专利名称：一种注浆混凝土土钉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在基坑土钉支护施工中应用的注浆混凝土土钉，特别涉及一种抗剪性能较高的注浆混凝土土钉。
背景技术：
目前，在公路、建筑、基坑支护等施工过程中，注浆混凝土土钉得到了广泛的应用， 通常被加固的土体、放置于该土体内的注浆混凝土固结体、在固结体中间夹设的土钉钢筋 以及喷射在边坡面层上的混凝土面板组成一个加固区带，该加固区带利用注浆混凝土土钉 和被加固土体之间的摩阻力进行加固。由于混凝土在注浆的时候采用压力注浆的方法，因 此，成型后的注浆混凝土土钉对上述土体产生了一个压力，并通过滑裂面将上述土体加固 在一起，土钉钢筋、注浆混凝土固结体与土体共同协作受力，一起提高了上述土体的强度和 刚度，形成一种复合结构的土体。在受力条件改变的情况下，土体发生变形，通过上述土钉 钢筋和混凝土固结体与土体之间的摩擦力，使土钉钢筋被动受拉而给土体以约束加固力， 从而保证了整个土体层的稳定。由于土钉混凝土注浆体硬化后对土钉钢筋产生一个包裹力，当土钉钢筋受力后， 通常由土钉钢筋通过该包裹力将力传递到周边的注浆层，再由周边注浆层将力传递到上述 混凝土土钉与土体的界面，进而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，注浆混凝土土钉的抗拔能力主要取决于硬化后的水泥浆体与土钉钢筋的 包裹力、注浆混凝土土钉与土体界面的粘结阻力和钢筋的抗拉强度等。以往使用的混凝土注浆土钉的结构多是通直的结构，即上述注浆固结体为一与钻 孔直径相等的混凝土注浆体，在其内部包裹有一根与孔深相等的通直的螺纹钢筋，通过钢 筋和固结体之间的包裹力、固结体和土层之间的粘结阻力实现加固作用，由于在使用过程 中，螺纹钢筋的凸肋部分经常会将与其连接的注浆体部分剪破，致使混凝土固结体对土钉 钢筋的包裹力急剧下降，造成土钉钢筋在外力的作用下被整根拔出。此外，由于注浆固结体 和土体的直径相同，如果在灌注混凝土时对土体产生较低的压力的话，软土提供的界面摩 阻力很低，也会导致成孔后孔壁不稳定，无法产生较好的加固效果，抗剪性能不高。
实用新型内容本实用新型是为了解决现有技术中存在的上述问题点而做出，其目的在于提供一 种受力合理、抗剪性能较高的注浆混凝土土钉，以解决现有技术中存在的注浆混凝土土钉 容易被拔出，进而导致加固效果不佳的问题。为此，本实用新型涉及的一种注浆混凝土土钉，包括混凝土注浆固结体和土钉钢 筋，土钉钢筋固定在混凝土注浆固结体中间，混凝土注浆固结体与土层紧密接触，所述的土 钉钢筋由钢筋本体和钢筋支架构成，所述的钢筋支架依次错开焊接在钢筋本体上面，多个 钢筋支架形成一个同心的结构，所述的土钉钢筋位于该中心的直线上。采用了上述技术方案后，由于依次焊接的钢筋支架，其距离钻孔的距离相等，由此保证了土钉钢筋位于钻孔的中心位置，能够充分确保注浆后，土钉钢筋得到最好的受力状 态。此外，焊接的钢筋支架能够充分加强土钉钢筋和混凝土注浆固结体之间的包裹力，由于焊接的钢筋支架改变了土钉钢筋与上述固结体的结合方式和受力条件，因此使土 钉钢筋与混凝土注浆体的协同受力更趋合理，由此抗剪性能高，土钉钢筋不容易整根从土 钉混凝土注浆固结体之中拔出。作为一种优选方案，所述的钢筋支架，分为连接部、中间部及延伸部三部分，所述 的连接部与钢筋本体焊接在一起，中间部与钢筋本体之间呈夹角延伸分布，所述的延伸部 与钢筋本体平行。进一步的优选，所述的钢筋夹角为120度。作为一种改进的技术方案，所述的混凝土注浆固结体，由主体部和一个盘体部构 成，所述的主体部，为一通直的固结体结构，其直径等于钻孔直径，所述的盘体部，其直径大 于孔径，设置在主体部的尾翼部位。作为一种优选，在注浆固结体的主体部的中间，还设置有多个盘体部。由于该注浆混凝土土钉在钻孔的尾端和中间的部分存在直径大于钻孔的盘体部， 因此，在土体受力条件改变的情况下，边坡土体会发生侧向位移，导致土钉受力发生改变， 由于上述土钉盘体的端承力，以及土钉加固体与土体的摩阻力，其相互作用进而增强了上 述混凝土注浆土钉的抗拔力，将可能滑移的土体锚固于土体稳定区域内，与土体共同承担 荷载，约束土体变形，促使被支护土体稳定。采用了上述技术方案后，大大提高了原状土的强度和刚度，解决了在公路工程等 领域内深基坑边坡土钉或锚杆承载力不足，注浆混凝土土钉容易被拔出，进而导致加固效 果不佳及边坡稳定性能不够好的问题，安全稳定可靠，并且合理地利用坑周土体的自稳能 力，支护后基坑及边坡变形均很小，取得了较好的技术效果。
图1为表示本实用新型涉及的注浆混凝土土钉的具体结构的示意图。图2为表示该注浆混凝土土钉的土钉钢筋的示意图。图3为本实用新型涉及的注浆混凝土土钉的横向剖面图。
具体实施方式
图1为表示本实用新型涉及的注浆混凝土土钉的具体结构的示意图。如图1所示， 本实用新型的注浆混凝土土钉，其整体结构都位于钻孔的孔内，分为混凝土注浆固结体和 土钉钢筋两个部分，土钉钢筋紧密包裹并固定在混凝土注浆固结体中间，通过土钉钢筋和 固结体之间的包裹力和被加固的土体产生压紧作用，土钉钢筋位于钻孔的中心位置，同时， 也位于注浆混凝土土钉的中心位置处。从图中可以看出，混凝土注浆固结体1与土体紧密产生接触，其中，固结体1包括 孔径与钻孔相等的本体部11，以及直径大于钻孔孔径的盘体部12，并且，在该实施例中，在 本体部11的前端和中间部分都有一个盘体部12，盘体部12与其接触的土体之间互相渗透， 尤其是与其接触的盘体部分。[0020]在土钉注浆的时候，注浆的浆液置换出部分土体，并进而向土体中的裂缝或软弱 区域渗透、扩散和充填，尤其是在压力注浆达成上述注浆固结体1的情况下，更会在注浆点 集中地形成浆泡，通过浆泡挤压邻近的土体，使土体压密并提高了其抗剪切强度，整个注浆 混凝土土钉在空间组合上形成了一个具有一定骨架作用的立体拉杆结构，注浆固结将土钉 与原位的土体粘结在一起形成复合土体，土钉与原状土共同发生作用，通过土钉钢筋的牵 拉和压力注浆的挤压密实，大大提高了原状土的强度和刚度，起到加固土体的作用。此外，在使用该注浆混凝土土钉的时候，安装在土钉底端的锚固头等装置产生一 个对土钉整体的拉力，该拉力进而可以传递并作用于该盘体部12，由于盘体部12的直径大 于钻孔的孔径，该盘体部12的部分产生一个端承力，承受住其锚固头端的拉力，进而能够 充分增强土钉与土层之间的抗拔力，防止该注浆混凝土土钉被拔出的现象发生。当然，所述盘体部12，也可以仅设置在注浆固结体的尾翼部位，即钻孔的靠近底部 的位置处。如果仅设置在尾翼部位，虽然其加固作用不如上述多个盘体部，但是，在施工的 时候，其耗费的人工省并且工艺简单，而且也可以达到加固抗拔力的效果。在该实施例中，在所述土钉钢筋的尾部端，还连接有锚固头及垫片5，该锚固头及 垫片5用于固定面层钢筋网4，在上述钢筋网4上喷射一层混凝土面层6，便形成了边坡支 护体系。在锚固头及垫片5与混凝土面层6之间还垫有加强筋3，加强筋3用于固定钢丝网 4及锚固头与垫片5等，上述部件借助于该注浆混凝土土钉与土层之间的力将钢丝网、混凝 土面层与土体固定在一起，并进而对整个土体产生了加固作用。图2为表示该注浆混凝土土钉的土钉钢筋的结构示意图，如图所示，该土钉钢筋2 包括钢筋本体21和钢筋支架22，钢筋支架22对钢筋本体产生对中定位的作用，优选钢筋支 架形状相同，保证了钢筋本体21离钻孔壁的距离相同，进而保证了钢筋本体21处于钻孔的 中心位置处，在施工的时候，能够保证较好的受力。钢筋本体21可以采用通常用的螺纹钢筋，作为一种优选的实施例，钢筋支架22为 一弯曲的钢筋结构，在空间上可以分为连接部221、中间部222及延伸部223三个部分，实施 例中，连接部、中间部和延伸部长度相等，连接部221与钢筋本体21平行地焊接在一起，中 间部222与钢筋本体之间呈夹角并向上延伸分布，延伸部223与钢筋本体呈平行状态，延伸 部223到钢筋本体之间的垂直距离小于钻孔的孔径，多个相同的钢筋支架依次间错开焊接 在钢筋本体21上面，多个钢筋支架在空间上形成了一个同心的结构，保证了钢筋本体21正 好位于该中心的直线上。当然，所述的钢筋支架22还可以为其他结构，比如圆形、S形等结构，这些在上述 的技术启示下，本领域的技术领域都可以想到，在此不再赘述，需要注意的是，为了更好地 保证钢筋本体受力，钢筋支架确保钢筋本体处于钻孔的中心位置处。图3为本实用新型注浆混凝土土钉的横向剖面图，如图所示，上述钢筋支架之间 依次排开一定的角度，并且，可以看到延伸部到钢筋本体之间的最大距离小于钻孔的孔径。作为一种优选的技术方案，钢筋支架之间的夹角为120度，钢筋支架每隔3m设一 道，并且钢筋支架的设置以不妨碍注浆时浆液的自由流动为准。由于土钉钢筋采取了在钢筋本体21上设置有钢筋支架22的结构，焊接的钢筋支 架22能够充分加强土钉钢筋和混凝土注浆固结体之间的包裹力，由于焊接的钢筋支架改 变了土钉钢筋与上述固结体的结合方式和受力条件，因此使土钉钢筋与混凝土注浆体的协同受力更趋合理，由此带来的抗剪性能提高，土钉钢筋不容易整根从土钉混凝土注浆固结体之中拔出，整体技术效果较好。 需要注意的，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的 基础上进行各种改进和变形，而这些改进和变形，简单变化等也不影响本发明创造的实施， 都落在本实用新型的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的 解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求一种注浆混凝土土钉，其特征在于，包括混凝土注浆固结体和土钉钢筋，土钉钢筋固定在混凝土注浆固结体中，混凝土注浆固结体与土层紧密接触，所述的土钉钢筋包括钢筋本体和钢筋支架，所述钢筋支架依次错开焊接在钢筋本体上面，多个钢筋支架形成一个同心的结构，所述土钉钢筋位于该同心结构的中心的直线上。
2.如权利要求1所述的注浆混凝土土钉，其特征在于，所述钢筋支架包括连接部、中间部及延伸部，所述连接部与钢筋本体焊接在一起，中间 部与钢筋本体之间呈夹角延伸分布，所述延伸部与钢筋本体平行。
3.如权利要求1或2所述的注浆混凝土土钉，其特征在于， 所述钢筋夹角为120度。
4.如权利要求1所述的注浆混凝土土钉，其特征在于，所述混凝土注浆固结体包括主体部和一个盘体部，所述主体部为一通直的固结体结 构，其直径等于钻孔直径，所述盘体部的直径大于孔径，设置在注浆固结体的尾翼部位。
5.如权利要求1或4所述的注浆混凝土土钉，其特征在于， 在注浆固结体的主体部的中间，还设置有多个盘体部。
专利摘要本实用新型涉及一种注浆混凝土土钉，位于钻孔孔内，包括混凝土注浆固结体和土钉钢筋，土钉钢筋固定在混凝土注浆固结体中间，混凝土注浆固结体与土层紧密接触，其中，所述的土钉钢筋由钢筋本体和钢筋支架构成，所述的钢筋支架依次错开焊接在钢筋本体上面，多个钢筋支架形成一个同心的结构，所述的土钉钢筋位于该中心的直线上，采用了该种设计后，能够充分提高土钉的抗剪性能。
文档编号E02D17/20GK201588214SQ20092027754
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者史生军, 张国梁, 梁彦伟, 王占奎, 通振远 申请人:中冶交通工程技术有限公司