可回收式锚杆技术理论研究

庞许跃

一、前言

新世纪以来，世界经济进入高速发展阶段，特别是中国经济发展速度更是处于领头羊地位，我国在基础设施建设上的投入逐年提高。锚杆锚固技术也得到了跨越式发展，广泛应用于基坑工程、铁路工程、水利水电工程、边坡工程、地下室工程、抗浮抗震工程、矿山巷道支护工程及隧道工程等工程施工领域。锚索支护是建筑基坑的一种重要支护形式，多用于安全等级要求较高的基坑工程。无论是用于临时支护还是永久支护，锚杆杆材永久留在地下空间，影响后期地块的开发利用，同时对地下空间也是一种污染，这一问题很早就引起了国内外专家的重视。成立于1966年的日本国土防灾技术株式会社开发研究了JCE回收地锚工法；原冶金部建筑研究总院程良奎先生主持研制的“U”形回收式锚杆已经多次应用于生产中，成为了一项成熟技术；重庆大学资源与环境科学学院邱贤德教授研制的单、双锚头结构形式；陕西华煤岩土工程技术有限公司研制生产了金属可回收锚杆；北京市第三城市建设工程公司的握线式可回收锚杆等。这些技术解决了工程实践中的一些问题，创造了巨大的经济效益和良好的社会安全效益。

二、可回收式锚杆结构特点

锚杆由不与灌浆体相互粘结的带保护套管的杆体和位于锚固段注浆体底端的承载体组成。利用承载体使锚杆受力时锚固段浆体受压，并通过浆体将拉力传递给周围地层。由于注浆体承压面积受到钻孔直径的限制，因而适用于锚杆承载力要求较低或地层腐蚀性环境恶劣的岩土工程。

图2为压力型预应力锚杆结构示意图

三、可回收式锚杆回收原理

1、JCE锚杆回收原理

把回收用的钢绞线安装在中心，当抽取回收用的钢绞线后，在固定台座中心处产生孔隙，其他受拉钢绞线便从固定台座的孔隙处脱离出来，用人工或机械进行拉拔回收。

2、“U”型锚杆回收原理

U”型锚杆是由无粘结钢绞线绕锚固端安装的承载体弯曲成U形，受锚杆孔孔径限制，回转半径小。回收时先用千斤顶把其中一根钢绞线拔出后，然后相继对周围的钢绞线进行加载，使之脱离承压装置，再用人工或机械进行拉拔回收。

四、目前可回收锚杆主要有以下几类

1、机械式可回收锚杆

机械式可回收锚杆是将锚杆体与机械的联结器联结起来，回收时施加与锚固方向相反的力矩，使杆体与机械联结器脱离后取出。

2、自旋式可回收锚杆

可回收自旋土层锚杆是一种新型螺旋形式的受拉杆件，它以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或者挡土墙的土压力、水压力。它的锚固作用能改变地层力学特性以提高土层结构体的自身稳定性。这种土层自旋锚杆无需打孔，利用机械钻具直接将自旋锚杆强力旋进土体中。旋进过程中杆体所占空间的土体被强行向周边挤压，使得锚杆体附近周围的土体形成不均匀挤压区，强化了锚杆的锚固力。

五、可回收锚杆优点和不足之处

可回收锚杆提高了土地使用率，减少了地下环境污染，大大节省了工程材料，节约了社会资源，创造了可观的经济效益；由于可回收技术研究还在起步阶段尚不成熟，对复杂地质环境可回收锚杆的使用还在试验阶段，还不能大面积使用；由于可回收锚杆回收时需要的张拉力较大，人工无法拔出，只能用大量程千斤顶拉拔，杆体在岩土中存在时间长，受土体和地下水腐蚀，杆体很长时变形较大，种种原因使回收困难；回收后的钢绞线变形严重，很难再重复使用；可回收技术理论研究与实际工程中施工技术脱节；施工现场各锚杆施工单位施工技术水平参差不同；现场施工环境复杂多变，如施工工期紧，施工现场各班组协调合作等，大大影响可回收锚杆的回收利用；

六、结论

国内外在可回收锚杆技术理论研究和现场应用中取得了一定成绩，但还处于起步摸索阶段。科技发展的生命就是创新，愿我们工程技术人员携起手来在可回收锚杆研究技术上取得更大进步，造福社会、服务全人类！