专利名称：一种高抗剪性混凝土土钉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在边坡、基坑土钉支护技术中使用的混凝土土钉，特 别涉及一种具有高抗剪性能的混凝土土钉。
技术背景目前，公路、建筑地质边坡、基坑土钉支护技术在我国的水利、交通、建 筑等行业得到了广泛的应用。基坑边坡土钉支护的作用机理是土钉通过滑裂面 将坑缘周边土体进行加固，土钉与土体共同协作受力工作，提高了原状土体的 强度和刚度，形成复合土体如同重力式挡土墙。这种土体在受力条件改变的情 况下，土体必然发生相应变形，通过土钉加固与土体的摩擦力，使土钉被动受 拉而给土体以约束加固使其稳定。它由支护面上有一定间距的土钉群，被加固 的原状土体、坡面钢筋网加喷射砼面层和必要的排水系统组成。土钉的构成先由专用土钉成孔机械设备在护坡面上按设计要求隔一定间 距钻出直径为100 130mm的圆孔，孔深7 12米(由设计计算确定)，孔内插 入ei4 C32mm的通直螺纹钢筋(长度=孔深)，然后把砼浆料注入土钉孔洞 内，待砼浆料固结后便成为具有一定承载能力的土钉，将土钉钢筋端部与面层 钢筋网有效的焊接牢固，喷射80 100ram厚的砼面层，便完成了在边坡支护系 统的施工。但是由于土钉孔洞直径太小， 一般直径不大于130mm， 土钉水泥浆体硬化 后对钢筋的包裹力受到限制，当土钉受力后通常是由钢筋通过包裹力将力传递 到周边砼，再由周边砼将力传递到土钉与土体的界面，通过土钉与土体界面的 粘结阻力使土钉在受力情况下保持力的平衡，因此土钉的抗拔能力取决于硬化 后水泥浆体与钢筋的包裹力、土钉与土体界面的粘结阻力和钢筋的抗拉强度。 但在大量的工程中我们发现被破坏的土钉绝大多数都是土钉中的钢筋被整根 从土钉混凝土中拔出，而土钉钢筋被拔断或土钉被完整拔出的情况从未出现， 说明土钉的破坏首先是在土钉钢筋与土钉砼之间发生，主要原因是螺纹钢筋凸 肋部分将与其专利号99204667.X《大头葫芦土钉》的实用新型专利，公开了一种土钉， 其水泥砂浆钉杆末端的钉头形状是大头葫芦状或葫芦串状，钢筋受力钉芯在葫 芦处安设放射状钢筋倒钩，该大头葫芦土钉较现有土钉构件抗拔能力提高，但 是其放射状钢筋倒钩仅仅是设置在水泥砂浆钉杆末端葫芦状处的钢筋受力钉 芯上，并不是整根钢筋受力钉芯均设置有钢筋倒钩，其成孔工艺复杂，需要改 装普通的钻机和钻杆,成孔后葫芦底部的泥土无法清除干净,灌浆后葫芦顶部容 易形成气室，这些因素都会影响葫芦头的成形效果，如果遇到砾石土层很难形 成葫芦孔形,而且无法采用建设部颁布的《基坑土钉支护技术规程》(CECS96: 97)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)相关公式进行设计计算和复核, 必须编写经有关部门认可的与其工艺相符合的工艺标准或规范，才能投入正式 的施工使用。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种土钉钢筋与混凝土砂浆钉杆 的受力更趋合理、抗剪性能高、成孔工艺简单、各种性能均能采用上述规程 进行设计计算和复核的高抗剪性混凝土土钉，以解决上述现有技术中存在的 问题。解决上述技术问题的技术方案是 一种高抗剪性混凝土土钉，包括混凝土 砂浆钉杆和土钉钢筋，土钉钢筋位于混凝土砂浆钉杆中，所述的土钉钢筋是在 其上间隔距离1 2米焊接有N根"S"形钢筋的螺纹钢筋，N的取值范围为3 8中的任意一整数。本实用新型的进一步技术方案是所述的N根"S"形钢筋是以螺纹钢筋的 中心为圆心呈放射状焊接在螺纹钢筋上，相邻两根"S"形钢筋的夹角a为45Q 1200。由于采用上述结构，本实用新型之一种高抗剪性混凝土土钉具有以下有益 效果1. 土钉钢筋与砼的协同受力更趋合理，土钉抗剪性能高本实用新型土 钉钢筋与砼的结合除了本身具有的握裹力外，焊接上的"S"形钢筋彻底改变了 土钉钢筋与砼的结合方式和受力条件，使土钉钢筋与砼的协同受力更趋合理， 抗剪性能高，土钉钢筋不易整根从土钉混凝土砂浆钉杆中拔出。 .2. 成孔工艺简单、各种性能均能采用相关规程进行设计计算和复核本实 用新型成孔工艺简单，普通的钻机和钻杆就能够完成；本实用新型符合建设部颁布的《基坑土钉支护技术规程》(CECS96: 97)、《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)标准，能够通过土钉支护专业计算机软件规范计算出各种设计参数。3. 确保土钉钢筋处于土钉的中心位置数个倒爪钢筋的一个重要作用是固 定土钉钢筋在孔中的中心位置，确保灌浆后土钉钢筋处于土钉的中心位置获得 最好的受力姿态。4. 数个倒爪形钢筋能够将周边的土体抓牢，防止土体突然垮塌 一旦在外力的作用下握裹力消失，砼土块便将数个倒爪形钢筋向孔内推移，致使这数根"s"形钢筋变形张开嵌入土钉周边的土内，推移愈大，爪形钢筋变形愈大嵌入土体的深度愈大，最终形成一个个"地锚"将周边的土体抓牢，防止边坡土体突 然垮塌，确保基坑内人员安全，通过延缓边坡土体垮塌赢得时间，以便紧急撤 离人员、设备和采取紧急加固措施。5. 土钉钢筋制作简单方便数个倒爪形钢筋制作简单，在普通的钢筋制作台上便能完成，采用电焊与土钉钢筋焊接成要求的形状，可在工厂制作亦可 在施工现场完成制作。下面，结合附图和实施例对本实用新型之一种高抗剪性混凝土土钉的技 术特征作进一步的说明。
图1:本实用新型之一种高抗剪性混凝土土钉结构示意图； 图2 图4:本实用新型之土钉钢筋结构示意图图2:立体图； 图3:主视图； 图4:左视图(放大)；图5:本实用新型土钉钢筋之"S"形钢筋结构示意图(放大)。
具体实施方式
一种高抗剪性混凝土土钉(如图1所示)，包括混凝土砂浆钉杆2和土钉钢 筋1，所述的土钉钢筋是在其上间隔距离1 2米焊接有3根或4根"S"形钢筋 12的螺纹钢筋11， "S"形钢筋12以螺纹钢筋11的圆心为中点呈放射状焊接在 螺纹钢筋11上，相邻两根"S"形钢筋的夹角a为90G 120Q，所述的"S"形钢筋 的横截面形状是圆形。本实施例之"S"形钢筋12选用直径10mm或12mm圆形钢筋在钢筋截断机 上按280mm长度切断，在钢筋制作台上人工弯制成"S"形状，或在自动钢筋弯 曲机上按要求成批截断，再按要求将"S"形钢筋焊接在螺纹钢筋上，便形成了；土钉孔用专门的土钉钻孔机械完成钻孔后，将倒爪形土 钉钢筋置入孔内，便可灌注混凝土砂浆，待其凝固硬结后形成砼土钉，其后的 安装护壁钢筋网、喷射砼面层等工序为公知技术，此处不再赘述。本实施例所述焊接"S"形钢筋的间隔距离可以为1米或2米，或是1 2米中任意一个数值。作为本实用新型实施例的一种变换，所述的"S "形钢筋的横截面形状还可 以是椭圆形、三角形、四边形、六边形或其他任意形状。作为本实用新型实施例的一种变换，悍接在螺纹钢筋上的"s"形钢筋的根数N还可以根据实际情况增加，N的取值还可以为5根、6根、7根或8根， 相应的相邻两根"S"形钢筋的夹角a也发生变化，a的取值范围为45Q 120Q。本实用新型所述的螺纹钢筋一般采用长度为5 12米，直径为14 32mm 的HRB335级或HRB400级钢筋制成。本实用新型所述的"S"形钢筋一般采用HPB235级钢筋制成。
权利要求1.一种高抗剪性混凝土土钉，包括混凝土砂浆钉杆和土钉钢筋，土钉钢筋位于混凝土砂浆钉杆中，其特征在于所述的土钉钢筋是在其上间隔距离1～2米焊接有N根“S”形钢筋的螺纹钢筋，N的取值范围为3～8中的任意一整数。
2. 根据权利要求1所述的一种高抗剪性混凝土土钉，其特征在于所述 的N根"S"形钢筋是以螺纹钢筋的中心为圆心呈放射状焊接在螺纹钢筋上,相 邻两根"S"形钢筋的夹角a为45Q 120Q。
3. 根据权利要求1或2所述的一种高抗剪性混凝土土钉，其特征在于 所述N的取值范围为3 4中的任意一整数。
4. 根据权利要求3所述的一种高抗剪性混凝土土钉，其特征在于所述 的相邻两根"S，，形钢筋的夹角a为90Q 120G。
5. 根据权利要求1或2所述的一种高抗剪性混凝土土钉，其特征在于 所述的"S"形钢筋的横截面形状是圆形、椭圆形、三角形、四边形或六边形。
6. 根据权利要求4所述的一种高抗剪性混凝土土钉，其特征在于所述 的"S"形钢筋的横截面形状是圆形、椭圆形、三角形、四边形或六边形。
专利摘要一种高抗剪性混凝土土钉，涉及一种在边坡、基坑土钉支护技术中使用的混凝土土钉，特别涉及一种具有高抗剪性能的混凝土土钉，包括混凝土砂浆钉杆和土钉钢筋，土钉钢筋位于混凝土砂浆钉杆中，所述的土钉钢筋是在其上间隔距离1～2米焊接有N根“S”形钢筋的螺纹钢筋，N的取值范围为3～8中的任意一整数，N根“S”形钢筋是以螺纹钢筋的中心为圆心呈放射状焊接在螺纹钢筋上，相邻两根“S”形钢筋的夹角α为45°～120°。本实用新型的土钉钢筋与混凝土砂浆钉杆的受力更趋合理、抗剪性能高、成孔工艺简单、各种性能均能采用相关规程进行设计计算和复核，本实用新型还具有能确保土钉钢筋处于土钉的中心位置，土钉钢筋制作简单方便等优点。
文档编号E02D17/20GK201351276SQ20092014040
公开日2009年11月25日 申请日期2009年1月5日 优先权日2009年1月5日
发明者侯立林, 冯锦华, 涛 海, 玉启海, 勤 简, 简大桥, 陈向东, 黄健强 申请人:广西建工集团第五建筑工程有限责任公司