可全回收的分布式端承锚杆及其施工方法与流程

1.本发明属于岩土工程锚固技术领域，涉及一种端承锚杆，具体为可全回收的分布式端承锚杆及其施工方法。


背景技术：

2.在工程建设特别是地下空间开发过程中，基坑围护、边坡支护等工程建设对锚杆的需求量日益增加，现有技术中由于锚杆使用后往往在邻近区域遗留杆体造成邻近场地地下空间开发困难，因此在很大程度上限制了锚杆的应用。一方面为了降低成本，另一方面为了便于相邻场地后续工程的建设，因而在工程建设中解决锚杆的回收问题非常重要。
3.现有技术中的分布式端承锚杆虽然实现了对于锚杆的回收，但是其存在锚固力弱的问题。
4.关于在施工过程中增强锚固力的现有技术，中国发明专利cn102322061b公开了一种基于挤扩成孔的端承锚杆的施工装置和施工方法，所述施工装置由至少两个挤扩器单元组成，所述的挤扩器单元包括中心螺杆、正向螺母、反向螺母、支撑杆、支撑梁和扩展叶片。在以上现有技术中，采用了具有固定结构的支撑杆、支撑梁和扩展叶片，以达到在锚头成孔的施工过程中不易塌孔，从而扩展了端承锚杆的适用范围。然而以上固定结构在施工后无法实现部分或全部回收，且从说明书附图呈现的结构可见，支撑杆使用时存在一定的角度，因此从力学角度来看尚不能达到最强的锚固力。


技术实现要素：

5.解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，获得一种能够提供较大锚固力，且同时实现全部回收的锚杆，本发明提供了可全回收的分布式端承锚杆及其施工方法。
6.技术方案：可全回收的分布式端承锚杆，所述锚杆包括端承锚具；端承锚具包括上端板和下端板，二者之间设有锚索和至少1对伸缩机构；其中，上端板和下端板的边缘和中心均开设至少1对预留锚索孔，锚索的两端分别从下端板上的预留锚索孔穿过并延伸穿过上端板上的预留锚索孔形成u型状锚索，u型状锚索的一个自由端与上端板呈锁定状；伸缩机构包括轴对称设置的左扩张臂和右扩张臂，扩张臂的上下端分别与上端板和下端板铰接，左扩张臂和右扩张臂均分为相互铰接的上扩张臂和下扩张臂；穿过中心处预留锚索孔的u型状锚索和伸缩机构之间设有牵拉索和临时绑线，牵拉索和临时绑线的两端均分别固定于上扩张臂和下扩张臂的铰接点上，其中，牵拉索与u型状锚索呈锁定状一侧的直线部分固定连接，临时绑线与u型状锚索另一侧的直线部分固定连接。
7.优选的，上端板和下端板为直径相等的圆形。
8.优选的，伸缩机构设有2-6对，且沿上端板和下端板环向均匀分布。
9.优选的，所述临时绑线的长度小于上端板和下端板的直径。
10.优选的，所述牵拉索的长度为当左扩张臂和右扩张臂分别向外侧扩张到最大时，牵拉索刚好呈拉直状。
11.优选的，u型状锚索的一个自由端与预留锚索孔通过楔形销锁定。
12.优选的，上端板和下端板上均匀开设下层锚索通过口。
13.以上任一所述可全回收的分布式端承锚杆的施工方法，所述方法包括以下步骤：
14.s1、钻制锚杆孔，将端承锚具至于锚杆孔内的最下端；
15.s2、向上拉动u型状锚索未锁定一端，使下端板上升，分别带动左扩张臂和右扩张臂向外扩张，并将临时绑线拉脱，直至左扩张臂和右扩张臂分别达到最大扩张量；
16.s3、放置第二个端承锚具至设计需要的位置，相较于s1中的端承锚具转换角度以使得s1中端承锚具的锚索穿过下层锚索通过口；
17.s4、参照s2的步骤完成第二个端承锚具的扩张；
18.s5、参照s3、s4的步骤完成其余端承锚具的安装和扩张，并将各u型状锚索两端固定，即完成可全回收的分布式端承锚杆的安装；
19.s6、锚杆使命结束后，松开u型状锚索锁定的两端，提升与牵拉索绑定的u型状锚索的端部，牵拉索随之上升，拉动左扩张臂和右扩张臂均向内收至初始位置，持续拉升u型状锚索即可将该端承锚具抽出回收。
20.进一步的，当需要向锚杆孔中注入固化原料进行锚固且需要对锚索进行全部回收时，在以上结构的基础上，在u型状锚索上套设锚索套管；牵拉索与u型状锚索呈锁定状一侧的直线部分外部的锚索套管固定连接，临时绑线与u型状锚索另一侧的直线部分外部的锚索套管固定连接。
21.相应的，所述可全回收的分布式端承锚杆的施工方法包括以下步骤：
22.s1、钻制锚杆孔，将端承锚具至于锚杆孔内的最下端；
23.s2、向上拉动u型状锚索未锁定一端，使下端板上升，分别带动左扩张臂和右扩张臂向外扩张，并将临时绑线拉脱，直至左扩张臂和右扩张臂分别达到最大扩张量；
24.s3、放置第二个端承锚具至设计需要的位置，相较于s1中的端承锚具转换角度以使得s1中端承锚具的锚索穿过下层锚索通过口；
25.s4、参照s2的步骤完成第二个端承锚具的扩张；
26.s5、参照s3、s4的步骤完成其余端承锚具的安装和扩张，并将各u型状锚索两端固定，即完成可全回收的分布式端承锚杆的安装；
27.s6、向锚杆孔内注入固化原料，待固化原料凝固后，将每个端承锚具对应的锚索的一个端部解除锁定，对锚索的另一端施加拉力，将锚索进行抽出回收。
28.具体的，以上的固化原料为固化土或者是水泥浆。
29.有益效果：(1)本发明所述端承锚杆利用端承锚具中的伸缩机构与上端板、下端板的配合，同时向锚索提供锚固力从而能够提供更大的锚固力；(2)所述锚杆实现了对锚索的完全回收，甚至在锚杆孔中注入固化原料时，可将端承锚具抽出整个进行回收，具体为：a、当未向锚杆孔中注入固化原料时，通过提升与牵拉索绑定的u型状锚索的端部，牵拉索随之上升，拉动左扩张臂和右扩张臂内收至初始位置，持续拉升u型状锚索即可将该端承锚具抽出整个进行回收；b、当锚杆孔中注入固化原料时，则在u型状锚索的外部套设有锚索套管，牵拉索和临时绑线分别与锚索套管连接，在锚索套管的作用下，固化原料不与锚索接触而产生握裹力，此时只需要将锚索的一个端部解除锁定，对锚索的另一端施加拉力，即可将锚索进行单独抽出回收。
附图说明
30.图1为本发明中端承锚具的结构示意图；
31.图2为图1中a-a向结构示意图；
32.图3为图1中b-b向结构示意图；
33.图4为图1中端承锚具的左扩张臂和右扩张臂扩张后结构示意图；
34.图5为本发明中端承锚具在锚杆孔中左扩张臂和右扩张臂未扩张时的安装结构示意图；
35.图6为本发明中端承锚具在锚杆孔中左扩张臂和右扩张臂扩张以后的安装结构示意图。
36.其中，1-端承锚具，2-锚索套管，3-锚杆孔，4-下层锚索通过口，5-楔形销，10-上端板，11-下端板，12-牵拉索，13-锚索，14-临时绑线，15-伸缩机构，15a-左扩张臂，15b-右扩张臂，16-预留锚索孔，130-u型状锚索，150-上扩张臂，151-下扩张臂。
具体实施方式
37.以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
38.实施例1未向锚杆孔中注入固化原料
39.如图1-6所示，可全回收的分布式端承锚杆，所述锚杆包括端承锚具1；端承锚具1包括上端板10和下端板11，二者之间设有锚索13和至少1对伸缩机构15；其中，上端板10和下端板11上均开设预留锚索孔16，锚索13的两端分别从下端板11上的预留锚索孔16穿过并延伸穿过上端板10上的预留锚索孔16形成u型状锚索130，u型状锚索130的一个自由端与上端板10呈锁定状；伸缩机构15包括轴对称设置的左扩张臂15a和右扩张臂15b，扩张臂的上下端分别与上端板10和下端板11铰接，左扩张臂15a和右扩张臂15b均分为相互铰接的上扩张臂150和下扩张臂151；锚索13和伸缩机构15之间设有牵拉索12和临时绑线14，牵拉索12和临时绑线14的两端均分别固定于上扩张臂150和下扩张臂151的铰接点上，其中，牵拉索12与u型状锚索130呈锁定状一侧的直线部分固定连接，临时绑线14与u型状锚索130另一侧的直线部分固定连接。
40.上端板10和下端板11为直径相等的圆形。
41.伸缩机构15设有2-6对，且沿上端板10和下端板11环向均匀分布。
42.所述临时绑线14的长度小于上端板10和下端板11的直径。
43.所述牵拉索12的长度为当左扩张臂15a和右扩张臂15b分别向外侧扩张到最大时，牵拉索12刚好呈拉直状。
44.u型状锚索130的一个自由端与预留锚索孔16通过楔形销5锁定。
45.上端板10和下端板11上均匀开设下层锚索通过口4。
46.以上任一所述可全回收的分布式端承锚杆的施工方法，所述方法包括以下步骤：
47.s1、钻制锚杆孔3，将端承锚具1至于锚杆孔3内的最下端；
48.s2、向上拉动u型状锚索130未锁定一端，使下端板11上升，分别带动左扩张臂15a和右扩张臂15b向外扩张，并将临时绑线14拉脱，直至左扩张臂15a和右扩张臂15b分别达到
最大扩张量；
49.s3、放置第二个端承锚具1至设计需要的位置，相较于s1中的端承锚具1转换角度以使得s1中端承锚具1的锚索13穿过下层锚索通过口4；
50.s4、参照s2的步骤完成第二个端承锚具1的扩张；
51.s5、参照s3、s4的步骤完成其余端承锚具1的安装和扩张，并将各u型状锚索130两端固定，即完成可全回收的分布式端承锚杆的安装；
52.s6、锚杆使命结束后，松开u型状锚索130锁定的两端，提升与牵拉索12绑定的u型状锚索130的端部，牵拉索12随之上升，拉动左扩张臂15a和右扩张臂15b均向内收至初始位置，持续拉升u型状锚索130即可将该端承锚具抽出回收。
53.实施例2锚杆孔中注入固化原料
54.与实施例1不同之处在于，u型状锚索130上套设锚索套管2；牵拉索12与u型状锚索130呈锁定状一侧的直线部分外部的锚索套管2固定连接，临时绑线14与u型状锚索130另一侧的直线部分外部的锚索套管2固定连接。
55.施工方法包括以下步骤：
56.s1、钻制锚杆孔3，将端承锚具1至于锚杆孔3内的最下端；
57.s2、向上拉动u型状锚索130未锁定一端，使下端板11上升，分别带动左扩张臂15a和右扩张臂15b向外扩张，并将临时绑线14拉脱，直至左扩张臂15a和右扩张臂15b分别达到最大扩张量；
58.s3、放置第二个端承锚具1至设计需要的位置，相较于s1中的端承锚具1转换角度以使得s1中端承锚具1的锚索13穿过下层锚索通过口4；
59.s4、参照s2的步骤完成第二个端承锚具1的扩张；
60.s5、参照s3、s4的步骤完成其余端承锚具1的安装和扩张，并将各u型状锚索130两端固定，即完成可全回收的分布式端承锚杆的安装；
61.s6、向锚杆孔3内注入固化原料，待固化原料凝固后，将每个端承锚具1对应的锚索13的一个端部解除锁定，对锚索13的另一端施加拉力，将锚索进行抽出回收。