CN214695653U - 一种预应力钢管土钉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预应力钢管土钉，包括钢管、圆形承压板、钢锥帽、钢绞线、护套、钢腰梁、钢棍、钢垫板、锚具，圆形承压板一端面与钢管一端头连接，另一端面与钢锥帽连接，所述护套呈中空状，钢绞线穿插于护套内，所述护套与钢绞线一端穿过钢管和圆形承压板伸入到钢锥帽内，另一端伸出在钢管外与锚具连接，所述钢腰梁贴合在需支护的挂网喷砼面层上，所述钢垫板一端与钢腰梁连接，另一端部与钢棍连接，所述钢管的周壁上设有若干注浆孔，所述护套与钢管之间灌注有混凝土。本实用新型设置钢管、钢绞线、锚具，将土钉与锚钉的优势相结合，弥补了打入注浆型土钉只能被动受力的缺陷，同时保留了打入注浆型土钉的优点。

Description

一种预应力钢管土钉

技术领域

本实用新型属于岩土工程支护技术领域，具体地说，涉及一种预应力钢管土钉。

背景技术

土钉常用于土体开挖时保持基坑侧壁或边坡稳定的一种挡土构件，与黏附于土体表面的挂网喷砼面层及土钉之间的被加固土体共同组成具有自稳能力的原位挡土墙结构。该结构不仅有效地提高了土体的整体刚度，弥补了土体抗拉、抗剪强度低的弱点，还通过相互作用，使得土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了土体变形和破坏的形状，显著提高了土体整体稳定性。土钉的类型通常有钻孔注浆型、直接打入型和打入注浆型，其中打入注浆型具有直接打入的优点，且抗拔力较高，特别适合于成孔困难的淤泥、淤泥质土等软弱土层，各种填土及砂土，应用较为广泛。但打入注浆型土钉无法施加预应力，需要借助土体产生小量变形使土钉被动受力，是一种被动受力构件，且很难与预应力构件联合使用，在被支护土体较高及变形要求较严格时，往往无法采用打入注浆型土钉支护，需要用支护效力更强和造价更高的挡土构件。因此，打入注浆型土钉的优点很显著，但其自身固有的缺陷在某些场合不适用，对于打入注浆型土钉施加预应力的相关性研究具有很重要的现实意义。

有鉴于此特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是如何将打入注浆型土钉和预应力结构进行结合，且同时兼具注浆型土钉和预应力结构的优点。为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种预应力钢管土钉，包括钢管、圆形承压板、钢锥帽、钢绞线、护套、钢腰梁、钢棍、钢垫板、锚具，所述圆形承压板一端面与钢管一端头连接，另一端面与钢锥帽连接，所述护套呈中空状，钢绞线穿插于护套内，所述护套与钢绞线一端穿过钢管和圆形承压板伸入到钢锥帽内，并与挤压套连接，挤压套安装在圆形承压板上，所述护套与钢绞线另一端伸出在钢管外，并穿过钢腰梁和钢垫板与锚具连接，所述钢腰梁贴合在需支护的挂网喷砼面层上，所述钢垫板一端与钢腰梁连接，另一端部与钢棍连接，钢棍夹置在二者之间，并使钢垫板与钢腰梁之间形成夹角，所述钢管的周壁上设有若干注浆孔，所述护套与钢管之间灌注有混凝土。

进一步地，所述钢管的外壁上设有若干钢倒刺，钢倒刺一端与钢管外壁连接，另一端向钢管外部、远离钢锥帽的方向延伸，钢倒刺与钢管之间形成夹角。

进一步地，所述钢倒刺与钢管之间的夹角为20°～30°。

进一步地，所述钢管沿轴向上设有若干圆形截面，每个圆形截面的周向上至少设有两个注浆孔，所述若干圆形截面之间相邻间距为250～500mm。

进一步地，所述注浆孔设置在钢倒刺附近，并由钢倒刺向外部延伸的部分遮挡。

进一步地，所述钢管的直径与圆形承压板的截面直径大小一致，钢锥帽的底面直径与圆形承压板的截面直径大小一致。

进一步地，所述圆形承压板为钢制，所述钢锥帽的内部为中空，所述圆形承压板与钢管、钢锥帽均焊接连接。

进一步地，所述钢垫板与钢腰梁之间的夹角为5°～45°。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型设置钢管、钢绞线、锚具，将土钉与锚钉的优势相结合，提供一种预应力钢管土钉，弥补了打入注浆型土钉只能被动受力的缺陷，同时保留了打入注浆型土钉的优点，同时兼具注浆型土钉和预应力结构的优点。同时设置的钢腰梁、钢垫板、钢棍能根据需求调整，以满足锚具的锚固需求，简单易操作，实用性强。

本实用新型结构简单，便于产品化，使用灵活便捷的优点，可有效增强钢管土钉支护的整体性和强度，明显减小打入注浆型土钉支护的变形，适用性强。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型在垂直支护中的锚固段结构示意图。

图3为本实用新型在坡面支护中的锚固段结构示意图。

图中：1-钢管；2-注浆孔；3-钢倒刺；4-钢绞线；5-护套；6-圆形承压板；7-挤压套；8-钢锥帽；9-钢腰梁；10-钢垫板；11-锚具；12-钢棍；13-支护桩；14-挂网喷砼面层。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图3所示，本实用新型所述一种预应力钢管土钉，包括钢管1、圆形承压板6、钢锥帽8、钢绞线4、护套5、钢腰梁9、钢棍12、钢垫板10、锚具11。所述圆形承压板6一端面与钢管1一端头连接，另一端面与钢锥帽8连接，这里可采用焊接方式。护套5呈中空状，钢绞线4穿插于护套5内，二者可错位移动。护套5与钢绞线4一端穿过钢管1和圆形承压板6伸入到钢锥帽8内，并与挤压套7连接，挤压套7安装在圆形承压板6上；护套5与钢绞线4另一端伸出在钢管1外，并穿过钢腰梁9和钢垫板10与锚具11连接。

这里的钢腰梁9贴合在需支护的挂网喷砼面层14上，钢垫板10一端与钢腰梁9连接，另一端部与钢棍12连接，钢棍12夹置在二者之间，并使钢垫板10与钢腰梁9之间形成夹角，钢垫板10与钢腰梁9之间的夹角可取5°～45°。如此，可通过调整钢棍12的位置或直径大小，以实现调整钢垫板10与钢腰梁9夹角的目的，最终达到钢绞线4与锚具11锚固的要求。钢管1的周壁上设有若干注浆孔2，护套5与钢管1之间灌注有混凝土，在钢管1内注浆，注浆孔2会将混凝土引入土体内，因而具备注浆型土钉的优点。

注浆孔2的设置，可根据不同截面设置，本实用新型钢管1沿轴向上设有若干圆形截面，每个圆形截面的周向上至少设有两个注浆孔2，所述若干圆形截面之间相邻间距为250～500mm，形成若干段分布布置。

为进一步增强钢管1的抗拔力，钢管1的外壁上设有若干钢倒刺3，钢倒刺3一端与钢管1外壁连接，另一端向钢管1外部、远离钢锥帽8的方向延伸，钢倒刺3与钢管1之间形成夹角。参见附图1示出，在钢管1打入土体后，钢倒刺3的设置会形成倒刺的效果，防止钢管1退出打孔，这里钢倒刺3与钢管1之间的夹角为20°～30°。优选地，所述注浆孔2设置在钢倒刺3附近，并由钢倒刺3向外部延伸的部分遮挡，参见附图1示出，注浆孔2被遮盖在钢倒刺3下方，如此设置，在钢管1打入土体时，不会堵塞注浆孔2，在注浆时，钢倒刺3会将混凝土向后引流，可以作为倒刺的延伸，增强“倒刺”的抗拔性能。

这里的钢管1的直径与圆形承压板6的截面直径大小一致，钢锥帽8的底面直径与圆形承压板6的截面直径大小一致，在三者连接时，形成一个统径的杆体，方便打入土体内。圆形承压板6为钢制，与钢管1、钢锥帽8材质一致，利于与二者焊接连接。钢锥帽8的内部为中空，利于挤压套7与护套5、钢绞线4连接，在将护套5、钢绞线4连接稳固后，再将钢锥帽8覆盖住与圆形承压板6焊接，操作也方便。

实施例一

结合附图1-3，本实施例一种预应力钢管土钉，包括钢管土钉、预应力结构和锚固结构；钢管土钉能够直接打入土体，且抗拔力较高；预应力结构设置在钢管土钉内部，并与钢管土钉的一端紧密连接，钢管土钉的另一端开口，预应力结构长于钢管土钉，并通过锚固结构与挂网喷砼面层连接。

钢管土钉包括钢管1、钢倒刺3和钢锥帽8；钢管1表面开孔作为注浆孔2，并在圆形截面上至少取两个注浆孔2，每个圆形截面相距250-500mm，每个注浆孔2均用钢倒刺3遮盖，钢倒刺3与钢管1夹角取20°-30°，夹角方向朝向钢管1的一端，见附图1示出，钢倒刺3通过焊接固定在钢管1表面；钢锥帽8内部为中空，其底面同圆形承压板6的截面大小一致，钢锥帽8通过焊接与圆形承压板6连接固定。

预应力结构包括钢绞线4、护套5、圆形承压板6和挤压套7；钢绞线4用护套5进行包裹保护形成无粘结钢绞线，钢绞线4一端设置圆形承压板6，圆形承压板6上设置挤压套7，挤压套7与钢绞线4的端头进行牢固连接，圆形承压板6通过焊接与钢管的端头连接固定；圆形承压板6的截面同钢管1截面大小一致，圆形承压板6所用材料与钢管1材料相同，采用钢制。

锚固结构包括钢腰梁9、钢棍12、钢垫板10和锚具11；钢腰梁9贴在需要支护的挂网喷砼面层14上，钢垫板10设置在钢腰梁9上，钢垫板10与钢腰梁9之间设置钢棍12用于调整钢垫板10的角度，钢腰梁9、钢棍12和钢垫板10通过焊接形成整体，钢垫板10上设置锚具11对钢绞线4进行锚固。

施工时，在需要做预应力钢管土钉支护的部位进行土方开挖、面层修整及放线定孔，然后架设专门的钢管土钉冲击机器，通过冲击将预应力钢管土钉打入土层内，在打入土钉的过程需要将钢管土钉的冲击端进行覆盖保护，防止在冲击过程中对钢管土钉及钢绞线4造成破坏；待钢管土钉全部击入土层后进行压力注浆，并在注浆至管顶周围出现反浆后停止注浆。在面层上挂钢筋网及焊加强筋后喷射混凝土，养护挂网喷砼面层14。在挂网喷砼面层14的水平方向施工钢腰梁9，钢腰梁9上钢垫板10的角度应根据面层角度及土钉入射角度确定，并通过钢棍12进行调整，待注浆体的强度达到张拉要求后，对钢绞线进行张拉，并用锚具11在钢垫板10上锚固。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提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，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (8)

1.一种预应力钢管土钉，其特征在于：包括钢管(1)、圆形承压板(6)、钢锥帽(8)、钢绞线(4)、护套(5)、钢腰梁(9)、钢棍(12)、钢垫板(10)、锚具(11)，所述圆形承压板(6)一端面与钢管(1)一端头连接，另一端面与钢锥帽(8)连接，所述护套(5)呈中空状，钢绞线(4)穿插于护套(5)内，所述护套(5)与钢绞线(4)一端穿过钢管(1)和圆形承压板(6)伸入到钢锥帽(8)内，并与挤压套(7)连接，挤压套(7)安装在圆形承压板(6)上，所述护套(5)与钢绞线(4)另一端伸出在钢管(1)外，并穿过钢腰梁(9)和钢垫板(10)与锚具(11)连接，所述钢腰梁(9)贴合在需支护的挂网喷砼面层(14)上，所述钢垫板(10)一端与钢腰梁(9)连接，另一端部与钢棍(12)连接，钢棍(12)夹置在二者之间，并使钢垫板(10)与钢腰梁(9)之间形成夹角，所述钢管(1)的周壁上设有若干注浆孔(2)，所述护套(5)与钢管(1)之间灌注有混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述钢管(1)的外壁上设有若干钢倒刺(3)，钢倒刺(3)一端与钢管(1)外壁连接，另一端向钢管(1)外部、远离钢锥帽(8)的方向延伸，钢倒刺(3)与钢管(1)之间形成夹角。

3.根据权利要求2所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述钢倒刺(3)与钢管(1)之间的夹角为20°～30°。

4.根据权利要求1所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述钢管(1)沿轴向上设有若干圆形截面，每个圆形截面的周向上至少设有两个注浆孔(2)，所述若干圆形截面之间相邻间距为250～500mm。

5.根据权利要求2所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述注浆孔(2)设置在钢倒刺(3)附近，并由钢倒刺(3)向外部延伸的部分遮挡。

6.根据权利要求1所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述钢管(1)的直径与圆形承压板(6)的截面直径大小一致，钢锥帽(8)的底面直径与圆形承压板(6)的截面直径大小一致。

7.根据权利要求1所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述圆形承压板(6)为钢制，所述钢锥帽(8)的内部为中空，所述圆形承压板(6)与钢管(1)、钢锥帽(8)均焊接连接。

8.根据权利要求1所述的一种预应力钢管土钉，其特征在于：所述钢垫板(10)与钢腰梁(9)之间的夹角为5°～45°。

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