1.本发明涉及基坑支护技术领域，具体是一种用于基坑支护的可回收预应力锚索及其施工方法。
背景技术：
2.可回收锚索广泛应用于道路工程中路堑开挖后的边坡防护、房屋建筑及大型构造物基坑开挖时对基坑内壁的支护，对于基坑的支护方式，多为可回收预应力锚索结合混凝土搅拌桩或是smw工法桩实现对基坑的支护。
3.就目前公开的一些机械式可回收预应力锚索而言，有可拆卸螺纹连接件、小型传动齿轮等精密构件，构件制造需要很大精度，需要高制造标准的机床才能加工成型；锚索安装程序较多；回收时，一般只能回收钢绞线;需要大量人工利用相应工具转动或摇动长达数十米的钢绞线使其退出锚固，不易操作，回收时间较长。另外在回收过程中，其内部精密的机械式构件容易因不规范的操作而出现变形、卡死的现象。机械式可回收预应力锚索还包括一种u型可回收锚索，由于钢绞线在锚固端u型装置处的弯曲半径很小，当锚索较长时，人工不易拔出，常会利用千斤顶慢慢拔出，故回收时间较长。
4.对于热熔式可回收预应力锚索，较前述机械式而言，需要制造专用内嵌热熔材料的锚具，增加电加热环、导线及护线管等部件，回收时只能回收钢绞线，回收率较低。在锚具内添加热熔材料及安装导线的精度要求高，若未安装到位，或者在锚索送孔过程中，因碰撞、挤压等原因造成导线破损断裂、接头脱落，热熔材料泄漏、移位等问题，会使导线不通电，热熔材料不充足、熔断位置不精确，出现无法有效熔断的现象，只能再借助人工和机械方式进行锚索回收，甚至无法回收。
5.综上所述，现有的多种可回收锚索产品存在有制造与安装精度要求高、回收率低的问题。使得施工时不易操作，部分钢绞线及配套器具无法回收，不能多次周转使用。
技术实现要素：
6.本发明旨在解决上述问题，从而提供一种密封性好、结构简单且不易变形的用于基坑支护的可回收预应力锚索及其施工方法。
7.本发明解决所述问题，采用的技术方案是：一种用于基坑支护的可回收预应力锚索，包括固定端锚头机构、支撑管和钢绞线，锚头机构由可分离式锚板和套接于可分离式锚板外侧的弹性胶圈构成，可分离式锚板由两半圆形锚块组成，可分离式锚板上且位于中心位置开设有挤压孔，挤压孔两侧开设有拉力孔，且挤压孔与拉力孔中心都位于两锚块拼接线上，支撑管贯穿挤压孔与可分离式锚板活动链接，支撑管一端设置有锥形破口器，支撑管内设置有注浆管且贯穿锥形破口器并与锥形破口器粘合，钢绞线贯穿拉力孔与可分离式锚板活动链接，且钢绞线端部设置有挤压头，两半圆形锚块上分别开设有过浆孔，支撑管、钢绞线上分别套装有pvc套管，支撑管另一端设置有锚梁，锚梁与支撑管活动链接。
8.一种用于基坑支护的可回收预应力锚索的施工方法，按下述步骤进行：步骤一：基坑开挖前，按不可回收锚索施工工序进行；步骤二：在基坑设计范围内进行开挖，开挖至预应力锚索设计标高时，采用钻机成孔；成孔完成后，将用前述方法组装好的锚索放入孔内设计位置，进行注浆，浆体充满孔底后从过浆孔进入固定端可分离式锚板另侧，确保注浆饱满；步骤三：安装锚梁，等浆体达到设计强度，对钢绞线进行张拉，张拉至设计吨位时用夹片锚具锚固于锚梁上，对基坑实现支护；步骤四：继续基坑开挖，重复步骤二、三，直至基坑开挖完成；步骤五：基坑回填时，回收预应力锚索：在张拉端张拉设备张拉锥形破口器使其前移，撑开固定端可分离式锚板，挤压外侧的弹性橡胶圈，使得预应力钢束可以通过锚板穿束孔以及pvc套管反向拔出回收。
9.采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：本发明用于基坑支护的可回收预应力锚索可以通过锚梁与混凝土搅拌桩、smw工法桩相结合，组成有效地基坑支护体系；能改善目前锚索产品的不足之处有：
①
、锚索整体构造简单，巧妙，服役阶段不易出现较大的变形，不易出现钢绞线卡死无法回收的问题。
②
、当张拉锥形破口器时，固定端可分离式锚板被撑开，未放张的钢绞线及其挤压头在内部张拉力的作用下自动脱离固定端的可分离式锚板进入pvc套管内，可直接拖拽出孔。此法简单，回收可靠性高，稳健性好，避免了通过人工旋转钢绞线回收或摇动钢绞线的方式其退锚的不易操作。
③
、可以实现钢绞线、固定端挤压头、锥形破口器及塑料注浆管大部分器具的回收。
④
、对于回收后的器具，进行简单除渣后，只需要对回收的钢绞线及其挤压头再外套pvc管，联合回收的锥形破口器，就可与重新更换的塑料注浆管、固定端可分离式锚板进行重组再使用，提高钢绞线周转使用次数，较为经济。
10.作为优选，本发明更进一步的技术方案是：锚梁上开设有拉线孔且与钢绞线活动链接；钢绞线可通过拉线孔延伸至锚梁外侧，方便对钢绞线施以预应拉力。
11.钢绞线上且位于锚梁外侧设置有夹片锚具；对钢绞线施以预应拉力后，通过夹片锚具与锚梁的配合，夹紧钢绞线，防止钢绞线回退、预应拉力减小。
12.pvc套管两端分别与可分离式锚板和锚梁粘合；防止混凝土浆夜流入pvc套管。
附图说明
13.图1为本发明实施例的主体结构示意图；图2为本发明实施例的固定端局部剖面结构示意图；图3为本发明实施例的固定端可分离锚板结构示意图；图4为本发明实施例的钢绞线与挤压头连接结构示意图；图中标记为：锚头机构1；锚梁2；pcv套管3；注浆管4；支撑管5；钢绞线6；挤压头7；锥形破口器8；夹片锚具9；可分离式锚板101；弹性胶圈102；过浆孔103。
具体实施方式
14.下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因
此，所举之例并不限制本发明的保护范围。
15.参见图1-4，一种用于基坑支护的可回收预应力锚索，包括固定端锚头机构1、支撑管5和钢绞线6，锚头机构1由可分离式锚板101和套接于可分离式锚板101外侧的弹性胶圈102构成，可分离式锚板101由两半圆形锚块组成，可分离式锚板101上且位于中心位置开设有挤压孔，挤压孔两侧开设有拉力孔，且挤压孔与拉力孔中心都位于两锚块拼接线上，支撑管5贯穿挤压孔与可分离式锚板101活动链接，支撑管5一端设置有锥形破口器8，支撑管5内设置有注浆管4且贯穿锥形破口器8并与锥形破口器8粘合，钢绞线6贯穿拉力孔与可分离式锚板101活动链接，且钢绞线6端部设置有挤压头7，两半圆形锚块上分别开设有过浆孔103，支撑管5、钢绞线6上分别套装有pvc套管3，支撑管5另一端设置有锚梁2，锚梁2与支撑管5活动链接。
16.锚梁2上开设有拉线孔且与钢绞线6活动链接，钢绞线可通过拉线孔延伸至锚梁外侧，方便对钢绞线施以预应拉力。
17.钢绞线6上且位于锚梁2外侧设置有夹片锚具。对钢绞线施以预应拉力后，通过夹片锚具与锚梁的配合，夹紧钢绞线，防止钢绞线回退、预应拉力减小。
18.pvc套管3两端分别与可分离式锚板101和锚梁2粘合。防止混凝土浆夜流入pvc套管。
19.一种用于基坑支护的可回收预应力锚索的施工方法，按下述步骤进行：步骤一：基坑开挖前，按不可回收锚索施工工序进行；步骤二：在基坑设计范围内进行开挖，开挖至预应力锚索设计标高时，采用钻机成孔；成孔完成后，参见图2，将用前述方法组装好的锚索放入孔内设计位置，进行注浆，浆体充满孔底后从过浆孔进入固定端可分离式锚板另侧，确保注浆饱满；步骤三：安装锚梁，等浆体达到设计强度，对钢绞线进行张拉，张拉至设计吨位时用夹片锚具锚固于锚梁上，对基坑实现支护；步骤四：继续基坑开挖，重复步骤二、三，直至基坑开挖完成；步骤五：基坑回填时，回收预应力锚索：在张拉端张拉设备张拉锥形破口器使其前移，撑开固定端可分离式锚板，挤压外侧的弹性橡胶圈，使得预应力钢束可以通过锚板穿束孔以及pvc套管反向拔出回收。
20.本发明用于基坑支护的可回收预应力锚索可以通过锚梁与混凝土搅拌桩、smw工法桩相结合，组成有效地基坑支护体系。
21.本发明由钢绞线、pvc套管、固定端可分离式锚板、弹性橡胶圈、固定端挤压头、锥形破口器、注浆管、预应力及锚具组成。
22.组装时，将锥形破口器、注浆管（注浆管固定在空心锥形破口器中间，相接处密封，防止浆体进入空心锥形破口器）穿进由弹性橡胶圈套紧的可分离式锚板，此弹性橡胶圈的直径较锚板稍小，得以在张拉钢绞线时紧箍可分离式锚板。继续将钢绞线穿过固定端的可分离式锚板后采用挤压设备和挤压套制作挤压头，此时锚索固定端锚头机构完成制作。然后将pvc套管穿入钢绞线并将套管端头与固定端可分离式锚板粘接，pvc套管将作为钢绞线回收的通道，还有隔离浆体与钢绞线的作用。张拉端采用夹片锚具固定预应力钢束于锚梁上。
23.回收时，用张拉设备张拉锥形破口器使其前移，撑开固定端可分离式锚板，挤压外
侧的弹性橡胶圈，分离后的固定端可分离式锚板有足够的缝隙空间使得带挤压头的预应力钢绞线可以通过固定端可分离式锚板上的穿束孔以及pvc套管反向拔出回收。
24.本发明能够改善目前锚索产品的不足之处有：
①
、锚索整体构造简单，巧妙，服役阶段不易出现较大的变形，不易出现钢绞线卡死无法回收的问题。
②
、当张拉锥形破口器时，固定端可分离式锚板被撑开，未放张的钢绞线及其挤压头在内部张拉力的作用下自动脱离固定端的可分离式锚板进入pvc套管内，可直接拖拽出孔。此法简单，回收可靠性高，稳健性好，避免了通过人工旋转钢绞线回收或摇动钢绞线的方式其退锚的不易操作。
③
、可以实现钢绞线、固定端挤压头、锥形破口器及塑料注浆管大部分器具的回收。
④
、对于回收后的器具，进行简单除渣后，只需要对回收的钢绞线及其挤压头再外套pvc管，联合回收的锥形破口器，就可与重新更换的塑料注浆管、固定端可分离式锚板进行重组再使用，提高钢绞线周转使用次数，较为经济。
25.本发明无需设计、定制专用锚具，免去了在工厂车间铸造新锚具的程序。可分离式锚板能在现场制作，对现有的锚板进行简单对半切割，加工改造后套上弹性橡胶圈便可组装成固定端的可分离式锚板。
26.锚索整体构造不复杂，组装简单，无需专业培训，上手快；在送入孔内与张拉使用过程中，固定端钢绞线因采用了挤紧的挤压套而不会与可分离式锚板分离、脱落，不会出现钢绞线与内部构件卡死现象。
27.回收锚索时，利用张拉设备张拉锥形破口器，致使可分离式锚板张开足够大的缝隙，方便未放张的钢绞线在钢束内部的张拉力作用下自动回缩脱离可分离式锚板进入pvc套管内，再直接拖拽出孔，此法简单，回收可靠性高，稳健性好，回收速度快，避免了通过人工旋转钢绞线回收或摇动钢绞线的方式使其退锚较为不易的操作。退锚时未放张的钢绞线在一定内部张拉力作用下回缩量计算公式为：式中，f表示内部张拉力；l表示钢绞线计算长度；ea表示钢绞线抗拉刚度。例如：长度为10m的2φs15.2预应力钢绞线，弹性模量为，在20t内部张拉力作用下退锚时回缩量为：锚索组件除可分离式锚板和弹性橡胶圈外，其余均可回收再利用，回收率高。
28.该发明锚索不通过夹片锚固，而是通过端部承压锚固，因此不可回收的可分离式锚板可以做的很薄，不可回收部分对环境的影响小。
29.对于回收后的锚索器具，进行简单除渣后，只需要对回收的钢绞线及其挤压头再外套pvc管，联合回收的锥形破口器，就可与重新更换的塑料注浆管、可分离式锚板进行重组再使用。
30.本发明作为一种可回收预应力锚索，能对基坑内壁提供有效地预压应力，起到支护作用。其支护及回收原理简单，制作容易，构造不复杂，方便操作，容易回收，可多次周转利用，提高了锚索使用价值。
31.以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。技术特征：
1.一种用于基坑支护的可回收预应力锚索，包括固定端锚头机构、支撑管和钢绞线，其特征在于：锚头机构由可分离式锚板和套接于可分离式锚板外侧的弹性胶圈构成，可分离式锚板由两半圆形锚块组成，可分离式锚板上且位于中心位置开设有挤压孔，挤压孔两侧开设有拉力孔，且挤压孔与拉力孔中心都位于两锚块拼接线上，支撑管贯穿挤压孔与可分离式锚板活动链接，支撑管一端设置有锥形破口器，支撑管内设置有注浆管且贯穿锥形破口器并与锥形破口器粘合，钢绞线贯穿拉力孔与可分离式锚板活动链接，且钢绞线端部设置有挤压头，两半圆形锚块上分别开设有过浆孔，支撑管、钢绞线上分别套装有pvc套管，支撑管另一端设置有锚梁，锚梁与支撑管活动链接。2.根据权利要求2所述的用于基坑支护的可回收预应力锚索，其特征在于：锚梁上开设有拉线孔且与钢绞线活动链接。3.根据权利要求3所述的用于基坑支护的可回收预应力锚索，其特征在于：钢绞线上且位于锚梁外侧设置有夹片锚具。4.根据权利要求1所述的用于基坑支护的可回收预应力锚索，其特征在于：pvc套管两端分别与可分离式锚板和锚梁粘合。5.一种如权利要求1-4任一项所述的用于基坑支护的可回收预应力锚索的施工方法，其特征在于，按下述步骤进行：步骤一：基坑开挖前，按不可回收锚索施工工序进行；步骤二：在基坑设计范围内进行开挖，开挖至预应力锚索设计标高时，采用钻机成孔；成孔完成后，将用前述方法组装好的锚索放入孔内设计位置，进行注浆，浆体充满孔底后从过浆孔进入固定端可分离式锚板另侧，确保注浆饱满；步骤三：安装锚梁，等浆体达到设计强度，对钢绞线进行张拉，张拉至设计吨位时用夹片锚具锚固于锚梁上，对基坑实现支护；步骤四：继续基坑开挖，重复步骤二、三，直至基坑开挖完成；步骤五：基坑回填时，回收预应力锚索：在张拉端张拉设备张拉锥形破口器使其前移，撑开固定端可分离式锚板，挤压外侧的弹性橡胶圈，使得预应力钢束可以通过锚板穿束孔以及pvc套管反向拔出回收。
技术总结
本发明涉及基坑支护技术领域，具体是一种用于基坑支护的可回收预应力锚索及其施工方法。本发明由钢绞线、PVC套管、固定端可分离式锚板、弹性橡胶圈、固定端挤压头、锥形破口器、注浆管、预应力及锚具组成。组装时，将锥形破口器、注浆管（注浆管固定在空心锥形破口器中间，相接处密封，防止浆体进入空心锥形破口器）穿进由弹性橡胶圈套紧的可分离式锚板，此弹性橡胶圈的直径较锚板稍小，得以在张拉钢绞线时紧箍可分离式锚板。继续将钢绞线穿过固定端的可分离式锚板后采用挤压设备和挤压套制作挤压头，此时锚索固定端锚头机构完成制作。此时锚索固定端锚头机构完成制作。此时锚索固定端锚头机构完成制作。
技术研发人员：周艇 彭勇军 张杰 顾颖 蒋胜 高昌建 赵静波 张赛赛 陈明珍 王天阳 田波 古松 陈国胜 陈利 扈晓立 刘庭勇
受保护的技术使用者：西南科技大学 中铁十八局集团第二工程有限公司
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/8/19
声明：
“用于基坑支护的可回收预应力锚索及其施工方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：中冶有色技术网
来源：西南科技大学 中铁十八局集团第二工程有限公司
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2024年08月30日 ~ 09月01日 
