CN104179185B - 一种土钉扩径装置及扩径方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种土钉扩径装置，包括芯轴旋钮、芯轴、芯轴旋钮进退控制装置、钻杆和圆柱齿轮，所述芯轴旋钮和圆柱齿轮通过芯轴连接，所述圆柱齿轮处于钻杆内部，还包括第一扩径翼和第二扩径翼，所述第一扩径翼和第二扩径翼分别由连接件连接到钻杆上，所述第一扩径翼和第二扩径翼上分别设有齿条，所述齿条与圆柱齿轮啮合。本发明还提供了一种土钉扩径方法；本发明的新型土钉扩径装置及扩径方法，可以非常方便地在土钉锚固段将土钉孔直径扩大到设计要求的尺寸，使支护结构达到经济、安全、合理的设计目的，降低工程造价。

Description

一种土钉扩径装置及扩径方法

技术领域

本发明属于建筑施工领域，具体是一种新型土钉扩径装置及扩径方法。

背景技术

土钉墙是一种基坑支护技术。土钉墙的作用原理是将基坑边坡通过由钢筋、水泥砂浆制成的土钉进行加固。土钉长度包括两部分：自由段和锚固段，自由段指直线滑动面以内部分，锚固段则是指直线滑动面以外部分，因为土钉自由段不能提供抗拉承载力，提供抗拉承载力的仅仅是土钉锚固段。目前工程中使用的土钉，不能提供抗拉承载力的自由段和锚固段截面直径相同，浪费是明显的，增加土钉锚固段抗拉承载力是降低工程造价的理想办法。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种新型土钉扩径装置，包括芯轴旋钮、芯轴、钻杆和圆柱齿轮，所述芯轴旋钮和圆柱齿轮通过芯轴连接，所述圆柱齿轮处于钻杆内部，还包括第一扩径翼和第二扩径翼，所述第一扩径翼和第二扩径翼分别由连接件连接到钻杆上，所述第一扩径翼和第二扩径翼上分别设有齿条，所述齿条与圆柱齿轮啮合。

进一步的，所述第一扩径翼上设有燕尾槽，相应地，所述第二扩径翼上设有燕尾榫，所述燕尾榫嵌合到燕尾槽并沿燕尾槽滑动。

进一步的，还包括芯轴旋钮进退控制装置，以使第一扩径翼和第二扩径翼受力不会后退。

本发明还提供了一种土钉扩径方法，包括如下步骤：在较密实土层:

一、螺旋钻孔机或人工成孔；

二、把该新型土钉扩径装置放入所述孔中，至该装置顶端达到孔底；

三、旋转芯轴旋钮带动芯轴上的圆柱齿轮驱动齿条，使第一扩径翼和第二扩径翼分级外展；

四、机械或人工转动钻杆，第一扩径翼和第二扩径翼外展位置土体受扩径翼圆弧面挤压而向外挤出;

五、重复步骤三 、步骤四至扩径尺寸达到设计要求；

六、反向旋转芯轴旋钮, 使第一扩径翼和第二扩径翼收拢；

七、按设计扩径段间隔要求，把该新型土钉扩径装置向外拉出一定距离，重复步骤三至步骤七直至整个土钉锚固段分段扩径完成。

进一步的，在较疏松土层中，可通过机械直接将土钉扩径装置压入土中，至土钉扩径装置顶端达到设计位置，按步骤三至步骤七完成土钉锚固段分段扩径。

进一步的，所述第一扩径翼和第二扩径翼的外展尺寸由芯轴旋钮旋转的圈数控制。

本发明的新型土钉扩径装置及扩径方法，可以非常方便地在土钉锚固段将土钉孔直径扩大到设计要求的尺寸，使支护结构达到经济、安全、合理的设计目的，降低工程造价。

附图说明

图1是本发明的新型土钉扩径装置的结构示意图；

图2是该新型土钉扩径装置扩径翼外展示意图；

图3是第一扩径翼的结构示意图；

图4是第二扩径翼的结构示意图；

图5是第一扩径翼的燕尾槽和第二扩径翼燕尾榫配合示意图；

图6是第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2展开状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-6所示，本发明的新型土钉扩径装置，包括芯轴旋钮1、芯轴2、芯轴旋钮进退控制装置10、钻杆3和圆柱齿轮4，芯轴旋钮1和圆柱齿轮4通过芯轴2连接，圆柱齿轮4处于钻杆3内部，第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2分别由连接件5连接到钻杆3上，第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2上设有齿条9，齿条9与圆柱齿轮4啮合，第一扩径翼6-1上设有燕尾槽7，相应地，第二扩径翼6-2上设有燕尾榫8，燕尾榫8嵌合到燕尾槽7并沿燕尾槽7滑动。第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2展开后，芯轴旋钮进退控制装置10锁定，以使第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2受力不会后退。

本发明的新型土钉扩径方法分为两种情况：较密实土层和较疏松土层。

较密实土层:

一、螺旋钻孔机或人工成孔；

二、把本发明的新型土钉扩径装置放入所述孔中，至该装置顶端达到孔底；

三、旋转芯轴旋钮1带动芯轴2上的圆柱齿轮4驱动齿条9，使第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2分级外展（外展尺寸由芯轴旋钮1旋转的圈数控制）；

四、机械或人工转动钻杆3（向第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2圆弧面方向转动），第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2外展位置土体受扩径翼圆弧面挤压而向外挤出;

五、重复步骤三 、步骤四至扩径尺寸达到设计要求；

六、反向旋转芯轴旋钮1, 使第一扩径翼6-1和第二扩径翼6-2收拢；

七、按设计扩径段间隔要求，把该新型土钉扩径装置向外拉出一定距离，重复步骤三至步骤七直至整个土钉锚固段分段扩径完成。

较疏松土层：

由于该新型土钉扩径装置顶端设计成圆锥形状，在较疏松土层中，可通过机械直接将土钉扩径装置压入土中，至土钉扩径装置顶端达到设计位置，按步骤三至步骤七完成土钉锚固段分段扩径。这种情况所制成的土钉可称为挤土土钉，成孔过程将较疏松土层挤密，土钉自由段土体密度、强度增加,有利于边坡稳定；土钉锚固段土体密度、强度增加，有利于抗拉承载力提高。扩径完成后的土钉制作与常规方法相同。

以上所述及图中所示的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。第一扩径翼上设置燕尾榫，第二扩径翼上设置燕尾槽及不同的扩径形状都在本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种土钉扩径装置，包括芯轴旋钮（1）、芯轴（2）、钻杆（3）和圆柱齿轮（4），所述芯轴旋钮（1）和圆柱齿轮（4）通过芯轴（2）连接，所述圆柱齿轮（4）处于钻杆（3）内部，其特征在于：还包括第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2），所述第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）分别由连接件（5）连接到钻杆（3）上，所述第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）上分别设有齿条（9），所述齿条（9）与圆柱齿轮（4）啮合；所述第一扩径翼（6-1）上设有燕尾槽（7），相应地，所述第二扩径翼（6-2）上设有燕尾榫（8），所述燕尾榫（8）嵌合到燕尾槽（7）并沿燕尾槽（7）滑动。

2.如权利要求1所述的土钉扩径装置，其特征在于：还包括芯轴旋钮进退控制装置（10），以使第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）受力不会后退。

3.一种使用如权利要求1或2的土钉扩径装置的土钉扩径方法，包括如下步骤：在较密实土层:

一、螺旋钻孔机或人工成孔；

二、把该土钉扩径装置放入所述孔中，至该装置顶端达到孔底；

三、旋转芯轴旋钮（1）带动芯轴（2）上的圆柱齿轮（4）驱动齿条（9），使第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）分级外展；

四、机械或人工转动钻杆（3），第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）外展位置土体受扩径翼圆弧面挤压而向外挤出;

五、重复步骤三 、步骤四至扩径尺寸达到设计要求；

六、反向旋转芯轴旋钮（1）, 使第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）收拢；

七、按设计扩径段间隔要求，把该土钉扩径装置向外拉出一定距离；

八、重复步骤三至步骤七直至整个土钉锚固段分段扩径完成。

4.如权利要求3所述的土钉扩径方法，其特征在于：在较疏松土层中，通过机械直接将土钉扩径装置压入土中，至土钉扩径装置顶端达到设计位置，按步骤三至步骤八完成土钉锚固段分段扩径。

5.如权利要求3所述的土钉扩径方法，其特征在于：所述第一扩径翼（6-1）和第二扩径翼（6-2）的外展尺寸由芯轴旋钮（1）旋转的圈数控制。