热熔式可回收锚索试验研究

毛 君

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710000)

锚索作为一种岩土体加固手段，经常被应用于基坑支护工程中，尤其是近十几年应用尤其广泛。而基坑从开挖到最终回填，临时支护结构功能失效，一般情况普通锚索将与所建的构筑物一起长期填埋于地下，形成地下垃圾，造成地下环境污染，对相邻建筑施工的桩基、基坑开挖、管线施工、地铁施工、以及城市的长远规划和可持续发展造成严重影响。因此，发展进行锚索、锚杆的可回收利用，减少城市地下空间的建筑垃圾、降低后续开发的障碍以更好利用地下空间是必然的。20世纪60年代以来，全球陆续涌现出很多可回收锚索工艺，有SBMA可回收式锚索、KTB荷载分散型可回收锚索、“U”形回收式锚杆、日本JEC回收式锚索等等，这些锚索各有不足，特别是有些回收式锚索没有专业的回收设备，致使回收时操作不便、锚索回收率较低，故现实中应用不是特别的广泛。本文依托项目试验一种新型施工简捷、并具良好的地层适应性的可回收锚索—热熔式可回收压力分散型锚索，并介绍了该锚索的工作机理、内部构造及施工工艺等，并使得此项施工工艺能够得到推广。

1 工程概况

锚索试验地点位于西安市和平门外，雁塔北路以西，某院区家属院内。该项目基坑南侧开挖后原状土场地作为试验场地，选取场地内一直立边坡坡面进行可回收锚索试验，边坡高度约为3 m,坡体厚度约20 m,自5月20日坡面开挖完成后至6月28日锚索施工之前，坡体一直处于稳定状态，坡面出露为新鲜黄土状土。

2 地质条件

3 锚固原理

热熔锚具张拉后可以像普通锚具一样通过夹片作用将钢绞线紧紧的锁住，在锚使用完成后，通过低压通电将锚具内热熔材料熔化，解除夹片对无粘结钢绞线的束缚，从而给钢绞线卸荷将钢绞线抽出，实现钢绞线的回收利用。热熔锚索结构原理图，见图1。

4 可回收锚索施工工艺

1)锚索制作。

首先钢绞线的选材制作必须严格执行JG/T 161—2016标准，选取适合规格的无粘结钢绞线并根据设计长度进行截取，然后将锚板等部件先套至钢绞线，接着安装热熔式可拆芯锚具，以夹片与锚具齐平为准，逐个进行组装锚板、紧固螺栓，安装完成后应逐个检测通电情况。

2)锚索标记。

可回收压力分散型热熔锚索因钢绞线长度不一致，故张拉时各个钢绞线的伸长量也会不一致，故不同单元锚索的张拉并不是同时进行的，而是有先有后，因此需要在锚索制作后将不同锚固单元的钢绞线进行分别标记，以便锚索张拉的准确性。

3)钻孔施工。

锚索孔钻进施工，测放试验孔孔位，准确安装固定钻机，认真进行机位调整，确保锚索孔施工时纵横误差不得超过100 mm,锚索孔偏斜率符合规范要求。钻机安装要求水平，稳固，施钻过程中应随时检查。

4)注浆。

锚索注浆采用孔底返浆式注浆，水灰比0.4～0.45。水泥选用P.C42.5复合硅酸盐水泥，注浆体强度不小于30 MPa,进场水泥须具备三证，并经复验合格方可使用，砂子选用细砂，级配良好。锚索锚墩采用C30浇筑，锚具应满足《预应力筋用锚具、夹具和连接器应用技术规程》的规定要求。

5)锚索张拉。

对于可回收来说，必须等到注浆体达到设计要求时方可进行张拉。张拉作业前，张拉千斤顶及油泵已到相应资质鉴定机构进行了标定，且在规定的有效期内。锚索进行正式张拉前，取0.1倍的承载力设计值，对锚索进行预张拉，使杆体完全平直，各部位的接触应紧密；锁定值取基本值的1.1倍。锚索的张拉荷载与变形应做好记录。

6)锚索回收。

热熔式可回收锚索的回收比较便捷，工人将通过外置导线36 V低压电源通电，锚头上的电加热环使衬套熔化后给钢绞线解除束缚，使用专业的小型自动回收千斤顶夹住锚索钢绞线的一端将钢绞线拉出。

a.将锚头外的钢绞线和通电导线按规定要求梳理整齐，且通电后热熔时间不得低于60 min。

b.安装好电压转换器并将其与钢绞线上导线相连接，检测电压转换器能通电无误之后低压通电回收钢绞线，通电后热熔时间不得低于60 min。

c.待通电时间超过规定所需时间后可利用千斤顶对锚索加载，使热熔式锚头与钢绞线脱离开来，在千斤顶卸载后用手动或借助机器设备(自动回收机、卷扬机等)可将钢绞线拔出，完成钢绞线回收(见表1)。

表1 可回收锚索回收情况一览表

5 回收注意事项

根据该锚索工作原理结合现场情况，可知锚索回收失效是由于导线无法有效通电，使得包裹体不能熔化，夹片无法松弛钢筋导致的。故对导线的保护尤为重要，导致导线不通电的有多种原因，锚索制锚后在运输过程中，受力过大引起导线节点破坏，可导致导线无法通电。锚索在施工下锚、钻孔深度较深时，锚索摩擦孔壁致使导线包裹层破坏引起导线内部结构断裂，也可导致导线无法通电。锚索制锚储存时，受阴雨天气影响，浸水受潮也可导致导线无法通电，故保证导线有效通电是该锚索能否回收的关键环节。故锚索在施工及放置时应注意以下事项:

1)在锚索施工后，钻孔后的孔洞清洗必须注意，确保孔内不能存在泥浆，尤其在泥土中施工。

2)注浆施工时，水泥浆液不能漏入锚索保护套内，否则会造成锚索固结，影响锚索顺利回收。

3)施工下锚时，可在架线环支架周围用彩条布或者胶带缠绕包裹，以保护支架内钢绞线及附在钢绞线上的通电导线不因下锚时摩擦孔壁而受到破坏。

4)锚索施工完毕后对外露钢绞线成品注意保护，一般采用PVC管进行保护，特别对附在钢绞线上的导线保护直接影响锚索回收效果。

5)导线在放置储存时候应防潮、防腐，应避免与尖锐物品放置一起，以免划破包裹层破坏导线。