基坑工程中的可回收锚索介绍
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2022年10月25日 15:17:52
来自于地基基础
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引言:最近一个同事设计的基坑工程正在可回收锚索回收阶段施工,这个工程在施工投标阶段,施工单位提出他们有专利技术U型锚索,回收率100%,已经有比较多的经验,因此建设单位同意采用该技术。但目前据建设单位反馈,该回收施工比较困难,很难将锚索拔出。由此事,想到自己19年夏天参加的第二届全国可回收锚索大会,以及去厦门某可回收锚索厂家参观学习,觉得可以整理一下可回收锚索的资料,分享给大家。 1、基坑锚索现存问题

引言:最近一个同事设计的基坑工程正在可回收锚索回收阶段施工,这个工程在施工投标阶段,施工单位提出他们有专利技术U型锚索,回收率100%,已经有比较多的经验,因此建设单位同意采用该技术。但目前据建设单位反馈,该回收施工比较困难,很难将锚索拔出。由此事,想到自己19年夏天参加的第二届全国可回收锚索大会,以及去厦门某可回收锚索厂家参观学习,觉得可以整理一下可回收锚索的资料,分享给大家。

1、基坑锚索现存问题

城市基坑支护工程中,经常采用支护桩加锚索作为基坑临时性支护结构,基坑一旦回填完成,锚索的作用就失效了,但锚索却永久地遗留在地下,既对地下空间造成了污染,也是资源材料的浪费。
随着城市现代化建设,地下空间的开发与利用成为了热点话题,而遗留在地下的预应力钢绞线给地下空间的开发带来困难。例如,城市地下轨道交通建设如火如荼,盾构机穿越已有锚索群时,盾构机刀片会被锚索卡死,造成刀盘无法正常转动,带来较大的经济损失。因此,很多邻近地铁规划线路上的拟建基坑项目,如果采用桩锚支护结构,地方规定锚索需采用可回收锚索。

2、地方对基坑锚索使用管理的规定和办法

为了提倡“绿色建筑”“绿色施工”理念,有效管理地下空间,一些地方政府出台了基坑锚索使用的管理办法和规定。下面列举几个。
《厦门市深基坑支护工程技术管理规定》(20041.8条:深基坑工程的支护构件和支撑构件(含锚杆等)均不得超越红线,必须超越红线时应征得相邻地块业主的同意。
佛山市南海区《关于加强基坑支护锚索工程管理的通知》(2012)第六条:(限制使用锚索、锚杆或土钉的规定)凡在我区内实施的基坑支护工程限制使用锚索、锚杆或土钉的支护形式,上条三种情况以外的基坑工程,锚索、锚杆或土钉等支护结构确需超越用地红线进入邻近地块或道路地下范围的,应征得相邻地块权属人、道路权属人(或管养单位)的书面同意。第八条:基坑完工后,建设、监理、基坑设计、基坑施工单位应出具锚索已全部回收的证明文件。
《苏州市相城区深基坑工程质量安全管理办法》(2019)第六条:深基坑工程的任何部位不应超出规划红线。

3、可回收锚索发展历史

20世纪60年代到90年代之间,锚索的可回收仅限于锚索自由段的杆体回收,而锚索锚固段还是遗留在地下。Tony Barley 依据登山原理研制出的通过拉动锚索一端来回收全部锚索装置,标志着真正意义的可回收锚索的诞生。可回收锚索的重要意义并未在当时引起重视,直到锚索红线问题日益突出,可回收锚索的研制得到重视,出现了不同结构类型的可回收锚索。
我国可回收锚索研究起步较晚,大陆早期使用回收锚索的基坑工程是90年代北京中银大厦基坑支护工程,采用的是冶金部建筑研究总院主持研制的U型可回收锚杆。19933月,广东省基础工程公司引进日本国土防灾技术株式会社的锚索回收技术(JCE),并在广州市东圃镇进行示范试验。试验表明该可回收锚索力学性能良好,回收可靠,随之在广东省逐渐被采用,效果良好。随着可回收锚索市场越来越大,越来越多国内企业投入大量人力物力,研发各种类型的锚索,近些年取得了丰硕的成果。2019年,由龚晓南院士牵头,成立了全国锚杆可回收技术与产业联盟,编写了可回收锚索规程,该规程目前还未正式发行。

4、可回收锚索类型

可回收锚索类型主要分为以下五类,下面就每一类型简单介绍。

类型

详细类型

过载强拆类

焊接型

挤压套型

砂浆型

端头锚固类

机械固定型

粘结型

气囊型

自钻自锁类

全长连续型

部分连续型

断续型

锚筋回转类

U

合页型

自拆锚具类

螺栓螺母型

机械锁型

自切断型

熔断型

 4.1过载强拆型

过载强拆型,将锚筋与锚固件之间的锚固力设定为介于锚杆设计承载力与锚筋极限承载力之间的自拆筋锚杆,回收时,拉拔力超过设计承载力,杆体回收。
4.1.1  焊接型


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焊接型,将锚筋端头焊接在承压板上,回收时拉力大于设计强度,焊接处脱开,回收锚筋。

4.1.2 挤压套型

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挤压套型,将锚筋套在端头金属挤压套内,回收时拉拔力大于挤压套握裹力,脱开回收锚杆。

4.1.3 砂浆型

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砂浆型,锚筋端头处采用特质砂浆,砂浆强度可以调节,回收时,拉拔力大于砂浆与锚筋之间的粘结力,即可回收锚杆。
总体来看,过载强拆类型原理简单,但技术难度比较大,不容易控制设计强度。

4.3 自钻自锁型

自钻自锁型,锚杆上带有螺纹,可自行钻进地层后自锁的自拆筋锚杆。

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锚杆上带有螺纹,自行钻进地层,叶片与地层摩擦挤压后自锁,锚杆获得承载力,反向旋出即可回收。螺纹可以全长连续分布、前半段连续分布、断续分布。

4.4 锚筋回转型

回转型,利用承载体的弧形槽,完成锚筋的拉出。

4.4.1 U

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U型,采用无粘结钢绞线,内端头设置带有弧形槽的承载体,钢绞线绕承载体回转弯曲成U型后成对张拉锁定,回收时夹住一端钢绞线拉出。

4.4.2合页型

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合页型,与U型相似,就是端头处的承载力,放入钻孔前是闭合状态,放入孔后是张开的。
回转型原理简单明了,但是实际工程效果不是很好。

4.5 自拆锚具型

自拆锚具型,主流可回收锚索类型,种类繁多。

4.5.1螺栓螺母型

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锚筋与端头承载板采用螺栓螺母连接,锚筋采用套管与注浆体隔开,回收时旋转锚筋完成回收。

4.5.2 机械锁型

机械锁型是研发的热点形式,产品非常多,仅介绍三种产品。

1JCE

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JCE技术主要是,把中间的钢绞线设置为辅助索,在安装过程中不进行张拉和施加预应力。在回收时,用千斤顶拉拔中丝,中丝拔除一定距离后,锚固端头夹具散开,锚索回收。

2LC

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设置保险筏,冲击推进钢绞线,使撞针式保险打开,夹紧机构与钢绞线解锁分离,之后张拉钢绞线,回收。

3JM

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锚索通过机械连接件与锚定块锁定,回收时旋转钢绞线,使得连接件与锚定块解锁分离,完成回收。

4.5.3 自切断型

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自切断型,端头配置切刀,回收时拉动一端锚索,带动刀具,隔断锚索,完成回收。

4.5.4 熔断型

熔断型,在锚具内利用电、电磁、爆燃或化学药剂等方法加热产生高温或发生化学反应,将锚筋熔断、溶断或夹片熔开。

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上图是热熔剂型,通电后,热熔材料融化,锚筋解锁脱开,完成回收。

 5 总结

上述介绍的可回收锚索内容,不是非常全面,特别是机械锁型自拆锚具,国内各种产品非常丰富,文中仅列出三种,感兴趣的同行可以去深入研究。
可回收锚索在南方地区,例如江浙、福建、广东等地区,使用已经非常多了。目前东北地区使用比较少,不过已经有发展趋势了。我们单位与厦门某厂商已经有了合作,在2019年一个项目工地试验了一次,最终因为建设单位原因没有采用可回收锚索。
绿色建筑的大环境下,可回收锚索有着不可限量的发展空间。

 

 

参考文献:

付文光.《全国锚杆回收行业调查与分析》[A],第二届全国可回收锚杆技术研讨会,20195月,杭州

张为.《新型预应力锚索技术研究及应用》[D],重庆交通大学,20166

程玉果.JM大直径可回收锚索在软土基坑中的应用探索》[J],福建建筑,2021年第10

钟晓晖,邵孟新,罗振平.《可回收锚索技术介绍与分析》[J],建筑监督检测与造价,20154月第8卷第2

方启超,邵孟新.JCE回收式锚索的工程应用与研究》[J],广东土木与建筑,20035月第5

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知识点:可回收锚索

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