筑科技有限公司,式中F承压板承载力设计值；,注浆体轴心抗压强度设计值；,注浆体局部受压时的强度提高系数；,承压板末端张开后包围的面积；,局部受压的计算底面积；,承压板弹开后两板末端之间的距离。,算例，取,按该公式的计算结果比试验结果略低。（水灰比0.5:1.0的纯水泥浆20天抗压强度按20MPa考虑。）,承压板末端宽度；,则,上海房睿建筑科技有限公司,四工程应用,（一）某基坑支护工程局部采用桩锚支护结构，锚杆（索）总长度18m，扩大头长度3.0m，直径0.8m；非扩大头直径0.15m。设计抗拔力500kN，张拉力550kN。张拉结束，达到设计要求。现在试锚钢绞线已成功回收，回收：单根钢绞线起拔力20kN，起拔后回收拉力10kN。,上海房睿建筑科技有限公司,某商务广场基坑,上海房睿建筑科技有限公司,试锚钢绞线成功回收,上海房睿建筑科技有限公司,（二）某购物广场抗浮锚杆,地下室采用后弹开回转型可回收扩大头锚杆（索）作为抗浮锚杆，钢绞线不回收。锚杆（索）抗拔力设计值360kN，总长度10m，扩大头长度4.0m，直径0.8m；非扩大头直径0.15m。,上海房睿建筑科技有限公司,抗浮锚杆施工,上海房睿建筑科技有限公司,五拆锚型可回收锚杆与土钉,（一）后弹开回转型可回收扩大头锚杆总结不足之处：1受力方面：单组合页承压板拉力达到240kN时，承压板前端出现微裂缝，水泥体开裂剥落。使得承载力的提高受到限制。每根钢绞线的回收均需用千斤顶启动。回收出来的钢绞线上有油脂，清除费工；每根钢绞线都有一半是螺旋卷曲的，后处理功效差。只适用于扩大头锚杆，不适用于一般锚杆。,上海房睿建筑科技有限公司,4钢绞线经过对弯后强度受影响，尤其对于有钢轴的合页式承压板，钢绞线在对弯处拉断的概率较大。5扩大头长度受到制约，对于进一步发挥扩大头锚杆的优势有所不利。,上海房睿建筑科技有限公司,（二）新开发的“拆锚型”可回收锚杆的特点1锚杆适用范围广：适用扩大头和非扩大头锚杆。扩大头长度可做到1m以下，可充分发挥扩大头的优势。承载力状态稳定可靠。锚固端设置有保险装置，只要钢绞线不断，结构是稳定的、有保障的。使用普通有粘结钢绞线，回收出来的钢绞线无油脂，直段，无弯折，后处理简单，再利用方便。回收简便，每根锚杆只需打开保险装置，2、3、4根钢绞线只需人工即可拉出。钢绞线回收拉力只需几十公斤即可。,上海房睿建筑科技有限公司,上海房睿建筑科技有限公司,端节点无弹性、无压缩能力,中间节点,中间节点有弹性、