一种局部扩孔自锚型基坑支护用土钉的制作方法

1.本实用新型涉及基坑支护施工技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种局部扩孔自锚型基坑支护用土钉。


背景技术：

2.在基坑开挖坡面，用机械钻孔或洛阳铲成孔，孔内放钢筋，并注浆形成土钉墙，土钉可以是竹片、钢筋、角钢等材料，一般土钉墙所用土钉为钢筋。土钉对复合土体起箍束骨架作用，制约土体变形并使复合土体构成一个整体。在坡面安装钢筋网，喷射砂浆，使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合，土体对混凝土面板产生的推力主要由土钉承担，土钉与混凝土面板形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力，从而保持开挖面的稳定，这个土挡墙称为土钉墙。
3.土钉墙适用于有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土、黄土与弱胶结的砂土边坡。由于土钉与土体接触面摩擦阻力较小，不适用于没有临时自稳能力的淤泥土层，保持成孔时孔壁的稳定比较困难且界面摩擦阻力很低的流朔状态软粘土，技术经济效益不理想，因此也不宜采用。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是提供一种局部扩孔自锚型基坑支护用土钉，具有制作简易、操作简单、易于推广等优点，拓宽了土钉墙的适用范围，解决了较差地质条件下土钉墙的应用难题。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种局部扩孔自锚型基坑支护用土钉，包括：
6.杆体，其竖向设置；
7.组合体，其包括旋转体和多块伸缩板，所述旋转体为环状并套设于所述杆体上，多块伸缩板下端铰接于所述旋转体上，多块伸缩板上端环向间隔位于所述杆体的外周；
8.限位块，其也为环状并套设于所述杆体上，所述限位块位于多块伸缩板上端内侧，所述限位块的外周凸出于所述旋转体的外周外，所述限位块的直径略小于土钉孔的直径，所述限位块设置为相对于所述组合体向下移动以将多块伸缩板推动朝向远离所述杆体的方向张开。
9.优选的是，所述旋转体的横截面为等边多边形，每条边对应一块伸缩板，所述旋转体在其上表面的每条边上均设置有一对固定件，其具有相对设置的一对孔洞，所述孔洞的方向与所述旋转体对应的边平行，所述伸缩板下端相对的两侧设置有一对固定杆，其恰好转动配合于一对固定件的孔洞中。
10.优选的是，所述杆体具有外丝口，所述旋转体具有与之配合的内丝口，外丝口和内丝口的丝口方向相反，所述限位块包括相对转动设置的内环和外环，所述限位块的内环固定于所述杆体上，所述外环的外侧表面环向均匀设置有多个限位杆，其垂直于所述外环的
外侧表面，所述限位杆的一端固定于所述外环上，另一端从相邻两块伸缩板之间穿出，任意相邻的两块伸缩板之间均设置一个限位杆，所述外环的直径大于所述旋转体的外边缘直径。
11.优选的是，所述限位块为轴承。
12.优选的是，所述限位块还包括中环和钢珠，所述中环位于所述内环和外环之间，所述内环、中环、外环同圆心设置，所述中环上均匀布设有若干圆孔，其内均匹配设置有钢珠，所述内环的外周以及外环的内周对应圆孔处均设置有内凹的环形凹槽，所述钢珠位于内环和外环之间并穿过所述中环的圆孔且位于环形凹槽中。
13.优选的是，所述杆体具有外丝口，所述限位块具有与之配合的内丝口，外丝口和内丝口的丝口方向相反，所述限位块通过驱动件驱动沿所述杆体旋转向下移动，所述旋转体固定套设于所述杆体上。
14.优选的是，所述驱动件为钢套筒，其下端具有一对相对设置的弧形凸起，所述钢套筒的内径大于所述杆体的外径，所述限位块的上表面具有一对相对设置的弧形凹槽，所述钢套筒的弧形凸起恰好配合于弧形凹槽内。
15.优选的是，所述伸缩板上端为爪状。
16.优选的是，所述杆体上沿竖向间隔设置有多个外丝口，每个外丝口处对应设置一个组合体和一个限位块。
17.本实用新型至少包括以下有益效果：
18.1、本技术提供的土钉，一方面土钉通过旋转可对土钉孔局部进行扩孔增加了土钉与土体的接触面，另一方面土钉通过膨胀的爪形伸缩板伸入土体，使土钉具有较强的抗拔抗剪强度。当土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移，土钉分担作用更为突出，提高了土钉与土体接触面的界面摩擦力，可减少一般土质条件下土钉的使用量，也可用于没有临时自稳能力的淤泥土层，流朔状态的软粘土等界面摩阻力很低的土体，拓宽了土钉墙的适用范围，解决了较差地质条件下土钉墙的应用难题。
19.2、本实用新型一方面扩大了土钉墙的适用范围，另一方面可以减少土钉的数量，减少了土体开孔数量和注浆数量以及人工费，降低了施工成本，在保证质量、安全等基本要求的前提下，最大限度地节约了资源，减少了对环境负面影响的施工活动，实现了住建部提倡的四节一环保。
20.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
21.图1为本实用新型的杆体结构示意图；
22.图2为本实用新型组合体的第一种实施方式结构示意图；
23.图3为本实用新型组合体的第二种实施方式结构示意图；
24.图4为本实用新型限位块的第一种实施方式结构示意图；
25.图5为本实用新型限位块的第二种实施方式结构示意图；
26.图6为本实用新型钢套筒的结构示意图；
27.图7为本实用新型土钉的第一种实施方式初始状态图；
28.图8为本实用新型土钉的第一种实施方式施工完成状态图；
29.图9为本实用新型土钉的第二种实施方式初始状态图；
30.图10为本实用新型土钉的第二种实施方式施工完成状态图；
31.图11为本实用新型固定件和固定杆的局部放大图。
32.附图标记说明：
33.1、杆体，2、外丝口，3、旋转体，4、固定杆，5、固定件，6、伸缩板，7、内丝口，8、限位杆，9、内环，10、中环，11、外环，12、钢珠，13、钢套筒，14、凸起，15、弧形凹槽，16、环形凹槽。
具体实施方式
34.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
35.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，并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。
36.如图1至11所示，本实用新型提供一种局部扩孔自锚型基坑支护用土钉，包括：
37.杆体1，其竖向设置；
38.组合体，其包括旋转体3和多块伸缩板6，所述旋转体3为环状并套设于所述杆体1上，多块伸缩板6下端铰接于所述旋转体3上，多块伸缩板6上端环向间隔位于所述杆体1的外周；
39.限位块，其也为环状并套设于所述杆体1上，所述限位块位于多块伸缩板6上端内侧，所述限位块的外周凸出于所述旋转体3的外周外，所述限位块的直径略小于土钉孔的直径，所述限位块设置为相对于所述组合体向下移动以将多块伸缩板6推动朝向远离所述杆体1的方向张开。
40.在上述技术方案中，土钉孔略大于限位块的外直径尺寸，将杆体1下端插入土钉孔，杆体1只是保持竖向，但并不是垂直状态，根据土钉孔设置杆体1的倾斜角度，初始状态时，伸缩板6上端紧贴限位块，下端铰接于旋转体3上，通过顺时针或逆时针转动杆体1，使得旋转体3或者限位块沿着杆体1向上或向下移动，从而限位块和旋转体3与杆体1发生相对移动，限位块朝向旋转体3方向即伸缩板6的下端移动，伸缩板6被限位块推动以其下端为转动点朝向垂直于杆体1并远离杆体1的方向运动，当伸缩板6在土钉孔中被土体卡住后继续转动杆体1，伸缩板6自由上端在随杆体1的转动过程中可对土钉孔周边的土体进行削切，削切后对土钉孔沿长度方向进行了局部扩孔，局部扩孔加大了土钉与土体的接触面，增加了土钉与土体的摩擦力。
41.在另一种技术方案中，如图2、图3和图11所示，所述旋转体3的横截面为等边多边形，每条边对应一块伸缩板6，所述旋转体3在其上表面的每条边上均设置有一对固定件5，其具有相对设置的一对孔洞，所述孔洞的方向与所述旋转体3对应的边平行，所述伸缩板6下端相对的两侧设置有一对固定杆4，其恰好转动配合于一对固定件5的孔洞中。
42.在上述技术方案中，伸缩板6的下端通过一对固定杆4插入至一对固定件5的孔洞中，固定杆4可在固定件5的孔洞中转动，原地做旋转运动，实现伸缩板6上端靠近或者远离杆体1转动，从而实现铰接连接。旋转体3的内孔为圆孔，配合套设于杆体1上，而旋转体3的外周设置为等边多边形，方便设置固定件5，同时保证伸缩板6均匀设置。
43.在另一种技术方案中，所述伸缩板6上端为爪状。伸缩板6上端设置为外扩的爪状，以实现伸入土体并抓牢土体，增大了土钉与土体的阻力。
44.实施例1
45.如图7和图8所示，限位块与杆体1的竖向位置保持不变，组合体相对于杆体1向上移动。
46.如图1、图2所示，所述杆体1具有外丝口2，所述旋转体3具有与之配合的内丝口7，外丝口2和内丝口7的丝口方向相反，所述限位块包括相对转动设置的内环9和外环11，所述限位块的内环9固定于所述杆体1上，所述外环11的外侧表面环向均匀设置有多个限位杆8，其垂直于所述外环11的外侧表面，所述限位杆8的一端固定于所述外环11上，另一端从相邻两块伸缩板6之间穿出，任意相邻的两块伸缩板6之间均设置一个限位杆8，所述外环11的直径大于所述旋转体3的外边缘直径。
47.在上述技术方案中，杆体1的外丝口2与旋转体3的内丝口7相匹配，外丝口2和内丝口7的丝口方向可为顺时针或逆时针，外丝口2的丝口方向与内丝口7的丝口方向相反，外丝口2穿过内丝口7，实现两者的螺纹连接。内环9与杆体1固定连接，外环11与内环9相对转动设置，当转动杆体1时，由于螺纹连接，旋转体3相对于杆体1发生向上的移动；由于内环9与杆体1固定连接，杆体1转动时，内环9跟随转动，外环11保持不变；由于限位块的外径大于旋转体3的外边缘直径，因此伸缩板6被限位块推动向外扩张，实现对土体的削切，扩孔。外环11外侧表面有均匀布置的若干限位杆8，限位杆8的设置对组合体进行限位作用，防止旋转体3跟随杆体1一起发生转动，无法实现削切扩孔作用。
48.限位块具体为轴承。
49.如图4所示，限位块具体还包括中环10和钢珠12，所述中环10位于所述内环9和外环11之间，所述内环9、中环10、外环11同圆心设置，所述中环10上均匀布设有若干圆孔，其内均匹配设置有钢珠12，所述内环9的外周以及外环11的内周对应圆孔处均设置有内凹的环形凹槽16，所述钢珠12位于内环9和外环11之间并穿过所述中环10的圆孔且位于环形凹槽16中。一个钢珠12穿过中环10对应的圆孔中，然后相对的两侧再卡入至对应的内环9和外环11的环形凹槽16中，实现将内环9、中环10和外环11连接为一体，且内环9和外环11发生相对转动，中环10的设置将钢珠12分开，避免集中。杆体1旋转时内环9与杆体1同步旋转，外环11、中环10、限位杆8通过钢珠的滚动保持静止。伸缩板6两侧的限位杆8限制伸缩板6绕杆体1转动。
50.实施例2
51.如图9和图10所示，组合体与杆体1的竖向位置保持不变，限位块相对于杆体1向下移动。
52.如图1、图3所示，所述杆体1具有外丝口2，所述限位块具有与之配合的内丝口7，外丝口2和内丝口7的丝口方向相反，所述限位块通过驱动件驱动沿所述杆体1旋转向下移动，所述旋转体3固定套设于所述杆体1上。
53.在上述技术方案中，旋转体3与杆体1固定设置，杆体1和旋转体3均保持不动，通过驱动件驱动限位块转动，从而限位块沿着杆体1螺纹向下移动，实现推动外周的伸缩板6向外扩张对土体削切扩孔。
54.如图5和图6所示，驱动件具体为钢套筒13，其下端具有一对相对设置的弧形凸起14，所述钢套筒13的内径大于所述杆体1的外径，所述限位块的上表面具有一对相对设置的弧形凹槽15，所述钢套筒13的弧形凸起14恰好配合于弧形凹槽15内。通过弧形凸起14配合于弧形凹槽15中，通过转动钢套筒13，实现限位块的转动。
55.本技术的局部扩孔自锚型基坑支护用土钉的杆体1沿其长度方向即高度方向上可以设若干个外丝口2，每个外丝口2匹配一个组合体和限位块，可根据土体抗拔需要进行自由组合使用。
56.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。