一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法，膨胀土边坡自上而下分级开挖，每开挖一级支护一级，支护完成后再开挖下一级边坡；根据坡面大小确定柔性土工格栅及其铺设方案，铺设完成后采用竖向张拉固定；将土钉钻入预定位置并注浆加固，加固完成后将土钉与爪型钢钉链接并用固定螺帽固定，从而将柔性土工格栅固定在膨胀土边坡上；按照设计好的方案在坡面放样、钻孔并安装仰斜式排水管，本发明专利技术不仅避免当膨胀土的膨胀受到变形约束时产生较大的膨胀力，而且能通过柔性土工格栅与土钉相互作用，利用柔性土工格栅的特性允许边坡发生一定的膨胀释放能量，同时又通过土钉固定柔性土工格栅，保证坡体稳定。

A low disturbance comprehensive support structure of expansive soil slope and its construction method

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法
本专利技术涉及一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法，属于岩土工程领域。
技术介绍
膨胀土在世界范围内分布极为广泛，迄今为止己发现存在膨胀土的国家达40多个，我国是膨胀土分布最广的国家之一。膨胀土是一种富含亲水性矿物蒙脱石及其混层矿物的高塑性粘性土，由于蒙脱石矿物的物理化学性质，当其遇水后，会使膨胀土体积发生显著膨胀，当其失水后土体收缩并产生裂隙，所以由外部因素引起膨胀土含水率反复变化时，会使土体强度大大降低，当膨胀土的膨胀受到变形约束时就会产生较大的膨胀力，常常给边坡及其支挡结构物造成极大破坏。因此，确保膨胀土开挖边坡的稳定是膨胀土地区公路、铁路、水利、房建等各类基础设施建设和运营中必须要解决的技术难题。目前膨胀土挖方边坡的加固防护与处治的技术措施通常可以分为刚性支挡结构和柔性支挡结构两大类。刚性结构主要以挡土墙加浆砌片石全封闭边坡、抗滑桩、土钉框架梁为主，其工作原理是以圬工体自重来抵抗(平衡)失去整体平衡的边坡体及其在开挖过程中产生的超固结性应力释放。刚性支挡结构不允许被支挡结构土本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀土边坡低扰动综合支护施工方法，其特征在于：包括如下步骤：/na、开挖边坡：自上而下对膨胀土边坡进行分级开挖，每开挖一级支护一级；/nb、待开挖完成后对坡面进行整平，为接下来的支护结构施工提供完整的作业面；/nc、在整形完成后的坡面上，根据坡面的大小确定柔性土工格栅的铺设方案，并竖向张拉固定；铺设时根据土钉和柔性土工格栅的相互作用，确定土钉的锚固深度L和土钉的间距D，/n当膨胀土吸水膨胀，使柔性土工格栅和膨胀土边坡达到平衡时：/nE

【技术特征摘要】
1.一种膨胀土边坡低扰动综合支护施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、开挖边坡：自上而下对膨胀土边坡进行分级开挖，每开挖一级支护一级；
b、待开挖完成后对坡面进行整平，为接下来的支护结构施工提供完整的作业面；
c、在整形完成后的坡面上，根据坡面的大小确定柔性土工格栅的铺设方案，并竖向张拉固定；铺设时根据土钉和柔性土工格栅的相互作用，确定土钉的锚固深度L和土钉的间距D，
当膨胀土吸水膨胀，使柔性土工格栅和膨胀土边坡达到平衡时：
E1ε1＝P(ε2)D2
根据弦切角定理，此时土钉受到柔性土工格栅的力与土钉的角度为：



则可假设土钉所受到的力为：



由于膨胀土浅层两米处于干湿循环影响区，为保证土钉锚固强度，设此层土钉界面粘结强度为零，则边坡土钉的锚固力为：
F＝πdT(L-2)
所以每根土钉的锚固深度L和间距D都应满足所产生的锚固力F应不小于σ，所以现场布设间距D由下式确定：



E1为柔性土工格栅模量；ε1为柔性土工格栅应变；P(ε2)为膨胀土应力和应变ε2的函数关系；θ为土钉受到柔性土工格栅的力与土钉的角度；σ为土钉所受到的力；d为土钉直径；T为土钉界面粘结强度；
e、按设计好的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锐，肖宇鹏，郑健龙，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43