CN102352630A - 全螺纹纤维树脂杆体土钉墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全螺纹纤维树脂杆体土钉墙及其施工方法，土钉墙的土钉杆体为全螺纹纤维树脂杆体，其位于混凝土面层内区段上部设置有辅助加强筋，下部设置有通长的横压筋，所述旋紧螺母为树脂螺母，所述垫板为树脂材料注成的树脂垫板，其紧贴混凝土面层的外表面，所述全螺纹纤维树脂杆体伸入边坡土体内部分上间隔套有环形定位器。本发明与已有的土钉墙相比，施工简便、节能降耗，树脂杆体的应用范围更广，杆体端部的螺母和垫板位于混凝土面层外，受力更合理。同时可根据工程实际，在杆体位于边坡内设置扩大头，形成增强型扩大头土钉，可塑性强。本发明可广泛应用于边坡土钉墙工艺的施工。

Description

全螺纹纤维树脂杆体土钉墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种土钉墙及其施工方法，特别是一种以全螺纹树脂杆体代替钢筋作为土钉主筋的土钉墙及其施工方法。

背景技术

在基坑支护工程中，土钉墙支护是较为常用的支护方式，土钉一般选用螺纹钢作为土钉主筋，土钉主筋与面层横压筋、钢筋网采取焊接连接，然后喷射混凝土面层。此支护体系存在如下缺点：（一）容易由于土钉钢筋遭受腐蚀而失效；（二）加工杆体、砼面层需要采用焊接工艺；（三）土钉锚头置于8~10cm厚的混凝土面层内，不能充分发挥混凝土面层与锚头的共同受力作用；（四）埋置于土层中的钢筋土钉在后期坑道工程开槽施工中形成了障碍，同时也不利于节约资源，增加了施工难度和处理费用。

发明内容

本发明的目的是提供一种全螺纹纤维树脂杆体土钉墙及其施工方法，要解决现有的土钉墙易锈蚀，使用周期短，后续坑道开槽施工难度大受力，不合理的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，包括边坡土体，由混凝土浆喷射而成混凝土面层和土钉，所述土钉包括杆体、垫板和旋紧螺母，所述杆体插入边坡土体内，其与边坡土体之间的缝隙内注有杆外周浆体，所述杆体外端通过旋紧螺母拧紧，所述垫板垫在旋紧螺母和混凝土面层之间，所述边坡土体外表面敷设有钢筋网，所述混凝土面层包裹钢筋网，所述杆体为全螺纹纤维树脂杆体，其位于混凝土面层内区段上部设置有辅助加强筋，下部设置有通长的横压筋，所述旋紧螺母为树脂螺母，所述垫板为树脂材料注成的加肋型树脂垫板，其紧贴混凝土面层的外表面，所述全螺纹纤维树脂杆体位于边坡土体孔部分间隔套有环形定位器。

所述全螺纹纤维树脂杆体位于边坡土体孔内部分的靠近末端部分安装有扩大头，所述扩大头由一对夹紧螺母之间夹钢圆环形成。

所述全螺纹纤维树脂杆体露出边坡土体不少于20cm。

所述全螺纹纤维树脂杆体的直径≥18mm。

所述辅助加强筋的长度不少于25cm。

所述辅助加强筋和横压筋关于土钉杆体对称设置，且均与钢筋网绑扎为一体连接。

所述加肋型树脂垫板为外环和内环轴心重合错层叠套而成，所述外环和内环之间通过间隔设置的连系肋拉结，所述内环的内径与全螺纹纤维树脂杆体的外径相等。     　 　       

所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙的施工方法，步骤如下：

步骤一，在边坡土体上开挖工作面，并修整坡面；

步骤二，通过测量放线确定土钉的孔位；

步骤三，人工或机械成孔；

步骤四，将全螺纹纤维树脂杆体插入孔中，并向孔内注水泥浆形成杆外周浆体；

步骤五，在边坡土体外表面绑扎、固定钢筋网、横压筋和辅助加强筋；

步骤六，喷射混凝土形成混凝土面层，将孔口处面层刮抹平整；

步骤七，在喷射混凝土面层初凝前将加肋型树脂垫板按压至与混凝土面层接触紧密，全螺纹纤维树脂杆体外端通过旋紧树脂螺母拧紧保证加肋型树脂垫板压放牢固；

步骤八，养护混凝土面层，准备下部工作面的开挖。

所述步骤四中，所述全螺纹纤维树脂杆体在插入孔之前，其伸于边坡土体孔内部分间隔套有环形定位器或同时在靠近末端部分安装扩大头。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

本发明的土钉杆体、螺母和垫板均为树脂材料，与钢筋土钉相比，它具有易切割、抗腐蚀、抗拉强度高、重量轻、耐电磁、造价低等特点，可按照设计要求直接在厂家加工成型，正常条件下无需进行二次加工，节省了由此所耗费的电能、五金、机械费及人工费等。同时全螺纹纤维树脂杆体土钉易于切割，而且在切割过程不产生火花，避免了火灾隐患，也适用于后期坑道的开挖与桩机施工，避免了抱、卡机械钻杆的现象，极大的降低了处理费用。全螺纹纤维树脂杆体土钉具有高度耐腐性，能长期保持性能稳定，不发生腐蚀，更能满足在潮湿环境下长期使用的要求。

本发明所述全螺纹纤维树脂杆体土钉墙工艺土钉头部垫板螺母位于面层外部，受力更合理，通过施加拧紧力，使垫板与混凝土面层接触紧密，从而使土钉与混凝土面层充分发挥作用，有效控制边坡位移。

本发明所述土钉墙的增强型土钉末端设置圆环扩大头，两头用螺母锁定，从而保证杆体与水泥浆之间的握裹力，提高土钉承载力，实现土钉墙在土质较差土体内的较好应用。

本发明可广泛应用于土体边坡支护。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是图1的A处详图图。

图3是增强型土钉结构图。

图4是土钉墙正视图。

图5是横压筋与辅助加强筋相对位置关系图。

图6是加肋型树脂垫板详图。

图7是本发明施工流程图。

附图标记：1－土钉、1.1－全螺纹纤维树脂杆体、1.2－树脂螺母、2－扩大头、2.1－夹紧螺母、2.2－钢圆环、3－环形定位器、4－钢筋网、5－辅助加强筋、6－横压筋、7－加肋型树脂垫板、7.1－外环、7.2－内环、7.3－连系肋、8－杆外周浆体、9－混凝土面层、10－边坡土体。

具体实施方式

实施例参见图1、图2和图4所示，一种全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，包括边坡土体10，由混凝土浆喷射而成混凝土面层9和土钉1，所述土钉1包括杆体、垫板和旋紧螺母，所述杆体插入边坡土体10内，其与边坡土体10之间的孔隙内注有杆外周浆体8，所述杆体外端通过旋紧螺母拧紧以固定垫板，所述垫板垫在旋紧螺母和混凝土面层9之间，所述边坡土体10外表面敷设有钢筋网4，所述混凝土面层10包裹钢筋网4，其特征在于：所述杆体为全螺纹纤维树脂杆体1.1，其位于混凝土面层9内区段上部设置有辅助加强筋5，下部设置有通长的横压筋6，所述旋紧螺母为树脂螺母1.2，所述垫板为树脂材料注成的加肋型树脂垫板7，其紧贴混凝土面层9的外表面，所述全螺纹纤维树脂杆体1.1位于边坡土体孔内部分间隔套有环形定位器3。所述全螺纹纤维树脂杆体1.1露出边坡土体10不少于20cm。所述全螺纹纤维树脂杆体1.1的直径≥18mm。

其中，带扩大头的土钉参见图3，所述全螺纹纤维树脂杆体1.1伸入边坡土体10区段的靠近末端部分安装扩大头2，所述扩大头2由一对夹紧螺母2.1之间夹钢圆环2.2形成。

其中，钢筋布置参见图5，所述辅助加强筋5和横压筋6关于土钉杆体对称设置，且均与钢筋网4绑扎为一体连接。所述辅助加强筋5的长度不少于25cm。

其中，加肋型树脂垫板7的具体形状参见图6，所述加肋型树脂垫板7为外环7.1和内环7.2轴心重合错层叠套而成，所述外环7.1和内环7.2之间通过间隔设置的连系肋7.3拉结，所述内环7.2的内径与全螺纹纤维树脂杆体1.1的外径相等。  

上述全螺纹纤维树脂杆体土钉墙的施工方法，参见图7，具体步骤如下：

步骤一，在边坡土体10上开挖工作面，并修整坡面；土钉支护应按设计规定的坡度逐步开挖，防止超挖或欠挖，并及时修整边坡。在未完成上步作业面的支护以前，不得进行下一层深度开挖。当基坑面积较大时，允许在距离四周边坡8～10m的基坑中部自由开挖，但应注意与分层作业区的开挖相协调。坡面应平整，在坡面喷射混凝土支护前，应清除坡面虚土，并控制好坡度；

步骤二，通过测量放线确定土钉1的孔位；

步骤三，人工或机械成孔；土钉成孔采用的机具应适合土层的特点，在容易塌孔的土体中钻孔时应采用钻机成孔；

步骤四，检查孔深、孔径、杆体长度合格后，及时插入杆体和注浆管至距孔底250mm～500mm处，并堵孔向孔内注杆外周浆体8。土钉杆体沿长度方向每间隔2.0m设置一个定位器，内环直径根据杆体直径而定，使土钉居于锚孔中心，定位器材料可采用树脂材料。杆体入孔后在孔口处预留20cm长度作为托盘承载段；孔内注浆时应注意以下问题：（a）注浆前应将孔内残留或松动的杂土清除干净，注浆采用低压注浆方式，压力约0.4～0.6Mpa。注浆开始或中途停止超过30min时，应用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路；（b）对于水平钻孔，采用压力注浆，压力约1～2Mpa，注浆管一般插至距孔底，在注浆前与土钉杆体同时送入孔中；（c）注浆材料宜选用水泥浆或水泥砂浆；水泥浆的水灰比宜为0.5，水泥砂浆配合比宜为1.1～1.2（重量比），水灰比宜为0.38～0.45；在开始注浆前或停歇后再作业时，须用水冲洗管路；（d）注浆时，孔口部位宜设置止浆塞及排气管；每次向孔内注浆时实际注浆量必须超过孔的体积；如土层性质较差，常规土钉做法不能保证土钉抗拉承载力，可采取承载力增强措施，同时在靠近末端部分安装扩大头2再将杆体下入孔内并注浆；

步骤五，在边坡土体10外表面绑扎、固定钢筋网4、横压筋6和辅助加强筋5；

步骤六，喷射混凝土形成混凝土面层9，将孔口处面层刮抹平整；此工序在实施过程中注意以下问题：（A）喷射前在坡面做喷射混凝土厚度标记；（B）将φ6.5的钢筋编成网片，用插入土中的钢筋固定。钢筋网片均应与上部搭接，给下步留茬，钢筋网搭接长度应不小于一个网格边长；（C）土钉前端在杆体下方设置一根通长的横压筋，上方设置一根约25cm长的辅助加强筋，并保持杆体居中，见图5.1.2，压筋选用直径Φ14以上的螺纹钢，并要与钢筋网片绑扎牢固，以保证土钉前端的钢筋混凝土面层有足够的强度，能够承受拧紧螺母所施加的拧紧力，并将应力均匀的分布扩散至整个钢筋混凝土面层；（D）喷射混凝土的射距宜在0.6～ 1.0m范围内，并自上而下喷射，射流方向应垂直指向喷射面，在钢筋部位应先喷填钢筋后方，然后喷填前方，防止在钢筋背面出现空隙；（E）当喷射混凝土厚度超过120mm时，应分二次喷射，每次喷射厚度宜为50～70mm。当下步喷射混凝土前，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层，并喷水使之潮湿；（F）土钉前端的混凝土面层应刮抹平整，在面层混凝土初凝前，将垫板按压至与面层接触紧密，必要时应在垫板与混凝土面层之间充填水泥砂浆，以保证垫板与混凝土面层充分接触；

步骤七，在喷射混凝土面层初凝前将加肋型树脂垫板按压至与混凝土面层接触紧密，全螺纹纤维树脂杆体外端通过旋紧树脂螺母拧紧保证加肋型树脂垫板压放牢固；为防止垫板与杆体互相制约，垫板压放时应确保垫板与杆体互相垂直，螺母应拧紧8扣以上，确保全螺纹纤维增强树脂杆体土钉具有主动约束坡体变形的作用。螺母拧紧后，应将超出螺母端部的多余杆体锯掉，以杆体伸出面层的长度在8cm～10cm以内为宜；

步骤八，养护混凝土面层9，准备下部工作面的开挖，为防止锚头损坏土钉失效，在下步土方开挖时，应注意保护已施工完毕的锚头必要时可作混凝土帽封闭外露锚头。

Claims (9)

1.一种全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，包括边坡土体（10），由混凝土浆喷射而成混凝土面层（9）和土钉（1），所述土钉（1）包括杆体、垫板和旋紧螺母，所述杆体插入边坡土体（10）内，其与边坡土体（10）之间的缝隙内注有杆外周浆体（8），所述杆体外端通过旋紧螺母拧紧，所述垫板垫在旋紧螺母和混凝土面层（9）之间，所述边坡土体（10）外表面敷设有钢筋网（4），所述混凝土面层（10）包裹钢筋网（4），其特征在于：所述杆体为全螺纹纤维树脂杆体（1.1），其位于混凝土面层（9）内区段上部设置有辅助加强筋（5），下部设置有通长的横压筋（6），所述旋紧螺母为树脂螺母（1.2），所述垫板为树脂材料注成的加肋型树脂垫板（7），其紧贴混凝土面层（9）的外表面，所述全螺纹纤维树脂杆体（1.1）位于边坡土体孔部分间隔套有环形定位器（3）。

2.根据权利要求1所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，其特征在于：所述全螺纹纤维树脂杆体（1.1）位于边坡土体（10）孔内部分的靠近末端部分安装有扩大头（2），所述扩大头（2）由一对夹紧螺母（2.1）之间夹钢圆环（2.2）形成。

3.根据权利要求1所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，其特征在于：所述全螺纹纤维树脂杆体（1.1）露出边坡土体（10）不少于20cm。

4.根据权利要求1所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，其特征在于：所述全螺纹纤维树脂杆体（1.1）的直径≥18mm。

5.根据权利要求1所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，其特征在于：所述辅助加强筋（5）的长度不少于25cm。

6.根据权利要求1所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，其特征在于：所述辅助加强筋（5）和横压筋（6）关于土钉杆体对称设置，且均与钢筋网（4）绑扎为一体连接。

7.根据权利要求1所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙，其特征在于：所述加肋型树脂垫板（7）为外环（7.1）和内环（7.2）轴心重合错层叠套而成，所述外环（7.1）和内环（7.2）之间通过间隔设置的连系肋（7.3）拉结，所述内环（7.2）的内径与全螺纹纤维树脂杆体（1.1）的外径相等。

8.根据上述权利要求1～7所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙的施工方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一，在边坡土体（10）上开挖工作面，并修整坡面；

步骤二，通过测量放线确定土钉（1）的孔位；

步骤三，人工或机械成孔；

步骤四，将全螺纹纤维树脂杆体（1.1）插入孔中，并向孔内注水泥浆形成杆外周浆体（8）；

步骤五，在边坡土体（10）外表面绑扎、固定钢筋网（4）、横压筋（6）和辅助加强筋（5）；

步骤六，喷射混凝土形成混凝土面层（9），将孔口处面层刮抹平整；

步骤七，在喷射混凝土面层（9）初凝前将加肋型树脂垫板（7）按压至与混凝土面层（9）接触紧密，全螺纹纤维树脂杆体（1.1）外端通过旋紧树脂螺母拧紧保证加肋型树脂垫板（7）压放牢固；

步骤八，养护混凝土面层（9），准备下部工作面的开挖。

9.根据权利要求8所述的全螺纹纤维树脂杆体土钉墙的施工方法，其特征在于：所述步骤二中，所述土钉（1）的全螺纹纤维树脂杆体（1.1）在插入孔之前，其伸于边坡土体孔内部分间隔套有环形定位器（3）或同时在靠近末端部分安装扩大头（2）。

Images