一种花管土钉施工方法研究

一种花管土钉施工方法研究

石林  ,孙阳军  ,庞肖飞  ,赵文英*  ,张泽

陕西建工机械施工集团有限公司  西安  710032

摘要：花管土钉支护作为土钉墙支护的一种方式，因其结构简单、经济合理、综合性能突出等特点，被广泛应用于地下空间等各种岩土工程中。本文设计了一种新型的花管土钉击入连接装置，克服了传统花管利用空压机和风锤打入土体施工进度慢、耗时耗力等缺点，大大提高施工效率，具有很好的推广应用前景。

关键词：土钉；连接装置；岩土工程；

Study on Construction Method of Tubular Soil Nail

SHI Lin   SUN YangjunPANG XiaofeiZHAO WenyingZHANG Ze

SCEGC MECHANIZED CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD.，Xi'an，710032

Abstract：As a way of soil nailing wall support, pipe soil nailing is widely used in various geotechnical engineering such as underground space due to its simple structure, reasonable economy and outstanding comprehensive performance. In this paper, a new type of pipe soil nail striking connection device is designed, which overcomes the shortcomings of slow construction progress, time-consuming and labor-consuming of traditional pipe striking soil by air compressor and wind hammer, and greatly improves the construction efficiency. It has a good application prospect.

Key words：soil nails; connecting devices; geotechnical engineering;

1研究背景及意义

随着我国的城市化进程，地下空间的不断拓展，基坑和边坡支护等岩土工程也得到飞速发展，而土钉支护作为其中一种重要的支护形式，在我国应用也非常广泛，尤其是近些年的复合土钉技术使得土钉支护在软土等不良地质也得以成功使用，由于土钉支护的构造简单、安装方便、经济有效、综合性能突出等优点[1]，土钉技术已越来越成为岩土工程施工中不可或缺的一项工艺。土钉的锚固作用主要是通过其外表和土体之间的摩擦力来提供，所以地质条件直接影响了土钉的实际锚固效果[2]。花管土钉是在传统土钉的基础上发展出来的一种升级工艺，在实际施工中，经常不可避免的会遇到松散砂土层、软土层等自稳性特别差，或者地下水位较高的特殊地层[3]，成孔时因为土质松软，含水率高极易引发塌孔，甚至地下水涌出等问题，传统的土钉已不能满足施工要求，而用花管土钉代替传统土钉，花管的管壁四周开孔，把花管插入软弱土体，然后通过花管注入水泥浆，可形成土钉墙支护，起到加固作用，因此在不良地质条件，花管土钉应用较为广泛。但传统工程实践中的做法是利用空压机和风锤，采用人工推动风锤，将加工好的花管按设计间距打入土体内，这一过程耗费人力，且施工进度缓慢，施工成本高。上述问题在实际工程中普遍存在，急需通过对传统工艺及机械设备进行改进，提高施工效率。

2研究内容及设计方案

为了解决上述传统花管土钉施工过程中耗时耗力，效率低下，进度缓慢的问题，本文提出一种花管土钉击入连接装置，能够与动力机械配合，提高施工速度，大幅降低施工成本，且易于安装和重复使用[4]。本文设计了如图一的新型花管土钉击入连接装置，

图一 花管土钉击入连接装置示意图

本装置构造简单、使用方便，包括钎杆、花管套筒和防滑套管，其中钎杆的一端与动力机械相连，另一端设置有花管套筒，通过花管套筒装入花管土钉并将花管土钉固定，通过动力机械提供冲击力，花管土钉在冲击力作用下打入土体内。花管套筒安装花管土钉的一侧，端面上设置有半圆弧面体结构的防滑护套，防滑护套的内壁与花管套筒的内壁相平齐，与花管套筒的中轴线，防滑护套的外径小于花管套筒的外径，二者通过焊接连接紧固。动力机械采用挖机，钎杆的一端安装在挖机破碎锤上，依靠挖机施加推力与挖机破碎锤施加锤击力，代替以往的操作空压机和风锤，通过人工推力操作的方式，达到将花管击入土体的目的。

相较于现有技术，本设计方案有如下的有益效果：传统花管土钉在砂层基坑开挖土钉支护工程中利用空压机和风锤，采用人工推动风锤，将加工好的花管按设计间距打入土体内，本文设计的新型花管土钉击入连接装置钎杆的一端能够与动力机械相连，另一端设置有花管套筒，通过花管套筒装入花管土钉并将花管土钉固定，通过动力机械提供冲击力，花管土钉在冲击力作用下打入土体内，利用动力机械实施花管土钉击入操作，施工速度快，能够大幅降低施工成本，且本实用新型的连接装置加工简单，能够与不同动力机械相连，适用性强，易于拆卸，可反复利用，具有很好的应用前景。

3施工方法

本研究在传统的花管土钉施工基础上进行改进[5-7]，总结出如下施工工艺，经实践，在施工中得到很好的应用效果。具体完整施工方法如图二：

图二  花管土钉施工流程图

主要步骤如下：

3.1设备选型

施工前，通过对施工图纸和地质报告的详细研究，结合实际施工条件，选择适合的破碎锤和花管土钉型号，并通过试验段进行优化。

3.2 定位与花管土钉安装

坡面检查合格后，按图纸要求，放线定位，用破碎锤将花管土钉按要求角度击入到设计深度。

3.3压力灌浆

花管土钉击入到设计深度后及时注入水泥浆并及时二次压浆。稳压不少于5min，注浆压力和水灰比严格按设计执行。

4 结语

本研究在传统花管土钉施工工艺的基础上，通过对提高施工过程中效率低下，耗时耗力等问题的研究，提出了一种花管土钉击入连接装置的新型设备，结构简单、操作方便，极大地提高了施工效率且能有效降低施工成本，具有很好的的推广应用价值。

参考文献

[1] 杨光华.土钉支护技术的应用与研究进展[J].岩土工程学报,2010,32(S1):9-16.

[2] 查吕应,沈贵松,王继伟.深基坑支护工程中的水害及防治[J].西部探矿工程,2006(10):53-54..

[3] 苏明星,黎飞.土钉支护施工中常遇问题及其处理[J].西部探矿工程,2006(10):52-53.

[4] 孙阳军,庞肖飞,王德胜,张泽,苏天涯. 一种花管土钉击入连接装置[P]. 陕西省：CN216379550U,2022-04-26.

[5] 李朝阳.钢花管在边坡支护上的应用[J].山西水利科技,2009(03):48-50.

[6] 张玉坡,霍伟,陈东英,沙元恒.花管复合土钉墙支护在基坑中的应用[J].中国煤炭地质,2012,24(03):44-47.

[7] 姬建民. 复合土钉的作用机理与施工:以珠海两馆基坑为例[M]. 昆明理工大学, 2013.