CN105970955A - 自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺，包括下列步骤：施工准备；第一层土方开挖，地面修整，底层喷射混凝土；放线定孔；自钻式钢管成孔；双液注浆；管内插筋；二次注浆；竖向、斜向注浆；挂钢筋网；焊压筋；安装泄水管；喷射混凝土；重复第一层土方开挖后施工步骤直至基底；养护。本发明具有良好的社会效益和经济效益，减少钢材消耗，符合建设节约型社会和节能减排新能源政策；具有同地质条件下广泛的推广和应用价值。

Description

自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺

技术领域

本发明涉及一种自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺。

背景技术

钉管组合土钉采用便携式设备成孔，钢管前置钻头，钻头为“双叶合金钻头”，钢管作为钻杆，回旋钻进成孔，钢管接长采用丝扣连接。成孔后钢管不拔出，作为钉体的一部分，解决了传统土钉在填土、软弱土层及粉砂、流砂地层中，成孔后易垮塌、钢筋下放难等问题；采用封孔高压双液注浆，有效控制注浆的扩散半径，增大土钉的锚固直径，提高了土钉的抗拔能力，解决了由于填土层钉土的界面摩阻力低，引起土钉抗拔力不足问题；根据土钉设计承载力大小，在钢管内插Φ12~Φ16螺纹钢筋。钢管内插钢筋增加土钉的抗拔力，注浆后形成钉管组合土钉共同受力；减少了基坑开挖过程中土体产生的变形；根据开挖过程中地层情况，配套使用竖向或斜向注浆管，加固基坑壁后背土体，增强坡面变形，防止发生渐进性破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺，包括下列步骤：

(一)施工准备；

(二)第一层土方开挖，地面修整，底层喷射混凝土；

(三)放线定孔；

(四)自钻式钢管成孔；

(五)双液注浆；

(六)管内插筋；

(七)二次注浆；

(八)竖向、斜向注浆；

(九)挂钢筋网；

(十)焊压筋；

(十一) 安装泄水管；

(十二) 喷射混凝土；

(十三) 重复第一层土方开挖后施工步骤直至基底；

(十四) 养护。

各个步骤的具体操作流程如下：

（一）施工准备

1、地质资料、施工图纸、施工方案已齐全；

2、施工用水；用电、道路及临时设施均已就绪；

3、材料设备已安排进场，并按要求进行材料复检和相关实验；

（二）第一层土方开挖、坡面修整，底层喷射混凝土

基坑第一层土方开挖完成后进行坡面修整，并进行底层喷射混凝土；

（三）放线定孔

打孔前，应按设计要求确定出孔位，做出标记；

（四）土钉成孔

1、成孔孔径60-90mm；

2、打孔方法：煤电钻成孔；

3、钻孔作业手严格按标定的孔位和设计的孔角、孔深钻孔，并做好记录；

（五）安装土钉

1、土钉端部焊接“双叶合金钻头”，焊接要牢靠，并且焊接部位预留注浆孔，注浆浆液从土钉端部往孔口返浆，因此土钉端部钢管上，无须钻注浆孔；

2、土钉注浆后，待浆液初凝前向钢管内插入螺纹钢筋；

3、弯曲土钉头部；将土钉端部钢管和钢筋一起弯曲90°，长200mm，伸入坡面钢筋网内与坡面成三角形状；

4、土钉端头与坡面加强筋焊接，加强筋再与土钉端部周围井字形钢筋焊接；

（六）注浆

1、双液注浆工艺流程；

2、以普通硅酸盐水泥和40Be水玻璃为注浆材料，水玻璃作为添加剂调节注浆液的初凝时间；

3、根据当地土层结构特性，采用水灰比0.5~1:1，水泥浆液和水玻璃液体体积比1：（0.1~0.15），浆液浓度由稀到浓，水泥浆强度M20；

4、注浆压力控制在1.0MPa~2.0MPa，注浆开始或中途停止超过10分钟，应用水或稀水泥浆润滑注浆孔及其管路，作业结束时应用水清洗；

5、浆液严格按照配合比计量并搅拌均匀，随拌随用，一次拌合的浆液应在初凝前用完，并严防石块杂物混入；

（七）二次压力注浆

为防止钢筋安放过程中钢管内浆液流出及注浆后浆液渗入土中而使土钉注浆不够饱满，在首次注浆一小时后，进行二次压力注浆；

（八）竖向或斜向注浆

根据土层情况设置一排或多排竖向或斜向注浆孔，注浆孔间距1.2~1.5m，成孔及注浆参数同土钉成孔及注浆参数，注浆压力控制在1.0MPa~2.0MPa；注浆扩散半径控制在700~800mm，注浆用量控制住100Kg/m~200Kg/m；

（九）挂钢筋网

1、挂网在二次压力注浆4小时后进行；

2、使用Φ6.5钢筋，孔网参数200mmX200mm，双向网；

3、挂网后要在网与坡面土层之间垫砖石垫块，使钢筋网与坡面之间保持3~4cm距离，使Φ6.5钢筋网具有保护层；

4、网与孔内土钉相交处用电焊，其余用18号铁丝绑牢；

（十）第一排土钉的上方和反沿的外边按照设计分别打入固定拉筋；

（十一）焊压筋

1、使用Φ14钢筋将上下层土钉之间“叉”型焊接，压筋Φ6.5钢筋网，以使上下左右钢筋与土钉成为一个整体；

2、压筋Φ14于锚头处交汇后应焊在90°弯曲拐头之下，使土钉钩住压筋；

（十二）安装泄水管

为了便于坡面排水，防止混凝土背后的积水浸泡软化土壤而危及基坑，在喷射混凝土前预先设置Φ50PVC管，长度为400~600mm，纵向间距为2m；设置时应先将PVC管周边打孔，坡面内放置少量卵石，并将PVC管用铁丝捆扎在钢筋网上；

（十三）喷射混凝土

1、水泥为普通硅酸盐水泥，砂为中粗砂，含水率在5%~7%，卵石要坚硬耐久，粒径控制在5~12mm；

2、喷射C20混凝土；

3、严格配比计量和搅拌次数，当采用强制性搅拌机搅拌时，搅拌时间不少于1分钟；当采取人工拌合时，搅拌次数不少于3次；

4、混合料随拌随用，存放时间不超过30分钟；

5、喷射前应在坡面上设置厚度标志；

6、喷射混凝土的做法是分区进行；在同一作业区内仍要分片进行；喷射顺序是自上而下，分两次喷射成型：第一次喷射约50mm，待其初凝后再进行第二次喷射50mm，最终形成厚度约100mm的混凝土壁；

7、喷射混凝土应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象，严格按厚度标准喷射混凝土；

8、喷射混凝土面层结构；

（十四）养护

按照规范对喷射后的混凝土进行养护；根据天气情况，一般喷射混凝土完成4小时后进行湿水养护，养护时间不少于14天。

本发明提供的施工工艺的特点:

1、浆液的扩散半径比较容易控制，避免了浆液的流失，既保证了注浆的质量，又节约了成本。

2、 成孔费用低，钢材消耗少，大大节约工程造价。

3、在填土层、淤泥层通过增大双液注浆钉管足额和土钉注浆量，能有效改善土体的力学性能，增加钉土之间的界面摩阻力，提高土钉的抗拔能力。

4、土钉成孔跟管钻进，成孔后不用拔管，在砂层及淤泥层、填土层等软弱层成孔时可避免由于垮孔造成土钉钢筋下放困难。成孔后钢管又可用做注浆管，直接注浆提高功效。

5、施工便、安全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场检测的变形数据和特殊情况，及时变更设计。

6、施工不需要单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。

本发明的有益效果：

1、社会效益

基坑支护较传统工艺，减少钢材消耗，可以显著减少钢筋生产所带来的能源消耗，也降低了生产钢筋所产生的污染，符合建设节约型社会和节能减排新能源政策。

2、经济效益

具有同地质条件下，广泛的推广和应用价值；设备操作简便、轻便，成孔费用低，与其他支护类型相比，工程造价降低10%~40%左右；可以随开随挖，基本不占用施工工期。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺，包括下列步骤：

（一）施工准备

1、地质资料、施工图纸、施工方案已齐全；

2、施工用水；用电、道路及临时设施均已就绪；

3、材料设备已安排进场，并按要求进行材料复检和相关实验；

（二）第一层土方开挖、坡面修整，底层喷射混凝土

基坑第一层土方开挖完成后进行坡面修整，并进行底层喷射混凝土；

（三）放线定孔

打孔前，应按设计要求确定出孔位，做出标记；

（四）土钉成孔

1、成孔孔径60-90mm；

2、打孔方法：煤电钻成孔；

3、钻孔作业手严格按标定的孔位和设计的孔角、孔深钻孔，并做好记录；

（五）安装土钉

1、土钉端部焊接“双叶合金钻头”，焊接要牢靠，并且焊接部位预留注浆孔，注浆浆液从土钉端部往孔口返浆，因此土钉端部钢管上，无须钻注浆孔；

2、土钉注浆后，待浆液初凝前向钢管内插入螺纹钢筋；

3、弯曲土钉头部；将土钉端部钢管和钢筋一起弯曲90°，长200mm，伸入坡面钢筋网内与坡面成三角形状；

4、土钉端头与坡面加强筋焊接，加强筋再与土钉端部周围井字形钢筋焊接；

（六）注浆

1、双液注浆工艺流程；

2、以普通硅酸盐水泥和40Be水玻璃为注浆材料，水玻璃作为添加剂调节注浆液的初凝时间；

3、根据当地土层结构特性，采用水灰比0.5~1:1，水泥浆液和水玻璃液体体积比1：（0.1~0.15），浆液浓度由稀到浓，水泥浆强度M20；

4、注浆压力控制在1.0MPa~2.0MPa，注浆开始或中途停止超过10分钟，应用水或稀水泥浆润滑注浆孔及其管路，作业结束时应用水清洗；

5、浆液严格按照配合比计量并搅拌均匀，随拌随用，一次拌合的浆液应在初凝前用完，并严防石块杂物混入；

（七）二次压力注浆

为防止钢筋安放过程中钢管内浆液流出及注浆后浆液渗入土中而使土钉注浆不够饱满，在首次注浆一小时后，进行二次压力注浆；

（八）竖向或斜向注浆

根据土层情况设置一排或多排竖向或斜向注浆孔，注浆孔间距1.2~1.5m，成孔及注浆参数同土钉成孔及注浆参数，注浆压力控制在1.0MPa~2.0MPa；注浆扩散半径控制在700~800mm，注浆用量控制住100Kg/m~200Kg/m；

（九）挂钢筋网

1、挂网在二次压力注浆4小时后进行；

2、使用Φ6.5钢筋，孔网参数200mmX200mm，双向网；

3、挂网后要在网与坡面土层之间垫砖石垫块，使钢筋网与坡面之间保持3~4cm距离，使Φ6.5钢筋网具有保护层；

4、网与孔内土钉相交处用电焊，其余用18号铁丝绑牢；

（十）第一排土钉的上方和反沿的外边按照设计分别打入固定拉筋；

（十一）焊压筋

1、使用Φ14钢筋将上下层土钉之间“叉”型焊接，压筋Φ6.5钢筋网，以使上下左右钢筋与土钉成为一个整体；

2、压筋Φ14于锚头处交汇后应焊在90°弯曲拐头之下，使土钉钩住压筋；

（十二）安装泄水管

为了便于坡面排水，防止混凝土背后的积水浸泡软化土壤而危及基坑，在喷射混凝土前预先设置Φ50PVC管，长度为400~600mm，纵向间距为2m；设置时应先将PVC管周边打孔，坡面内放置少量卵石，并将PVC管用铁丝捆扎在钢筋网上；

（十三）喷射混凝土

1、水泥为普通硅酸盐水泥，砂为中粗砂，含水率在5%~7%，卵石要坚硬耐久，粒径控制在5~12mm；

2、喷射C20混凝土；

3、严格配比计量和搅拌次数，当采用强制性搅拌机搅拌时，搅拌时间不少于1分钟；当采取人工拌合时，搅拌次数不少于3次；

4、混合料随拌随用，存放时间不超过30分钟；

5、喷射前应在坡面上设置厚度标志；

6、喷射混凝土的做法是分区进行；在同一作业区内仍要分片进行；喷射顺序是自上而下，分两次喷射成型：第一次喷射约50mm，待其初凝后再进行第二次喷射50mm，最终形成厚度约100mm的混凝土壁；

7、喷射混凝土应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象，严格按厚度标准喷射混凝土；

8、喷射混凝土面层结构；

（十四）养护

按照规范对喷射后的混凝土进行养护；根据天气情况，一般喷射混凝土完成4小时后进行湿水养护，养护时间不少于14天。

本发明提供的施工工艺的特点:

1、浆液的扩散半径比较容易控制，避免了浆液的流失，既保证了注浆的质量，又节约了成本。

2、 成孔费用低，钢材消耗少，大大节约工程造价。

3、在填土层、淤泥层通过增大双液注浆钉管足额和土钉注浆量，能有效改善土体的力学性能，增加钉土之间的界面摩阻力，提高土钉的抗拔能力。

4、土钉成孔跟管钻进，成孔后不用拔管，在砂层及淤泥层、填土层等软弱层成孔时可避免由于垮孔造成土钉钢筋下放困难。成孔后钢管又可用做注浆管，直接注浆提高功效。

5、施工便、安全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场检测的变形数据和特殊情况，及时变更设计。

6、施工不需要单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。

Claims (2)

1.自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺，其特征在于，包括下列步骤：

施工准备；

第一层土方开挖，地面修整，底层喷射混凝土；

放线定孔；

自钻式钢管成孔；

双液注浆；

管内插筋；

二次注浆；

竖向、斜向注浆；

挂钢筋网；

焊压筋；

安装泄水管；

喷射混凝土；

重复第一层土方开挖后施工步骤直至基底；

养护。

2.根据权利要求1所述的自钻式钉管组合双液注浆土钉施工工艺，其特征在于，各个步骤的具体操作流程如下：

（一）施工准备

1、地质资料、施工图纸、施工方案已齐全；

2、施工用水；用电、道路及临时设施均已就绪；

3、材料设备已安排进场，并按要求进行材料复检和相关实验；

（二）第一层土方开挖、坡面修整，底层喷射混凝土

基坑第一层土方开挖完成后进行坡面修整，并进行底层喷射混凝土；

（三）放线定孔

打孔前，应按设计要求确定出孔位，做出标记；

（四）土钉成孔

1、成孔孔径60-90mm；

2、打孔方法：煤电钻成孔；

3、钻孔作业手严格按标定的孔位和设计的孔角、孔深钻孔，并做好记录；

（五）安装土钉

1、土钉端部焊接“双叶合金钻头”，焊接要牢靠，并且焊接部位预留注浆孔，注浆浆液从土钉端部往孔口返浆，因此土钉端部钢管上，无须钻注浆孔；

2、土钉注浆后，待浆液初凝前向钢管内插入螺纹钢筋；

3、弯曲土钉头部；将土钉端部钢管和钢筋一起弯曲90°，长200mm，伸入坡面钢筋网内与坡面成三角形状；

4、土钉端头与坡面加强筋焊接，加强筋再与土钉端部周围井字形钢筋焊接；

（六）注浆

1、双液注浆工艺流程；

2、以普通硅酸盐水泥和40Be水玻璃为注浆材料，水玻璃作为添加剂调节注浆液的初凝时间；

3、根据当地土层结构特性，采用水灰比0.5~1:1，水泥浆液和水玻璃液体体积比1：（0.1~0.15），浆液浓度由稀到浓，水泥浆强度M20；

4、注浆压力控制在1.0MPa~2.0MPa，注浆开始或中途停止超过10分钟，应用水或稀水泥浆润滑注浆孔及其管路，作业结束时应用水清洗；

5、浆液严格按照配合比计量并搅拌均匀，随拌随用，一次拌合的浆液应在初凝前用完，并严防石块杂物混入；

（七）二次压力注浆

为防止钢筋安放过程中钢管内浆液流出及注浆后浆液渗入土中而使土钉注浆不够饱满，在首次注浆一小时后，进行二次压力注浆；

（八）竖向或斜向注浆

根据土层情况设置一排或多排竖向或斜向注浆孔，注浆孔间距1.2~1.5m，成孔及注浆参数同土钉成孔及注浆参数，注浆压力控制在1.0MPa~2.0MPa；注浆扩散半径控制在700~800mm，注浆用量控制住100Kg/m~200Kg/m；

（九）挂钢筋网

1、挂网在二次压力注浆4小时后进行；

2、使用Φ6.5钢筋，孔网参数200mmX200mm，双向网；

3、挂网后要在网与坡面土层之间垫砖石垫块，使钢筋网与坡面之间保持3~4cm距离，使Φ6.5钢筋网具有保护层；

4、网与孔内土钉相交处用电焊，其余用18号铁丝绑牢；

（十）第一排土钉的上方和反沿的外边按照设计分别打入固定拉筋；

（十一）焊压筋

1、使用Φ14钢筋将上下层土钉之间“叉”型焊接，压筋Φ6.5钢筋网，以使上下左右钢筋与土钉成为一个整体；

2、压筋Φ14于锚头处交汇后应焊在90°弯曲拐头之下，使土钉钩住压筋；

（十二）安装泄水管

为了便于坡面排水，防止混凝土背后的积水浸泡软化土壤而危及基坑，在喷射混凝土前预先设置Φ50PVC管，长度为400~600mm，纵向间距为2m；设置时应先将PVC管周边打孔，坡面内放置少量卵石，并将PVC管用铁丝捆扎在钢筋网上；

（十三）喷射混凝土

1、水泥为普通硅酸盐水泥，砂为中粗砂，含水率在5%~7%，卵石要坚硬耐久，粒径控制在5~12mm；

2、喷射C20混凝土；

3、严格配比计量和搅拌次数，当采用强制性搅拌机搅拌时，搅拌时间不少于1分钟；当采取人工拌合时，搅拌次数不少于3次；

4、混合料随拌随用，存放时间不超过30分钟；

5、喷射前应在坡面上设置厚度标志；

6、喷射混凝土的做法是分区进行；在同一作业区内仍要分片进行；喷射顺序是自上而下，分两次喷射成型：第一次喷射约50mm，待其初凝后再进行第二次喷射50mm，最终形成厚度约100mm的混凝土壁；

7、喷射混凝土应控制好水灰比，保持混凝土表面平整，呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象，严格按厚度标准喷射混凝土；

8、喷射混凝土面层结构；

（十四）养护

按照规范对喷射后的混凝土进行养护；根据天气情况，一般喷射混凝土完成4小时后进行湿水养护，养护时间不少于14天。