CN108203985B - 一种预应力土钉装配式支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力土钉装配式支护结构及其施工方法。其技术方案要点是包括多块可回收网片和多根预应力土钉；所述预应力土钉植入坡面内；所述可回收网片可拆卸固定在预应力土钉露在坡面外的钉头；所述可回收网片包括土工格栅。施工步骤为：在坡面上施工土钉；在边坡表面铺设可回收网片；安装加固条板和压板，拧紧压紧螺母；对土钉进行张拉。该结构实现了边坡防护的装配式施工，经济环保，可重复利用，该施工方法操作简单，施工高效。

Description

一种预应力土钉装配式支护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及边坡支护结构，特别涉及一种预应力土钉装配式支护结构及其施工方法。

背景技术

土钉墙作为一种成熟的边坡支护技术，由于其具有结构轻型、密封性好和施工速度快等优点，在我国已经得到广泛应用。现有土钉墙结构是在开挖的坡面上打入钢筋或锚杆作为土钉，在边坡表面铺设钢筋网后再喷射一层混凝土面层。现有土钉墙结构存在以下问题：

1、由于喷射混凝土需要在现场进行混凝土的搅拌、喷射，不环保；

2、施工现场需设置水泥、砂、石的单独料场，需要较大场地；

3、钢筋网和喷射的混凝土无法重复利用，经济性和环保性差。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种预应力土钉装配式支护结构，该结构经济环保，可重复利用。

本发明的另一个目的是提供一种预应力土钉装配式支护结构的施工方法，该方法步骤简单，施工高效。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种预应力土钉装配式支护结构及其施工方法包括多块可回收网片和多根预应力土钉；所述预应力土钉植入坡面内；所述可回收网片可拆卸固定在预应力土钉露在坡面外的钉头；所述可回收网片包括土工格栅。

通过采用上述技术方案，该结构实现了边坡防护的装配式施工，经济环保，可重复利用。

作为优选地，所述土工格栅为三向土工格栅或双向土工格栅。

通过采用上述技术方案，强度更高，刚度大，更适合分块进行现场装配安装，而且对土体粒料有更好的侧限约束和有效的嵌锁功能。

作为优选地，所述可回收网片还包括土工膜，土工膜设置于三向土工格栅的内侧或外侧。

通过采用上述技术方案，可以有效阻止雨水冲刷和渗入边坡。

作为优选地，所述可回收网片还包括土工布，所述土工布设置于靠近坡面的一侧。

通过采用上述技术方案，土工布形成的水流通道将边坡土体内流出的水导流至边坡底部，从而防止了坡面土体被带走，进一步提高了边坡的稳定性。

作为优选地，由三向土工格栅、土工膜和土工布组成的复合层可回收网片在工厂一体加工成型。

通过采用上述技术方案，方便了现场的安装。

作为优选地，还包括压板、压紧螺母和加固条板；所述土钉的钉头开设有螺纹，加固条板的两端和压板中心均设置有通孔；所述加固条板压在可回收网片上，所述压板压在加固条板上；压紧螺母拧入钉头后将压板、加固条板和可回收网片压紧在坡面上。

通过采用上述技术方案，加固条板防止了网片的松动，提高了防护的稳固性。

作为优选地，加固条板的通孔为长条孔。

通过采用上述技术方案，能够满足预应力土钉不同间距的设置。

作为优选地，加固条板两端的上表面和/或下表面设置有多道防滑齿条，防滑齿条的方向与加固条板的长度方向垂直；压板的下表面设置有与加固条板的防滑齿条相匹配的防滑条。

通过采用上述技术方案，防止了两块加固条板之间的滑动。

作为优选地，预应力土钉为自钻式中空注浆锚杆。

通过采用上述技术方案，施工更加高效。

一种预应力土钉装配式支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1、在坡面上施工土钉；

S2、在边坡表面铺设可回收网片；

S3、安装加固条板和压板，拧紧压紧螺母；

S4、对土钉进行张拉，同时进一步拧紧压紧螺母。

通过采用上述技术方案，施工步骤简单、更加高效。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、实现了边坡防护的装配式施工，而且网片可以重复利用，经济环保；

2、复合层可回收网片既能防止外部雨水进入边坡，也能够实现边坡表面的水顺利排出，更好地保护了边坡坡面；

3、加固条板不仅对网片进行加固，而且能够适用于不同间距的土钉设置；

4、自钻式中空注浆锚杆进一步提高了施工的效率。

附图说明

图1是预应力土钉装配式支护结构整体示意图；

图2是可回收网片和预应力土钉布置结构示意图；

图3是斜向设置的加固条板安装示意图；

图4是单根加固条板结构示意图；

图5是设置有防滑齿条的加固条板和压板的工作状态示意图；

图6是复合层结构的可回收网片的结构示意图。

图中，1、可回收网片；11、重叠区；12、土工格栅；13、土工膜；14、土工布；2、预应力土钉；21、钉头；3、坡面；4、压板；5、压紧螺母；6、加固条板；61、长条孔；7、防滑齿条；8、挡水墙；9、防滑条。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“底面”和“顶面”指的是附图中的方向，词语 “内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1与图2所示，一种预应力土钉2装配式支护结构，包括多块可回收网片1和多根预应力土钉2。预应力土钉2植入坡面3内，可回收网片1可拆卸固定在预应力土钉2露在坡面3外的钉头21；所述可回收网片1可以是土工格栅12。

由于普通土钉是被动受力，即土体发生一定变形后，土钉才受力，从而阻止土体的继续变形；而预应力土钉2通过对土钉进行预应力张拉，可以实现对坡面3施加主动压力，在基坑未开挖前就限制土体发生过大变形。由于土工格栅12具有很好的抗拉性能，所以可回收网片1能够很好的将坡面3土体进行稳固；同时由于土工格栅12具有一定柔性，所以相比钢筋网片，能够适用于平整度低的坡面3。

土工格栅12可以选用单向土工格栅、双向土工格栅或三向土工格栅。较佳地，选用三向土工格栅或双向土工格栅。三向土工格栅具有以下优点：一是结构强度更高，刚度大，更适合分块进行现场装配安装；二是其网格是三角形状，相比单身格栅的条形孔和双向格栅的方形孔，对土体粒料有更好的侧限约束和有效的嵌锁功能，能够更好地将坡面3土体进行稳固。

如图2所示，可回收网片1连续设置，相邻两块可回收网片1形成重叠区11。如图1与图2所示，为了将可回收网片1临时固定在坡面3上，该支护结构还包括压板4和压紧螺母5。每个可回收网片1的四个角用压板4固定。预应力土钉2的钉头21开设有螺纹，压板4中心设置有通孔。压板4压在可回收网片1上，压紧螺母5拧入钉头21后将压板4和可回收网片1压紧在坡面3上。

如图3所示，由于土工格栅12具有刚性不强，当单块可回收网片1较大时，其中部位置可能会被土体挤压变形，从而影响加固效果，所以该支护结构还包括加固条板6, 加固条板6的两端设置有通孔。参考图1，加固条板6压在可回收网片1上，压板4压在加固条板6上；压紧螺母5拧入钉头21后将压板4、加固条板6和可回收网片1压紧在坡面3上。

加固条板6可以是横向和竖向布置，形成方格状，也可以是斜向布置。由于可回收网片1位于四个预应力土钉2的中心处最容易松动，所以加固条板6优选斜向布置的方式。

加固条板6可以是钢板条，也可以是塑料板，优选具有一定韧性的塑料板。

如图3与图4所示，为了使固定长度的加固条板6能够满足预应力土钉2不同间距的设置，所以加固条板6的通孔为长条孔61。例如当预应力土钉2的间距为1.5m时，钉头21位于长条孔61靠近加固条板6中心的位置，当预应力土钉2的间距为1.6m时，钉头21位于长条孔61靠近加固条板6两端的位置。

如图5所示，由于两块加固条板6的接触面，以及加固条板6与压板4的接触面容易发生滑动现象，从而影响加固效果，所以在加固条板6两端的上表面和/或下表面设置有多道防滑齿条7，防滑齿条7的方向与加固条板6的长度方向垂直。在压板4的下表面设置有与加固条板6的防滑齿条7相匹配的防滑条9。

优选地，加固条板6的一端贴近于坡面3的一侧不设置防滑齿条7，远离坡面3的一侧设置防滑齿条7，另一端的两侧都设置防滑齿条7。这样的设置能够更好的保护可回收网片1不被防滑齿条7压伤。

如图6所示，由于下雨时，雨水会对坡面3造成冲刷破坏，而且雨水渗入坡面3土体内部，会引起坡面3稳定性下降，所以可回收网片1还包括土工膜13。由于土工膜13具有隔水的效果，所以土工格栅12和土工膜13组成的可回收网片1，可以有效阻止雨水冲刷和渗入。土工膜13可以设置于土工格栅12的内侧或外侧，当土工膜13设置于土工格栅12的外侧时，可以防止边坡上的凸出石块刺穿土工膜13。

进一步地，土工膜13可以是防晒土工膜13。

如图6所示，位于最顶部的可回收网片1的土工膜13向边坡外延伸，并埋设在挡水墙8的底部，从而防止雨水从地面渗入边坡内，进一步提高边坡稳定性。

为了方便现场安装，土工膜13与土工格栅12粘接在一起，可以在工厂一体加工成型。

如图6所示，由于有些地层中，边坡土体内也会有水流出，流出的水会沿着可回收网片1流至边坡底部，流水量大且时间较长时，容易把坡面3的土体带走，从而形成空洞，影响边坡稳定。为了防止这种情况发生，可回收网片1还包括土工布14。土工布14设置于可回收网片1靠近坡面3的一侧，由土工布14很好的透水性能，其形成的水流通道将边坡土体内流出的水导流至边坡底部，从而防止了坡面3土体被带走，进一步提高了边坡的稳定性。

同样的，为了方便现场安装，土工格栅12、土工膜13和土工布14组成的复合层可回收网片1在工厂一体加工成型。

进一步地，预应力土钉2为自钻式中空注浆锚杆。自钻式中空注浆锚杆将钻孔、注浆及锚固等功能一体化，具有施工快速，适用地层类型多的优点。与可回收网片1结合使用，进一步提高了该装配式支护结构的施工效率。

此外，自钻式中空注浆锚杆的杆体外部设置有螺纹，省去了使用普通钢筋作为土钉时，还需在钉头21单独开设螺纹丝扣的操作步骤。自钻式中空注浆锚杆自带的螺帽可以作为压紧螺母5使用。

预应力土钉装配式支护结构的施工方法如下：

S1、在坡面3上施工土钉。土钉跟随边坡的开挖进度，从上到下逐层进行施工。

当采用钢筋做为土钉时，先在边坡上进行钻孔，然后插入钢筋，然后在钻孔内注浆。

当采用自钻式中空注浆锚杆时，用钻机将自钻式中空注浆锚杆钻入边坡内，然后进行注浆。

S2、在边坡表面铺设可回收网片1；

S3、安装加固条板6并拉紧，然后安装压板4，拧紧压紧螺母5；

S4、用空心千斤顶对土钉进行张拉，同时进一步拧紧压紧螺母5。当张拉至设计拉力时，停止张拉，拧紧压紧螺母5，拆除张拉设备。

S5、待边坡底部的结构施工完成后，拧松压紧螺母5，依次拆除压板4、加固条板6和可回收网片1，并进行回收，运输至下一个工点进行使用。

该预应力土钉装配式支护结构实现了边坡防护的装配式施工，提高了施工效率。而且可回收网片1、压板4和加固条板6均能够重复利用，经济环保。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1.一种预应力土钉装配式支护结构，其特征在于：

包括多块可回收网片（1）和多根预应力土钉（2）；

所述预应力土钉（2）植入坡面（3）内；所述可回收网片（1）可拆卸固定在预应力土钉（2）露在坡面（3）外的钉头（21）上；

所述可回收网片（1）包括土工格栅（12）、土工膜（13）和土工布（14），所述土工膜（13）设置于土工格栅（12）的内侧或外侧，所述土工布（14）设置于靠近坡面（3）的一侧，由土工格栅（12）、土工膜（13）和土工布（14）组成的复合层可回收网片（1）在工厂一体加工成型，所述坡面（3）顶部设置有用于压实土工膜（13）的挡水墙；

还包括压板（4）、压紧螺母（5）和加固条板（6）；所述加固条板（6）的通孔为长条孔（61）；

加固条板（6）两端的上表面和/或下表面设置有多道防滑齿条（7），防滑齿条（7）的方向与加固条板（6）的长度方向垂直；

压板（4）的下表面设置有与加固条板（6）的防滑齿条（7）相匹配的防滑条（9）；所述钉头（21）上开设有螺纹，加固条板（6）的两端和压板（4）中心均设置有通孔；所述加固条板（6）压在可回收网片（1）上，所述压板（4）压在加固条板（6）上；

压紧螺母（5）拧入钉头（21）后将压板（4）、加固条板（6）和可回收网片（1）压紧在坡面（3）上。

2.根据权利要求1所述的一种预应力土钉装配式支护结构，其特征在于：所述土工格栅（12）为三向土工格栅或双向土工格栅。

3.根据权利要求1所述的一种预应力土钉装配式支护结构，其特征在于：预应力土钉（2）为自钻式中空注浆锚杆。

4.一种预应力土钉装配式支护结构的施工方法，使用如权利要求1-3任意一项所述的预应力土钉装配式支护结构，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在坡面（3）上施工土钉；

S2、在边坡表面铺设可回收网片（1）；

S3、安装加固条板（6）和压板（4），拧紧压紧螺母（5）；

S4、对土钉进行张拉，同时进一步拧紧压紧螺母（5）。