一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系制造技术

本实用新型专利技术是一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，该体系是在坡面(7)表面铺贴土工织物(4)，在土工织物(4)上再铺贴土工格栅(5)，在土工格栅(5)外表面通过网格状的刚性梁(2)固定，在网格状的刚性梁(2)交叉点处用打入坡面(7)内的承力土钉(3)固定并承力，使土工织物(4)、土工格栅(5)、刚性梁(2)和承力土钉(3)构成一个整体的受力体系。其优点是：1、坡面不用混凝土面层；2、适用于放坡比率陡的坡面；3、解决了现有土钉墙支护体系施工中严重扬尘及锚喷机施工噪声大的缺陷；4、符合国家绿色施工中关于装配式工程的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系
本技术是一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，属于岩土工程边坡支护/基坑支护

技术介绍
土钉墙是指采用土钉加固的基坑侧壁土体或边坡侧壁土体与面层组成的支护结构。考虑安全性与经济性，土钉墙支护方法在非软土场地的基坑或边坡工程中应用广泛。现有常规土钉墙支护体系主要由土钉和面层两部分组成。土钉是指采用钻孔、打入或射入的方式将钢筋、钢管或高分子聚合材料细长杆体材料置入岩土体中并注入水泥等胶凝材料形成的加筋体。面层是承受潜在滑裂面以内土体的土压力并将其传递至土钉、限制支护土体产生的侧向位移的结构。面层主要包括喷射混凝土面层、现浇混凝土面层、预制混凝土面层、钢面板、高分子材料面板等类型。其中喷射混凝土面层是最为常用的面层型式，由钢筋网片和喷射混凝土层构成。现行中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中列出了常规土钉墙施工顺序：1)根据设计的坡率要求开挖工作面，人工修整边坡；2)机械/人工钻孔，安设土钉、注浆；3)绑扎面层钢筋网片或铺设预制钢筋网片，并焊接加强筋；4)喷射面层混凝土；5)养护。目前面层常规采用喷射混凝土、预制钢面板、预制混凝土面板等刚性面层。存在施工速度慢，或造价高，或扬尘大，施工工艺复杂且不环保缺点。
技术实现思路
本技术正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，其目的是解决以下问题：1、坡面不用混凝土面层；r>2、适用于放坡比率陡的坡面；3、解决了现有土钉墙支护体系施工中严重扬尘及锚喷机施工噪声大的缺陷；4、符合国家绿色施工中关于装配式工程的要求。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：该种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系中，坡面7表面铺贴土工织物4，在土工织物4上再铺贴土工格栅5构成柔性网面层，在土工格栅5外表面通过网格状的刚性梁2固定，在网格状的刚性梁2交叉点处用打入坡面7内的承力土钉3固定并承力，使土工织物4、土工格栅5、刚性梁2和承力土钉3构成一个整体的受力体系。在一种实施中，土工织物4为土工膜或土工布中的一种两种的组合。在一种实施中，土工格栅5为双向或三向土工格栅。在一种实施中，承力土钉3的顶端安装一个高强螺栓8，通过螺母压紧、连接在固定刚性梁2上。在一种实施中，刚性梁2、土工织物4和土工格栅5的顶部均外翻到坡面7上口以外，翻出的部分用固定土钉1固定在坡面7的顶部，进一步，翻出部分的宽度范围为1～2m。在一种实施中，固定土钉1和承力土钉3是通过成孔再注浆的施工方式制成。在一种实施中，坡面7的坡率为1∶0.2～1∶0.4。在一种实施中，网格状的刚性梁2的纵横向间隔为1.0～1.5m。本技术技术方案中，通过钻孔注浆/打入并注浆方法将固定土钉1和承力土钉3杆体固定设置在坡面7土体的钻孔中，并通过高强螺栓8连接件将柔性网面层与刚性梁2、土钉连接在一起，连接时通过扭矩扳手施加一定的预应力，使柔性网面层张紧后铺设在坡面7上，坡面7土体产生的侧向土压力通过柔性网面层和刚性梁2传递给承力土钉3，再通过承力土钉3传到滑裂面以外的地层中去。柔性网面层及刚性梁2的约束作用和承力土钉3的加筋作用可以有效承担土压力并限制支护边坡的侧向位移，从而保持边坡稳定。上述的网格状的刚性梁2包括多条横向刚性梁和多条纵向刚性梁，横向刚性梁与所述纵向刚性梁相互交叉在一起形成网格状结构。国家现有的行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)没有提出土钉墙面层的受力机理，因此对土钉墙的面层没有给出计算公式，常规土钉墙的喷射混凝土面层按照“构造要求”进行设计。当前一些文献提到了可使用高强纤维网等材料作为土钉墙的面层使用，但没有提供理论支持，适用范围狭窄，只适用岩石、坡度缓的放坡土层，使用起来没有明确的理论依据。本技术通过课题研究认为：土钉墙承力机理是由面层、土钉、被加固土体构成一个综合整体重力式挡墙，阻挡墙后土体滑移，进而保证基坑/边坡的安全。对土钉墙面层受力提出如下新理论：土钉墙支护的土体水平向主动土压力，可通过刚性梁及其附近柔性网面层的作用凝聚在土钉杆体端头，再由土钉传递给土钉墙后的深层土体，面层仅承担由刚性梁格网间的薄层楔形体滑动土体的土压力。如图1所示。在图2中取出椭圆范围所示楔形体薄层滑动土体作为隔离体，如图3所示。假定楔形滑动土体处于极限平衡状态，该滑块承受自重G，滑面支撑力N，滑动面阻滑力T，以及土钉墙面层提供的阻滑力Ts。如图4所示，在N-S坐标系中，重力G的分量GN与支撑力N达到平衡；重力G的分量GT与阻滑力T、阻滑力Ts之和达到平衡。GN＝N(1)GT＝T+TS(2)因此，TS＝GT-T＝G·cosθ-(c·l+GNtgφ)＝G·cosθ-(c·l+G·sinθtgφ)(3)式中，β是土钉墙放坡角度，φm土层平均内摩擦角。按照牛顿第一定律，可以得到面层受力T's＝Ts(4)在N-S坐标系中，可以得到面层承受的压力T'SN以及拉力T'ST通过上述理论分析，可以得到面层承受的应力。由于薄层楔形体土体的重量G很小，且滑动角ξ数值小，因此面层承受的应力小，完全可以采用柔性网承担(图示及公式中未注明的常见符号，可参见土力学等相关书籍)。附图说明图1为图土钉墙后土体的主动土压力凝聚示意图图2为柔性网面层承受薄层楔形体土体压力示意图图3为图隔离体受力分析图图4为面层受力分析图图5为本技术所述柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系的立体图图6为本技术所述柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系表面及刚性梁的结构示意图图7为本技术所述柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系中柔性网面层的结构示意图图中，1、固定土钉；2、刚性梁；3、承力土钉；4、土工织物、5、土工格栅，6、注浆体；7、坡面；8、高强螺栓；9、钻孔。具体实施方式以下将结合附图和实施例对本技术技术方案作进一步地详述：参见附图1～3所示，本实施例中，该种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系中，通过人工或机械进行钻孔作业形成钻孔9，将固定土钉1或承力土钉3安置在坡面7上的钻孔9中(打入式土钉则通过人工、机械设备将固定土钉1的杆体或承力土钉3的杆体固定在坡面7上)。沿坡面7铺贴土工织物4和土工格栅5，之后安放刚性梁2。通过刚性梁2以及固定土钉1及承力土钉3端部的高强螺栓8将土工织物4和土工格栅5与固定土钉1及承力土钉3连接在一起，土工织物4和土工格栅5与固定土钉1及承力土钉3连接时可通过扭矩扳手旋紧高强螺栓8的螺母施加预应力，使土工织物4和土工格栅5张紧后紧密贴合在坡面7上；当坡面7出现水平侧向位移时，土工织物4和土工格栅5被刚性梁2及承力土钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，其特征在于：该体系是在坡面(7)表面铺贴土工织物(4)，在土工织物(4)上再铺贴土工格栅(5)，在土工格栅(5)外表面通过网格状的刚性梁(2)固定，在网格状的刚性梁(2)交叉点处用打入坡面(7)内的承力土钉(3)固定并承力，使土工织物(4)、土工格栅(5)、刚性梁(2)和承力土钉(3)构成一个整体的受力体系。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，其特征在于：该体系是在坡面(7)表面铺贴土工织物(4)，在土工织物(4)上再铺贴土工格栅(5)，在土工格栅(5)外表面通过网格状的刚性梁(2)固定，在网格状的刚性梁(2)交叉点处用打入坡面(7)内的承力土钉(3)固定并承力，使土工织物(4)、土工格栅(5)、刚性梁(2)和承力土钉(3)构成一个整体的受力体系。


2.根据权利要求1所述的柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，其特征在于：土工织物(4)为土工膜或土工布中的一种或两种的组合。


3.根据权利要求1所述的柔性网面层与刚性梁复合土钉墙支护体系，其特征在于：土工格栅(5)为双向或三向土工格栅。


4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王笃礼，张怀文，马永琪，
申请(专利权)人：中航勘察设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11