一种原土固化边坡挡土结构及施工方法技术

本发明专利技术涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种原土固化边坡挡土结构及施工方法，包括基础施工与翻挖原土、制备改良土坯、修建挡土墙基础部分、修建挡土墙主体部分、修建护坡部分、修建坡顶裂缝修补部分。本技术方案采用了土壤稳定液剂和土壤粉状固化剂对原土进行改良，有效减少了砂石类不可再生资源消耗，所获得改良土坯的7d无侧限抗压强度可达到1

【技术实现步骤摘要】
一种原土固化边坡挡土结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，尤其涉及一种原土固化边坡挡土结构及施工方法。

技术介绍

[0002]工程中常见的边坡治理方式主要包括挡土墙和护坡两种方法，而现有挡土墙和护坡的治理方法主要采用片石、块石、混凝土甚至钢筋混凝土结构来实现，这些结构的原材料多采用砂石类不可再生资源，国家为保护此类资源也发布了多项政策，以减缓这类不可再生资源的消耗，但效果甚微；基于此，现有技术中部分使用人为生产的砂石，但人为生产的砂石也存在加工厂离施工现场较远，必须投入较大的运输成本等问题。
[0003]在现有技术中，有申请号为CN201910595782.0的专利申请文件，公开了“一种加筋固化土挡土墙结构及其施工方法，该文件采用质量掺入比为15%的P.O42.5水泥来固化土体，存在较大的不环保问题，即，经水泥处治过的土壤难以生长植被，对生态环境有较大威胁，且水泥不具有普适性，对高含水量的软弱土体须采用更高含量的水泥，工程经济效益较低。
[0004]另外，现有技术中，有授权公告号为CN106592565A的专利技术专利文件，公开了“一种土地整治工程土壤固化剂固堤保坎施工方法”，该文件采用自研的MBER土壤固化剂，需要具备特殊要求，即，要求被处治的粉碎土含水率宜在(1.15wop+2)％左右，当不能满足要求时，需对粉碎土采取洒水或晾干处理措施，实施起来甚是麻烦，且该文件不针对边坡防护，适用范围存在局限性。

技术实现思路

[0005]本技术方案针对上述现有技术存在的问题，提供及一种用于土质与类土质边坡防护的基于土壤固化技术的原土固化边坡挡土结构及施工方法，以减少砂石类不可再生资源的消耗，保护生态环境，提高边坡原土利用率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的提供如下技术方案：一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：包括以改良土坯为原料的坡顶裂缝修补部分、护坡部分、挡土墙主体部分和挡土墙基础部分，边坡的表面设置有与顶裂缝修补部分、护坡部分、挡土墙主体部分一一对应的坡顶裂缝修补面、护坡面、挡土墙主体面，且坡顶裂缝修补面、护坡面、挡土墙主体面从上到下依次连接；挡土墙基础部分设置于挡土墙主体部分的底部，并嵌设于地面中。所述挡土墙基础部分和挡土墙主体部分使用的改良土坯是在原土的基础上加入与原土质量比为2%
‑
3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为5%
‑
12%的土壤粉状固化剂后的混合物；所述护坡部分和坡顶裂缝修补部分使用的改良土坯是在原土的基础上加入与原土质量比为2%
‑
3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为3%
‑
8%的土壤粉状固化剂后的混合物。
[0007]具体的，所述土壤稳定液态剂中包括以下质量比的成分：20%
‑
35%的水性环氧树
脂、4%
‑
8%的异氰酸酯、0.1%
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2%的木质素纤维、15%
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23%的中性水玻璃、10%
‑
18%的丙烯酰胺、0.8%
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3%的聚羧酸钠、1%
‑
2%的阴离子纤维、0.2%
‑
0.4%的氧化镁份和150%
‑
200%的水。
[0008]具体的，所述土壤粉状固化剂中包括以下质量比的成分：20%
‑
41%的氯化钾、4%
‑
10%的硫化钠、3%
‑
7%的氯化镁、16%
‑
26%的氯化钙、3%
‑
5%的聚阴离子纤维素、0.3%
‑
2%的固硫灰。
[0009]优选的，挡土墙主体面的高度h≤10m、挡土墙主体面的坡度a≤70
°
，挡土墙主体部分的水平横截面厚度为b；挡土墙主体部分与边坡的挡土墙主体面存在以下关系：当h≤5m时，在a≤70
°
的范围内，0.3h≤b≤0.5h；当5m＜h≤10m时，挡土墙主体部分与边坡之间设置有土工袋挡土层，土工袋挡土层的横截面厚度为n；当5m＜h≤7m时，若a≤50
°
，则0.2m≤b≤0.4m且0.6m≤n≤0.7m；若50
°
＜a≤60
°
，则0.4m≤b≤0.5m且0.6m≤n≤0.7m；若60
°
＜a≤70
°
，则0.5m≤b≤0.6m且1m≤n≤1.2m；当7m＜h≤10m时，若a≤50
°
，则0.3m≤b≤0.4m且0.7m≤n≤0.8m；若50
°
＜a≤60
°
，则0.4m≤b≤0.5m且0.8m≤n≤0.1m；若60
°
＜a≤70
°
，则0.5m≤b≤0.6m且1.2m≤n≤1.4m。
[0010]优选的，优选的所述土工袋挡土层与挡土墙主体部分之间设置有加筋连接结构。
[0011]优选的，所述挡土墙基础部分的高度为d，且0.4m≤d≤1.5m；挡土墙基础部分嵌入地面的深度为d；挡土墙基础部分的宽度为L；当h≤5m时，L=b+k，当5m＜h≤10m时，L=n+b+k；其中，0.3m≤k≤0.5m。
[0012]根据上述一种基于原土固化的边坡挡土结构，本技术方案提供一种边坡挡土结构的施工方法，其特征在于：包括基础施工与翻挖原土、制备改良土坯、修建挡土墙基础部分、修建挡土墙主体部分、修建护坡部分、修建坡顶裂缝修补部分；所述基础施工与翻挖原土包括以下步骤：S11，根据当前边坡的结构，采用挖掘机和/或人工挖取原土的方式对边坡的表面结构进行修整，确定边坡表面的坡顶裂缝修补面、护坡面、挡土墙主体面，并确保挡土墙主体面的高度h≤10m、坡度a≤70
°
；S12，记录下挡土墙主体面的高度h和坡度a，并根据挡土墙主体面的高度h和坡度a确定挡土墙主体部分和挡土墙基础部分的施工尺寸，包括挡土墙主体部分的水平横截面厚度b和挡土墙基础部分的宽度L；S13，采用挖掘机和/或人工挖取原土的方式在挡土墙主体面的底部开设宽度为L、深度为d的基础槽，其中，0.4m≤d≤1.5m；S14，将步骤S11和步骤S12中获取的原土堆放在提前准备好的场坪中；S15，根据当前施工的挡土结构初步预估所需的原土量，并判断场坪中的原土量是否满足当前挡土结构的施工需求；若满足，则进行改良土坯的制备；若不满足，则在距离边坡附近不超过500米的位置，挖取与边坡土质相同的原土至场坪中，待场坪中的原土量满足当前挡土结构的施工需求后，进行改良土坯的制备；所述制备改良土坯：准备好制备改良土坯所需的土壤稳定液态剂和土壤粉状固化剂，将土壤稳定液态剂和土壤粉状固化剂按要求与待场坪中的原土混合，制备出坡顶裂缝修补部分、护坡部分、挡土墙主体部分和挡土墙基础部分所需使用的改良土坯；其中，将与原土质量比为2%
‑
3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为5%
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：包括以改良土坯为原料的坡顶裂缝修补部分（1）、护坡部分（2）、挡土墙主体部分（3）和挡土墙基础部分（4），边坡（ 8）的表面设置有与顶裂缝修补部分、护坡部分（2）、挡土墙主体部分（3）一一对应的坡顶裂缝修补面（5）、护坡面（6）、挡土墙主体面（7），且坡顶裂缝修补面（5）、护坡面（6）、挡土墙主体面（7）从上到下依次连接；挡土墙基础部分（4）设置于挡土墙主体部分（3）的底部，并嵌设于地面中；所述挡土墙基础部分（4）和挡土墙主体部分（3）使用的改良土坯是在原土的基础上加入与原土质量比为2%
‑
3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为5%
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12%的土壤粉状固化剂后的混合物；所述护坡部分（2）和坡顶裂缝修补部分（1）使用的改良土坯是在原土的基础上加入与原土质量比为2%
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3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为3%
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8%的土壤粉状固化剂后的混合物。2.如权利要求1所述一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：所述土壤稳定液态剂中包括以下质量比的成分：20%
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35%的水性环氧树脂、4%
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8%的异氰酸酯、0.1%
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2%的木质素纤维、15%
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23%的中性水玻璃、10%
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18%的丙烯酰胺、0.8%
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3%的聚羧酸钠、1%
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2%的阴离子纤维、0.2%
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0.4%的氧化镁份和150%
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200%的水。3.如权利要求1所述一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：所述土壤粉状固化剂中包括以下质量比的成分：20%
‑
41%的氯化钾、4%
‑
10%的硫化钠、3%
‑
7%的氯化镁、16%
‑
26%的氯化钙、3%
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5%的聚阴离子纤维素、0.3%
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2%的固硫灰。4.如权利要求1所述一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：挡土墙主体面（7）的高度h≤10m、挡土墙主体面（7）的坡度a≤70
°
，挡土墙主体部分（3）的水平横截面厚度为b；挡土墙主体部分（3）与边坡（ 8）的挡土墙主体面（7）存在以下关系：当h≤5m时，在a≤70
°
的范围内，0.3h≤b≤0.5h；当5m＜h≤10m时，挡土墙主体部分（3）与边坡（ 8）之间设置有土工袋挡土层（9），土工袋挡土层（9）的横截面厚度为n；当5m＜h≤7m时，若a≤50
°
，则0.2m≤b≤0.4m且0.6m≤n≤0.7m；若50
°
＜a≤60
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，则0.4m≤b≤0.5m且0.6m≤n≤0.7m；若60
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＜a≤70
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，则0.5m≤b≤0.6m且1m≤n≤1.2m；当7m＜h≤10m时，若a≤50
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，则0.3m≤b≤0.4m且0.7m≤n≤0.8m；若50
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＜a≤60
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，则0.4m≤b≤0.5m且0.8m≤n≤0.1m；若60
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＜a≤70
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，则0.5m≤b≤0.6m且1.2m≤n≤1.4m。5.如权利要求4所述一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：所述土工袋挡土层（9）与挡土墙主体部分（3）之间设置有加筋（10）连接结构。6.如权利要求4所述一种基于原土固化的边坡挡土结构，其特征在于：所述挡土墙基础部分（4）的高度为d，且0.4m≤d≤1.5m；挡土墙基础部分（4）嵌入地面的深度为d；挡土墙基础部分（4）的宽度为L；当h≤5m时，L=b+k，当5m＜h≤10m时，L=n+b+k；其中，0.3m≤k≤0.5m。7.一种边坡挡土结构的施工方法，其特征在于：包括基础施工与翻挖原土、制备改良土坯、修建挡土墙基础部分（4）、修建挡土墙主体部分（3）、修建护坡部分（2）、修建坡顶裂缝修补部分（1）；所述基础施工与翻挖原土包括以下步骤：S11，根据当前边坡（ 8）的结构，采用挖掘机和/或人工挖取原土的方式对边坡（ 8）的表面结构进行修整，确定边坡（ 8）表面的坡顶裂缝修补面（5）、护坡面（6）、挡土墙主体面（7），并确保挡土墙主体面（7）的高度h≤10m、坡度a≤70
°
；S12，记录下挡土墙主体面（7）的高度h和坡度a，并根据挡土墙主体面（7）的高度h和坡
度a确定挡土墙主体部分（3）和挡土墙基础部分（4）的施工尺寸，包括挡土墙主体部分（3）的水平横截面厚度b和挡土墙基础部分（4）的宽度L；S13，采用挖掘机和/或人工挖取原土的方式在挡土墙主体面（7）的底部开设宽度为L、深度为d的基础槽（11），其中，0.4m≤d≤1.5m；S14，将步骤S11和步骤S12中获取的原土堆放在提前准备好的场坪中；S15，根据当前施工的挡土结构初步预估所需的原土量，并判断场坪中的原土量是否满足当前挡土结构的施工需求；若满足，则进行改良土坯的制备；若不满足，则在距离边坡（ 8）附近不超过500米的位置，挖取与边坡（ 8）土质相同的原土至场坪中，待场坪中的原土量满足当前挡土结构的施工需求后，进行改良土坯的制备；所述制备改良土坯：准备好制备改良土坯所需的土壤稳定液态剂和土壤粉状固化剂，将土壤稳定液态剂和土壤粉状固化剂按要求与待场坪中的原土混合，制备出坡顶裂缝修补部分（1）、护坡部分（2）、挡土墙主体部分（3）和挡土墙基础部分（4）所需使用的改良土坯；其中，将与原土质量比为2%
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3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为5%
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12%的土壤粉状固化剂与原土混合，制备出挡土墙基础部分（4）和挡土墙主体部分（3）所需使用的改良土坯；将与原土质量比为2%
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3%的土壤稳定液态剂和与原土质量比为3%
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8%的土壤粉状固化剂与原土混合，制备出护坡部分（2）和坡顶裂缝修补部分（1）所需使用的改良土坯；所述修建挡土墙基础部分（4）：将修建挡土墙基础部分（4）所需的改良土坯置于基础槽（11）中，并对改良土坯进行压实，待改良土坯固化后，即完成建挡土墙基础的修建；所述修建挡土墙主体部分（3）：根据步骤S12中对挡土墙主体部分（3）的规划，将修建挡土墙主体部分（3）所需的改良土坯置于边坡（ 8）的挡土墙主体面（7）上，并对改良土坯进行压实，待改良土坯固化后，即完挡土墙主体部分（3）的修建；所述修建护坡部分（2）：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧海湖，陈小兵，刘万家，杨仕波，谭树成，孙宏志，刘颖，王江南，刘钊，王东杰，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：