一种基坑土钉支护结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基坑土钉支护结构，用于在各种基坑、边坡、隧道和地下工程的加固与支护。
【背景技术】
[0002]在基坑、边坡、隧道和地下工程的加固与支护技术中，土钉支护技术应用极其广泛。但是由于传统的土钉支护技术是被动支护技术，即只有土体产生变形后，土钉才开始受力发挥其支护作用，其存在两个突出的严重问题和致命缺陷:(I)无法对土钉杆体施加预应力，因此基坑地表竖向沉降和水平变形都很大，容易导致基坑周边管网或建筑物开裂；
[2]土钉杆体一般采用与横向加强筋焊接连接或采用井字架钢筋焊接连接，连接处非常薄弱，容易产生混凝土“刺穿”破坏，导致土钉承载力失效。基于上述原因，由于传统土钉支护技术基坑变形较大，容易造成基坑周边建筑物下沉、开裂；且由于土钉连接处的薄弱，容易造成土钉承载力失效，导致基坑失稳破坏继而发生倒塌等工程事故。所以，传统土钉支护技术在工程应用上受到一定的限制，尤其是在对基坑变形有严格控制要求的基坑工程，比如规范规定土钉支护技术不能用于基坑安全等级为一级的基坑。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种的基坑土钉支护结构。本实用新型提出的基坑土钉支护结构是基于传统土钉支护结构存在两个突出的严重问题和致命缺陷:(I)无法对土钉杆体施加预应力，因此基坑地表竖向沉降和水平变形都很大，容易导致基坑周边管网或建筑开裂；(2) 土钉杆体一般采用与横向加强筋焊接连接或采用井字架钢筋焊接连接，连接处非常薄弱，容易产生混凝土“刺穿”破坏，导致土钉承载力失效。
[0004]本实用新型的基坑土钉支护结构，有固定在基坑壁钻孔中的土钉，在基坑壁的表面铺设钢筋网喷射混凝土构成的挡土面层，在土钉钉头下方和钢筋网之间安装有钉下承载结构，钉下承载结构包括设置在钢筋网上的两根并列的槽钢、放置在两根并列的槽钢中间上面的垫板，两根并列的槽钢之间连接有钢筋；垫板中部带有连接孔，土钉钉头穿过垫板的连接孔，土钉钉头为螺杆并配有螺母。
[0005]所述钉下承载结构之间的槽钢，在水平方向通长连接，或者断开在水平方向或垂直方向单独安装。最好是所述钉下承载结构在同一层土钉标高处的水平设置的槽钢，水平方向通长连接。
[0006]作为本实用新型的改进，所述土钉由杆体及钉头焊接构成，杆体由钢筋或空心钢管制成，土钉钉头为螺杆并配有螺母。
[0007]优选地，所述土钉施加有其轴向拉力标准值约20— 30%的微预应力，并由螺母将土钉锁定在钉下承载结构上。这可大幅减小基坑变形，从而达到有效地控制基坑变形的目的。
[0008]最好两根并列的槽钢下翼缘之间连接钢筋和上翼缘之间也连接有钢筋，使槽钢之间形成稳固的整体。在每根槽钢翼缘之间设置加劲肋，防止槽钢翼缘悬空端较大的变形，近一步增加稳定性。
[0009]所述混泥土面层的下端安装泄水孔。
[0010]土钉可以成矩形排列或梅花状交叉排列。
[0011]为了能够在局部受外力或局部挡土面层受损，也不会引起槽钢移动，或者引起承载结构作用失效，能保障基坑的整体稳定有效，在所述两根并列的槽钢翼缘内喷满混凝土，所述的混凝土与挡土面层的混凝土凝固连为一体。更能很好地将预应力土钉的稳固力有效地、连续均匀传递至挡土面层和基坑侧壁，并能保障基坑的整体稳定有效。
[0012]最好在每根槽钢翼缘之间设置加劲肋，防止槽钢翼缘悬空端较大的变形，近一步增加稳定性。
[0013]基坑土钉支护方法，首先从地面向下开挖1-2米基坑，在基坑壁土面斜向下钻孔；在孔中放入土钉，然后向孔中灌浆；在基坑壁的表面铺设钢筋网片，钢筋网片之间连接构成钢筋网，钢筋网与基坑壁保持约30— 50毫米左右的距离；喷射混凝土至覆盖面层钢筋网，在土钉钉头下方处安装钉下承载结构，钉下承载结构包含两根并列的槽钢、放置在两根并列的槽钢中间上面的垫板，两根并列的槽钢之间用钢筋连接为整体，垫板中部带有连接孔，土钉钉头穿过垫板的连接孔，土钉钉头为螺杆并配有螺母，钉下承载结构之间的槽钢水平通长方向可以连接或断开单独安装；当钻孔中的灌浆达到设计强度75%以上后，对土钉施加预应力，并用螺母将土钉锁定在钉下承载结构；喷射混凝土面层至设计厚度形成挡土面层；重复上述过程，直至基坑底部。最好在每根槽钢翼缘之间设置加劲肋，防止槽钢翼缘悬空端较大的变形，近一步增加稳定性。土钉可以由杆体及钉头焊接构成，杆体由钢筋或空心钢管制成，钉头由螺丝杆及螺母制成。这样更方便对土钉进行微预应力张拉，张拉后用螺母将土钉锁定在钉下承载结构上。
[0014]基坑土钉支护其施工方法，具体包括以下步骤:
[0015]1、从地面向下开挖1-2米；
[0016]2、朝迎土面斜向下用机械钻孔，孔径为100-150mm ；
[0017]3、在孔中放入土钉，并将其对中，然后向孔中灌浆；根据岩土体的参数情况，注浆可采用常压注浆或压力注浆；
[0018]4、在基坑侧壁表面水平和垂直方向铺设钢筋网，并将其与基坑壁保持约30 — 50毫米左右的距离；
[0019]5、喷射混凝土至覆盖面层钢筋网，在土钉钉头部位安装钉下承载结构，保证土钉钉头伸出钉下承载结构的长度满足预应力张拉施工要求；
[0020]6、采用机械扳手或液压千斤顶对土钉施加微预应力，并用螺母锁定；
[0021]7、在基坑侧壁上喷射混凝土至设计厚度；
[0022]8、重复上述过程，直至基底。
[0023]上述方法中的钉下承载结构由槽钢、垫板、上翼缘和下翼缘两端焊接的连接钢筋构成。
[0024]上述方法中的钉下承载结构排列方式为横向安装或竖向安装，横向安装时槽钢可以通长连接或单独安装，竖向安装时采用单独安装。钉下承载结构单独安装时其长度可取0.5-0.8mο
[0025]上述方法中土钉由杆体及钉头焊接构成，杆体由钢筋或空心钢管制成，钉头由螺丝杆及螺母制成。
[0026]上述方法中土钉采用全长范围内注浆。
[0027]上述方法中的土钉可以成矩形排列或梅花状交叉排列。
[0028]上述方法中土钉受力一般较小，其轴向拉力标准值的20%_30%，相对于锚杆预应力很小，故称为微预应力。
[0029]本实用新型基坑土钉支护结构相比传统土钉支护技术具有以下显著优点:(I)通过在土钉钉头部位安装钉下承载结构，采用螺母锁定土钉，解决了传统土钉无法施加预应力的问题；(2)安装的钉下承载结构有效解决了钉头拉力的传递，防止在混凝土中产生“刺穿”破坏；(3)通过对土钉施加微预应力，预应力大小为土钉轴向拉力设计值的20%-30%，可以在坑壁表层下一定范围内形成压力场，减小土体的变形，提高施工安全稳定性。
【附图说明】
[0030]图1为本实用新型实施第一层基坑土钉护壁结构的示意图。
[0031]图2为利用本实用新型的方法完成的整体护壁结构的示意图。
[0032]图3为本实用新型基坑土钉护壁结构设置在基坑的示意图。
[0033]图4为本实用新型基坑土钉护壁结构的钉下承载结构的示意图。
[0034]图5为图4A-A剖面图。
[0035]图6为已有技术中土钉钉头与钢筋网之间焊接节点的示意图。
[0036]图7为已有技术中土钉钉头与钢筋网之间焊接节点的剖面图。
[0037]图1-图5中，I是混凝土面层，2是钢筋网片，3是泄水孔，4是灌浆体，5是土钉，6是钻孔，7是槽钢，8是螺母，9是垫板，10是下翼缘连接钢筋，11是上翼缘连接钢筋，12是连接孔。
[0038]图6-图7中，24是土钉，25是井字型钢筋架，2