一种免回收预应力锚杆及其制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种免回收预应力锚杆及其制备方法，所述锚杆包括锚杆杆体和端头套管，所述端头套管固定套设在锚杆杆体的顶端，所述锚杆杆体表面形成有螺纹，所述锚杆杆体由FRP材料通过拉缠法制得，锚杆杆体强度达到800‑4500Mpa，锚固力可达到200‑600kN，可用于深基坑，由于FRP材料具有脆性，同时具有较小的抗剪切强度，可以被桩头冲断、被钻机切断或被挖机挖断，不影响其他单位用地作业，因此锚杆无需回收，大大减少了深基坑工程的成本。

A non-recycling prestressing bolt and its preparation method

The embodiment of the invention discloses a recycle-free prestressing bolt and its preparation method. The bolt comprises a bolt body and an end sleeve. The end sleeve is fixed and sleeved at the top of the bolt body. The surface of the bolt body is formed with threads. The bolt body is made of FRP material by tension-winding method, and the strength of the bolt body is strengthened. It can reach 800 4500 Mpa, and the anchorage force can reach 200 600 kN. It can be used in deep foundation pit. Because the FRP material is brittle and has low shear strength, it can be broken by pile head, cut off by drilling rig or digged by digging machine, which does not affect the land use of other units. Therefore, the anchor rod need not be recycled and the deep foundation pit engineering is greatly reduced. The cost.

【技术实现步骤摘要】
一种免回收预应力锚杆及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种免回收预应力锚杆及其制备方法。
技术介绍
高层建筑、地铁或其他建筑施工建造时需要开挖深基坑，基坑边缘位移要求必须少于2cm，否则周边地面会发生变形，周围的路面和房屋会出现裂缝，解决的办法通常是在基坑周围先一个紧挨着一个地密集布满抗滑桩，然后再开挖，抗滑桩一般由钢筋混凝土桩或钢质桩组成，其顶部要求位移要少于2cm，但是仅靠抗滑桩无法满足要求，还需要用预应力锚杆加固，预应力锚杆长度15到60米，倾角15到30度，一般都从地下伸到了建筑红线以外，承受的张力达到200-600kN。目前普遍采用钢绞线作为预应力锚杆，但残留在地下的钢铁锚杆会影响其他单位用地时的地下作业，为了不影响其他单位用地，在深基坑作业完成时，需要拔出加固用的预应力锚杆，为此施工单位通常从国外购买“可回收锚杆”，用量巨大，价格很昂贵，所回收的金属杆已经没有什么用途，目前的可回收锚杆在其深入地层的远端，采用一个机械自锁装置，形成一个大约0.5米左右的钢铁端头，钢绞线插入其中，并被机械锁定，作业时水泥浆形成的近球形混泥土块，仅握裹这个机械锁定端头，其余部分由塑料塑料层隔离，回收时扭转已经卸载的钢绞线而解锁，并从塑料隔离层内部抽出，塑料隔离层留在地层中。除了价格昂贵，该项技术还存在两个弊端：其一，经常有解锁失败的情形，此时钢绞线不可回收，残留于底层中，影响其他用地单位钻探、打桩或开挖；其二，即使解锁成功，顺利回收钢绞线锚杆，仍然有一个钢铁的自锁端头残留于地层中，可能对其他用地单位的作业造成不良影响。目前深基坑作业主要依靠国外进口的可回收锚杆，而回收率只有70％。本专利技术实施例提出了一种免回收预应力锚杆及其制备方法，该锚杆采用纤维增强复合材料(FiberReinforcedPolymer，简称FRP)通过拉缠工艺制得，FRP材料是玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种结构轻质的高强复合材料，由FRP材料制得的锚杆杆体强度达到800-4500Mpa，锚固力可达到200-600kN，可用于深基坑，由于FRP材料具有脆性，同时具有较小的抗剪切强度，可以被桩头冲断、被钻机切断或被挖机挖断，不影响其他单位用地作业，因此锚杆无需回收，大大减少了深基坑工程的成本。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种免回收预应力锚杆及其制备方法，用以解决现有的可回收预应力锚杆价格昂贵、回收率低以及仍然存在残留在地层中的自锁钢铁端头影响其他用地单位作业的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种免回收预应力锚杆：所述锚杆包括锚杆杆体和端头套管，所述端头套管固定套设在锚杆杆体的顶端，所述锚杆杆体表面形成有螺纹，所述锚杆杆体由FRP材料通过拉缠法制得。优选的，所述锚杆杆体表面喷砂。优选的，所述端头套管为与钢铁锚具配套的无缝钢套管。优选的，所述端头套管与锚杆杆体之间通过含有固化剂的常温固化树脂胶液层粘接。优选的，所述FRP材料中的纤维选自高强度玻璃纤维、玄武岩纤维或者碳纤维中的一种或几种。优选的，所述端头套管内径与锚杆杆体外径之差大于或等于1-6mm。本专利技术实施例还提出了一种免回收预应力锚杆的制备方法，通过拉缠工艺制备该免回收预应力锚杆，所述制备方法包括以下步骤：1)配制树脂胶液，树脂胶液中包括树脂基体和固化剂，将含有固化剂的树脂胶液储存于胶液槽内；2)纤维束在拉力履带机的牵引下从纱锭引出，经过第一导纱板后绕过压辊并在胶液槽中浸透树脂胶液；3)浸透树脂胶液的纤维束在第二导纱板的作用下，一部分从内部为中空的中心管的入口端进入中心管内部，并由中心管的出口端被拉出，另一部分则由中心管的外围被牵引至中心管的出口端，中心管的入口端设置为外径由大变小的喇叭形，浸透树脂胶液的纤维束在外径逐渐减小的喇叭形入口端的作用下被挤压而挤出大部分胶液，使得纤维束中的树脂胶液含量显著降低，而纤维束的含量相对大大增加，被挤出的树脂胶液回流至胶液槽内重复利用；4)从中心管内部出来的经过挤压的纤维束与由中心管外围牵引而至的浸透树脂胶液的纤维束在中心管的出口端处汇集并行，此时通过缠绕装置将棉纱紧紧缠绕在并行的纤维束的外部，被棉纱缠绕的部分被挤压收缩，而未被缠绕的部分凸起并在纤维束的表面形成螺纹，通过缠绕作用，外围纤维束中的树脂胶液大部分被挤出，被挤出的树脂胶液回流至胶液槽内重复利用；5)将缠绕有棉纱的纤维束牵引至在线烘箱内加热固化形成表面有螺纹的棒材，接着通过拆线器将棒材表面的棉纱拆除，棒材继续被牵引至一定长度后，通过同步行进的在线锯子切断棒材，得到特定长度的锚杆杆体；6)将端头套管套设在锚杆杆体的端部，端头套管与锚杆杆体之间通过含有固化剂的常温固化树脂胶液层固化粘结得到该免回收预应力锚杆。优选的，所述步骤1)中，树脂基体为环氧树脂或者聚氨酯胶液。优选的，所述步骤5)中，固化温度为110-220℃。本专利技术实施例具有如下优点：本专利技术实施例提出了一种免回收预应力锚杆及其制备方法，该锚杆采用FRP材料通过拉缠工艺制得，FRP材料具有脆性，同时具有较小的抗剪切强度，在锚杆伸入地层进入建筑红线以外时，可以被桩头冲断、被钻机切断或被挖机挖断，不影响其他单位用地作业，其伸入地层的远端无钢铁结构，外端设置有端头套管，施工时可以采用普通钢铁锚具对预应力锚杆实施张拉，张拉完毕后，由普通钢铁锚具实现机械自锁，无需用于FRP夹持的专用锚具，锚杆无需回收，施工工序简单，可大大减少深基坑工程的施工成本和工期，锚杆杆体表面有螺纹，便于远端被注浆固化时握裹固定，锚杆杆体强度达到800-4500Mpa，锚固力可达到200-600kN，可有效用于深基坑，同时该锚杆密度小，重量轻，方便人力搬运和安置。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的一种免回收预应力锚杆的结构示意图。图2为本专利技术实施例1提供的一种免回收预应力锚杆的制备工艺流程示意图。图3为本专利技术实施例1提供的一种免回收预应力锚杆的安装过程示意图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1如图1所示，本实施例提出的一种免回收预应力锚杆1，包括锚杆杆体11和端头套管12，端头套管12固定套设在锚杆杆体11的顶端，锚杆杆体11由FRP材料通过拉缠法制得，端头套管12为与钢铁锚具配套的无缝钢套管，端头套管12内径与锚杆杆体11外径之差大于或等于1-6mm，端头套管12与锚杆杆体11之间通过含有固化剂的常温固化树脂胶液层13粘接，可选择含有固化剂的常温固化环氧树脂胶液。FRP材料中的纤维选自高强度玻璃纤维(GFRP)、玄武岩纤维(BFRP)或者碳纤维(CFRP)中的一种或几种，FRP预应力锚杆，其杨氏模量不影响使用，仅对拉伸强度有较高要求，不同的纤维通常其杨氏模量在50-200GPa，比如高强度玻璃纤维杨氏模量为50-60GPa，玄武岩纤维的杨氏模量为90-110GPa，碳纤维的杨氏模量约200GPa，拉缠成品的杨氏模量通常在40-180GPa之间，由于FRP材料具有脆性，且具有较小的抗剪切强度，可以被桩头冲断、被钻机切断、或被挖机挖断，因此残留于地下的FRP材料锚杆不会妨碍相邻地块上的工程作业，无需回收，大大减少了深基坑工程的施工成本和施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述锚杆包括锚杆杆体和端头套管，所述端头套管固定套设在锚杆杆体的顶端，所述锚杆杆体表面形成有螺纹，所述锚杆杆体由FRP材料通过拉缠法制得。

【技术特征摘要】
1.一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述锚杆包括锚杆杆体和端头套管，所述端头套管固定套设在锚杆杆体的顶端，所述锚杆杆体表面形成有螺纹，所述锚杆杆体由FRP材料通过拉缠法制得。2.根据权利要求1所述的一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述锚杆杆体表面喷砂。3.根据权利要求1所述的一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述端头套管为与钢铁锚具配套的无缝钢套管。4.根据权利要求1所述的一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述端头套管与锚杆杆体之间通过含有固化剂的常温固化树脂胶液层粘接。5.根据权利要求1所述的一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述FRP材料中的纤维选自高强度玻璃纤维、玄武岩纤维或者碳纤维中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的一种免回收预应力锚杆，其特征在于，所述端头套管内径与锚杆杆体外径之差大于或等于1-6mm。7.根据权利要求1-6中任一所述的一种免回收预应力锚杆的制备方法，其特征在于，通过拉缠工艺制备该免回收预应力锚杆，所述制备方法包括以下步骤：1)配制树脂胶液，树脂胶液中包括树脂基体和固化剂，将含有固化剂的树脂胶液储存于胶液槽内；2)纤维束在拉力履带机的牵引下从纱锭引出，经过第一导纱板后绕过压辊并在胶液槽中浸透树脂胶液；3)浸透树脂胶液的纤维束在第二导纱板的作用下，一部分从内部为中空的中心管的入口端进入中心管内部，并由中心管的出...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文衡，胡亚春，庄华山，黄志强，张文俊，
申请(专利权)人：湖北中复能新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42