装配式复合型土钉墙支护结构的制作方法

本实用新型涉及边坡防护技术领域，具体涉及装配式复合型土钉墙支护结构。

背景技术：

土钉墙(soilnailwall)是一种原位土体加筋技术。将基坑边坡通过由钢筋等材料制成的土钉进行加固，边坡表面铺设一道钢筋网再喷射一层砼面层和土方边坡相结合的边坡加固型支护施工方法。其构造为设置在坡体中的加筋杆件(即土钉或锚杆)与其周围土体牢固粘结形成的复合体，以及面层所构成的类似重力挡土墙的支护结构。

按照土钉的类型分为：钻孔注浆型、直接打入型和打入注浆型，其中钻孔注浆型是先用钻机等机械设备在土体中钻孔，成孔后置入杆体(一般采用hrb335带肋钢筋制作)，然后沿全长注水泥浆。钻孔注浆钉几乎适用于各种土层，抗拔力较高，质量较可靠，造价较低，是最常用的土钉类型。直接打入型是在土体中直接打入钢管、角钢等型钢、钢筋、毛竹、圆木等，不再注浆。由于打入式土钉直径小，与土体间的粘结摩阻强度低，承载力低，钉长又受限制，所以布置较密，可用人力或振动冲击钻、液压锤等机具打入。直接打入土钉的优点是不需预先钻孔，对原位土的扰动较小，施工速度快，但在坚硬粘性土中很难打入，不适用于服务年限大于2年的永久支护工程，杆体采用金属材料时造价稍高，国内应用很少。而打入注浆型是在钢管中部及尾部设置注浆孔成为钢花管，直接打入土中后压灌水泥浆形成土钉。钢花管注浆土钉具有直接打入钉的优点且抗拔力较高，特别适合于成孔困难的淤泥、淤泥质土等软弱土层、各种填土及砂土，应用较为广泛，缺点是造价比钻孔注浆土钉略高，防腐性能较差不适用于永久性工程。

但是对着近年来地震频发，对于处于地震高发区的基坑边坡，由于受到地震的影响，容易引起塌方造成严重的人身和财产损失，尤其是对于那种含石量较高的边坡中，其对支护结构的要求更高，因此，有必要开发防震效果更好的土钉墙支护结构。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的土钉墙支护结构对地震频发区的含石量高的边坡防护的防震效果欠佳，可能引起土钉松动脱落发生塌方等问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

装配式复合型土钉墙支护结构，包括防护面层和复合钢管，所述复合钢管插入防护边坡中，所述复合钢管通过连接件与所述防护面层可拆卸连接，所述复合钢管包括中空的芯管、管套以及侧管，所述芯管包括锥底和柱体，所述管套套装在所述芯管的外层，所述管套与所述芯管之间具有间隙形成夹层腔体，所述侧管设置在所述夹层腔体中，所述侧管的一端与所述柱体连接并与所述芯管的内腔连通，所述侧管的另一端与所述管套连接且与外部连通，所述夹层腔体中填充有弹性混凝土，所述芯管的内腔和侧管中填充有混凝土，所述复合钢管与周围的防护边坡土中填充有混凝土。

本实用新型充分考虑含石量高且处于地震带的边坡，在受到地震作用时，容易引起岩土的松动滑移，在震动过程中，边坡中的坚石晃动容易使得防护边坡中的复合钢管松动，从而失去很好的钉扎作用。

本实用新型考虑到含石量高的防护边坡，采用先钻孔，然后打入复合钢管，在芯管和套管形成的夹层腔体中填充弹性混凝土，而在芯管的内腔以及套管与周围防护边坡土中填充混凝土从而使得复合钢管与防护边坡周围结合性更好，将复合钢管通过连接件与防护面层连接，使得防护面层、复合钢管一起对防护边坡起到防护加固作用，而夹层腔体中的弹性混凝土在地震发生震动时，能对复合钢管起到一定的缓冲作用，减少震动带来的位移，减弱震动对复合钢管带来的晃动甚至松动，提高了该支护结构对地震的适应能力，更好地保护边坡，减少滑移。

进一步地，所述套管的直径小于或等于所述锥底的直径，这样在打入复合钢管的过程中，能更顺利地进入土钉孔中。

本实用新型优选的装配式复合型土钉墙支护结构，所述侧管中设置有弹簧，所述弹簧的一端固定设置在所述侧管与所述芯管的连接处，所述弹簧的另一端沿着所述侧管自然延伸，所述弹簧的自然长度小于或等于所述侧管的长度。

本实用新型通过在侧管中设置自然伸长的弹簧，当在通过芯管的内腔注入混凝土中，混凝土会向侧管中流动，在混凝土的推动作用下，弹簧会发生一定的伸长形变，而当地震发生时，所述弹簧的形变会对横向震动产生吸能，起到减震的作用，从而对复合钢管起到一定的保护作用。

所述芯管与所述侧管的连接处设置有凸缘，所述弹簧与所述凸缘固定连接，凸缘设置使得弹簧能更好地进行固定，防止在混凝土推动过程中发生脱落。

本实用新型优选的装配式复合型土钉墙支护结构，所述芯管与所述连接件螺纹连接，螺纹连接是一种可拆卸连接，使得支护结构为装配式结构，易于安装和拆卸，另一方面，螺纹连接比较稳固，能使得防护面层与复合钢管的整体性好。

本实用新型优选的装配式复合型土钉墙支护结构，所述锥底的侧壁设置有通孔，在加压注浆时，通过能使得混凝土通过进入到复合钢管周围的防护边坡土体中，从而使得复合钢管与防护边坡之间的连接更为稳固。

本实用新型优选的装配式复合型土钉墙支护结构，所述防护面层为柔性防护层，所述柔性防护层设置有加强筋，所述连接件与所述加强筋可拆卸连接。

本实用新型优选的装配式复合型土钉墙支护结构，所述加强筋包括相互垂直的第一加强筋和第二加强筋，所述第一加强筋和第二加强筋交叉形成连接点，所述连接件与所述连接点可拆卸连接。

加强筋在一方面提高了防护面层的防护效果，另一方面，也能与复合钢管更好地进行固定连接，保持整个支护结构的整体性和稳固性。

装配式复合型土钉墙支护结构的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1：在防护边坡上钻孔形成土钉孔，其中孔径是复合钢管直径的1.05-1.1倍；

步骤2：将复合钢管沿土钉孔打入防护边坡中；

步骤3：向所述夹层腔体中注入弹性混凝土；

步骤4：向所述芯管的内腔中注入混凝土，所述混凝土沿所述侧管向附近的坡土中流通；

步骤5：将防护面层铺设在防护边坡上，并通过连接件将防护面层与复合钢管进行固定。

本实用新型考虑含石量高且地震发生频率高的边坡结构，其硬度较大，不便于直接打入复合钢管，因此，先钻孔，而且孔径略大于复合钢管的直径，便于复合钢管的插入，复合钢管插入之后，再进行两次注浆，一次是对套管与芯管之间的夹层腔体中注入弹性混凝土，二次是对芯管的内腔加压注入混凝土，内腔的混凝土沿侧管向套管外的边坡土层中流动，对于一次注浆形成的弹性混凝土，能在边坡震动时，对复合钢管进行缓冲，减震，而二次注入使得复合钢管与边坡形成更好的连接，在二次注浆过程中，侧管中设置有弹簧，在混凝土从芯管的内腔向侧管流动的过程中，会促使弹簧发生拉伸形变，储备能量，而当地震发生，边坡内部产生晃动时，弹簧的形变能在一定程度上吸收地层中的地震波所产生的能，减少由于地震波带来的位移，有效保护复合钢管。

所述步骤4中在具体铺设防护面层时，将连接点与复合钢管对齐，并用连接件进行连接。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型考虑含石量高的地震区边坡，结合现有打孔注浆型和打入注浆型两种土钉墙施工方式，采用先打小孔，再打入复合钢管并注浆的方式，得到了整体性好，防震效果好的土钉墙支护结构。

2、本实用新型改进现有的钢花管，采用两层结构的复合钢管，在夹层腔体中注入弹性混凝土，在芯管内腔和周围的防护边坡土层中注入混凝土，得到了具有缓冲效果的复合钢管，且复合钢管在防护边坡中钉扎稳固。

3、本实用新型通过侧管作为混凝土流入防护边坡土层中的通道，并在侧管中设置一端固定的自然伸长的弹簧，在加压注浆时，混凝土会带动弹簧拉伸形变，在地震时，形变的弹簧能在一定程度上减少地震波带来的震动滑移，提高复合钢管与防护边坡土层结合的稳固性。

4、本实用新型的复合钢管与所述防护面层螺纹可拆卸连接，拆装方便，整体性好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的复合钢管的正视结构示意图。

图3为本实用新型注浆前复合钢管的横截面俯视结构示意图。

图4为本实用新型注浆后复合钢管的横截面俯视结构示意图。

图5为本实用新型防护面层的主视结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-防护面层，100-第一加强筋，101-第二加强筋，2-复合钢管，3-芯管，30-柱体，31-锥底，310-通孔，32-内螺纹，4-套管，5-侧管，6-夹层腔体，7-连接件，70-外螺纹，71-螺母，8-弹性混凝土，9-混凝土，10-弹簧，11-凸缘，12-防护边坡。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1-图5所示，装配式复合型土钉墙支护结构，包括防护面层1和复合钢管2，所述复合钢管2插入防护边坡12中，所述复合钢管2通过连接件7与所述防护面层1可拆卸连接，所述复合钢管2包括中空的芯管3、管套以及侧管5，所述芯管3包括锥底31和柱体30，所述管套套装在所述芯管3的外层，所述套管4的直径等于所述锥底31的直径，所述管套与所述芯管3之间具有间隙形成夹层腔体6，所述侧管5设置在所述夹层腔体6中，所述侧管5的一端与所述柱体30连接并与所述芯管3的内腔连通，所述侧管5的另一端与所述管套连接且与外部连通，所述夹层腔体6中填充有弹性混凝土8，所述芯管3的内腔和侧管5中填充有混凝土9，所述复合钢管2与周围的防护边坡12土中填充有混凝土9。

所述弹性混凝土8为聚氨酯混凝土。

所述混凝土9为高强度混凝土。

所述锥底31的侧壁设置有通孔310，在加压注浆时，通过能使得混凝土9通过进入到复合钢管2周围的防护边坡12土体中，从而使得复合钢管2与防护边坡12之间的连接更为稳固。

所述防护面层1包括加强筋和柔性敷面，所述加强筋包括相互垂直的第一加强筋100和第二加强筋101，所述第一加强筋100和第二加强筋101交叉形成连接点，所述连接件7与所述连接点可拆卸连接。

所述芯管3的内腔的上段设置有内螺纹32，所述连接件7设置有外螺纹70，所述芯管3与连接件7螺纹连接，且所述连接件7穿过第一加强筋100和第二加强筋101的连接点并用螺母71拧紧固定。

在具体连接时，所述连接件7依次穿过第二加强筋101、第一加强筋100以及柔性敷面然后进入到所述芯管3中，然后用螺母71进行拧紧固定。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，所述侧管5中设置有弹簧10，所述弹簧10的一端固定设置在所述侧管5与所述芯管3的连接处，所述弹簧10的另一端沿着所述侧管5自然延伸，所述弹簧10的自然长度小于或等于所述侧管5的长度。

所述芯管3与所述侧管5的连接处设置有凸缘11，所述弹簧10与所述凸缘11固定连接，凸缘11设置使得弹簧10能更好地进行固定，防止在混凝土9推动过程中发生脱落。

装配式复合型土钉墙支护结构的施工工艺，包括如下步骤：

步骤1：在防护边坡12上钻孔形成土钉孔，其中孔径是复合钢管2直径的1.05-1.1倍；

步骤2：将复合钢管2沿土钉孔打入防护边坡12中；

步骤3：向所述夹层腔体6中注入弹性混凝土8；

步骤4：向所述芯管3的内腔中注入混凝土9，所述混凝土9沿所述侧管5向附近的坡土中流通；

步骤5：将防护面层1铺设在防护边坡12上，并通过连接件7将防护面层1与复合钢管2进行固定。

所述步骤4中在具体铺设防护面层1时，将连接点与复合钢管2对齐，并用连接件7进行连接。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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