专利名称：一种可回收的锁定式锚杆及其施工方法
技术领域：
本发明涉及土木工程中岩土锚固工程领域。
背景技术：
随着工程建设特别是地下空间开发的迅速发展，在基坑围护、边坡支护等工程建 设中对锚杆的需求量日益增加，而目前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，在很大程度上限制了锚杆的应用。为了实现锚杆体的回收，现有可 回收的锚杆主要有各种通过机械螺纹连接的锚杆、U型可拆卸锚杆等施工工艺。可回收的 锚杆最近的对比文献为中国专利01234117. 7，该技术及其他的可回收锚杆技术均是采用类 似螺纹的连接技术，通过杆体的机械运动使得使用后的锚杆可回收的受力体从不可回收体 中脱出，从而达到回收杆体的目的，该技术存在以下缺陷其一，现有技术通过机械连接方 式将可回收体及不可回收体连接，制作工艺较复杂，造价高；其二，锚杆施工后，由于锚杆在 钻孔施工、自重及受力过程中难以保持原有的直线状态，因而锚杆回收时的旋转等运动方 式很难实现，工程经验证实，当锚杆较长时(如目前土钉墙基坑支护中的土钉)，难以实现 回收的目的，因此该类可回收的锚杆难以在土木工程领域中广泛推广应用。第二类可回收 锚杆是U形可拆卸锚杆，该技术是将高强钢绞线弯成U形，然后将U型钢绞线放置于锚杆钻 孔内，使用完成后通过释放U形钢绞线的一端，并在另一端施加拉力，将钢绞线强行拉出回 收。该技术的缺点是第一，该技术在使用过程中，钢绞线沿线方向所受的分布力小且不均 勻；第二，回收时拉力大，回收难度大；第三，该技术施工工艺复杂，造价高。由于以上缺陷， 该技术虽已出现多年，但至今仍难以推广。本人此前提出了可回收的端承式锚杆技术、可回 收的端承摩擦型锚杆等可回收的锚杆形式与施工方法，为了进一步提高锚杆承载力，本人 提出了可回收的锁定式锚杆及其施工方法。发明的内容本发明的第一个目的在于提供一种可回收的锁定式锚杆，该可回收的锁定式锚杆 能充分发挥岩土体的潜力，在使用完成后可将杆体回收，避免杆体残留对后期地下空间开 发的影响，扩大了锚杆的应用范围，安全可靠，经济环保。该可回收的锁定式锚杆包括锚固段、杆体、锚固段锁定器、锚固段开锁器四部分组 成，其中的锚固段为与岩土体连接提供抗拔承载力的部位，杆体为通过锚固段锁定器与锚 固段牢固连接传递锚杆抗拔承载力的结构，锚固段开锁器为与锚固段锁定器配套使用且在 锚杆使用后可解除杆体与锚固段锁定器之间牢固连接的器件。在上述的可回收的锁定式锚杆中，上述的锚固段开锁器可以是与锚固段锁定器连 接且延伸至操作面的结构。在上述的可回收的锁定式锚杆中，上述的锚固段锁定器可以包括锚固器及与锚固 器连接的锚具两部分组成，其中的锚固器为与锚固段牢固连接的器件，且锚固器为中空管 状结构。在上述的可回收的锁定式锚杆中，上述的锚固段锁定器可以包括插销式锚固器及与插销式锚固器连接的插销两部分组成，其中的插销式锚固器为中空结构，且在插销式锚 固器内部中空部位设置有锁孔。在上述的可回收的锁定式锚杆中，可在上述的杆体非锚固段锁定器连接位置与岩 土体之间设置低强度连接。在上述的可回收的锁定式锚杆中，上述的锚固段可以是一段锚固段，也可以是多 段锚固段的组合。在上述的可回收的锁定式锚杆中，可在上述的杆体、锚固段开锁器外侧安装套管。上述的锚固段可以是分别连接不同的杆体而形成的压力分散型可回收的锁定式 锚杆。本发明的第二个目的在于提供一种可回收的锁定式锚杆施工方法，该可回收的锁 定式锚杆施工方法可以顺利实现上述可回收的锁定式锚杆的安装及回收施工，且可提供很 大的的抗拔承载力，大幅度节约岩土锚固工程造价，施工方便，质量可靠。该可回收的锁定式锚杆施工方法包括以下步骤a)确定锚杆位置；b)用锚固段锁定器将杆体锁定，并置于岩土体中，完成锚固段及锚杆施工；c)进入锚杆的使用期；d)在锚杆使用完毕后，利用锚固段开锁器将锚固段锁定器与杆体分离；e)回收杆体。本发明的可回收的锁定式锚杆及其施工方法在确保锚杆安全可靠的前提下实现 了锚杆主要受力构件的方便回收，回收率很高，回收施工方便，造价低，环保效益突出，成功 解决了城市中施工锚杆地下超越用地红线问题，可广范应用于基坑围护等工程领域。
图1为本发明的第一个实施例所用的可回收的锁定式锚杆结构构造示意图。图2为本发明的第二个实施例所用的可回收的锁定式锚杆结构构造示意图。
具体实施例方式作为本发明的如图1所示的一个实施例，主要目的在于介绍第一种可回收的锁定 式锚杆的结构构造、工作原理及其施工方法。首先结合图1所示介绍本实施例中的可回收 的锁定式锚杆的结构构造。本发明的可回收的锁定式锚杆包括锚固段(1)、杆体(2)、锚固 段锁定器、锚固段开锁器(3)四部分组成，在本实施例中，其中的锚固段锁定器包括锚固器 (4)与锚具(5)两部分组成，在本实施例中锚杆施工完成后，锚固段(1)为置于岩土体(6) 中的水泥砂浆或水泥浆块等强度较高的物质，锚固段(1)通过与岩土体(6)紧密接触提供 抗拔承载力，在本实施例中，锚固器(4)可为外表面粗糙的钢管或其他形式的中空结构，锚 固器⑷与锚固段⑴连接，可在锚固段⑴凝固前将锚固器⑷置于其中，待锚固段⑴ 凝固后，锚固器⑷与锚固段⑴之间便产生了牢固连接。锚具(5)置于锚固器⑷的远 端，可采用钢绞线或钢筋作为杆体(2)，杆体(2)穿过锚固器(4)的中空部位，通过锚具(5) 将杆体(2)与锚固器(4)连接，在杆体(2)承受拉力时，在锚具(5)的作用下，杆体(2)与 锚固器(4)牢固连接。在杆体(2)不承受拉力或只承受微小压力时，锚具(5)便失去对杆体⑵的约束作用，杆体⑵可与锚固器⑷脱离。在本实施例中，将锚固段开锁器⑶与 锚具(5)的夹片连接。在本实施例中，锚固段开锁器(3)为一可提供抗拉承载力的绳索。 在施工锚杆时，在与水泥浆或水泥砂浆接触段，可将杆体(2)与锚固段开锁器(3) —起置于 塑料管内，以减小杆体(2)、锚固段开锁器(3)与水泥浆、水泥砂浆接触段间的直接连接强 度。也可以在杆体(2)与锚固段开锁器(3)外表面涂抹腊或油等材料减小其与水泥浆或水 泥砂浆接触段间的直接连接强度。本实施例以下部分介绍本发明的可回收的锁定式锚杆的 施工方法及工作原理。在可回收的锁定式锚杆的施工方法的第一步，首先根据需要及设计 要求确定锚杆的位置，然后进入可回收的锁定式锚杆的施工方法的第二步。在本步骤中，可 先在岩土体(6)中的锚杆位置处钻孔，然后利用与锚固器(4)连接的锚具(5)将杆体(2) 锁定，并将锚固段开锁器(3)连接于锚具(5)的夹片上，使将锚固段开锁器(3)远端弯曲如 图1所示并沿杆体(2)延伸至操作面，锚固器(4)与锚具(5)共同组成锚固段锁定器，并将 其置于上述的钻孔中，然后将钻孔注满水泥浆或水泥砂浆，在水泥浆或水泥砂浆凝固后，便 完成锚固段(1)及锚杆施工。在本步骤中，为了减小回收杆体(2)时的摩阻力，可在锚固段 开锁器(3)与杆体(2)的外表面涂抹腊油或在其外侧套塑料管隔开锚固段开锁器(3)、杆 体(2)与水泥浆、水泥砂浆的直接接触。在本步骤中还可以在锚杆位置施工水泥土桩代替 钻孔及充填其中的水泥浆或水泥砂浆，或将带有锚固段锁定器及将锚固段开锁器(3)的杆 体(2)直接置于岩土体(6)中。从而完成本发明的可回收的锁定式锚杆的施工方法的第二 步，进入第三步。在本步骤中将杆体(2)与需锚固的围檩或圈梁连接，杆体(2)可传递来自 锚固段(1)的抗拔承载力，达到锚杆的锚固效果。从而完成本发明的可回收的锁定式锚杆 的施工方法的第三步，进入第四步。在本步骤中，在锚杆使用完毕后，解除杆体(2)与上述 需锚固的围檩或圈梁之间的连接，使杆体(2)不再承担拉力，然后在上述的的圈梁或围檩 位置拉拔锚固段开锁器(3)，在锚固段开锁器(3)的拉力作用下，便可使如图1所示的锚具 (5)的夹片抽出，便解除了锚具(5)对杆体(2)的约束，实现利用锚固段开锁器(3)将锚固 段锁定器与杆体(2)分离的目的。从而完成本发明的可回收的锁定式锚杆的施工方法的第 四步，进入第五步。在本步骤中，可直接在上述的需锚固的围檩或圈梁位置拉拔杆体(2)实 现对杆体(2)的回收。从而完成本发明的可回收的锁定式锚杆的安装及回收施工。在本实 施例中，为了提高锚杆的抗拔承载力，可按上述方法设置多个锚固段(1)及相对应的锚固 段锁定器、锚固段开锁器(3)，可使用同一根杆体(2)，也可以在每个锚固段(1)设置一根杆 体(2)，形成压力分散型可回收的锁定式锚杆。 作为本发明的如图2所示的二个实施例，主要目的在于介绍第二种可回收的锁定 式锚杆的结构构造、工作原理及其施工方法。本实施例中的第二种可回收的锁定式锚杆的 结构构造与第一个实施例相似，不同点在于以下三个方面。第一个不同点是，锚固段锁定器 为包括插销式锚固器(7)及与插销式锚固器(7)连接的插销(9)组成，该插销式锚固器(7) 为如图2所示的中空结构，在中空结构的内侧设置一锁孔(8)，插销式锚固器(7)外表面粗 糙，便于与锚固段(1)牢固连接。第二个不同点在于杆体(2)为一远端部位带有孔的柔性 绳，可为钢丝绳。第三个不同点在于锚固段开锁器(3)为一端与插销(9)的连接的柔性绳。 在本实施例中的可回收的锁定式锚杆的工作原理及其施工方法与第一个实施例相似，不同 点在于以下两个方面。第一个不同点是在上述的第二步中，采用如图2所示的连接方式连 接，即将杆体(2)远端部位的孔与锁孔(8)对齐，将插销(9)插入杆体(2)远端部位的孔与锁孔(8)内，从而完成杆体(2)与锚固段锁定器的连接。第二个不同点是在上述的第四步 中，直接拉拔锚固段开锁器(3)，便可拔出插销(9)，从而将锚固段锁定器与杆体(2)分离。
本专利包括但不限于本领域内专业人士可替代使用的其他施工方法。
权利要求
一种可回收的锁定式锚杆，其特征是该可回收的锁定式锚杆包括锚固段(1)、杆体(2)、锚固段锁定器、锚固段开锁器(3)四部分组成，其中的锚固段(1)为与岩土体(6)连接提供抗拔承载力的部位，杆体(2)为通过锚固段锁定器与锚固段(1)牢固连接传递锚杆抗拔承载力的结构，锚固段开锁器(3)为与锚固段锁定器配套使用且在锚杆使用后可解除杆体(2)与锚固段锁定器之间牢固连接的器件。
2.根据权利要求1所述的可回收的锁定式锚杆，其特征是上述的锚固段开锁器(3)可 以是与锚固段锁定器连接且延伸至操作面的结构。
3.根据权利要求1所述的可回收的锁定式锚杆，其特征是上述的锚固段锁定器可以包 括锚固器(4)及与锚固器(4)连接的锚具(5)两部分组成，其中的锚固器(4)为与锚固段 (1)牢固连接的器件，且锚固器(4)为中空管状结构。
4.根据权利要求1所述的可回收的锁定式锚杆，其特征是上述的锚固段锁定器可以包 括插销式锚固器(7)及与插销式锚固器(7)连接的插销(9)两部分组成，其中的插销式锚 固器(7)为中空结构，且在插销式锚固器(7)内部中空部位设置有锁孔(8)。
5.根据权利要求1所述的可回收的锁定式锚杆，其特征在于可在上述的杆体(2)非锚 固段锁定器连接位置与岩土体(6)之间设置低强度连接。
6.根据权利要求1所述的可回收的锁定式锚杆，其特征在于上述的锚固段(1)可以是 一段锚固段(1)，也可以是多段锚固段(1)的组合。
7.根据权利要求1与权利要求6所述的锚固段(1)，其特征在于上述的锚固段(1)可 以是分别连接不同的杆体(2)而形成的压力分散型可回收的锁定式锚杆。
8.根据权利要求1所述的可回收的锁定式锚杆，其特征在于可在上述的杆体(2)、锚固 段开锁器(3)外侧安装套管。
9.一种可回收的锁定式锚杆施工方法，其特征是该可回收的锁定式锚杆施工方法包括 以下步骤a)确定锚杆位置；b)用锚固段锁定器将杆体(2)锁定，并置于岩土体(6)中，完成锚固段(1)及锚杆施工；c)进入锚杆的使用期；d)在锚杆使用完毕后，利用锚固段开锁器(3)将锚固段锁定器与杆体(2)分离；e)回收杆体(2)。
全文摘要
本发明涉及岩土工程锚固领域中的一种可回收的锁定式锚杆及其施工方法，该可回收的锁定式锚杆包括锚固段(1)、杆体(2)、锚固段锁定器、锚固段开锁器(3)四部分组成，可在锚杆使用后利用锚固段开锁器(3)解除杆体(2)与锚固段锁定器之间牢固连接，通过拉拔杆体(2)实现对杆体(2)的回收，该可回收的锁定式锚杆施工方法包括锚杆定位、安装施工、使用、解锁及杆体(2)的回收施工五个步骤，本发明的可回收的锁定式锚杆及其施工方法在确保锚杆安全可靠的前提下实现了锚杆主要受力构件的方便回收，回收率很高，回收施工方便，造价低，环保效益突出，成功解决了城市中施工锚杆地下超越用地红线问题，可广范应用于基坑围护等工程领域。
文档编号E02D5/74GK101949151SQ20101029558
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者张继红 申请人:张继红