CN108385701A - 道路膨胀土边坡防护结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，包括如下步骤：边坡清表、坡顶截水沟砌筑、边坡土方开挖、洒水保湿、防渗层铺设、导排水设施砌筑、碎石层铺设、护坡施工、边坡稳定性监测；防护结构包括：防渗层、碎石层、灰色护坡层、一级绿色护坡层、导水设施、排水设施。本发明采用刚性支护与柔性支护相结合，施工方便、工序简单，在保证边坡稳定性的同时也添加了绿色环保的施工理念，符合现代工程建设发展趋势。
Description
技术领域
本发明属于膨胀性土边坡防护技术领域，具体涉及道路膨胀土边坡防护结构及其施工方法。
背景技术
膨胀土的三大特性：裂隙性、膨胀性和超固结性，因而，经常会遇到边坡失稳、滑坡等地质灾害。
工程中用于挖方边坡处治的技术措施大体可分为刚性支挡结构和柔性支挡结构两大类。
刚性支挡结构是指以圬工结构(重力式挡墙、抗滑桩和片石护面墙等)为主，辅以其他必要的综合处理措施相结合的处理方案。它是目前最常用的处治方法。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体产生变形，而在干湿循环、水的作用下，边坡土体必然干缩湿胀。当土体的膨胀变形较大而得不到释放时，会产生很大的膨胀压力使刚性支挡结构破坏。
柔性支挡结构是指以化学改良、土工织物为主，辅以其它必要的综合处理措施相结合的处理方案。柔性挡墙的特点在于它不但能承受土压而且允许土体产生一定的胀缩变形，以吸收边坡土体因超固结引起的应力释放和含水量变化产生的膨胀力。但柔性支挡结构一般施工工序复杂、施工进度缓慢，受雨水天气影响较大。
发明内容
为了克服上述存在的施工问题，本发明提供一种膨胀性土边坡治理的施工方法，采用刚性支护与柔性支护相结合，施工方便、工序简单，在保证边坡稳定性的同时也添加了绿色环保的施工理念，符合现代工程建设发展趋势。
本发明通过下述技术方案实现。
道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
a、边坡清表：测量放线，对施工范围进行清表；
b、坡顶截水沟砌筑：边坡开挖前，根据设计要求，砌筑坡顶截水沟，避免边坡成型后出现冲刷现象；常规施工中，坡顶截水沟可采用60cm×180cm×60cm的梯形截面沟；
c、边坡土方开挖：当边坡的高度＞6m，采取二级放坡，开挖一级边坡、一级边坡平台和二级边坡；当边坡的高度≤6m，采取一级放坡，仅开挖一级边坡；该步骤根据边坡的高度采取不同的开挖方式，可提高边坡的整体稳定性；常规施工中，二级放坡时于边坡高度0～6m范围内开挖一级边坡，于边坡边坡高度6m的位置开挖1.5～2.5m宽的一级边坡平台，于边坡高度＞6m的范围开挖二级边坡；
d、洒水保湿：边坡开挖成型后对一级边坡、二级边坡和一级边坡平台洒水，控制边坡土含水量为天然含水量±1％以内，以保证开挖面土体不会因失水而产生干缩裂纹使土体强度降低，造成边坡滑移等现象；
e、防渗层铺设：于一级边坡、二级边坡和一级边坡平台表面铺设防渗层，以防止雨水渗入土边坡；
f、导排水设施砌筑：先于一级边坡底端砌筑坡脚渗水沟，并于坡脚渗水沟底部沿纵向铺设透水管，再沿坡脚渗水沟不大于40m处横向设置一道与透水管连接的排水管，排水管可接入就近的雨水检查井或雨水口；然后于一级边坡底端砌筑坡脚截水沟和于一级边坡平台砌筑平台截水沟；
g、碎石层铺设：于一级边坡的坡面铺设碎石层，以疏排裂隙水及吸收附近土体的膨胀能；常规施工中，碎石层的铺设厚度为20cm；
h、护坡施工：先沿一级边坡表面依次在碎石层上砌筑灰色护坡层、一级绿色护坡层，然后于二级边坡表面砌筑二级绿色护坡层；所述筑灰色护坡层砌筑的同时，横向贯穿灰色护坡层安装泄水管；所述泄水管的进水端用土工布包裹并埋入碎石层，与泄水管接触的碎石换填瓜米石，泄水管采用2m×2m的方格布置；常规施工中，灰色护坡层砌筑于一级边坡高度0～3m的范围内，一级绿色护坡层砌筑于一级边坡高度3～6m的范围内；
i、边坡稳定性监测；
需要指出的是，虽然上述步骤d、e、f、g、h、i提供了边坡土方开挖后一级边坡、二级边坡和一级边坡平台防护结构的施工方法，即采取二级放坡时，边坡防护结构的施工方法如步骤d、e、f、g、h、i所述；而采用一级护坡时，虽然仅开挖了一级边坡，但一级边坡防护结构的施工方法同样如步骤d、e、f、g、h、i所述(省去步骤d、e、f、g、h、i中二级边坡和一级边坡平台的施工细节即可)。
作为优选技术方案，所述步骤c中，一级边坡和二级边坡均按坡比为1:3，采取自上而下、分段分级快速施工的方法，每段施工距离≤40m，开挖面预留1.5m～2.0m的保护层。
作为优选技术方案，所述步骤e中，防渗层为厚1mm、重量200g/m2的两布一膜。
作为优选技术方案，所述坡脚截水沟、坡顶截水沟、平台截水沟、灰色护坡层均采用M10浆砌MU30片石砌筑；所述坡脚渗水沟内铺满碎石。
作为优选技术方案，所述步骤f中，铺设透水管时控制透水管纵坡应不小于1％。
作为优选技术方案，所述步骤h中，所述灰色护坡层的厚度为0.8m，一级绿色护坡层的厚度为0.8m、二级绿色护坡层的厚度为0.4m。
作为优选技术方案，所述步骤h中，一级绿色护坡层和二级绿色护坡层通过下述方式砌筑：由下至上安装堆码植生袋，安装完成后及时喷种草籽，洒水养护至草籽长出绿苗即可。
作为优选技术方案，所述步骤i边坡稳定性监测的具体方法为：于坡顶、一级边坡平台、坡脚每隔20m布置一个监测点，监测项目包括坡顶、一级边坡平台、坡脚水平的垂直位移、地表裂缝，坡顶构筑物变形等。
道路膨胀土边坡防护结构，所述边坡包括一级边坡，其特征在于，所述防护结构包括：防渗层，碎石层，灰色护坡层，一级绿色护坡层，导水设施，排水设施；其中，
所述防渗层覆盖整个一级边坡；
所述碎石层沿着一级边坡坡面铺设在防渗层上方；
所述灰色护坡层、所述一级绿色护坡层沿一级边坡的坡面从下至上依次铺设于碎石层上；
所述导水设施包括砌筑在坡脚的坡脚渗水沟、沿坡脚渗水沟底部铺设的透水管、横向贯穿灰色护坡层的泄水管、沿坡脚渗水沟横向设置且与透水管连接的排水管；
所述排水设施包括砌筑在坡脚的坡脚截水沟、砌筑在坡顶的坡顶截水沟。
作为优选技术方案，所述边坡还包括一级边坡平台、开挖在一级边坡与二级边坡之间的二级边坡；所述防护结构还包括二级绿色护坡层、平台截水沟；
所述防渗层还覆盖整个一级边坡平台、二级边坡；
所述二级绿色护坡层沿二级边坡的坡面从下至上依次铺设在防渗层上方；
所述平台截水沟砌筑在一级边坡平台中。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明专利对膨胀性土边坡起到了很好的防护作用，很好的解决了膨胀性土边坡失稳滑移的问题；
2、本发明专利实施施工投入小，施工方便迅速；
3、本发明专利结合绿色环保施工理念，符合现代基础设施施工的潮流。
附图说明
图1为二级放坡时本发明道路膨胀土边坡防护结构和施工方法的示意图；
图2为一级放坡时本发明道路膨胀土边坡防护结构和施工方法的示意图；
上述图中各标记的含义为：
1-防渗层；
2-碎石层；
3-灰色护坡层；
4-一级绿色护坡层；
5-二级绿色护坡层；
6-导水设施，61-坡脚渗水沟，62-透水管，63-泄水管，64-排水管；
7-排水设施，71-坡脚截水沟，72-坡顶截水沟，73-平台截水沟；
8-路面；
9-边坡，91-一级边坡，92-一级边坡平台，93-二级边坡。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明，需要指出的是以下实施方式仅是以例举的形式对本发明所做的解释性说明，但本发明的保护范围并不仅限于此，所有本领域的技术人员以本发明的精神对本发明所做的等效的替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，请参阅图1、图2，包括如下步骤：
a、边坡清表：测量放线，对施工范围进行清表；
b、坡顶截水沟砌筑：边坡开挖前，根据设计要求，砌筑坡顶截水沟72，避免边坡成型后出现冲刷现象；
c、边坡土方开挖：请参阅图1，当边坡9的高度＞6m，采取二级放坡，开挖一级边坡91、一级边坡平台92和二级边坡93；请参阅图2，当边坡9的高度≤6m，采取一级放坡，仅开挖一级边坡91；
d、洒水保湿：边坡开挖成型后对一级边坡91、二级边坡93和一级边坡平台92洒水，控制边坡土含水量为天然含水量±1％以内；
e、防渗层铺设：于一级边坡91、二级边坡93和一级边坡平台92表面铺设防渗层1；
f、导排水设施砌筑：先于一级边坡91底端砌筑坡脚渗水沟61，并于坡脚渗水沟61底部沿纵向铺设透水管62，再沿坡脚渗水沟61不大于40m处横向设置一道与透水管62连接的排水管64；然后于一级边坡91底端砌筑坡脚截水沟71和于一级边坡平台92砌筑平台截水沟73；
g、碎石层铺设：于一级边坡91的坡面铺设碎石层2；
h、护坡施工：先沿一级边坡91表面依次在碎石层2上砌筑灰色护坡层3、一级绿色护坡层4，然后于二级边坡93表面砌筑二级绿色护坡层5；筑灰色护坡层3砌筑的同时，横向贯穿灰色护坡层3安装泄水管63；泄水管63的进水端用土工布包裹并埋入碎石层2，与泄水管63接触的碎石换填瓜米石，泄水管63采用2m×2m的方格布置；
i、边坡稳定性监测。
实施例2
道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，当边坡的高度≤6m时，请参阅图2，包括如下步骤：
a、边坡清表：测量放线，对施工范围进行清表；
b、坡顶截水沟砌筑：边坡开挖前，根据设计要求，砌筑截面为60cm×180cm×60cm梯形的坡顶截水沟72；
c、边坡土方开挖：采取一级放坡，仅开挖一级边坡91；一级边坡91按坡比为1:3，采取自上而下、分段分级快速施工的方法，每段施工距离≤40m，开挖面预留1.5m～2.0m的保护层；之后及时覆盖防雨布，防雨布应水平横向搭接，上层布压下层布，搭接长度不少于50cm，防雨布上下坡脚应与上下排水沟边沿搭接压牢，坡面搭接处应采用土袋压牢；另外，开挖过程中，大型的挖掘、碾压或吊装设备不应在上一级边坡或马道上作业行走；
d、洒水保湿：边坡开挖成型后，采用大型花洒对一级边坡91洒水，控制边坡土含水量为天然含水量±1％以内；
e、防渗层铺设：于一级边坡91表面铺设防渗层1，防渗层1应将包括坡脚截水沟71、坡顶截水沟72的一级边坡91全覆盖；防渗层1选用厚1mm、重量200g/m2的两布一膜；
f、导排水设施砌筑：先于一级边坡91底端砌筑坡脚渗水沟61，并于坡脚渗水沟61底部沿纵向铺设透水管62，控制透水管62纵坡应不小于1％；再沿坡脚渗水沟61不大于40m处横向设置一道与透水管62连接的排水管64，排水管64接入就近的雨水检查井或雨水口；然后于一级边坡91底端砌筑坡脚截水沟71；
g、碎石层铺设：于一级边坡91的坡面铺设20cm厚的碎石层2；
h、护坡施工：先沿一级边坡91表面依次在碎石层2上砌筑厚度为0.8m的灰色护坡层3、厚度为0.8m的一级绿色护坡层4；在灰色护坡层3砌筑的同时，横向贯穿灰色护坡层3安装泄水管63；泄水管63的进水端用土工布包裹并埋入碎石层2，与泄水管63接触的碎石换填瓜米石，泄水管63采用2m×2m的方格布置；
i、边坡稳定性监测：于坡顶、坡脚每隔20m布置一个监测点，监测项目包括坡顶、坡脚水平的垂直位移、地表裂缝，坡顶构筑物变形等；边坡工程施工初期及开挖期间，监测宜每天一次；开挖完成至坡面防护工程施工完成竣工1个月期间每周一次；竣工1个月至半年每月一次；竣工半年至2年4～6次；根据地质环境复杂程度、周边建构筑物、管线对边坡变形的敏感程度、气候条件和监测数据调整监测时间及频率；当出现险情时应加强监测；
本实施例中，透水管62选用外径为160mm的PVC管；排水管64选用外径为110mm的PVC管；泄水管63选用外径为75mm的UPVC管；坡脚截水沟71、坡顶截水沟72、灰色护坡层3均采用M10浆砌MU30片石砌筑；一级绿色护坡层4通过下述方式砌筑：由下至上安装堆码植生袋，安装完成后及时喷种草籽，洒水养护至草籽长出绿苗即可。
实施例3
道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，当边坡的高度＞6m时，请参阅图1，包括如下步骤：
a、边坡清表：测量放线，对施工范围进行清表；
b、坡顶截水沟砌筑：边坡开挖前，根据设计要求，砌筑截面为60cm×180cm×60cm梯形的坡顶截水沟；
c、边坡土方开挖：采取二级放坡，开挖一级边坡91、一级边坡平台92和二级边坡93；一级边坡91和二级边坡93均按坡比为1:3，采取自上而下、分段分级快速施工的方法，每段施工距离≤40m，开挖面预留1.5m～2.0m的保护层；之后及时覆盖防雨布，防雨布应水平横向搭接，上层布压下层布，搭接长度不少于50cm，防雨布上下坡脚应与上下排水沟边沿搭接压牢，坡面搭接处应采用土袋压牢；另外，开挖过程中，大型的挖掘、碾压或吊装设备不应在上边坡或马道上作业行走；
d、洒水保湿：边坡开挖成型后，采用大型花洒对一级边坡91、二级边坡93和一级边坡平台92洒水，控制边坡土含水量为天然含水量±1％以内；
e、防渗层铺设：于一级边坡91、二级边坡93和一级边坡平台92表面铺设防渗层1；防渗层1应将包括坡脚截水沟、平台截水沟、坡顶截水沟的边坡9全覆盖；防渗层1选用厚1mm、重量200g/m2的两布一膜；
f、导排水设施砌筑：先于一级边坡91底端砌筑坡脚渗水沟61，并于坡脚渗水沟61底部沿纵向铺设透水管62，控制透水管纵坡应不小于1％；再沿坡脚渗水沟61不大于40m处横向设置一道与透水管62连接的排水管64，排水管64接入就近的雨水检查井或雨水口；然后于一级边坡91底端砌筑坡脚截水沟71和于一级边坡平台92砌筑平台截水沟73；
g、碎石层铺设：于一级边坡91的坡面铺设20cm厚的碎石层2；
h、护坡施工：先沿一级边坡91表面依次在碎石层2上砌筑厚度为0.8m的灰色护坡层3、厚度为0.8m的一级绿色护坡层4，然后于二级边坡93表面砌筑厚度为0.4m的二级绿色护坡层5；在灰色护坡层3砌筑的同时，横向贯穿灰色护坡层3安装泄水管63；泄水管63的进水端用土工布包裹并埋入碎石层2，与泄水管63接触的碎石换填瓜米石，泄水管63采用2m×2m的方格布置；
i、边坡稳定性监测：于坡顶、一级边坡平台92、坡脚每隔20m布置一个监测点，监测项目包括坡顶、一级边坡平台92、坡脚水平的垂直位移、地表裂缝，坡顶构筑物变形等；边坡工程施工初期及开挖期间，监测宜每天一次；开挖完成至坡面防护工程施工完成竣工1个月期间每周一次；竣工1个月至半年每月一次；竣工半年至2年4～6次；根据地质环境复杂程度、周边建构筑物、管线对边坡变形的敏感程度、气候条件和监测数据调整监测时间及频率；当出现险情时应加强监测；
本实施例中，透水管62选用外径为160mm的PVC管；排水管64选用外径为110mm的PVC管；泄水管63选用外径为75mm的UPVC管；坡脚截水沟71、坡顶截水沟72、灰色护坡层3均采用M10浆砌MU30片石砌筑；一级绿色护坡层4、二级绿色护坡层5通过下述方式砌筑：由下至上安装堆码植生袋，安装完成后及时喷种草籽，洒水养护至草籽长出绿苗即可。
实施例4
道路膨胀土边坡防护结构，如图2所示，边坡9包括一级边坡91，防护结构包括：防渗层1，碎石层2，灰色护坡层3，一级绿色护坡层4，导水设施6，排水设施7；其中，
防渗层1覆盖整个一级边坡91；
碎石层2沿着一级边坡91坡面铺设在防渗层1上方；
灰色护坡层3、一级绿色护坡层4沿一级边坡91的坡面从下至上依次铺设于碎石层2上；
导水设施6包括砌筑在坡脚的坡脚渗水沟61、沿坡脚渗水沟61底部铺设的透水管62、横向贯穿灰色护坡层3的泄水管63、沿坡脚渗水沟61横向设置且与透水管62连接的排水管64；
排水设施7包括砌筑在坡脚的坡脚截水沟71、砌筑在坡顶的坡顶截水沟72。
实施例5
为了提高边坡和边坡防护结构的稳定性，可根据边坡的高度而采取不同的开挖方式，以提高边坡的整体稳定性；通常，边坡高度大于6m时需采取二级放坡，要开挖一级边坡、二级边坡及位于一级边坡与二级边坡之间的一级边坡平台；因此，在实施例4的基础上，如图1所示，边坡9还包括二级边坡93、开挖在一级边坡91与二级边坡93之间的一级边坡平台92；防渗层1还覆盖整个一级边坡平台91、二级边坡93；二级绿色护坡层5沿二级边坡93坡面从下至上依次铺设在防渗层1上方；平台截水沟73砌筑在一级边坡平台92中。
Claims (10)
1.道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
a、边坡清表；
b、坡顶截水沟砌筑；
c、边坡土方开挖：当边坡的高度＞6m，采取二级放坡，开挖一级边坡(91)、一级边坡平台(92)和二级边坡(93)；当边坡的高度≤6m，采取一级放坡，仅开挖一级边坡(91)；
d、洒水保湿：边坡开挖成型后对一级边坡(91)、二级边坡(93)和一级边坡平台(92)洒水，控制边坡土含水量为天然含水量±1％以内；
e、防渗层铺设：于一级边坡(91)、二级边坡(93)和一级边坡平台(92)表面铺设防渗层(1)；
f、导排水设施砌筑：先于一级边坡(91)底端砌筑坡脚渗水沟(61)，并于坡脚渗水沟(61)底部沿纵向铺设透水管(62)，再沿坡脚渗水沟(61)不大于40m处横向设置一道与透水管(62)连接的排水管(64)；然后于一级边坡(91)底端砌筑坡脚截水沟(71)和于一级边坡平台(92)砌筑平台截水沟(73)；
g、碎石层铺设：于一级边坡(91)的坡面铺设碎石层(2)；
h、护坡施工：先沿一级边坡(91)表面依次在碎石层(2)上砌筑灰色护坡层(3)、一级绿色护坡层(4)，然后于二级边坡(93)表面砌筑二级绿色护坡层(5)；所述筑灰色护坡层(3)砌筑的同时，横向贯穿灰色护坡层(3)安装泄水管(63)；所述泄水管(63)的进水端用土工布包裹并埋入碎石层(2)，与泄水管(63)接触的碎石换填瓜米石，泄水管(63)采用2m×2m的方格布置；
i、边坡稳定性监测。
2.如权利要求1所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述步骤c中，一级边坡(91)和二级边坡(93)均按坡比为1:3，采取自上而下、分段分级快速施工的方法，每段施工距离≤40m，开挖面预留1.5m～2.0m的保护层。
3.如权利要求1所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述步骤e中，防渗层(1)为厚1mm、重量200g/m2的两布一膜。
4.如权利要求1所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述坡脚截水沟(71)、坡顶截水沟(72)、平台截水沟(73)、灰色护坡层(3)均采用M10浆砌MU30片石砌筑；所述坡脚渗水沟(61)内铺满碎石。
5.如权利要求1所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述步骤f中，铺设透水管(62)时控制透水管纵坡不小于1％。
6.如权利要求1所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述步骤h中，所述灰色护坡层(3)的厚度为0.8m，一级绿色护坡层(4)的厚度为0.8m、二级绿色护坡层(5)的厚度为0.4m。
7.如权利要求1或6所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述步骤h中，一级绿色护坡层(4)和二级绿色护坡层(5)通过下述方式砌筑：由下至上安装堆码植生袋，安装完成后及时喷种草籽，洒水养护至草籽长出绿苗即可。
8.如权利要求1所述的道路膨胀土边坡防护结构的施工方法，其特征在于所述步骤i边坡稳定性监测的具体方法为：于坡顶、一级边坡平台(92)、坡脚每隔20m布置一个监测点，监测项目包括坡顶、一级边坡平台(92)、坡脚水平的垂直位移、地表裂缝，坡顶构筑物变形等。
9.道路膨胀土边坡防护结构，所述边坡(9)包括一级边坡(91)，其特征在于，所述防护结构包括：防渗层(1)，碎石层(2)，灰色护坡层(3)，一级绿色护坡层(4)，导水设施(6)，排水设施(7)；其中，
所述防渗层(1)覆盖整个一级边坡(91)；
所述碎石层(2)沿着一级边坡(91)坡面铺设在防渗层(1)上方；
所述灰色护坡层(3)、所述一级绿色护坡层(4)沿一级边坡(91)的坡面从下至上依次铺设于碎石层(2)上；
所述导水设施(6)包括砌筑在坡脚的坡脚渗水沟(61)、沿坡脚渗水沟(61)底部铺设的透水管(62)、横向贯穿灰色护坡层(3)的泄水管(63)、沿坡脚渗水沟(61)横向设置且与透水管(62)连接的排水管(64)；
所述排水设施(7)包括砌筑在坡脚的坡脚截水沟(71)、砌筑在坡顶的坡顶截水沟(72)。
10.如权利要求9所述的道路膨胀土边坡防护结构，其特征在于，所述边坡(9)还包括二级边坡(93)，开挖在一级边坡(91)与二级边坡(93)之间的一级边坡平台(92)；所述防护结构还包括二级绿色护坡层(5)、平台截水沟(73)；
所述防渗层(1)还覆盖整个一级边坡平台(91)、二级边坡(93)；
所述二级绿色护坡层(5)沿二级边坡(93)坡面从下至上依次铺设在防渗层(1)上方；
所述平台截水沟(73)砌筑在一级边坡平台(92)中。
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