一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构及施工方法技术

一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构及施工方法，该结构包括植被保护垫、格构梁、锚杆、U形钉、截/排水沟和护坡植被。所述植被保护垫自膨胀土边坡坡脚平铺至坡顶后缘并与土体互相贴合，植被保护垫侧边及底边埋入排水沟底部，顶边穿过截水沟底部至坡顶后缘，并用U形钉固定；格构梁设置在植被保护垫上，锚杆布置在格构梁的纵梁与横梁交点处；截/排水沟底部固定植被保护垫，护坡植被密集种植在格构内，锚杆与植被保护垫、格构梁、护坡植被、边坡土体连成一个整体。本发明专利技术能够实现较陡膨胀土边坡的表层防护和深层抗滑，提高边坡的整体稳定性，长期治理效果好。长期治理效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构及施工方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程领域，具体是一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构及施工方法，属于综合保证较陡膨胀土边坡表层防护和深层抗滑的生态支护的技术。

技术介绍

[0002]膨胀土因其富含蒙脱石等亲水矿物而表现出显著的亲水性和胀缩性。在自然环境中的膨胀土边坡会因降雨
‑
蒸发而经历剧烈的干湿循环。在干湿循环的作用下，膨胀土会经历多次吸水膨胀、失水收缩开裂，强度大幅度下降，并由此导致膨胀土边坡的失稳破坏。针对膨胀土边坡破坏发展了一些支护措施，目前主要的支护措施有刚性支护、柔性支护和生态护坡技术。
[0003]由于膨胀土的特殊性，传统的刚性护坡方式并不适用于膨胀土边坡的防护。降雨
‑
蒸发作用下膨胀土的胀缩变形非常显著，如浆砌片石骨架、干砌片石等刚性防护会在土体作用下发生鼓胀变形，由于其较差的协调变形能力容易在土体多次胀缩循环的作用下失效。柔性支护结构延展性较好，允许膨胀土产生一定的变形，实现“以柔治胀”，保证边坡稳定。然而现有柔性支护技术如土工格栅、土工袋等存在施工工序复杂、后期维护费用高、耐久性不良、长期支护效果不理想等问题，对滑动面较深的边坡支护能力有限。此外，上述两种支护方法仍会造成膨胀土边坡表层水土流失，坡面防护和生态治理效果较差。
[0004]生态护坡技术是主要由植物或土工织物和植物组成的护坡技术。其特点是利用植物根系与土体的嵌联锚固作用对边坡表层进行防护，既满足对边坡表层稳定的要求，又能恢复被破坏的自然生态环境。目前，膨胀土边坡的生态护坡技术也存在一些缺点：土工织物与植被结合不牢靠，土体容易被冲蚀或冲走，后期维护成本较高，对滑动面较深的边坡支护能力有限等问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提出一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，简称ARLGS。能够有效减少水土流失、防护坡面侵蚀，保护生态环境，同时实现较陡膨胀土边坡表层防护和深层抗滑，保证边坡整体长期稳定。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，包括植被保护垫、格构梁、锚杆、U形钉、截/排水沟和护坡植被。所述植被保护垫自膨胀土边坡坡脚平铺至坡顶后缘并与土体互相贴合，植被保护垫侧边及底边埋入排水沟底部，顶边穿过截水沟底部至坡顶后缘，并用U形钉固定；格构梁设置植被保护垫上，锚杆布置在格构梁的纵梁与横梁交点处；截/排水沟底部固定植被保护垫，护坡植被密集种植格构内，锚杆与植被保护垫、格构梁、护坡植被、边坡土体连成一个整体。
[0007]所述U形钉至少有30cm的锚固长度，所述U形钉用于固定格构梁之间、排水沟边缘和坡顶后缘的植被保护垫。
[0008]所述截/排水沟表面铺设防水卷材，所述排水沟设置在边坡防护外缘，所述截水沟设置在边坡滑动面以外。
[0009]所述植被保护垫具有20年以上的强耐久性，所述植被保护垫为具有规律性波浪形起伏的粗糙表面，至少具有30％以上的网孔空间，所述植被保护垫纵、横向伸长率均小于1％，纵、横向断裂伸长率差别不超过10％，所述植被保护垫与保护垫相连处至少重叠200mm，重叠部分用所述U形钉固定。
[0010]所述格构梁间距为3～5m，截面宽度和截面高度均不宜小于300mm，所述格构梁纵梁两侧设置导水管，所述导水管为PVC管，PVC管一侧按照格构梁横梁数量设置进水口，相邻进水口间距为格构梁横梁间距，所述导水管底面与边坡坡面平齐。
[0011]所述锚杆包括杆体、套管、锚垫板和标准螺母，所述杆体外露端设有标准螺纹，所述锚垫板为厚度大于15mm的钢板，结合标准螺母固定所述杆体，并与所述格构梁结合成一个整体，共同将所述植被保护垫固定于边坡坡面，所述锚垫板和标准螺母外层均涂有防锈层，所述杆体采用螺纹钢筋，所述套管采用PVC管。
[0012]所述锚杆间距由所述格构梁间距确定，锚杆倾角为15
°
～35
°
，锚杆自由段深度超过膨胀土边坡滑动面，锚固段长度为4m－8m。
[0013]所述的用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构的施工方法，包括如下步骤：
[0014](1)平整坡面，铺设耕植土。清除膨胀土边坡坡面的岩石、土块、杂草物体，平整坡面，并在坡面上平铺一层5cm的耕植土；
[0015](2)测量放线、钻孔、清孔、安插锚杆、锚固段注浆。锚杆按照矩阵型进行布置，锚杆间距依据框架梁间距设置，锚孔倾角为15
°
～35
°
，锚杆深度比当地膨胀土边坡滑动面深度大4～10m，锚固段注浆长度4～8m；
[0016](3)开挖格构梁槽、截水沟和排水沟，铺设植被保护垫。格构梁槽开挖深度确保达到格构梁设计高度的2/3，截/排水沟开挖时，其底部预留至少10cm的深度用于固定植被保护垫。紧贴边坡土体铺设植被保护垫，相邻保护垫与保护垫之间至少重叠200mm，用U形钉固定。完成上述工作后，截/排水沟回填土体并压实，上部按设计深度制作截/排水沟，最终并入排水系统，所述截/排水沟表面铺设防水卷材；
[0017](4)绑扎格构梁钢筋、支模、浇筑混凝土。绑扎钢筋时，将PVC管固定于格构梁横梁上，浇筑混凝土时，模板应加支撑固定，先浇筑横梁再浇筑纵梁，相邻框架接触处应预留2cm宽的伸缩缝，用与框架端头尺寸一致的浸沥青木板填塞，待格构梁养护完成后，在导水管进水口处外接一段PVC管，并用土工布包裹；
[0018](5)固定杆体，填充植被保护垫空隙。待格构梁养护完成后安装锚垫板，使锚垫板紧贴框架梁，用标准螺母固定，完成上述后，在植被保护垫上均匀摊铺耕植土，填充空隙；
[0019](6)种植护坡植被。选用根系生长能力强、抗逆性好且可以在膨胀土边坡批量人工种植的护坡植被，完成步骤(5)后，在膨胀土边坡上洒水湿润耕植土，进行护坡植被种子均匀喷播，喷播完成后在基材表面加盖透明的塑料膜，进行保温保湿养护，待植被长至2cm高，移除薄膜，定期进行浇水、施肥。
[0020]本专利技术突出优点在于：
[0021]1、植被保护垫自边坡坡脚平铺至边坡潜在滑动面以外，约束边坡坡顶裂隙的开
展，有利于坡体的整体稳定。植被保护垫与植被组成的复合整体能够有效调整水分运移，限制表层土体开裂，限制裂隙向深部开展，阻止大气影响深度向土体深处发展。植被保护垫有凹凸起伏的表面，增大了坡面的粗糙程度，结合护坡植被茎叶能够减弱雨水的冲击，减小径流量，从而有效地抵御雨水对表层土体的侵蚀。利于解决传统格构锚固护坡方式在降雨冲蚀的长期作用下，格构梁下垫层土体被雨水“掏空”而导致失效的问题。
[0022]2、植被保护垫、护坡植被根系和表层膨胀土之间紧密缠绕，既能有效地防止表层土体溜坍、滑塌，弥补了传统格构锚固护坡方式在防止表层土体溜坍、滑塌的短板，又允许膨胀土产生一定变形来释放膨胀力，减弱了膨胀土膨胀变形对格构的危害。
[0023]3、利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，其特征在于，包括植被保护垫、格构梁、锚杆、U形钉、截/排水沟和护坡植被，所述植被保护垫自膨胀土边坡坡脚平铺至坡顶后缘并与土体互相贴合，植被保护垫侧边及底边埋入排水沟底部，顶边穿过截水沟底部至坡顶后缘，并用U形钉固定；格构梁设置在植被保护垫上，锚杆布置在格构梁的纵梁与横梁交点处；截/排水沟底部固定植被保护垫，护坡植被密集种植格构内，锚杆与植被保护垫、格构梁、护坡植被、边坡土体连成一个整体。2.根据权利要求1所述的用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，其特征是，所述U形钉至少有30cm的锚固长度，所述U形钉用于固定格构梁之间、排水沟边缘和坡顶后缘的植被保护垫。3.根据权利要求1所述的用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，其特征是，所述截水沟和排水沟表面铺设防水卷材，所述排水沟设置在边坡防护外缘，所述截水沟设置在边坡滑动面以外。4.根据权利要求1所述的用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，其特征是，所述植被保护垫具有20年以上的强耐久性，所述植被保护垫为具有规律性波浪形起伏的粗糙表面，至少具有30％以上的网孔空间，所述植被保护垫纵、横向伸长率均小于1％，纵、横向断裂伸长率差别不超过10％，所述植被保护垫与保护垫相连处至少重叠200mm，重叠部分用所述U形钉固定。5.根据权利要求1所述的用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，其特征是，所述格构梁间距为3～5m，截面宽度和截面高度均不宜小于300mm，所述格构梁纵梁两侧设置导水管，所述导水管为PVC管，PVC管一侧按照格构梁横梁数量设置进水口，相邻进水口间距为格构梁横梁间距，所述导水管底面与边坡坡面平齐。6.根据权利要求1所述的用于防护膨胀土边坡的生态韧性格构锚固结构，其特征是，所述锚杆包括杆体、套管、锚垫板和标准螺母，所述杆体外露端设有标准螺纹，所述锚垫板为厚度大于15mm的钢板，结合标准螺母固定所述杆体，并与所述格构梁结合成一个整体，共同将所述植被保护垫固定于边坡坡面，所述锚垫板和标准螺母外层均涂有防锈层，所述杆体采用螺纹钢筋，所述套管采用PVC管。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许英姿，汤鸿，杨昀和，黄全恩，郭彦彦，裴瑞楷，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：