应用可回收锚索的施工方法与流程

1.本发明涉及一种应用可回收锚索实现的施工方法，属于建筑工程施工领域。


背景技术：

2.随着我国经济的快速发展，对于各种基坑工程与大型桥梁的施工质量要求也越来越高。基坑支护受到施工用地的地表构筑物与地下岩土构造的限制与影响，为保证施工质量，在施工过程中普遍地采取预应力锚索技术。
3.现有建筑工程中，在进行加固支护结构中普遍地采用不可回收式锚索，既较易造成严重的地下污染，同时施工后留下的钢绞线也将成为后续施工的地下障碍物。
4.由于施工建设后，锚索无法回收而造成了现有锚索加固支护施工成本较高，极低的锚索回收率对相邻地块桩基施工、基坑开挖和周围市政与地铁施工均相应地产生严重的不利影响，从而成为当前城市长远规划的重要课题。
5.有鉴于此，特提出本专利申请。


技术实现要素：

6.本发明所述的应用可回收锚索的施工方法，在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种应用新型安装与拆卸结构的锚索实现的施工方法，从而实现在施工后可将钢绞线全部回收，不仅锚索安装与张拉施工快速、而且现场施工时锚索安装与拆卸简易，有利于提高作业效率，施工后钢绞线能够全部回收和重复使用。
7.为实现上述设计目的，本技术所述应用可回收锚索的施工方法，是在锚索的钢绞线前端连接锚头，限制钢绞线的初始行程位置；在锚头的钢绞线锁定室中，每一组钢绞线依次插入第一钢绞线插入环和第二钢绞线插入环，在钢绞线内端连接锁定螺栓，在锁定螺栓上套设内置有永磁直流电动机的锁定螺母；在钢绞线外缘缠绕电线和备用电线，永磁直流电动机分别与电线、备用电线连接，通过永磁直流电动机顺时针或逆时针旋转以带动锁定螺母旋转，锁定夹片与防松夹片分别夹持或松开钢绞线；当锁定夹片与防松夹片松开钢绞线时，向外拉拔钢绞线以将其从锚头中抽出，完成钢绞线的回收。
8.进一步地，在钢绞线锁定室中，第一钢绞线插入环连接防松夹片紧固环，防松夹片紧固环具有楔形内槽，在防松夹片紧固环中插入防松夹片以夹持钢绞线；第二钢绞线插入环连接锁定夹片紧固环，锁定夹片紧固环具有楔形内槽，在锁定夹片紧固环中插入锁定夹片以用于夹持钢绞线；在防松夹片与锁定夹片之间连接插入钢绞线的夹片连接杆；在锁定夹片端部的内凹锁定夹片活动槽中，将钢绞线一端与锁定螺栓连接。
9.进一步地，在锁定螺栓端部设置钢绞线限位环，将钢绞线插入钢绞线限位环的钢绞线固定槽中、直至钢绞线限位板处；永磁直流电动机插入位在钢绞线限位板中心处的直流电动机插入槽中。
10.进一步地，自钢绞线锁定室开始、钢绞线外侧套设有pvc套管，在pvc套管内部包裹钢绞线、电线与备用电线以隔绝注浆材料。
11.进一步地，在锚索的钢绞线后端连接钢绞线回收装置，锁定螺栓旋转盘连接插入每一组钢绞线的钢绞线回收室，钢绞线依次插入钢绞线回收室中的第三钢绞线插入环与回收用钢绞线限位板；通过转动旋转连接杆以带动回收锁定螺栓顺时针或逆时针旋转，回收锁定夹片紧绷锁住或松开钢绞线；当回收锁定夹片紧绷锁住钢绞线、而且锁定夹片与防松夹片松开钢绞线时，向外拉拔旋转连接杆以将钢绞线从锚头抽出；然后，回收锁定夹片松开钢绞线以将钢绞线从钢绞线回收装置抽出，完成钢绞线的回收。
12.进一步地，在钢绞线回收室中，钢绞线依次插入第三钢绞线插入环与回收用钢绞线限位板以限位；第三钢绞线插入环连接具有楔形内槽的楔形块，在楔形块中插入回收锁定夹片以夹持钢绞线；夹片固定杆一端插接于回收锁定夹片，其另一端连接夹片锁定盘；回收锁定螺栓一端连接于夹片锁定盘，其另一端螺接于锁定螺栓旋转盘预留的孔中；旋转连接杆连接回收锁定螺栓后，转动旋转连接杆时通过锁定螺栓旋转盘旋转，将钢绞线回收室向外拉出以回收钢绞线。
13.进一步地，所述应用可回收锚索的施工方法包括有下述步骤：
14.1)、标定
15.标定出锚索孔所在准确位置；
16.2)、钻孔
17.钻机倾角调节至设计要求，自下而上进行钻孔作业；
18.3)、组装
19.将钢绞线连接至锚头，将钢绞线与永磁直流电动机插入第一钢绞线插入环内，继续插入以将钢绞线插入至第二钢绞线插入环内，直至将其插入至锁定螺栓的钢绞线限位板处；
20.控制永磁直流电动机旋转，锁定螺母拧紧作业将锁定夹片与通过夹片杆连接的防松夹片紧固，夹片锁定钢绞线，钢绞线锁定完成；
21.重复上述过程，完成全部钢绞线在钢绞线锁定室内部的紧固连接；
22.4)、安装
23.将可回收式锚索连同锚头一并送入锚索孔内；
24.5)、注浆
25.锚索注浆采用孔底注浆施工，砂浆由孔底注入，空气由排气孔排出；
26.6)、腰梁施工
27.在紧靠墙体位置设置钢腰梁，钢腰梁稳固于墙体边缘，与墙体紧密贴合；钢腰梁上方工字钢的下沿紧贴锚索孔上部，钢腰梁下方工字钢的上沿紧贴锚索孔下部；
28.7)、装配
29.将钢绞线穿过垫板，垫板嵌固于钢腰梁上，再将钢绞线穿过锚环，锚环紧贴垫板，将张拉锁定夹片嵌入锚环中，锁定钢绞线；
30.8)、张拉
31.在注浆材料强度及达到设计要求后，使用千斤顶对锚索进行张拉，张拉完成后锁定锚索；
32.9)、注浆
33.注浆管从预留孔插入，注浆封孔；封孔注浆后，锚环外侧预留一定长度钢绞线，其
余的部分截去，在其外部包覆混凝土封锚；
34.10)、回收锚索
35.解除锚头对于钢绞线的锁定，永磁直流电动机旋转以带动锁定螺母旋转，锁定螺母松开锁定夹片与防松夹片，夹片受重力作用在夹片活动槽向下移动，松开钢绞线；
36.使用钢绞线回收装置将钢绞线进行锁固，转动旋转连接杆以带动锁定螺栓旋转盘旋转，直于回收锁定螺栓拧紧，此时夹片锁定盘与通过夹片固定杆连接的回收锁定夹片紧绷，夹片锁住钢绞线，向外拉拔钢绞线以将其依次地从锚头、锚索孔中抽出；
37.反向转动旋转连接杆以带动锁定螺栓旋转盘旋转，锁定螺栓旋转盘带动回收锁定螺栓旋转，直至回收锁定夹片松弛；向外拉拔钢绞线以将其从钢绞线回收装置中抽出；
38.重复上述步骤，完成全部钢绞线的回收。
39.综上所述，本技术所述应用可回收锚索的施工方法具有以下优点：
40.1、本技术能够解决现有锚索加固支护施工后锚索不可回收的问题、实现钢绞线全部回收，有效地降低锚索施工与回收成本。
41.2、基于本技术所述的施工方法，锚索安装与张拉施工速度与效率均较高、相应地降低现场工人的劳动强度低。
42.3、被回收的钢绞线能够重复使用，不仅有利于环境保护，而且节约材料和降低能耗。
附图说明
43.现结合以下附图进一步地说明本技术；
44.图1是本技术所述可回收式锚索结构与施工示意图；
45.图2是所述可回收式锚索的锚头结构剖面图；
46.图3是所述可回收式锚索的钢绞线锁定室结构剖面图；
47.图4-1是所述锁定螺栓的结构示意图；
48.图4-2是如图4-1所示结构的横向剖面示意图；
49.图5是钢绞线一种回收方式的操作示意图；
50.图6是所述钢绞线回收室的结构剖面图。
51.在上述附图中包括，土层1、注浆材料2、钢腰梁3、垫板4、锚环5、张拉锁定夹片6、pvc套管7、钢绞线8、电线9、备用电线10、锚头11、钢绞线锁定室12、第一钢绞线插入环13、防松夹片紧固环14、防松夹片15、防松夹片防滑垫16、防松夹片活动腔17、夹片连接杆18、第二钢绞线插入环19、锁定夹片紧固环20、锁定夹片21、锁定夹片防滑垫22、锁定夹片活动槽23、锁定螺栓24、永磁直流电动机25、锁定螺母26、夹片活动槽27、钢绞线限位环28、钢绞线固定槽29、钢绞线限位板30、锁定螺纹31、直流电动机插入槽32；
52.钢绞线回收装置33、钢绞线回收室34、第三钢绞线插入环35、楔形块36、回收锁定夹片37、回收锁定夹片防滑垫38、连接孔39、夹片固定杆40、固定杆活动槽41、回收用钢绞线限位板42、锁定盘移动槽43、夹片锁定盘44、回收锁定螺母45、回收锁定螺栓46、螺纹47、锁定螺栓旋转盘48、旋转连接杆49、旋转把手50。
具体实施方式
53.为更进一步地阐述本技术为达成预定设计目的所采取的技术手段，现结合附图提出以下较为优选的实施方案。
54.实施例1，如图1至图6所示，一种新型可回收锚索，包括三组钢绞线8、在钢绞线8的两侧端部分别连接有锚头11和钢绞线回收装置33；
55.在锚头11中设置有分别连接并固定每一组钢绞线8的钢绞线锁定室12，在钢绞线回收装置33上插接有套设于每一组钢绞线8的钢绞线回收室34；
56.其中，所述的钢绞线锁定室12包括有两组相互连接的、用于依次插入钢绞线8的第一钢绞线插入环13和第二钢绞线插入环19，在第一钢绞线插入环13与第二钢绞线插入环19之间形成有防松夹片活动腔17，在第二钢绞线插入环19侧部形成有夹片活动槽27，在钢绞线8的端部连接有锁定螺栓24，以及套设于锁定螺栓24上并内置有永磁直流电动机25的锁定螺母26。
57.第一钢绞线插入环13与第二钢绞线插入环19用于初部插入并限制钢绞线8的初始行程位置，第一钢绞线插入环13与第二钢绞线插入环19的尺寸均略大于钢绞线8、且同时小于包裹钢绞线8的pvc套管7的尺寸。
58.具体地，第一钢绞线插入环13连接有防松夹片紧固环14，防松夹片紧固环14具有楔形内槽，在防松夹片紧固环14中插入用于夹持钢绞线8的防松夹片15，防松夹片15外表面具有防松夹片防滑垫16；
59.第二钢绞线插入环19连接有锁定夹片紧固环20，锁定夹片紧固环20具有楔形内槽，在锁定夹片紧固环20中插入用于夹持钢绞线8的锁定夹片21，锁定夹片21外表面具有锁定夹片防滑垫22；
60.在防松夹片15与锁定夹片21之间，连接有允许钢绞线8穿过的夹片连接杆18；通过夹片连接杆18，防松夹片15与锁定夹片21可在防松夹片活动腔17中实现同步地、前后移动；
61.在锁定夹片21端部，设置有内凹的锁定夹片活动槽23；在锁定夹片活动槽23中，钢绞线8端部与锁定螺栓24连接。
62.所述的防松夹片15、锁定夹片21为特制夹片，其采用含铬量不低于25％的高合金型双向不锈钢制作。
63.进一步地，所述锁定螺栓24的端部设置钢绞线限位环28，钢绞线限位环28具有允许钢绞线8插入并限定其位置的钢绞线固定槽29、以及位于钢绞线固定槽29底部的钢绞线限位板30；钢绞线固定槽29的开孔直径略大于钢绞线8直径，钢绞线8插入钢绞线固定槽29中并直至钢绞线限位板30处；在钢绞线限位板30的中心设置有用于永磁直流电动机25插入的直流电动机插入槽32，直流电动机插入槽32的直径小于钢绞线8的直径。
64.在钢绞线8外缘缠绕有电线9和备用电线10，永磁直流电动机25分别与电线9、备用电线10连接，电线9与备用电线10均分为红、绿两根并分别连接至电池正极与负极。当永磁直流电动机25顺时针旋转时，电动机振动带动锁定螺母26顺时针旋转，锁定夹片21与防松夹片15分别夹持锁定钢绞线8。当永磁直流电动机25逆时针旋转时，电动机振动带动锁定螺母26逆时针旋转，松开锁定夹片21与防松夹片15，夹片受重力作用在夹片活动槽27向外侧移动，从而松开钢绞线8。
65.所述的永磁直流电动机25为直流电机，可通过改变电流通过电动机的方向来改变
电动机的转子旋转方向。
66.所述的钢绞线8应按设计进行制作，通常情况下采用1*7标准型钢绞线，公称直径φ15.2mm，其标准强度为1860mpa。
67.在钢绞线锁定室12与钢绞线回收室34之间、钢绞线8外侧套设有pvc套管7，在pvc套管7内部包裹钢绞线8、电线9与备用电线10以保证此类部件不接触注浆材料2。
68.所述的钢绞线回收装置33包括锁定螺栓旋转盘48、用于旋转锁定螺栓旋转盘48的旋转连接杆49和旋转把手50；
69.所述的钢绞线回收室34，包括用于插入并初步限制钢绞线8的第三钢绞线插入环35与回收用钢绞线限位板42，在第三钢绞线插入环35与回收用钢绞线限位板42之间形成有固定杆活动槽41；
70.第三钢绞线插入环35连接具有楔形内槽的楔形块36，在楔形块36中插入用于夹持钢绞线8的回收锁定夹片37，回收锁定夹片37外表面具有回收夹片防滑垫38；
71.夹片固定杆40一端通过连接孔39插接于回收锁定夹片37，夹片固定杆40在固定杆活动槽41内部移动，从而能够带动并控制回收锁定夹片37在楔形块36楔形内槽中的移动；夹片固定杆40的另一端连接夹片锁定盘44，夹片锁定盘44可在锁定盘移动槽43内部移动，从而带动并控制夹片固定杆40在固定杆活动槽41内的移动；
72.回收锁定螺栓46一端连接于夹片锁定盘44，其另一端螺接于锁定螺栓旋转盘48预留的孔中。将带有旋转把手50的旋转连接杆49连接回收锁定螺栓46后，转动旋转连接杆49以带动锁定螺栓旋转盘48旋转，就可通过如图5所示的钢绞线回收室34向外拉出以回收钢绞线8。
73.基于上述可回收锚索的结构设计，本技术实现了包括下述步骤的施工方法：
74.1)、标定
75.进行坡面清理，清理后使用全站仪进行测量以标定出锚索孔所在准确位置；
76.2)、钻孔
77.利用吊车将地质钻机就位于锚索操作平台，利用紧固件将钻机固定于操作平台及岩面上，调整钻机位置及倾角，钻机钻头定位至标定锚索孔位置，钻机倾角调节至设计要求后，自下而上进行钻孔作业，钻机钻孔完成后使用高压风清孔，清除孔内岩粉和积水；
78.3)、组装
79.将电线9与备用电线10缠绕于钢绞线8上，将缠绕好的钢绞线8、电线9与备用电线10共同插入pvc套管7中；
80.去除钢绞线8一端部表面pvc套管7，将缠绕于钢绞线8的电线9与备用电线10拉出，连接至永磁直流电动机25，将永磁直流电动机25固定至钢绞线8端部；
81.如图2所示，将钢绞线8连接至锚头11，此过程的初始，钢绞线锁定室12内部的锁定夹片21与防松夹片15均处于松弛状态，将钢绞线8与永磁直流电动机25插入第一钢绞线插入环13内，继续插入以将钢绞线8插入至第二钢绞线插入环19内，直至将其插入至锁定螺栓24的钢绞线限位板30处；
82.去除钢绞线8另一端部表面pvc套管7，将缠绕于钢绞线8的电线9与备用电线10拉出并分别连接电池正负极；
83.控制永磁直流电动机25顺时针旋转，电动机振动带动锁定螺母26顺时针旋转，锁
定螺母26拧紧作业将锁定夹片21与通过夹片杆18连接的防松夹片15紧固，夹片锁定钢绞线8，钢绞线锁定完成；若施工过程中电线9失效，则启用备用电线10进行锚索紧固操作；
84.使用防水胶带将钢绞线8两端部全部密封，以防止钢绞线8、电线9或备用电线10与注浆材料2接触；
85.重复上述过程，完成全部钢绞线8在钢绞线锁定室12内部的紧固连接；
86.4)、安装
87.再次进行高压风清孔，清孔完成后进行锚索孔装锁作业，检查排气管的位置和畅通情况，将可回收式锚索送入孔内，锚索到位后，再检查一遍排气管是否畅通，若不畅通，拔出锚索，排除故障后重新送索；
88.5)、注浆
89.锚索注浆采用孔底注浆施工，砂浆由孔底注入，空气由排气孔排出，采用砂浆位置指示器控制注浆位置；
90.6)、腰梁施工
91.如图1所示，在紧靠墙体位置设置钢腰梁3，钢腰梁3稳固于墙体边缘，与墙体紧密贴合；钢腰梁3由两个工字钢组成，两个工字钢由连接钢板进行连接，两个工字钢间距为锚索孔开孔大小，钢腰梁3上方工字钢的下沿紧贴锚索孔上部，钢腰梁3下方工字钢的上沿紧贴锚索孔下部；
92.7)、装配
93.将钢绞线8穿过垫板4，垫板4嵌固于钢腰梁3上，再将钢绞线8穿过锚环5，锚环5紧贴垫板4，将张拉锁定夹片6嵌入锚环5中，锁定钢绞线8；
94.8)、张拉
95.在注浆材料2强度及达到设计强度70％后，使用千斤顶对锚索进行张拉，张拉完成后锁定锚索；
96.9)、注浆
97.注浆管从预留孔插入，注浆封孔；封孔注浆后，锚环外侧预留一定长度钢绞线8，其余的部分截去，在其外部包覆混凝土封锚。
98.10)、回收锚索
99.首先，清除外部混凝土，拆除锚索孔外侧钢腰梁3、垫板4、锚环5与张拉锁定夹片6；
100.使用钢绞线回收装置33将钢绞线8从锚头11、锚索孔中抽出，去除一束钢绞线8外侧端部表面的pvc套管7，将缠绕于钢绞线8的电线9与备用电线10拉出并连接至电池正负极，永磁直流电动机25逆时针旋转，电动机振动带动锁定螺母26逆时针旋转，锁定螺母26松开锁定夹片21与防松夹片15，夹片受重力作用在夹片活动槽27向下移动，松开钢绞线8。
101.其次，将此束钢绞线8从第三钢绞线插入环35插入钢绞线回收室34，钢绞线端头插入至回收用钢绞线限位板42，钢绞线初步固定；检查临近第三钢绞线插入环35处钢绞线8表面是否存在pvc套管7，如存在pvc套管7则重新去除表面pvc套管7，钢绞线8重新插入，再次检查，直至第三钢绞线插入环35附近钢绞线8表面不存在pvc套管7；
102.顺时针旋转旋转把手50，旋转把手50通过旋转连接杆49带动锁定螺栓旋转盘48顺时针旋转，锁定螺栓旋转盘48带动螺接于锁定螺栓旋转盘48预留孔中的回收锁定螺栓46顺时针旋转，旋转至回收锁定螺栓46拧紧，此时夹片锁定盘44与通过夹片固定杆40连接的回
收锁定夹片37紧绷，夹片锁住钢绞线；
103.向外拉拔以将此束钢绞线8依次地从锚头11、锚索孔中抽出。
104.然后，逆时针旋转旋转把手50，旋转把手50通过旋转连接杆49带动锁定螺栓旋转盘48逆时针旋转，锁定螺栓旋转盘48带动螺接于锁定螺栓旋转盘48预留孔中的回收锁定螺栓46逆时针旋转，旋转至回收锁定螺栓46、夹片锁定盘44与通过夹片固定杆40连接的回收锁定夹片37松弛，向外拉拔钢绞线8以将其从钢绞线回收装置33中抽出，从而完成此束钢绞线8的完整回收，以备下次重新利用。
105.重复地执行上述3个步骤，将其余两束钢绞线8完整地回收、以备再次使用。
106.如上所述，结合附图和描述给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明的结构的方案内容，均仍属于本技术技术方案的权利范围。