[实用新型]伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构

说明书

本实用新型公开了伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构，将伞状扩大头技术与易切削锚杆或可回收锚杆索技术进行多种变化的结构融合，不仅使得伞状扩大头能够与易切削锚杆或可回收锚索相互挂载、引用，还使得原来作为摩擦型的易切削锚杆、可回收锚杆索改造成为端承型锚杆索，大幅度地提高了易切削锚杆、可回收锚杆索的承载能力、抗变形能力；突破了伞状扩大头原来单一的承载结构，改变了内锚头只能设置在拉筋盘前侧的保守模式，增加了多种伞状扩体结构类型，包括内锚头位于拉筋盘与穿筋盘之间、位于穿筋盘之后两种情形，为各种各样的可回收锚索找寻与伞状扩大头的结合部提供了充分自由的选择。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，具体涉及伞状扩体装置与易切削锚杆或可回收锚杆索的融合结构。

背景技术

随着各大城市轨道交通建设的迅猛发展，由于长大、密集的钢材构件比如钢管、钢筋、钢绞线制作的锚杆、锚索对盾构机而言有着较大的切削难度，容易造成螺旋输送机、刀盘驱动系统的故障，进而引发掘进施工和环境安全事故，为解决这个矛盾，部分省会城市已经禁止使用基坑锚杆锚索，这使得岩土锚固技术朝向环境友好方向发展，从而衍生出锚筋可回收和锚筋易切削两大类型。

易切削锚杆是指盾构机的切削齿能够轻易将锚杆材料切断或切碎，不会造成输送管路堵塞、刀盘卡死或伤害切削齿等，一般指玻璃纤维、陶瓷纤维或玄武岩纤维等的树脂基复合材料或钢纤维水泥基复合材料等制作的锚杆。可回收锚杆索是指在基坑或边坡的锚固任务完成后，通过专门设计的回收手段将锚筋悉数抽出岩土体，从而使得盾构机在经过原锚杆索区域时不再受到困扰。

但是，易切削锚杆作为脆性材料，在横向上容易剪切破坏，尤其是当钻孔外的钢垫板、钢质锚具、混凝土结构（包括联系梁、肋柱、钢筋砼面板等）、伞状扩大头结构内的钢板（包括拉筋盘、穿筋盘、先导板、后托板等）容易对易切削锚杆筋体构成横向剪切破坏；以及易切削锚杆仅仅是单纯的筋体强度很高，而岩土体介质却不能相应发挥出很高的抗拉力，由于该两个问题尚未得到很好解决，故目前的易切削锚杆尤其是玄武岩纤维锚杆，虽然其筋体拥有超高抗拉强度，也拥有锚筋无需回收、盾构机可以直接切削的优势，但却仍未能得到较多推广，即使是在低承载力的锚固工程中也尚未得到大规模应用。

而可回收锚杆索，仅是在传统锚杆索的基础上发展出了回收锚筋的功能。

对于属于摩擦型（包括拉力型与压力型）锚杆索的易切削锚杆、可回收锚杆索而言，内锚头将锚筋拉力转换给承载板承担，承载板将荷载传递给锚固体（水泥浆固结体）承担，最终的目的是通过摩阻力将荷载传递给锚固体周围的岩土体承担，但理论与实践均证明，除了大深度的硬岩锚索能够提供高承载力（事实上钻孔孔道呈弓形或蛇形弯曲产生了与扩大头承载原理相类似的嵌固效应）以外，摩擦型锚杆索在锚筋与锚固体的粘结、锚固体与周围岩土体的粘结、锚固体本身的强度与刚度等各方面均不足以提供高承载能力，即便是国内最为成功的苏州能工可回收锚索，做了钻孔扩孔处理，其承载力也只能达到伞状扩大头锚杆索的一半或更低；究其原因在于：作为传统的摩擦型锚杆索--易切削锚杆、可回收锚索的水泥浆锚固体，因为不具备配筋扩大结构，其根本无法或只能够在较小程度上利用岩土体端承力；换言之，即便是在锚固体较长（4.5米~6米以上）的情况下，在不具备高刚度扩大头结构的情况下，完全或较大程度上只能利用原来的易失难得、若有若无、力值较小的摩阻力，仍然无法真正发挥扩孔段后端岩土体的高承载潜力。这是摩擦型锚杆索先天固有的缺陷。

另外，之前的各种扩大头锚杆索，为了成为扩大头锚以增加承载力，不惜做了多种扩孔措施，但由于只是单纯扩了孔，尽管有的还做了一些无效配筋，这样不仅承载力增加得不多，而且无法像非锚固段那样设置对中支架，从而引起内锚头的坠头问题，无论是何种方法的回收，坠头均使得锚筋回收难度增加，降低了锚筋回收率，以机械式回收法尤甚。