本发明涉及建筑施工地基基础工程领域，具体而言，涉及一种深基坑支护工程土钉墙。
背景技术：
土钉墙主要应用建筑深基坑支护等土体边坡加固工程。传统土钉墙是由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群、喷射混凝土面层及原位土体所组成的支护结构。通过土钉与土体的相互作用，形成了类似于重力式挡土墙的土体加固区带，提高原位土体的强度，增强边坡的稳定性。在坡面上设置的钢筋网喷射混凝土面层，它起到对坡面变形的约束作用。实践发现，传统的土钉墙在施工过程中存在如下缺点：需要在施工现场喷射混凝土面层，这对施工现场环境造成一定的污染，且面层不能回收再利用；无法对土钉墙施加预应力。
本发明所指的钢板与槽钢带组合式面层土钉墙，与目前已有的土钉墙(包括已发明的装配式土钉墙)技术明显不同。关键在于施工操作简单，面层薄钢板下部设有竖向槽钢带，而其上部设有横向槽钢带，并通过锁紧螺母将土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体，形成整体支护挡土作用。同时，因预应力的施加使土坡变形得以控制，提高了支护工程的安全度。通过竖向槽钢带可实现面层的左右接长；通过薄钢板相互搭接实现面层的上下接长。并通过泄水管的设置实现了土钉墙浅部排水。用钢制面层代替喷射混凝土面层，减少了对场地及周边环境的污染，且钢制面层结构可以回收利用，减少了材料的浪费，降低了成本。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种钢板与槽钢带组合式面层土钉墙结构及施工方法，以改善传统的土钉墙(包括已发明的装配式土钉墙)施工过程中对环境的影响大，操作麻烦，不能实现浅部排水，以及不能施加预应力等问题。
实现本发明的目的技术方案如下：
一种钢板与槽钢带组合式面层土钉墙，包括竖向槽钢带、横向槽钢带、土钉杆、锁紧螺母、薄钢板，所述竖向槽钢带铺装在开挖的土坡坡面上，其槽口朝向并深入坡面土层中，所述薄钢板铺设于开挖的土坡坡面及竖向槽钢带上，所述薄钢板与竖向槽钢带固定连接后形成土钉墙的面层，在土钉墙面层的上方安装有横向槽钢带，所述土钉杆穿过通过坡面土层、薄钢板、横向槽钢带，锁紧螺母将土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体。
作为本发明的进一步改进，所述横向槽钢带上还间隔设置有过水孔。
作为本发明的进一步改进，所述土钉杆的杆端设置有与锁紧螺母连接的丝扣。
作为本发明的进一步改进，所述薄钢板包括若干个单块钢板，单块钢板的高度与上下相邻土钉杆的间距相等，长度是土钉杆水平间距的2倍。
作为本发明的进一步改进，所述土钉墙面层下面的土层中设置有泄水管。
作为本发明的进一步改进，所述泄水管的管壁开有一组进水孔。
作为本发明的进一步改进，所述竖向槽钢带相互平行设置，所述横向槽钢带相互平行设置。
作为本发明的进一步改进，所述锁紧螺母与横向槽钢带之间还设置有垫板。
本发明的有益效果如下：
本发明的土钉墙的面层薄钢板下部设有竖向槽钢带，而其上部设有横向槽钢带，并通过锁紧螺母将土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体，形成整体支护挡土作用。同时，因预应力的施加使土坡变形得以控制，提高了支护工程的安全度。通过竖向槽钢带可实现面层的左右接长；通过薄钢板相互搭接实现面层的上下接长。并通过泄水管的设置实现了土钉墙浅部排水。用钢制面层代替喷射混凝土面层，减少了对场地及周边环境的污染，且钢制面层结构可以回收利用，减少了材料的浪费，降低了成本。
本发明的土钉墙具有操作简单、施工方便、无环境污染、安全可靠、造价低等优点。
附图说明
图1是土钉墙结构组成示意图。
图2是土钉墙结构剖面图。
图3是成孔注浆型土钉示意图。
图4是击入式注浆土钉示意图。
图中标记：1.竖向槽钢带，2.横向槽钢带，3.土钉杆，4.锁紧螺母，5.螺钉，6.薄钢板，7.泄水管，8.过水孔，9.垫板，10.坡面土层，11.注浆体，12.喷浆孔，13.角钢倒刺，14.挡板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一种钢板与槽钢带组合式面层土钉墙，它包括有竖向槽钢带1、横向槽钢带2、土钉杆3、锁紧螺母4、螺钉5、薄钢板6、泄水管7、过水孔8、垫板9等。竖向槽钢带1及横向槽钢带2的型号为8#、10#、12#、14#a、14#b、16#a等；土钉杆3钢筋宜采用hrb400、hrb500螺纹钢筋，钢筋直径宜取
本发明的施工方法如下：
1.在基坑坡面开挖之后，根据土方分层分段开挖的高度与长度(一般分层开挖垂直高度为1.2m～1.4m，分段开挖长度为10m～20m)，将竖向槽钢带1铺装在开挖的土坡坡面上。竖向槽钢带的槽口朝向坡面土层10，可采用锤击法将竖向槽钢带击入坡面土层10中(即竖向槽钢带的槽口深入土层中)。竖向槽钢带接长采用焊接法。
2.将薄钢板6铺设在开挖的土坡坡面及竖向槽钢带上，单块钢板平面尺寸依据土钉设计间距确定，钢板的内、外侧可涂防腐漆；用螺钉5将薄钢板6与竖向槽钢带1加以固定与连接(形成土钉墙的面层)。通过竖向槽钢带可实现面层的左右接长(用螺钉将左右相邻的薄钢板固定在同一竖向槽钢带上)；通过薄钢板相互搭接实现面层的上下接长(用螺钉将上下搭接的薄钢板固定在一起)。
3.按照设计孔位，施工成孔注浆型土钉(或击入式注浆土钉)，成孔注浆型土钉如图3所示，击入式注浆土钉(注浆体11通过喷浆孔12注入，土钉杆3外部设置有角钢倒刺13，其底端设置有挡板14)如图4所示。安装好土钉杆3，待土钉注浆体11强度达到设计要求之后，在土钉墙面层的上方安装横向槽钢带2，预先在横向槽钢带上设置螺孔(孔眼直径与土钉杆直径相匹配)，使土钉杆能够穿过横向槽钢带，通过锁紧螺母4将土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体，锁紧螺母4与横向槽钢带2之间还设置有垫板9，横向槽钢带左右接长采用焊接法。通过测力矩扳手(或穿心千斤顶)拧紧锁紧螺母(螺母与横向槽钢带之间可加设垫片)，对土钉杆施加一定的预应力，预应力值控制在土钉轴向拉力设计值的40％～70％。按照预设位置，将泄水管7设置于面层下面的土层中(每2m2～4m2设置一根泄水管)，使靠近面层的土层积水顺着泄水管流出，通过坡脚排水系统排出。在横向槽钢带上间隔设置一些过水孔8，使面层上面的雨水流入坡脚集水沟中，最后流入集水井排走。
实施例1：
(1)某基坑开挖深度8m，开挖土层自上而下依次为杂填土、黏土、粉土等，设计采用钢板与槽钢带组合式面层土钉墙进行支护。土钉左右间距及上下间距均为1.2m，采用成孔注浆型土钉，土钉钻孔直径为φ100mm，土钉平均长度为9m，土钉杆选用hrb400螺纹钢筋，钢筋直径为φ30mm，单根土钉轴向拉力设计值为120kn；竖向槽钢带及横向槽钢带均选用12#槽钢，薄钢板选用壁厚5mm的45#钢钢板，单块钢板长度为2.4m、高度为1.2m，并根据土钉孔的位置在薄钢板上预先钻有φ100mm左右的孔，钢板的内、外侧均涂了一层防腐漆；泄水管为直径φ50mm、长度0.5m的短塑料管，管壁开有一组φ10mm的进水孔。
(2)基坑坡面土方分层分段开挖，分层开挖垂直高度为1.2m，分段开挖长度为12m，经开挖验坡之后，将竖向槽钢带(每节长度为1.2m)铺装在开挖的土坡坡面上，竖向槽钢带的槽口朝向坡面土层10，采用锤击法将竖向槽钢带击入坡面土层10中(即竖向槽钢带的槽口深入土层中约48mm)。竖向槽钢带布置间距为1.2m，对于分段开挖的12m长土坡，一共使用11条竖向槽钢带。
(3)将单块薄钢板(平面尺寸2.4m×1.2m)铺设在开挖的土坡坡面及竖向槽钢带上，用φ8mm螺钉(标准件)将薄钢板与竖向槽钢带加以固定与连接(形成土钉墙的面层)，并用φ8mm螺钉将左右相邻的薄钢板固定在同一竖向槽钢带上，以实现面层的左右接长。对于分段开挖的12m长土坡，一共使用5块薄钢板与11条竖向槽钢带连成一体。
(4)按照设计孔位，施工成孔注浆型土钉，安装好土钉杆，杆端车有与锁紧螺母连接的丝扣,待土钉注浆体强度达到设计要求之后，在土钉墙面层的上方安装横向槽钢带，预先在横向槽钢带上每间隔1.2m设置一个φ35mm的螺孔，使钢筋土钉杆能够穿过横向槽钢带，通过锁紧螺母(螺母内径为φ30mm)将土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体，单节横向槽钢带长度为2.4m，对于分段开挖的12m长土坡，一共使用5节竖向槽钢带，横向槽钢带左右接长采用焊接法。通过测力矩扳手(或穿心千斤顶)拧紧锁紧螺母(螺母与横向槽钢带之间可加设孔径为φ35mm、厚度15mm左右的垫片)，对土钉杆施加一定的预应力，预应力值控制在60kn。
(5)按照预设位置，将泄水管设置于面层下面的土层中(每2.8m2设置一根泄水管)，使靠近面层的土层积水顺着泄水管流出，通过坡脚排水系统排出。在横向槽钢带上间隔1.2m设置φ20mm的过水孔(在槽钢翼板上开此孔)，使面层上面的雨水流入坡脚集水沟中，最后流入集水井排走。
(6)当上部已施工的土钉墙起支护作用之后，继续向下分层分段挖土，经开挖验坡之后，通过焊接法接长竖向槽钢带，并及时铺设开挖面上的薄钢板，下层薄钢板深入上层薄钢板内部20mm左右，然后用用φ8mm螺钉(标准件)将上、下层的薄钢板固定起来，即依靠薄钢板的相互搭接实现面层的上下接长。
经现场检测，该基坑所采用的钢板与槽钢带组合式面层土钉墙变形小，墙顶水平变形值没有超过15mm，地面沉降量小于10mm，基坑底部没有发生隆起现象，坡面面层钢板没有明显的形变及鼓涨等现象，工程成本比传统的土钉墙(喷射混凝土面层)降低25％左右，且面层钢板及槽钢带实现了回收再利用。
实施例2：
(1)某基坑开挖深度6m，开挖土层自上而下依次为杂填土、淤泥质粉质黏土、粉质黏土等，设计采用钢板与槽钢带组合式面层土钉墙进行支护。土钉左右间距及上下间距均为1.3m，采用击入式钢管注浆土钉，钢管外径为
(2)基坑坡面土方分层分段开挖，分层开挖垂直高度为1.3m，分段开挖长度为10.4m，经开挖验坡之后，将竖向槽钢带(每节长度为1.3m)铺装在开挖的土坡坡面上，竖向槽钢带的槽口朝向坡面土层，采用锤击法将竖向槽钢带击入坡面土层中(即竖向槽钢带的槽口深入土层中约43mm)。竖向槽钢带布置间距为1.3m，对于分段开挖的10.4m长土坡，一共使用9条竖向槽钢带。
(3)将单块薄钢板(平面尺寸2.6m×1.3m)铺设在开挖的土坡坡面及竖向槽钢带上，用φ6mm螺钉(标准件)将薄钢板与竖向槽钢带加以固定与连接(形成土钉墙的面层)，并用φ6mm螺钉将左右相邻的薄钢板固定在同一竖向槽钢带上，以实现面层的左右接长。对于分段开挖的10.4m长土坡，一共使用4块薄钢板与9条竖向槽钢带连成一体。
(4)按照设计孔位，施工击入式钢管注浆土钉，安装好土钉杆，杆端车有与锁紧螺母连接的丝扣,待土钉注浆体强度达到设计要求之后，在土钉墙面层的上方安装横向槽钢带，预先在横向槽钢带上每间隔1.3m设置一个φ50mm的螺孔，使钢管土钉杆能够穿过横向槽钢带，通过锁紧螺母(螺母内径为φ48mm)将钢管土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体，单节横向槽钢带长度为2.6m，对于分段开挖的10.4m长土坡，一共使用4节竖向槽钢带，横向槽钢带左右接长采用焊接法。通过测力矩扳手(或穿心千斤顶)拧紧锁紧螺母(螺母与横向槽钢带之间可加设孔径为φ50mm、厚度15mm左右的垫片)，对钢管土钉杆施加一定的预应力，预应力值控制在50kn。
(5)按照预设位置，将泄水管设置于面层下面的土层中(每3.4m2设置一根泄水管)，使靠近面层的土层积水顺着泄水管流出，通过坡脚排水系统排出。在横向槽钢带上间隔1.3m设置φ18mm的过水孔(在槽钢翼板上开此孔)，使面层上面的雨水流入坡脚集水沟中，最后流入集水井排走。
(6)当上部已施工的土钉墙起支护作用之后，继续向下分层分段挖土，经开挖验坡之后，通过焊接法接长竖向槽钢带，并及时铺设开挖面上的薄钢板，下层薄钢板深入上层薄钢板内部20mm左右，然后用用φ6mm螺钉(标准件)将上、下层的薄钢板固定起来，即依靠薄钢板的相互搭接实现面层的上下接长。
经现场检测，该基坑所采用的钢板与槽钢带组合式面层土钉墙变形小，墙顶水平变形值没有超过13mm，地面沉降量小于8mm，基坑底部没有发生隆起现象，坡面面层钢板没有明显的形变及鼓涨等现象，工程成本比传统的土钉墙(喷射混凝土面层)降低28％左右，且面层钢板及槽钢带实现了回收再利用。
综上所述，本发明一种钢板与槽钢带组合式面层土钉墙，主要用于建筑深基坑支护、土体边坡加固等岩土工程领域。它是由薄钢板、槽钢带、锁紧螺母、土钉杆、泄水管等组成。在基坑坡面开挖之后，根据土方分层分段开挖高度与长度，将薄钢板铺设在土坡及竖向槽钢带上，并用螺钉将薄钢板与竖向槽钢带加以固定与连接(形成土钉墙的面层)，然后施工成孔注浆型土钉(或击入式注浆土钉)，待土钉注浆体强度达到设计要求之后，在薄钢板上方安装横向槽钢带(预先在横向槽钢带上设置螺孔，使土钉杆能够穿过；并间隔设置一些过水孔，使面层上面的雨水流入坡脚集水沟中)，通过锁紧螺母将土钉杆与横向槽钢带及土钉墙的面层连成一体，可对土钉杆施加一定的预应力，最后将泄水管设置于面层下面的土层中。
该钢板与槽钢带组合式面层土钉墙施工操作简单，因预应力的施加使土坡变形得以控制，提高了支护工程的安全度。用钢制面层代替喷射混凝土面层，减少了对场地及周边环境的污染，且钢制面层结构可以回收利用，减少了材料的浪费，降低了成本。
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的指导下，所作的修改与改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。