[实用新型]一种高抗剪性混凝土土钉

说明书

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。

背景技术：

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￠14～￠32mm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80～100mm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连接砼部分剪破，致使混凝土对钢筋的握裹力急剧下降，造成钢筋在外力的作用下整根被拔出。

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α为45°～120°。

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》(JGJ120-99)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。