[发明专利]全可回收扩体锚杆及用该锚杆对岩土进行锚固的施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于土木工程领域的岩土临时锚固工程使用的锚杆及其施工方法。

背景技术

在岩土工程领域内，各类临时边坡、深基坑开挖支护的临时锚固工程中，都需要采用预应力锚固技术使边坡和基坑侧壁保持稳定。目前大量采用传统全长等直径的锚固工艺来施工基坑支护工程，此类传统锚固法存在以下两点问题：

1.在工程地质条件较为复杂的地层内，如设置于软弱松散地层内的锚杆（索），受锚固段摩擦力较低等因素制约，造成单位锚固承载力偏低，变形量较大，传统锚固工艺中通常采用增加单元锚杆（索）的长度或跟管钻进的方案来解决此类问题，从而导致成孔费用的急剧上升和锚筋材料的浪费，不利于节约钢材、水泥和节能减排。

2.临时支护体系中的锚杆在服役期结束后已无任何作用，桩锚体系在作为一种临时性支护结构，在城市建设与市政基坑工程中广泛应用，这些用于支护的锚杆在服务期结束后留存在未来的建设场地地下，不可回收，造成严重的地下污染和资源浪费，据不完全统计，仅北京地区一年就有超千吨的无粘结钢绞线留存于地下；而用于基坑支护的锚杆，常出现伸出红线范围，侵犯了邻近建筑的地下空间，为邻近空间开发时增加了地下障碍和建设费用。随着节能、环保要求的提高，特别是项目甲方法律意识的增强，锚杆施工超越红线建设逐渐被立法限制，临时锚固工程的无粘结钢绞线回收和重复使用技术已成为世界上很多国家及地区的研发方向，是实现地下建筑垃圾减量、绿色环保施工的重要发展方向。

因此，对可拆除、可重复利用且能够实施扩体的锚固技术体系开展研究，进行可拆除、可重复利用扩体锚杆的结构装配设计和可拆除工艺的开发，研制出可拆除、可重复利用的大吨位绿色环保锚固体系配套施工技术就是对整个锚固行业技术水平和产业化发展的一次提升和引领。目前，我国已开发出的一些扩体锚固施工工艺都是用增大锚孔直径的单一方式来提升锚固力，无法实施锚筋可回收，在配套的锚束体结构形式和锚杆结构件的创新方面无相应提升，这就限制了扩体锚固这种技术在诸如地铁隧道穿越处的基坑工程中或邻近建筑基坑相距较近的情况中的应用，影响了技术的进一步发展应用。例如，申请号为94108778.6的中国发明专利申请提出的“大头锚杆施工方法及其使用的专用钻机”，中国发明专利ZL01103578.1提出的“一种用于锚杆施工的高压喷射扩孔法”，中国发明专利ZL01144443.6提出的“土体锚杆的施工方法及其所采用的锚杆组合件”，中国发明专利ZL200510021318.9提出的“高压喷射扩大头锚杆的施工方法和装置”等都存在上述锚筋回收的技术问题。可见，除扩孔工艺的改进外，基坑工程中扩体锚杆（索）的锚束体结构组成、及其对应扩体可回收装置的形式都应该适应于锚孔细长、锚根短粗的“端承式扩大头”形态，以实现将扩体锚固技术和可移除式锚固技术这两种国际先进锚固技术在同一根锚杆（索）的技术体系内融合应用，并方便快捷的同时实施，达到即缩短了锚固段长度、提高了单锚极限承载力，又使服役结束后的扩体锚杆的注浆管和锚束体筋材能够回收利用，从而同时显著提高临时锚固工程的环保性和经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种全可回收扩体锚杆及用该锚杆对岩土进行锚固的施工方法，其可以在锚杆使用期结束后将锚杆的锚束体筋材及注浆管回收，减少资源浪费和对地下环境造成的污染，并且显著改善单元锚杆的承载和变形性能。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种全可回收扩体锚杆，包括主机架、密封包覆囊、至少一根无粘结钢绞线，其中，所述主机架包括注浆芯管、分别设置于注浆芯管上部、下部的上、下组件及旋绕在注浆芯管上并且上、下两端分别固定于上、下组件上的螺旋箍筋，所述上组件可相对注浆芯管沿轴向移动，所述注浆芯管顶部通过快速接头连接有注浆回收管，所述注浆芯管底部设有单向阀，所述密封包覆囊为两端开口的柔性袋状，套在所述主机架的注浆芯管和螺旋箍筋外，所述密封包覆囊两端分别固定于所述上、下组件上，并且与上、下组件之间相互密封，所述无粘结钢绞线绕在所述密封包覆囊外，所述无粘结钢绞线中部弯折处贴合于所述下组件底部，并且所述无粘结钢绞线两端沿所述注浆芯管轴向向上伸出，所述无粘结钢绞线靠近所述上组件的位置处可滑动连接于所述上组件外壁两侧。

本发明全可回收扩体锚杆，其中，所述上组件包括上盖板和上套筒，所述上套筒固定于上盖板下方，所述上盖板通过中心孔螺接于所述注浆芯管上，所述上盖板外壁两侧分别设有至少一个固定夹爪，所述无粘结钢绞线两端靠近所述弯折的位置处分别夹持于所述上盖板外壁两侧的固定夹爪内。