一种自钻式预应力土钉及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种自钻式预应力土钉，包括钉尖、钉杆、螺旋刃及螺旋翅板，钉尖后端面设一个轴孔和至少两个导流孔，钉尖通过轴孔与钉杆连接，钉尖前端面及侧表面均布若干射流孔，螺旋刃环绕钉尖轴线均布在钉尖外表面，钉杆为与钉尖同轴分布的管状结构，螺旋翅板环绕钉杆轴线呈螺旋状结构分布在钉杆外表面，钉杆后端面面侧壁位置设至少两条定位孔，定位孔轴线与钉杆轴线垂直分布。其施工方法包括施工参数采集，土钉定位及注浆强化等三个步骤。本发明专利技术构成结构简单，使用灵活性方便，具有良好的环境实用性和通用性，另可极大的提高本发明专利技术在地质结构中定位的稳定性和可靠性。

A self drilling prestressed soil nail and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种自钻式预应力土钉及施工方法
本专利技术涉及一种自钻式预应力土钉及施工方法，属土建设备

技术介绍
土钉是当前在进行山体、堤坝及建筑基坑等边坡强化固定施工的重要设备，使用量巨大，但在实际使用中发现，当前所使用的土钉往往均需要首先由钻孔设备钻孔，然后嵌入到钻孔内后在进行灌浆固定，虽然可以满足使用的需要，但以方面施工难度大，施工作业效率低下且施工成本相对较高，另一方面也造成土钉与地址结构连接关系稳定性差，极易因地质结构变形或外力冲击而导致定位位置及定位精度受到严重影响，从而严重影响了当前土钉施工作业的质量、施工效率和施工成本。因此针对这一问题，迫切需要开发一种全新的土钉机构及施工方法，以满足实际使用的需要。
技术实现思路
本专利技术目的就在于克服上述不足，提供一种自钻式预应力土钉及施工方法。为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种自钻式预应力土钉，包括钉尖、钉杆、螺旋刃及螺旋翅板，其中钉尖为密闭腔体结构，其后端面直径为前端面直径至少3倍，钉尖后端面设一个轴孔和至少两个导流孔，轴孔与钉尖同轴分布，且钉尖通过轴孔与钉杆相互连接并同轴分布，导流孔轴线与钉尖轴线平行分布，且各导流孔环绕钉尖轴线均布，钉尖前端面及侧表面均布若干射流孔，其中位于钉尖前端面的射流孔与钉尖同轴分布，位于钉尖侧表面射流孔轴线与钉尖轴线垂直并相交，螺旋刃至少三条，环绕钉尖轴线均布在钉尖外表面，且各螺旋刃前端面相交且交点位于钉尖轴线上，并位于钉尖前端面至少5毫米处，相邻两条螺旋刃之间的钉尖外侧面设至少一条导流槽，且导流槽分别与钉尖前端面及后端面连通，钉杆为与钉尖同轴分布的管状结构，其外径为钉尖后端面直径的50%—80%，螺旋翅板环绕钉杆轴线呈螺旋状结构分布在钉杆外表面，且螺旋翅板前端面与钉尖后端面间间距不小于5毫米，螺旋翅板直径比钉尖后端面直径大至少5毫米，钉杆后端面面侧壁位置设至少两条定位孔，定位孔轴线与钉杆轴线垂直分布。进一步的，所述的钉尖为圆锥及圆台结构中的任意一种。进一步的，所述的钉杆包括若干杆体及用于相邻两节管体连接的连接扣，所述管体与连接扣间相互同轴分布，且每节管体长度均不小于10厘米。进一步的，所述的螺旋翅板板面与钉杆轴线呈30°—90°夹角。进一步的，所述的螺旋翅板上均布若干透孔，所述透孔孔径均不大于10毫米，且透孔轴线与水平面平行分布。进一步的，所述的螺旋翅板中，位于钉杆后端面的螺旋翅板直径为钉杆前端面处螺旋翅板直径的1—3.5倍。一种自钻式预应力土钉的施工方法，包括以下步骤：S1，施工参数采集，首先根据施工作业面地质结构类型、施工作业面分布位置信息，确定施工中所需要使用土钉的具体数量及土钉在施工作业面中的分布位置关系；S2，土钉定位，在完成S1步骤后，首先将满足使用强度、长度机数量需要的本专利技术土钉通过钻机设备按照S1步骤确定的分布位置通过螺旋刃及螺旋翅板依次钻入到施工作业面内，并使本本专利技术土钉后端面至少5厘米位于施工作业面外外侧，然后利用本专利技术土钉后端面的定位孔通过钢绞线根据S1步骤确定的分布位置对相应土钉之间进行连接定位；S3,注浆强化，完成S2不步骤后，将各定位后的本专利技术土钉后端面通过导流管与注浆系统连通，然后将高压浆料通过钉杆输送至钉尖内，并使钉尖内浆料在压力作用下分别通过导流孔和射流孔注入到钉尖外表面地质结构中及螺旋翅板前端面与钉尖后端面之间的的地质结构中，并在浆料凝固后实现对本专利技术土钉进行强化定位。本专利技术构成结构简单，使用灵活性方便，具有良好的环境实用性和通用性，并便于多个设备协同运行，从而有效满足对山体、堤坝及基坑侧壁进行固定作业的需要，同时在具体施工中，一方面可有效提高本专利技术定位作业的工作效率，降低定位作业能力，并减少辅助设备使用量，降低定位作业的施工成本和劳动强度，另一方面可极大的提高本专利技术在地质结构中定位的稳定性和可靠性，提高对地质结构变化及外力冲击的抵御能力，从而可极大的提高施工质量。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术施工方法流程图。具体实施方式如图1所示一种自钻式预应力土钉，包括钉尖1、钉杆2、螺旋刃3及螺旋翅板4，其中钉尖1为密闭腔体结构，其后端面直径为前端面直径至少3倍，钉尖1后端面设一个轴孔6和至少两个导流孔5，轴孔6与钉尖1同轴分布，且钉尖1通过轴孔6与钉杆2相互连接并同轴分布，导流孔5轴线与钉尖1轴线平行分布，且各导流孔5环绕钉尖1轴线均布，钉尖1前端面及侧表面均布若干射流孔7，其中位于钉尖1前端面的射流孔7与钉尖1同轴分布，位于钉尖1侧表面射流孔7轴线与钉尖1轴线垂直并相交，螺旋刃3至少三条，环绕钉尖1轴线均布在钉尖1外表面，且各螺旋刃3前端面相交且交点位于钉尖1轴线上，并位于钉尖1前端面至少5毫米处，相邻两条螺旋刃3之间的钉尖1外侧面设至少一条导流槽8，且导流槽8分别与钉尖1前端面及后端面连通，钉杆2为与钉尖1同轴分布的管状结构，其外径为钉尖1后端面直径的50%—80%，螺旋翅板4环绕钉杆2轴线呈螺旋状结构分布在钉杆2外表面，且螺旋翅板4前端面与钉尖1后端面间间距不小于5毫米，螺旋翅板4直径比钉尖1后端面直径大至少5毫米，钉杆2后端面面侧壁位置设至少两条定位孔9，定位孔9轴线与钉杆2轴线垂直分布。本实施例中，所述的钉尖1为圆锥及圆台结构中的任意一种。本实施例中，所述的钉杆2包括若干杆体21及用于相邻两节管体21连接的连接扣22，所述管体21与连接扣22间相互同轴分布，且每节管体21长度均不小于10厘米。本实施例中，所述的螺旋翅板4板面与钉杆2轴线呈30°—90°夹角。本实施例中，所述的螺旋翅板4上均布若干透孔10，所述透孔10孔径均不大于10毫米，且透孔10轴线与水平面平行分布。本实施例中，所述的螺旋翅板4中，位于钉杆2后端面的螺旋翅板4直径为钉杆2前端面处螺旋翅板4直径的1—3.5倍。如图2所示，一种自钻式预应力土钉的施工方法，包括以下步骤：S1，施工参数采集，首先根据施工作业面地质结构类型、施工作业面分布位置信息，确定施工中所需要使用土钉的具体数量及土钉在施工作业面中的分布位置关系；S2，土钉定位，在完成S1步骤后，首先将满足使用强度、长度机数量需要的本专利技术土钉通过钻机设备按照S1步骤确定的分布位置通过螺旋刃及螺旋翅板依次钻入到施工作业面内，并使本本专利技术土钉后端面至少5厘米位于施工作业面外外侧，然后利用本专利技术土钉后端面的定位孔通过钢绞线根据S1步骤确定的分布位置对相应土钉之间进行连接定位；S3,注浆强化，完成S2不步骤后，将各定位后的本专利技术土钉后端面通过导流管与注浆系统连通，然后将高压浆料通过钉杆输送至钉尖内，并使钉尖内浆料在压力作用下分别通过导流孔和射流孔注入到钉尖外表面地质结构中及螺旋翅板前端面与钉尖后端面之间的的地质结构中，并在浆料凝固后实现对本专利技术土钉进行强化定位。本专利技术构成结构简单，使用灵活性方便，具有良好的环境实用性和通用性，并便于多个设备协同运行，从而有效满足对山体、堤坝及基坑侧壁进行固定作业的需要，同时在具体施工中，一方面可有效提高本专利技术定位作业的工作效率，降低定位作业能力，并减少辅助设备使用量，降低定位作业的施工成本和劳动强度，另一方面可极大的提高本专利技术在地质结构中定位的稳定性和可靠性，提高对地质结构变化及外力冲击的抵御能力，从而可极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自钻式预应力土钉，其特征在于：所述的自钻式预应力土钉包括钉尖、钉杆、螺旋刃及螺旋翅板，其中所述钉尖为密闭腔体结构，其后端面直径为前端面直径至少3倍，所述钉尖后端面设一个轴孔和至少两个导流孔，所述轴孔与钉尖同轴分布，且钉尖通过轴孔与钉杆相互连接并同轴分布，所述导流孔轴线与钉尖轴线平行分布，且各导流孔环绕钉尖轴线均布，所述钉尖前端面及侧表面均布若干射流孔，其中位于钉尖前端面的射流孔与钉尖同轴分布，位于钉尖侧表面射流孔轴线与钉尖轴线垂直并相交，所述螺旋刃至少三条，环绕钉尖轴线均布在钉尖外表面，且各螺旋刃前端面相交且交点位于钉尖轴线上，并位于钉尖前端面至少5毫米处，相邻两条螺旋刃之间的钉尖外侧面设至少一条导流槽，且所述导流槽分别与钉尖前端面及后端面连通，所述钉杆为与钉尖同轴分布的管状结构，其外径为钉尖后端面直径的50%—80%，所述螺旋翅板环绕钉杆轴线呈螺旋状结构分布在钉杆外表面，且螺旋翅板前端面与钉尖后端面间间距不小于5毫米，螺旋翅板直径比钉尖后端面直径大至少5毫米，所述钉杆后端面面侧壁位置设至少两条定位孔，所述定位孔轴线与钉杆轴线垂直分布。

【技术特征摘要】
1.一种自钻式预应力土钉，其特征在于：所述的自钻式预应力土钉包括钉尖、钉杆、螺旋刃及螺旋翅板，其中所述钉尖为密闭腔体结构，其后端面直径为前端面直径至少3倍，所述钉尖后端面设一个轴孔和至少两个导流孔，所述轴孔与钉尖同轴分布，且钉尖通过轴孔与钉杆相互连接并同轴分布，所述导流孔轴线与钉尖轴线平行分布，且各导流孔环绕钉尖轴线均布，所述钉尖前端面及侧表面均布若干射流孔，其中位于钉尖前端面的射流孔与钉尖同轴分布，位于钉尖侧表面射流孔轴线与钉尖轴线垂直并相交，所述螺旋刃至少三条，环绕钉尖轴线均布在钉尖外表面，且各螺旋刃前端面相交且交点位于钉尖轴线上，并位于钉尖前端面至少5毫米处，相邻两条螺旋刃之间的钉尖外侧面设至少一条导流槽，且所述导流槽分别与钉尖前端面及后端面连通，所述钉杆为与钉尖同轴分布的管状结构，其外径为钉尖后端面直径的50%—80%，所述螺旋翅板环绕钉杆轴线呈螺旋状结构分布在钉杆外表面，且螺旋翅板前端面与钉尖后端面间间距不小于5毫米，螺旋翅板直径比钉尖后端面直径大至少5毫米，所述钉杆后端面面侧壁位置设至少两条定位孔，所述定位孔轴线与钉杆轴线垂直分布。2.根据权利要求1所述的一种自钻式预应力土钉，其特征在于：所述的钉尖为圆锥及圆台结构中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种自钻式预应力土钉，其特征在于：所述的钉杆包括若干杆体及用于相邻两节管体连接的连接扣，所述管体与连接扣间相互同轴分布，且每节管体长度均不小于10厘米。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：罗平平，
申请(专利权)人：台州市岩土工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33