一种土钉墙边坡支护土钉及施工方法与流程

本发明涉及边坡支护，尤其涉及一种土钉墙边坡支护土钉及施工方法。

背景技术：

1、土钉墙，是一种原位土体加筋技术，它通过在开挖坡面中设置密集的土钉，并与喷射混凝土面层结合，形成类似重力式挡墙的复合支护结构，用以保持开挖面的稳定。

2、公开号为cn210737558u的专利公开了一种注浆混凝土土钉，通过在土钉尾端设置膨胀圈实现孔口封堵，解决了注浆过程中浆液从孔口外漏的问题；然而，在临海等高地下水位地区，地下水渗流对注浆质量的影响不仅限于孔口，外部水可从钻孔中后段的孔壁直接渗入钢管外壁与孔壁之间的环形空间，对尚未凝固的水泥浆产生冲刷和稀释，导致水泥颗粒流失、水灰比增大，最终浆体凝固后强度下降，土钉与土体之间的粘结锚固力不足，严重时可能引发边坡局部滑移甚至整体失稳。

技术实现思路

1、本发明解决了以下技术问题：地下水渗流易冲刷离析水泥浆，导致浆体凝固后强度下降。

2、本发明的技术方案如下：一种土钉墙边坡支护土钉，包括土钉主体，所述土钉主体为空心钢管，其内部开设有土钉管腔，所述土钉主体的外周面开设有多组出浆口，各组出浆口沿土钉主体轴向间隔设置，还包括多组密封组件，所述土钉主体的外周壁开设有多个环形卡槽，所述环形卡槽设置于相邻两个出浆口之间，所述密封组件对应安装于环形卡槽中，所述密封组件在自然状态下的外径大于钻孔直径，所述密封组件包括：

3、卡簧，卡入所述环形卡槽中；

4、伸缩杆，一端连接于所述卡簧的外周面；

5、弹性钢骨架，所述弹性钢骨架为c形开口环状结构，其内周面与伸缩杆的另一端连接；

6、遇水膨胀橡胶环，设置于所述弹性钢骨架的外周面。

7、优选的，所述遇水膨胀橡胶环包括翻边部，遇水膨胀橡胶环的截面呈l形，其外圈部分粘接于所述弹性钢骨架的外周面，翻边部向内延伸并贴合土钉主体的外周面。

8、优选的，所述土钉主体顶端固定设置有倒置的t型钢筋，所述t型钢筋顶端固定设置有十字钢筋，所述十字钢筋的四个端部均设置有钢筋网片挂钩。

9、优选的，所述t型钢筋的竖向高度等于边坡喷浆的混凝土厚度。

10、优选的，同一组内的多个所述出浆口沿土钉主体外周面周向均布，所述出浆口由土钉主体的管壁经切割翻起形成，切割翻起的片状结构构成土钉倒刺，土钉倒刺的根部与出浆口的底端一体成型，端部向外翘起。

11、优选的，所述土钉主体的底端设置有尖锥封头。

12、一种土钉墙边坡支护土钉的施工方法，包括以下步骤：

13、s1：将土钉插入预先钻设的钻孔中，弹性钢骨架受钻孔孔壁挤压径向收缩，伸缩杆被压缩；

14、s2：土钉就位后，静置5～10分钟，使遇水膨胀橡胶环遇水膨胀，同时伸缩杆释放弹力将弹性钢骨架向外推，弹性钢骨架与钻孔孔壁抵接；

15、s3：将注浆管插入土钉管腔内至孔底，启动注浆泵注浆；

16、s4：注浆时，将注浆管从孔底向孔口匀速拔出，注浆管口每经过一个出浆口时，浆液通过该出浆口注入对应的注浆区段，各注浆区段之间由密封组件封堵；

17、s5：注浆管拔至孔口，孔口溢浆后结束注浆。

18、优选的，结束注浆后，将钢筋网片挂于钢筋网片挂钩上，以t型钢筋的竖向高度作为喷浆厚度控制基准，喷射面层混凝土。

19、优选的，步骤s4中，注浆管拔管速度，其中为注浆泵实际输出流量，为钻孔直径，为土钉主体的外径。

20、优选的，步骤s4中注浆的压力满足，其中为伸缩杆的弹簧刚度，为伸缩杆预压缩量，为钻孔直径，为遇水膨胀橡胶环与孔壁接触宽度，为遇水膨胀橡胶环膨胀压力，为地下水压力，为安全系数。

21、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

22、1、本发明中，密封组件将环形空间分隔为若干独立的密闭注浆区段，注浆开始前，密封组件即完成对环形空间横断面的封堵，使外部地下水无法沿钻孔孔壁或钢管外壁向区段内部渗入，为后续注入的浆液提供了不受渗流干扰的静水环境，浆液在该环境下稳定凝固，解决了传统注浆中因渗流冲刷导致的水泥颗粒流失和浆体凝固后强度下降的问题。

23、2、本发明中，十字钢筋作为土钉打入钻孔时的受力面，其四个端部的钢筋网片挂钩同时用于挂设钢筋网片并控制保护层厚度；t型钢筋的竖向长度等于喷浆混凝土厚度，施工时以其顶端作为喷浆面层的控制基准；三者集成于土钉顶端同一结构件上，无需单独设置厚度控制标杆或保护层垫块，简化了施工工序。

24、3、本发明中，拔管速度由定量公式精确控制，工人仅需读取流量计数值即可算出拔管速度上限，使每个区段均获得充足的注浆时间；相比现有技术中“缓慢匀速”的定性要求和“每段停顿5秒”的经验做法，本发明的定量控制使注浆质量可计算、可控制，避免了因拔管速度不当导致的局部注浆不密实。

1.一种土钉墙边坡支护土钉，包括土钉主体（1），所述土钉主体（1）为空心钢管，其内部开设有土钉管腔（11），所述土钉主体（1）的外周面开设有多组出浆口（13），各组出浆口（13）沿土钉主体（1）轴向间隔设置，其特征在于：还包括多组密封组件（2），所述土钉主体（1）的外周壁开设有多个环形卡槽（12），所述环形卡槽（12）设置于相邻两个出浆口（13）之间，所述密封组件（2）对应安装于环形卡槽（12）中，所述密封组件（2）在自然状态下的外径大于钻孔直径，所述密封组件（2）包括：

2.根据权利要求1所述的一种土钉墙边坡支护土钉，其特征在于，所述遇水膨胀橡胶环（24）包括翻边部（241），遇水膨胀橡胶环（24）的截面呈l形，其外圈部分粘接于所述弹性钢骨架（21）的外周面，翻边部（241）向内延伸并贴合土钉主体（1）的外周面。

3.根据权利要求1所述的一种土钉墙边坡支护土钉，其特征在于，所述土钉主体（1）顶端固定设置有倒置的t型钢筋（3），所述t型钢筋（3）顶端固定设置有十字钢筋（4），所述十字钢筋（4）的四个端部均设置有钢筋网片挂钩（41）。

4.根据权利要求3所述的一种土钉墙边坡支护土钉，其特征在于，所述t型钢筋（3）的竖向高度等于边坡喷浆的混凝土厚度。

5.根据权利要求1所述的一种土钉墙边坡支护土钉，其特征在于，同一组内的多个所述出浆口（13）沿土钉主体（1）外周面周向均布，所述出浆口（13）由土钉主体（1）的管壁经切割翻起形成，切割翻起的片状结构构成土钉倒刺（14），土钉倒刺（14）的根部与出浆口（13）的底端一体成型，端部向外翘起。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种土钉墙边坡支护土钉，其特征在于，所述土钉主体（1）的底端设置有尖锥封头（15）。

7.一种土钉墙边坡支护土钉的施工方法，包括权利要求1～6任一项所述的一种土钉墙边坡支护土钉，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种土钉墙边坡支护土钉的施工方法，其特征在于，结束注浆后，将钢筋网片挂于钢筋网片挂钩（41）上，以t型钢筋（3）的竖向高度作为喷浆厚度控制基准，喷射面层混凝土。

9.根据权利要求7所述的一种土钉墙边坡支护土钉的施工方法，其特征在于，步骤s4中，注浆管拔管速度，其中为注浆泵实际输出流量，为钻孔直径，为土钉主体（1）的外径。

10.根据权利要求7所述的一种土钉墙边坡支护土钉的施工方法，其特征在于，步骤s4中注浆的压力满足，其中为伸缩杆（22）的弹簧刚度，为伸缩杆（22）预压缩量，为钻孔直径，为遇水膨胀橡胶环（24）与孔壁接触宽度，为遇水膨胀橡胶环（24）膨胀压力，为地下水压力，为安全系数。