CN110607793A - 基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，包括土钉制作、基坑边坡土体预钻孔、土钉插入、底端扩径、基坑开挖、土钉排水以及土钉回收利用等，所述扩体排水土钉墙包括钉头、扩径杆组件、钉身、拉杆和挂网喷射混凝土墙等，土钉插入后通过拉拔设备向上张拉拉杆，使扩径杆组件绕销轴转动而向外扩张并挤压周边土体形成扩大锚固段，钉身上均匀设有透水孔并外裹反滤土工布，土钉上部设置密封塞，外连排水系统和真空泵，进行土体内部排水，基坑施工完拔出土钉。本发明施工效率高，能够有效地控制基坑边坡土体的含水量，下端扩径有效提高土钉的锚固力，拔出回收避免影响后续地下空间的开发利用。

Description

基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法

技术领域

本发明属于建筑工程技术领域，涉及基坑开挖过程中的一种支护土钉，尤其涉及一种基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法。

背景技术

土钉支护是基坑工程中一种常用的支护形式，传统的土钉支护技术如专利号为CN104711981 A的中国专利公开的一种基坑土钉支护结构及方法，其施工步骤为：基坑向下开挖，采用钻孔机朝迎土面斜向下钻孔；在钻孔中放入土钉，然后向孔中灌浆；在基坑壁的表面铺设钢筋网片；喷射混凝土至覆盖钢筋网片；在土钉钉头下方和钢筋网片之间安装钉下承载结构；喷射混凝土面层形成挡土面层完成一层土钉支护，重复上述过程，直至基坑底部。对土钉施加微预应力，并由螺母将土钉锁定在钉下承载结构上。

上述基坑支护结构及施工方法存在以下缺陷：首先，土钉及钢筋面层不可回收，直接埋入土体中，这种方法不仅造成材料的浪费，而且对土壤地质环境造成污染，影响后续地下空间的开发利用；其次，在土体含水率较高的基坑工程中，基坑工程容易发生失稳和坍塌，及时地将土体中的水排出，是保证基坑工程安全施工的一个重要保障；最后，单根土钉的锚固能力有限，还存在提升的空间。因此，开发一种可回收，能够快速排出基坑土体中的水，同时提供可靠锚固力的支护土钉尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有基坑支护工程中存在的问题，提出了一种基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，采用下述技术方案。

本发明涉及的一种基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，包括以下步骤：

步骤1. 在中空且管壁上均匀设有透水孔的钉身内焊接下端环块和上端环块，上端环块上也均匀设有透水孔，组装钉头、扩径杆组件、钉身和拉杆形成土钉，在钉身外包裹反滤土工布，在拉杆上端旋拧锁定螺母，使扩径杆组件处于轻微的向外扩张状态，且调节螺母与上端环块接触；

步骤2. 将土钉植入基坑边坡土体预钻孔中，通过拉拔设备向上张拉拉杆，以此带动钉头向上移动，同时扩径杆组件绕销轴转动而向外扩张，挤压土钉周边土体，扩张到预定位置后，拧紧锁定螺母；

步骤3. 使用临时堵头对土钉进行封堵，在基坑边坡土体表面施工挂网喷射混凝土墙；

步骤4. 基坑开挖过程，挂网喷射混凝土墙达到规定强度后，拆除临时堵头，在钉身上端安装密封塞，密封塞外侧安装由排水管，多个排水管汇集形成排水管网，与真空泵组成排水系统，利用真空泵在钉身内部形成的负压，排出钉身周围土体中的水；

步骤5. 基坑施工完毕后，将排水系统与钉身分离，拆除密封塞，拧下锁定螺母，拉拔钉身，同时收缩扩径杆组件，进而将土钉拔出。

优选地，所述步骤1中，扩径杆组件处于轻微的向外扩张状态时，扩径杆组件整体轮廓的最大直径不超过钉头及钉身的外径；锁定螺母安装完成后，钉身的上端用临时堵头封堵，在所述步骤2张拉拉杆前，取下临时堵头。

优选地，钉身的上端设有环形端板，内侧设有上端内螺纹，上端内螺纹尽头处设有限位环，在所述步骤1、步骤3和步骤4中安装临时堵头和密封塞时，临时堵头和密封塞上有与之配套的外螺纹。

优选地，钉身的上下端均设有外螺纹凹槽，在所述步骤1中包裹反滤土工布时，用绑扎钢丝将反滤土工布的边缘绑扎在外螺纹凹槽内。

优选地，所述步骤4中所用的密封塞通过螺纹连接的方式与钉身连接，密封塞的中心设有圆形通孔，圆形通孔处设有快插接头和过滤层，排水管通过快插接头与密封塞连接。

优选地，所述步骤1中钉头为圆锥形，其内侧按照圆周均匀分布有与扩径杆组件连接的钉头耳环；所述钉身为一中空圆形的直杆，其底部分布有与扩径杆组件连接的钉身耳环；所述扩径杆组件位于钉头和钉身之间，包括4~8根两端有圆环的直杆，直杆之间以及直杆与钉头耳环和钉身耳环直降通过销轴连接。

优选地，所述步骤1中，下端环块的内圈设有至少两道凹槽，凹槽内镶嵌有O型密封圈，拉杆贯穿下端环块和上端环块，拉杆的下端部与钉头刚接，O型密封圈的内圈与拉杆周向紧密接触。

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、在将钉身植入土体中后，通过张拉装置对扩径杆组件进行扩径操作，从而达到锚固钉身与周围土体的目的，无需再在钉身周围注入水泥浆等措施，操作效率高，也避免了水泥浆渗透对环境造成污染。

2、在钉身端部连接形成排水系统，通过真空泵使钉身内部形成负压状态，进而对钉身周侧的土体进行排水操作，可有效避免地下水引起的基坑边坡渗流、垮塌等事故的发生。

3、在基坑工程完工后，可对钉身、钉头、扩径杆组件和拉杆组成的土钉进行回收利用，提高材料利用率，同时避免了土钉在土体内影响后续地下空间的开发利用。

附图说明

图1是步骤1土钉组装完成后的结构示意图；

图2是钉头部分结构示意图；

图3是钉身部分结构示意图；

图4是步骤2将土钉植入土体的状态示意图；

图5是步骤2扩径杆组件扩张挤压土体的状态示意图；

图6是步骤4排水状态示意图；

图7是排水系统结构详图。

图中标注：1-钉头，11-钉头耳环，2-扩径杆组件，21-销轴，3-钉身，31-钉身耳环，32-下端环块，33-上端环块，34-凹槽，35-O型密封圈，36-透水孔，37-环形端板，38-外螺纹凹槽，39-反滤土工布，310-绑扎钢丝，311-限位环，312-上端内螺纹，4-拉杆，41-锁定螺母，42-临时堵头，5-密封塞，51-过滤层，6-真空泵，61-快插接头，62-排水管，7-挂网喷射混凝土墙，8-基坑边坡土体。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将参考图1至图7，对本发明的实施例作详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例中，以钉身3靠近钉头1的一端为下端，钉身3靠近基坑边坡土体8表面的一端为上端。

本发明涉及的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，包括以下步骤：

步骤1. 在中空且管壁上均匀设有透水孔36的钉身3内焊接下端环块32和上端环块33，上端环块33上也均匀设有透水孔36，组装钉头1、扩径杆组件2、钉身3和拉杆4形成土钉，在钉身3外包裹反滤土工布39，在拉杆4上端旋拧锁定螺母41，使扩径杆组件2处于轻微的向外扩张状态，且调节螺母41与上端环块33接触，组装完成后的土钉如附图1~3所示；钉头1为圆锥形，其内侧按照圆周均匀分布有与扩径杆组件连接的钉头耳环11；钉身3为一中空圆形的直杆，其底部分布有与扩径杆组件2连接的钉身耳环31，钉身3的上端设有环形端板37，内侧设有上端内螺纹312，上端内螺纹312尽头处设有限位环311；扩径杆组件2位于钉头1和钉身3之间，包括4~8根两端有圆环的直杆，直杆之间以及直杆与钉头耳环11和钉身耳环31直降通过销轴21连接，扩径杆组件2整体轮廓的最大直径不超过钉头1及钉身3的外径；钉身3的上下端均设有外螺纹凹槽38，包裹反滤土工布39时，用绑扎钢丝310将反滤土工布39的边缘绑扎在外螺纹凹槽38内；下端环块32的内圈设有至少两道凹槽34，凹槽34内镶嵌有O型密封圈35，拉杆4贯穿下端环块32和上端环块33，拉杆4的下端部与钉头1刚接，O型密封圈35的内圈与拉杆4周向紧密接触；锁定螺母41安装完成后，钉身3的上端用临时堵头42封堵，临时堵头42上有与上端内螺纹312配套的外螺纹。

步骤2. 将土钉植入基坑边坡土体8预钻孔中，如附图4所示；取下临时堵头42，通过拉拔设备向上张拉拉杆4，以此带动钉头1向上移动，同时扩径杆组件2绕销轴21转动而向外扩张，挤压土钉周边土体，扩张到预定位置后，拧紧锁定螺母41，如附图5所示。

步骤3. 使用临时堵头42对土钉进行封堵，在基坑边坡土体8表面施工挂网喷射混凝土墙7。

步骤4. 基坑开挖过程，挂网喷射混凝土墙7达到规定强度后，拆除临时堵头42，在钉身3上端安装密封塞5，如附图6所示；密封塞5外侧安装由排水管62，多个排水管62汇集形成排水管网，与真空泵6组成排水系统，如附图7所示，利用真空泵6在钉身3内部形成的负压，排出钉身3周围土体中的水；密封塞5通过螺纹连接的方式与钉身3连接，密封塞5的中心设有圆形通孔，圆形通孔处设有快插接头61和过滤层51，排水管62通过快插接头61与密封塞5连接。

步骤5. 基坑施工完毕后，将排水系统与钉身3分离，拆除密封塞5，拧下锁定螺母41，拉拔钉身3，同时收缩扩径杆组件2，进而将土钉拔出。

以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1. 在中空且管壁上均匀设有透水孔（36）的钉身（3）内焊接下端环块（32）和上端环块（33），上端环块（33）上也均匀设有透水孔（36），组装钉头（1）、扩径杆组件（2）、钉身（3）和拉杆（4）形成土钉，在钉身（3）外包裹反滤土工布（39），在拉杆（4）上端旋拧锁定螺母（41），使扩径杆组件（2）处于轻微的向外扩张状态，且调节螺母（41）与上端环块（33）接触；

步骤2. 将土钉植入基坑边坡土体（8）预钻孔中，通过拉拔设备向上张拉拉杆（4），以此带动钉头（1）向上移动，同时扩径杆组件（2）绕销轴（21）转动而向外扩张，挤压土钉周边土体，扩张到预定位置后，拧紧锁定螺母（41）；

步骤3. 使用临时堵头（42）对土钉进行封堵，在基坑边坡土体（8）表面施工挂网喷射混凝土墙（7）；

步骤4. 基坑开挖过程，挂网喷射混凝土墙（7）达到规定强度后，拆除临时堵头（42），在钉身（3）上端安装密封塞（5），密封塞（5）外侧安装有排水管（62），多个排水管（62）汇集形成排水管网，与真空泵（6）组成排水系统，利用真空泵（6）在钉身（3）内部形成的负压，排出钉身（3）周围土体中的水；

步骤5. 基坑施工完毕后，将排水系统与钉身（3）分离，拆除密封塞（5），拧下锁定螺母（41），拉拔钉身（3），同时收缩扩径杆组件（2），进而将土钉拔出。

2.根据权利要求1所述的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于：所述步骤1中，扩径杆组件（2）处于轻微的向外扩张状态时，扩径杆组件（2）整体轮廓的最大直径不超过钉头（1）及钉身（3）的外径；锁定螺母（41）安装完成后，钉身（3）的上端用临时堵头（42）封堵，在所述步骤2张拉拉杆（4）前，取下临时堵头（42）。

3.根据权利要求1所述的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于：钉身（3）的上端设有环形端板（37），内侧设有上端内螺纹（312），上端内螺纹（312）尽头处设有限位环（311），在所述步骤1、步骤3和步骤4中安装临时堵头（42）和密封塞（5）时，临时堵头（42）和密封塞（5）上有与之配套的外螺纹。

4.根据权利要求1所述的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于：钉身（3）的上下端均设有外螺纹凹槽（38），在所述步骤1中包裹反滤土工布（39）时，用绑扎钢丝（310）将反滤土工布（39）的边缘绑扎在外螺纹凹槽（38）内。

5.根据权利要求1所述的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于：所述步骤4中所用的密封塞（5）通过螺纹连接的方式与钉身（3）连接，密封塞（5）的中心设有圆形通孔，圆形通孔处设有快插接头（61）和过滤层（51），排水管（62）通过快插接头（61）与密封塞（5）连接。

6.根据权利要求1所述的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于：所述步骤1中钉头（1）为圆锥形，其内侧按照圆周均匀分布有与扩径杆组件连接的钉头耳环（11）；所述钉身（3）为一中空圆形的直杆，其底部分布有与扩径杆组件（2）连接的钉身耳环（31）；所述扩径杆组件（2）位于钉头（1）和钉身（3）之间，包括4~8根两端有圆环的直杆，直杆之间以及直杆与钉头耳环（11）和钉身耳环（31）直降通过销轴（21）连接。

7.根据权利要求1所述的基坑支护可回收扩体排水土钉墙的施工方法，其特征在于：所述步骤1中，下端环块（32）的内圈设有至少两道凹槽（34），凹槽（34）内镶嵌有O型密封圈（35），拉杆（4）贯穿下端环块（32）和上端环块（33），拉杆（4）的下端部与钉头（1）刚接，O型密封圈（35）的内圈与拉杆（4）周向紧密接触。