U型可回收錨索現(xiàn)場試驗研究

1、U型可回收錨索現(xiàn)場試驗研究U型可回收錨索現(xiàn)場試驗討論2945202119-0063-04Abstract： The rationality of the structure and the ultimate load capacity， as well as the recycle-ability of the strands mounted in the ground are verified through the recycle test of the U-shaped ground anchor cable relying on the existing slope support p

2、roject. During the strand recycling， the U-shaped strand by passing the semi-circular load bearing bracket can be drawn out from one side by using an individual strand jack and a winch， the drawing force is not greater than the tension force.The high recycling efficiency can be achieved with light a

3、nd simple equipment. The application of U-shaped recyclable anchor cable in temporary support engineering has a positive effect on reducing urban underground pollution， the development and utilization of underground space and the sustainable urban development.Keywords： U-shaped recoverable anchor ca

4、ble; field test; recyclability1 概述隨著我國巖土工程技術(shù)的快速進展，預應(yīng)力錨索的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)預應(yīng)力錨索作為永久結(jié)構(gòu)的一部分，無需進行回收，而對于城市建設(shè)中的一些臨時支護用錨索，在完成支護任務(wù)后，假如不進行回收，鋼絞線永久埋于地下，簡單造成地下環(huán)境的污染及地下空間的占用，從長期考慮，既不利于城市規(guī)劃，也不滿足可持續(xù)進展要求1。為了實現(xiàn)資源回收利用，國內(nèi)外眾多科研院所、施工單位針對可回收錨索方案進行了大量研發(fā)，包括張鑫鑫2等對國內(nèi)外可回收錨索的種類進行了匯總，并總結(jié)了當前可回收錨索所存在的問題。盛宏光3等對多種可回收錨索桿進行了現(xiàn)場試驗，討論分析其結(jié)構(gòu)、錨固

5、性能、回收性能的合理性。柳州歐維姆機械股份有限公司始終致力于預應(yīng)力產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用，依據(jù)市場需要開發(fā)了一種U型可回收式錨索，為了檢驗錨索結(jié)構(gòu)的合理性及錨索回收工藝的可行性，依托邊坡支護工程，開展了現(xiàn)場試驗討論，在驗證U型可回收錨索的可回收性的同時，為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化和施工工藝改良提供根據(jù)。2 工程概況錨索試驗地點位于廣西樂百高速公路某標段邊坡坡腳處，邊坡高度約為40米，坡面長度約為120米。坡體巖性為強風化泥巖，支護設(shè)計為三級邊坡，支護方式為錨桿隔梁+擋土墻。3 現(xiàn)場試驗3.1 試驗錨索結(jié)構(gòu)依據(jù)工程項目要求，試驗用錨索為6孔U型可回收錨索，每根錨索由3根公稱直徑為15.2mm，公稱抗拉強度為186

6、0MPa的PE護套無粘結(jié)光面鋼絞線、承載體、隔離架、錨具等多個部件組成見圖2。其中3根鋼絞線分別繞過三個獨立的半圓形承載體形成U形結(jié)構(gòu)，相隔60度分布，沿長度方向分三級布置，每級鋼絞線長度分別為29m、32m、35m，承載體間距為3m。3.2 錨索施工工藝1制索：在工廠內(nèi)依據(jù)錨索設(shè)計長度及張拉設(shè)備等計算下料長度，接受砂輪切割機下料，并按設(shè)計要求剝除張拉段鋼絞線的PE護套，去除鋼絞線外表油脂，然后按裝配順序?qū)摻g線與其他部件進行組裝。組裝并包裝好后發(fā)送至項目現(xiàn)場，錨索編號1mm，孔深為33m，錨孔傾角為15°，鉆孔深度由現(xiàn)場進行確認，成孔到達設(shè)計深度后，利用鉆機高壓風反復吹洗孔洞，將孔

7、內(nèi)的粉塵或泥水清理潔凈，并去除孔外四周雜物。3錨索安裝：在錨索放入錨孔之前，檢查錨索外包裝是否完好，撤除包裝后，對錨索進行認真檢查，核對錨索編號，確保錨索組裝滿足設(shè)計要求，錨索長度與設(shè)計要求相符，組成錨索的無鉆結(jié)鋼絞線應(yīng)無明顯彎曲、扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，鋼絞線的防護介質(zhì)無損傷，如有損傷，按要求進行修復。錨索檢查合格，將錨索插入孔內(nèi)至設(shè)計要求深度，錨索安放后，不得隨便提拔。4注漿：注漿作業(yè)在三根試驗錨索按設(shè)計要求安裝就位后馬上進行，錨索接受純水泥漿灌注，配制漿體按水灰比0.45操縱，將漿液攪拌勻稱，然后按1.6MPa，為了監(jiān)測錨索中漿體的抗壓強度，分別在錨索灌注前后各制作一組試塊共6塊。 5錨具安裝：錨具安

8、裝與鋼支座密貼對中，錨具中軸線與錨索中軸線一致。6錨索張拉：接受與錨索張拉力配套的千斤頂和油泵，并對張拉設(shè)備千斤頂和張拉用油表進行配套標定，在試塊測試強度到達設(shè)計要求強度40MPa后，對錨索進行張拉，張拉接受分級循環(huán)加載，通過對錨索逐級加載、卸載，循環(huán)逐步分級增加荷載。在整個張拉過程中，張拉速度操縱在100MPa/min 左右，張拉加載等級和觀測時間見表1。7錨索鋼絞線回收：錨索卸載后，用YDC240Q千斤頂對U形鋼絞線的一端施加拉拔力，將鋼絞線依次拔出，并進行記錄鋼絞線回收時的最大拉拔力。4 試驗結(jié)果與分析4.1 錨索張拉力操縱為了驗證不同張拉力對錨索鋼絞線回收難易的影響，對三根錨索接受了不

9、同的張拉力操縱，114kN和1170kN。錨索試驗記錄見表2，錨索張拉荷載-位移曲線見圖3。從分析記錄表中各級張拉加載和卸載時鋼絞線伸長量數(shù)據(jù)可以看出：1同一循環(huán)中，在卸載時，鋼絞線不能回到加載時的狀態(tài)，隨著加載循環(huán)中最大力的增加，鋼絞線的相對伸長剩余量越大，說明加載時鋼絞線的伸長量中存在肯定的塑性伸長，這是因為受錨索鉆孔直徑的限制，U型錨索中的鋼絞線在U型承載體處的彎曲半徑小，鋼絞線受拉時，在承載體處的鋼絞線存在較大的彎曲應(yīng)力而導致的。2張拉力在鋼絞線公稱破斷力的60%含60%之前，卸載時鋼絞線伸長量中的剩余塑性變形相對比較小，當最大張拉力大于60%時，卸載時鋼絞線伸長量中的剩余塑性變形顯著

10、增加。315MPa，錨索長度按三級長度中的最小長度29m減去張拉夾持位0.5m，取28.5m134.5mm偏小一些，緣由是三根U形鋼絞線的長度不一樣，而整體張拉時的伸長量是相等的，所以每根鋼根絞線的受力一樣，即三根鋼絞線之間存在互相制約，錨索的整體張拉伸長量比理論計算值偏小是合理的。4.2 錨索回收拉力在現(xiàn)場試驗中，錨索中鋼絞線的回收接受了千斤頂、卷揚機和手拉葫蘆等多種方式相結(jié)合的方法。通過試驗觀看，U型錨索中鋼絞線在拉拔過程中，因千斤頂具有出力平穩(wěn)的優(yōu)級點，在鋼絞線另一端通過U型錨索承載體之前，接受千斤頂拉拔更有優(yōu)勢，在鋼絞線另一端完全通過U型錨索承載體之后，受到的阻力明顯降低，換用卷揚機或

11、手拉葫蘆，可大大提高回收效率。U形可回收錨索的回收拉力見表3。從表3數(shù)據(jù)可以看出，錨索的張拉力大小對鋼絞線回收時的拉拔力幾乎沒有影響;在同一錨索中，最長鋼絞線在回收時的拉拔力明顯大于另兩根鋼絞線。在回收過程中，鋼絞線拔出后，后半段呈螺旋形，緣由為后半段鋼絞線在通過承載體時產(chǎn)生塑性變形導致。5 結(jié)論通過此次現(xiàn)場試驗，對此U型可回收錨索可得出如下結(jié)論：1U型可回收錨索，最大張拉力到達鋼絞線公稱破斷力的75%1170kN時，錨索鋼絞線未出現(xiàn)破斷失效。證明U型錨索的承載能力滿足地錨結(jié)構(gòu)設(shè)計承載力要求。2試驗中U型可回收錨索鋼絞線回收順利，證明錨索基本結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。3不考慮張拉墊墩下的土地的壓縮，在循環(huán)加載過程中，錨索隨著試驗荷載的增大，位移增大，且隨著張拉加荷循環(huán)級數(shù)增加，相同荷載狀況下，本級循環(huán)位移量要高于上一級循環(huán)時位移量，說明錨索中鋼絞線以彈性變形為主，伴隨塑性變形進展。4錨索中鋼絞線接受整體張拉時的實測伸長量小于理論計算值，這主要是錨索中三根U形回轉(zhuǎn)的鋼絞線之間的互相制約造成的。5U型可回收錨索中鋼絞線接受單根拉拔的方式回收，勝利率為100%，回收工藝簡潔可行。6錨索的張拉力大小對鋼絞線回收時的拉拔力幾乎沒有影響;在同一錨索中，最長鋼絞線在回收時的拉拔力明顯大于另兩根鋼絞線。7錨索鋼絞線回收可接受單根張拉千斤頂、卷揚機、手拉葫