CN110258584B - 基坑边坡土钉管墙围护结构与施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基坑边坡土钉管墙围护结构与施工方法，结构包括：泄水层，包括插入基坑边坡土体内的第一土钉管，第一土钉管的插入端端头和/或管身设有排泄渗水孔；止水层，位于泄水层的下方，包括插入基坑边坡土体内的第二土钉管，第二土钉管的管头和/或管身分布有注浆孔；降水层，位于止水层的下方，包括插入基坑边坡土体内的第三土钉管，第三土钉管的插入端端头和/或管身上设有降水孔，第三土钉管的外端端头设有用于连接抽水设备的抽水孔；钢丝网片，与第一土钉管、第二土钉管和第三土钉管连成一体并喷浆抹灰形成边坡围护墙面。本发明具有适合在土体边坡进行成孔方便、形成止水帷幕、自由排泄土体水、真空抽取基坑水与降低土体地下水位。

Description

基坑边坡土钉管墙围护结构与施工方法

技术领域

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种基坑边坡土钉管墙围护结构与施工方法。

背景技术

在建筑工程基础施工工程土方开挖过程中。基坑围护属于临时性工程，其作用是提供一个建筑结构施工的空间，使基础的建筑施工作业得以安全保障。

为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施称为基坑围护。其中土钉墙基坑支护是最常见和最重要的一种基坑支护型式。

土钉墙是由天然土体通过土钉就地加固并与喷射砼面板相结合，形成一个类似重力挡墙以此来抵抗土体的压力；从而保持开挖面的稳定。土钉墙是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，一般称砂浆锚杆，也可以直接打入粗钢筋、角钢、钢管形成土钉。土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似，故也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。

现有的基坑围护多采用大开挖、土钉墙支护、水泥加筋帷幕桩止水、轻型井点降水施工。但在软土地区，雨水较多，基槽泥水混合，无法正常施工；土钉施工，难以成孔，止水帷幕桩成本高。土方开挖，一般采用边坡井点降水、开挖基槽积水坑明排，场地泥泞，难以成沟，抽水困难，淤泥砂土积聚；采用降水措施，等待雨停天气，耽误土方开挖、边坡支护施工工期，施工质量与边坡安全难以保证。

发明内容

本发明主要是针对现有技术的不足，提供一种基坑边坡土钉管墙围护结构与施工方法，具有适合在土体边坡进行成孔方便、形成止水帷幕、自由排泄土体水、真空抽水降低土体地下水位，与坡面钢丝网水泥体形成挡土墙围护，加固土体，加强边坡结构稳定等优点。

为实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案为：

一种基坑边坡土钉管墙围护结构，包括：

泄水层，包括插入基坑边坡土体内的至少一横排的第一土钉管，所述第一土钉管的插入端端头和/或管身设有排泄渗水孔，所述第一土钉管的外端端头设有用于排水的泄水孔；

止水层，位于所述泄水层的下方，包括插入所述基坑边坡土体内的至少一横排的第二土钉管，所述第二土钉管的插入端端头和/或管身分布有注浆孔；

降水层，位于所述止水层的下方，包括插入所述基坑边坡土体内的至少一横排的第三土钉管，所述第三土钉管的插入端端头和/或管身上设有降水孔，所述第三土钉管的外端端头设有用于连接抽水设备的抽水孔；

钢丝网片，与所述第一土钉管、所述第二土钉管和所述第三土钉管连成一体并喷浆抹灰形成边坡围护墙面。

本发明基坑边坡土钉管墙围护结构的一些实施例中，所述第一土钉管、所述第二土钉管、所述第三土钉管的插入端端头具有尖头并开孔，设置为独锥孔或扁口独孔或扁口双孔或扁口三孔或四锥孔或五锥孔。

本发明基坑边坡土钉管墙围护结构的一些实施例中，所述第一土钉管、所述第二土钉管、所述第三土钉管的外端端头露出于所述基坑边坡土体表面并与所述钢丝网片固定。

本发明基坑边坡土钉管墙围护结构的一些实施例中，所述第二土钉管满布于所述基坑边坡土体的中间层横断面，形成上下分隔所述泄水层和所述降水层的整面布置的止水层。

一种基坑边坡土钉管墙围护施工方法，包括：

采用管内高压注水于基坑边坡土体的上层插入至少一横排第一土钉管，形成泄水层，所述第一土钉管的插入端端头和/或管身上设有泄水渗水孔，利用所述泄水渗水孔排泄土体水；

于所述基坑边坡土体的中层插入至少一横排的第二土钉管，所述第二土钉管的端头和/或管身分布有注浆孔，利用所述注浆孔向土体内注浆，形成止水层；

于所述基坑边坡土体的下层插入至少一横排的第三土钉管，所述第三土钉管的插入端端头和/或管身上设有降水孔，所述第三土钉管的外端端头设有抽水孔，利用所述抽水孔连接抽水装置，排出基坑内积水与土体内含水；

采用钢筋网片与所述第一土钉管、所述第二土钉管、所述第三土钉管连成一体并喷浆抹灰形成边坡围护墙面。

本发明由于采用上述技术方案，使其相对于现有技术具有以下有益效果：

1、利用高压水通过土钉管上的管身侧孔及插入端端头孔将土钉插入土体，克服了现有土钉管在软土施工难以成孔的缺陷；

2、土钉管端口与钢筋连成网片，与土钉管连成一体的钢丝网片，以及水泥浆抹灰在钢丝网片上形成的围护墙面；

3、利用真空泵通过插入土体的土钉管的侧孔及端头孔抽排管内积水与土体含水，降低基坑边坡地下水位，使得基坑内积水及时排出；

4、注浆土钉管注浆后形成止水帷幕，加强挡土效果，改善边坡土体稳固性能；

5、土钉管可自由排泄止水帷幕外土体积水，降低边坡土体压力。

因此，本发明具有成孔方便、抽排水降低地下水位，注浆形成止水帷幕与土钉管形成挡土墙，加固土体围护结构稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的基坑边坡土钉管墙围护结构的立体示意图。

图2为本发明实施例的基坑边坡土钉管墙围护结构的侧面示意图。

图3为本发明实施例中土钉管的一种结构示意图。

图3A为本发明实施例中土钉管的另一种结构示意图。

图4为图3中A-A向剖视图。

图5为本发明实施例中土钉管插入端端头的第一种截面结构形式。

图5A为本发明实施例中土钉管插入端端头的第二种截面结构形式。

图5B为本发明实施例中土钉管插入端端头的第三种截面结构形式。

图5C为本发明实施例中土钉管插入端端头的第四种截面结构形式。

图5D为本发明实施例中土钉管插入端端头的第五种截面结构形式。

图6为本发明实施例中土钉管的一种结构的立体示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步详细地说明。

参见图1和图2，图1显示了本发明实施例的基坑边坡土钉管墙围护结构的立体示意图，图2显示了本发明实施例的基坑边坡土钉管墙围护结构的侧面示意图。如图所示，该基坑边坡土钉管墙围护结构主要采用带孔土钉管，基坑边坡土体分为三层结构。

上层为泄水层，由插入端端头或管身带有排泄渗水孔11的第一土钉管1形成，土钉管立体结构参见图6所示，多根第一土钉管1沿基坑边坡横向排开呈一字型，也可以为两排、三排或更多，视基坑边坡的大小而定。第一土钉管1的一端采用注水加压方式插入到基坑边坡的上层土体中，第一土钉管1向内向下倾斜设置，以增强锚固效果。利用第一土钉管1的插入端端头或管身上的排泄渗水孔11溢出土层中的积水，降低土体的含水率，进行基坑土上层泄水，减少土体压力，增加土体结构稳定。

中间层为止水层，由插入端端头和/或管身分布有注浆孔12的第二土钉管2形成，土钉管立体结构参见图6所示，多根第二土钉管2沿基坑边坡横向排开呈一字型，也可以为两排、三排或更多，视基坑边坡的大小而定。第二土钉管2的一端采用注水加压方式插入基坑边坡的中间层土体中，第二土钉管2向内向下倾斜设置，倾斜角度与第一土钉管相同，与土体锚固效果好。通过向第二土钉管2内灌注水泥砂浆，水泥砂浆透过第二土钉管2插入端端头和/或管身上的注浆孔注入到中间层土体中，形成挡水管桩墙体，起到基坑内止水隔水作用。较佳地，第二土钉管2满布于基坑边坡土体的中间层横断面，将基坑边坡土体自中间层上下隔开，使得止水层横向整面布置在基坑边坡土体中，同时止水层的挡土作用还确保边坡结构稳定。

下层为降水层，由外端端头带有抽水孔的第三土钉管3形成，多根第三土钉管3沿基坑边坡横向排开呈一字型，也可以为两排、三排或更多，视基坑边坡的大小而定。第三土钉管3的一端采用注水加压方式插入基坑边坡的上层土体中，第三土钉管3向内向下倾斜设置，倾斜角度与第一、第二土钉管相同，与土体锚固效果好。第三土钉管3的插入端端头和/或管身上设有降水孔，使用时，将抽水设备，如真空泵连接于第三土钉管3外端端头处的抽水孔上，利用真空泵抽排基坑中的积水与基坑土体含水，起到降低基坑土体水位与基坑底表面的积水。

钢丝网片4与第一土钉管1、第二土钉管2和第三土钉管3连成一体并喷浆抹灰形成边坡围护墙面，确保基坑边坡稳定。

基坑边坡土钉管墙围护结构在施工时，其主要施工方法是第一土钉管1、第二土钉管2和第三土钉管3采用注水加压插管成孔施工方法，上中下三层布置，中层灌注水泥浆，上下两层不注浆，上层土钉管端口开孔泄水，下层土钉管端口真空能抽水。所有土钉管端口与护坡钢丝水泥网封闭。三层土钉管独立使用，均由其独立效果，三层土钉管分别组合使用，更能发挥各自作用，效果更佳。

具体来看，本发明提供了一种基坑边坡土钉管墙围护结构及其施工方法，包括插入基坑边坡土体内的三层土钉管：第一土钉管1、第二土钉管2和第三土钉管3，钢丝网片4与土钉管连成一体的，水泥浆5抹灰在钢丝网片4上形成的边坡围护墙面，其中，第一土钉管1、第二土钉管2和第三土钉管3采用中空插管，该中空插管可以为钢管、也可以为硬塑料管或者是软塑料管。结合图3和图3A所示，该中空插管可以为一体结构，也可以为分体结构。对于一体机结构，制作比较简单，只需将中空插管前端敲扁并留出高压注水孔即可。对于分体结构，即在中空插管的前端连接上一个带高压注水孔的端头13。中空插管的端头具有尖头，可为独锥孔结构或扁口独孔结构(如图5所示)或扁口双孔结构(如图5A所示)或扁口三孔结构(如图5B所示)或四锥孔结构(如图5C所示)或五锥孔结构(如图5D所示)。中空插管的长度为6m，喷射孔的孔径为16mm。中空插管的管身侧壁分布有侧孔14，有时可作为注浆孔，如第二土钉管管身的注浆孔，有时可作为降水孔，如第三土钉管管身的降水孔，根据土钉管的不同功能，充当不同功能孔，结合图4所示，侧孔14的排布形式可以是对称、十字对称或呈梅花分布。侧孔14的孔径为8mm，沿中空插管长度方向，侧孔之间的间距600mm。土钉管成孔时高压注水，土钉管端口排水时排泄土体渗水，真空抽水降低地下水位，灌注水泥浆形成止水帷幕。

采用上述结构，基坑边坡土钉管墙围护在施工时，先将土钉管与水泵连接，作为喷枪在土体上冲击，也可横向振动、竖向冲击，从而保证土钉管能够轻松、方便插入土体。分层土钉管可挡土，形成止水帷幕，上层第一土钉管可自由排泄土体水，中层可利用第二土钉管进行注浆使其成为抗拔锚桩，形成帷幕墙止水；下层第三土钉管可真空抽水，插入土体后的第三土钉管还可以与真空泵连接，抽排土体积水，降低边坡与基坑水位；最后再与钢丝网片连成片喷浆抹灰形成边坡围护结构，从而实现了土钉管成孔、降水、排水、止水帷幕、护坡结构围护能够快速、高效施工。

本发明基坑边坡土钉管墙围护结构及其施工方法在施工时具有如下优点：

1、利用高压水通过土钉管上的管身侧孔及插入端端头孔将土钉插入土体，克服了现有土钉管在软土施工难以成孔的缺陷；

2、土钉管端口与钢筋连成网片，与土钉管连成一体的钢丝网片，以及水泥浆抹灰在钢丝网片上形成的围护墙面；

3、利用真空泵通过插入土体的土钉管的侧孔及端头孔抽排管内积水与土体含水，降低基坑边坡地下水位，使得基坑内积水及时排出；

4、注浆土钉管注浆后形成止水帷幕，加强挡土效果，改善边坡土体稳固性能；

5、土钉管可自由排泄土体渗水，降低边坡土体压力。

因此，本发明具有成孔方便、抽排水降低地下水位，注浆形成止水帷幕与挡土墙，加固土体围护结构稳定。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种基坑边坡土钉管墙围护结构，其特征在于，包括：

泄水层，包括插入基坑边坡土体内的至少一横排的第一土钉管，所述第一土钉管的插入端端头和/或管身设有排泄渗水孔，所述第一土钉管的外端端头设有用于排水的泄水孔；

止水层，位于所述泄水层的下方，包括插入所述基坑边坡土体内的至少一横排的第二土钉管，所述第二土钉管的插入端端头和/或管身分布有注浆孔；

降水层，位于所述止水层的下方，包括插入所述基坑边坡土体内的至少一横排的第三土钉管，所述第三土钉管的插入端端头和/或管身上设有降水孔，所述第三土钉管的外端端头设有用于连接抽水设备的抽水孔；

钢丝网片，与所述第一土钉管、所述第二土钉管和所述第三土钉管连成一体并喷浆抹灰形成边坡围护墙面；

所述第一土钉管、所述第二土钉管、所述第三土钉管的外端端头露出于所述基坑边坡土体表面并与所述钢丝网片固定；所述第二土钉管满布于所述基坑边坡土体的中间层横断面，形成上下分隔所述泄水层和所述降水层的整面布置的止水层。

2.如权利要求1所述的基坑边坡土钉管墙围护结构，其特征在于：所述第一土钉管、所述第二土钉管、所述第三土钉管的插入端端头具有尖头并开孔，设置为独锥孔或扁口独孔或扁口双孔或扁口三孔或四锥孔或五锥孔。

3.一种基坑边坡土钉管墙围护施工方法，其特征在于，包括：

采用管内高压注水于基坑边坡土体的上层插入至少一横排第一土钉管，形成泄水层，所述第一土钉管的插入端端头和/或管身设有排泄渗水孔，所述第一土钉管的外端端头设有用于排水的泄水孔，利用所述排泄渗水孔和所述泄水孔排泄土体水；

于所述基坑边坡土体的中层插入至少一横排的第二土钉管，所述第二土钉管的管身分布有注浆孔，利用所述注浆孔向土体内注浆，形成止水层；

于所述基坑边坡土体的下层插入至少一横排的第三土钉管，所述第三土钉管的插入端端头和/或管身上设有降水孔，所述第三土钉管的外端端头设有抽水孔，利用所述抽水孔连接抽水装置，排出基坑内积水与土体内含水；

采用钢筋网片与所述第一土钉管、所述第二土钉管、所述第三土钉管连成一体并喷浆抹灰形成边坡围护墙面。