熱熔式可回收錨索試驗(yàn)研究

毛 君

(中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司，陜西 西安 710000)

錨索作為一種巖土體加固手段，經(jīng)常被應(yīng)用于基坑支護(hù)工程中，尤其是近十幾年應(yīng)用尤其廣泛。而基坑從開挖到最終回填，臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)功能失效，一般情況普通錨索將與所建的構(gòu)筑物一起長期填埋于地下，形成地下垃圾，造成地下環(huán)境污染，對相鄰建筑施工的樁基、基坑開挖、管線施工、地鐵施工、以及城市的長遠(yuǎn)規(guī)劃和可持續(xù)發(fā)展造成嚴(yán)重影響。因此，發(fā)展進(jìn)行錨索、錨桿的可回收利用，減少城市地下空間的建筑垃圾、降低后續(xù)開發(fā)的障礙以更好利用地下空間是必然的。20世紀(jì)60年代以來，全球陸續(xù)涌現(xiàn)出很多可回收錨索工藝，有SBMA可回收式錨索、KTB荷載分散型可回收錨索、“U”形回收式錨桿、日本JEC回收式錨索等等，這些錨索各有不足，特別是有些回收式錨索沒有專業(yè)的回收設(shè)備，致使回收時(shí)操作不便、錨索回收率較低，故現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用不是特別的廣泛。本文依托項(xiàng)目試驗(yàn)一種新型施工簡捷、并具良好的地層適應(yīng)性的可回收錨索—熱熔式可回收壓力分散型錨索，并介紹了該錨索的工作機(jī)理、內(nèi)部構(gòu)造及施工工藝等，并使得此項(xiàng)施工工藝能夠得到推廣。

1 工程概況

錨索試驗(yàn)地點(diǎn)位于西安市和平門外，雁塔北路以西，某院區(qū)家屬院內(nèi)。該項(xiàng)目基坑南側(cè)開挖后原狀土場地作為試驗(yàn)場地，選取場地內(nèi)一直立邊坡坡面進(jìn)行可回收錨索試驗(yàn)，邊坡高度約為3 m,坡體厚度約20 m,自5月20日坡面開挖完成后至6月28日錨索施工之前，坡體一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，坡面出露為新鮮黃土狀土。

2 地質(zhì)條件

3 錨固原理

熱熔錨具張拉后可以像普通錨具一樣通過夾片作用將鋼絞線緊緊的鎖住，在錨使用完成后，通過低壓通電將錨具內(nèi)熱熔材料熔化，解除夾片對無粘結(jié)鋼絞線的束縛，從而給鋼絞線卸荷將鋼絞線抽出，實(shí)現(xiàn)鋼絞線的回收利用。熱熔錨索結(jié)構(gòu)原理圖，見圖1。

4 可回收錨索施工工藝

1)錨索制作。

首先鋼絞線的選材制作必須嚴(yán)格執(zhí)行JG/T 161—2016標(biāo)準(zhǔn)，選取適合規(guī)格的無粘結(jié)鋼絞線并根據(jù)設(shè)計(jì)長度進(jìn)行截取，然后將錨板等部件先套至鋼絞線，接著安裝熱熔式可拆芯錨具，以夾片與錨具齊平為準(zhǔn)，逐個(gè)進(jìn)行組裝錨板、緊固螺栓，安裝完成后應(yīng)逐個(gè)檢測通電情況。

2)錨索標(biāo)記。

可回收壓力分散型熱熔錨索因鋼絞線長度不一致，故張拉時(shí)各個(gè)鋼絞線的伸長量也會(huì)不一致，故不同單元錨索的張拉并不是同時(shí)進(jìn)行的，而是有先有后，因此需要在錨索制作后將不同錨固單元的鋼絞線進(jìn)行分別標(biāo)記，以便錨索張拉的準(zhǔn)確性。

3)鉆孔施工。

錨索孔鉆進(jìn)施工，測放試驗(yàn)孔孔位，準(zhǔn)確安裝固定鉆機(jī)，認(rèn)真進(jìn)行機(jī)位調(diào)整，確保錨索孔施工時(shí)縱橫誤差不得超過100 mm,錨索孔偏斜率符合規(guī)范要求。鉆機(jī)安裝要求水平，穩(wěn)固，施鉆過程中應(yīng)隨時(shí)檢查。

4)注漿。

錨索注漿采用孔底返漿式注漿，水灰比0.4～0.45。水泥選用P.C42.5復(fù)合硅酸鹽水泥，注漿體強(qiáng)度不小于30 MPa,進(jìn)場水泥須具備三證，并經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格方可使用，砂子選用細(xì)砂，級(jí)配良好。錨索錨墩采用C30澆筑，錨具應(yīng)滿足《預(yù)應(yīng)力筋用錨具、夾具和連接器應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定要求。

5)錨索張拉。

對于可回收來說，必須等到注漿體達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)方可進(jìn)行張拉。張拉作業(yè)前，張拉千斤頂及油泵已到相應(yīng)資質(zhì)鑒定機(jī)構(gòu)進(jìn)行了標(biāo)定，且在規(guī)定的有效期內(nèi)。錨索進(jìn)行正式張拉前，取0.1倍的承載力設(shè)計(jì)值，對錨索進(jìn)行預(yù)張拉，使桿體完全平直，各部位的接觸應(yīng)緊密；鎖定值取基本值的1.1倍。錨索的張拉荷載與變形應(yīng)做好記錄。

6)錨索回收。

熱熔式可回收錨索的回收比較便捷，工人將通過外置導(dǎo)線36 V低壓電源通電，錨頭上的電加熱環(huán)使襯套熔化后給鋼絞線解除束縛，使用專業(yè)的小型自動(dòng)回收千斤頂夾住錨索鋼絞線的一端將鋼絞線拉出。

a.將錨頭外的鋼絞線和通電導(dǎo)線按規(guī)定要求梳理整齊，且通電后熱熔時(shí)間不得低于60 min。

b.安裝好電壓轉(zhuǎn)換器并將其與鋼絞線上導(dǎo)線相連接，檢測電壓轉(zhuǎn)換器能通電無誤之后低壓通電回收鋼絞線，通電后熱熔時(shí)間不得低于60 min。

c.待通電時(shí)間超過規(guī)定所需時(shí)間后可利用千斤頂對錨索加載，使熱熔式錨頭與鋼絞線脫離開來，在千斤頂卸載后用手動(dòng)或借助機(jī)器設(shè)備(自動(dòng)回收機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等)可將鋼絞線拔出，完成鋼絞線回收(見表1)。

表1 可回收錨索回收情況一覽表

5 回收注意事項(xiàng)

根據(jù)該錨索工作原理結(jié)合現(xiàn)場情況，可知錨索回收失效是由于導(dǎo)線無法有效通電，使得包裹體不能熔化，夾片無法松弛鋼筋導(dǎo)致的。故對導(dǎo)線的保護(hù)尤為重要，導(dǎo)致導(dǎo)線不通電的有多種原因，錨索制錨后在運(yùn)輸過程中，受力過大引起導(dǎo)線節(jié)點(diǎn)破壞，可導(dǎo)致導(dǎo)線無法通電。錨索在施工下錨、鉆孔深度較深時(shí)，錨索摩擦孔壁致使導(dǎo)線包裹層破壞引起導(dǎo)線內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷裂，也可導(dǎo)致導(dǎo)線無法通電。錨索制錨儲(chǔ)存時(shí)，受陰雨天氣影響，浸水受潮也可導(dǎo)致導(dǎo)線無法通電，故保證導(dǎo)線有效通電是該錨索能否回收的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。故錨索在施工及放置時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng):

1)在錨索施工后，鉆孔后的孔洞清洗必須注意，確?？變?nèi)不能存在泥漿，尤其在泥土中施工。

2)注漿施工時(shí)，水泥漿液不能漏入錨索保護(hù)套內(nèi)，否則會(huì)造成錨索固結(jié)，影響錨索順利回收。

3)施工下錨時(shí)，可在架線環(huán)支架周圍用彩條布或者膠帶纏繞包裹，以保護(hù)支架內(nèi)鋼絞線及附在鋼絞線上的通電導(dǎo)線不因下錨時(shí)摩擦孔壁而受到破壞。

4)錨索施工完畢后對外露鋼絞線成品注意保護(hù)，一般采用PVC管進(jìn)行保護(hù)，特別對附在鋼絞線上的導(dǎo)線保護(hù)直接影響錨索回收效果。

5)導(dǎo)線在放置儲(chǔ)存時(shí)候應(yīng)防潮、防腐，應(yīng)避免與尖銳物品放置一起，以免劃破包裹層破壞導(dǎo)線。