CN104831740B - 基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法及结构 - Google Patents

基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法及结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，包括以下步骤：(1)平整边坡坡面，在坡面铺设土工格室；(2)将粘土进行破碎，再添加聚丙烯网状纤维、肥料和水进行搅拌，直至混合料呈流塑状态；(3)将混合料摊铺在边坡坡面上，并抹平；(4)在边坡坡面喷播草种，然后覆盖养护土工膜，再进行人工养护。本发明边坡防护方法，具有防冲刷、防入渗、保水保温、有利于植物生长等多种功能，即在草皮未形成之前，可保护坡面免受雨水侵蚀、入渗，达到加固边坡、美化环境的目的。

Description

基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法及结构
技术领域
本发明涉及岩土工程边坡防护领域，尤其涉及一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法及结构。
背景技术
“十滑九水”形象说明了水是边坡产生破坏的重要因素。水在边坡内一般分为地表水和地下水，地表水冲刷滴溅作用使得表层水土流失严重，浅层滑移剥落，浅层小型边坡滑坡除了具有突发性、速度快、数量多等特性，给人民的生命、财产、出行便利带来危险外，浅层小型滑坡通过滑移-牵引作用极有可能引起大型边坡的深层失稳；地表水入渗形成地下水，使得土体重度和渗透压力的增加都会导致下滑力增加。在水作用下，使得岩石土体软化，软化的岩土体抗剪强度降低，会导致抗滑力降低，浅层和深层滑坡都有可能产生。而实际工程中，地下水对边坡形成的破坏往往都是在降雨中或降雨后的，主要是由于降雨引起地表水入渗形成非稳定渗流，因此防护措施归根结底还是控制渗流对边坡的影响。另外特殊土体，如膨胀土、红黏土等，对水和阳光非常敏感，降雨入渗土体吸水膨胀并且从土体裂隙中大量入渗，日照及风吹引起土体失水干裂，上述情况以及其反复作用都可能引起边坡失稳滑移。可见，边坡治理，关键要治水，根本是治理降雨对开挖坡面的入渗及冲刷。
目前对边坡的降雨冲刷防护，取得了通过植被绿化的共性思想，当坡面完全绿化成型，降雨对边坡的冲刷量及入渗量都很小，防护效果非常明显，同时又美观绿化。但是边坡开挖后1～2年，尤其是开挖半年内，植被未生长或根系尚未发达，覆盖率低，绿化尚未成型，此时边坡开挖面极易受雨水冲刷及入渗，而实际情况无论大小型人工边坡失稳，往往都是在这段时间，对于特殊土体表现更加明显。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，该边坡防护方法具有造价低廉、抗冲刷能力强、施工简单、抗渗能力强，并且对特殊土体如膨胀土、红黏土边坡具有同样防护效应，边坡绿化美观等多种优点。
本发明的另一目的在于提供一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护结构。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，包括以下步骤：
(1)平整边坡坡面，在坡面铺设土工格室；
(2)将粘土进行破碎，再添加聚丙烯网状纤维、肥料和水进行搅拌，直至混合料呈流塑状态；
(3)将混合料摊铺在边坡坡面上，并抹平；
(4)在边坡坡面喷播草种，然后覆盖养护土工膜，在进行人工养护。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)土工格室材料是由强化的高密度聚乙烯片材料，经高强力焊接而形成的一种三维网状格室，格室高20mm，格室片厚0.95～1.05mm，格室单孔面积50～100cm2。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(1)平整边坡坡面后对坡面进行喷雾，湿润坡面。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)为先将粘土与聚丙烯网状纤维干拌，再加入肥料及水进行搅拌。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)中每立方米粘土添加450～550g的聚丙烯网状纤维。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(2)中每立方米粘土添加0.5～0.7kg肥料，所述的肥料包括二铵、尿素和硫酸钾，二铵、尿素和硫酸钾的比例为2:1:3。
优选地，上述技术方案中，所述步骤(4)养护土工膜为10～12g/m2的无纺布。
优选地，上述技术方案中，所述该边坡防护方法适用于边坡坡率不陡于1:1.0。
一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护结构，包括：土工格室，其铺设在边坡坡面；粘土混合料层，其铺设在所述土工格室的格室内，与边坡坡面接触，所述粘土混合料层包括粘土以及与其相混合的聚丙烯网状纤维，所述粘土混合料层内含有植被草种；土工养护层，其覆盖在所述粘土混合料层上；以及植被层，其为所述植被草种生长形成。
优选地，上述技术方案中，所述粘土混合料层厚度≥10cm。
本发明基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护原理如下：
本发明边坡防护方法中采用的混合料包括粘土、聚丙烯纤维网、肥料。加水搅拌成流塑状的粘土，其干结后强度大，土体密实度高，渗透系数小，若将其涂抹于边坡表面将在坡面形成一个保护罩，有效保护坡体岩土受雨水尤其是强降雨的冲刷与入渗，保证特殊土体的含水量及温度恒定而避免边坡开裂、滑移。纤维的抗拉性能起加筋作用弥补土体的失水干裂缺点，增大土体的抗剪强度，自身具备一定抗雨溅和冲刷能力，弥补土体饱和后冲刷能力降低问题。利用土工格室骨架作用固定纤维粘土混合料，土工格室将内部2cm厚度粘土混合料分成格单元，有效减小了土体的连续体积，从而避免了粘土干缩拉裂，当表层土体受冲刷流失后格室骨架作用避免室内的粘土混合料被雨水进一步冲蚀。摊平流塑粘土混合料，利于草种喷播依附埋入，避免了降雨时雨水对草种的冲刷，在混合料中加入纤维，使混合料具有一定的保水性，保证植被持久供水需求的同时避免了土体干缩速度过快开裂，混合料中混入肥料供草种的吸收，有效促进植被生长，当植被完全生长，根系通过格室土体深入到边坡土体，形成一个牢固的复合力学嵌锁体系。另外，在外面覆盖一层土工养护膜，该膜被流塑的粘土吸附，在粘土干缩过程中其在粘土表面形成了张力，有效避免表面细微裂纹的产生，同时可以抵抗雨水的溅蚀。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明边坡防护方法，具有防冲刷、防入渗、保水保温、有利于植物生长等多种功能，即在草皮未形成之前，可保护坡面免受雨水侵蚀、入渗，达到加固边坡、美化环境的目的。
(2)在特殊土体中，如膨胀土、红黏土等，本发明边坡防护方法具有保水保温、防入渗功能，能起外包作用隔断土体与外界联系，避免了由于风吹、日晒和雨淋等不利天气对特殊土体的影响，有效保证了膨胀土、红黏土内部的温湿度恒定，避免了膨胀土、红黏土等边坡因过分失水、吸水而产生软化、膨胀、干裂等情况导致的滑移失稳。
(3)本发明边坡防护方法施工简单，取材方便，主要原料为土体本身；施工速度快，主要工作就是固定土工格室后直接喷射粘土混合料；造价低廉，养护工序简单、成本低，只需喷雾浇水、追肥和简单防虫即可。
(4)本发明边坡防护结构，具有防冲刷、防入渗、保水保温、有利于植物生长等多种功能，即在草皮未形成之前，可保护坡面免受雨水侵蚀、入渗，达到加固边坡、美化环境的目的。
附图说明
图1是根据本发明的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法中边坡坡面断面图。
图2是根据本发明的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法中边坡坡面平面图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
如图1至图2所示，根据本发明具体实施方式的一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，包括以下步骤：
(1)平整边坡坡面，清除坡面中较大块凸起岩石，并对坡面进行喷雾，湿润坡面，边坡适用于坡率不陡于1:0.75的风化程度为强风化以上或者土质边坡。
(2)在平整好的坡面采用竹钉固定土工格室，要求平整。土工格室材料是由强化的高密度聚乙烯HDPE片材料，经高强力焊接而形成的一种三维网状格室，格室高20mm，格室片厚0.95～1.05mm，格室单孔面积50～100cm2。
(3)粘土为就地取材，粘土一般要求粘性大，取粘土后进行碾压筛分，剔除粒径大于1mm粗颗粒。在粘土中添加聚丙烯网状纤维，干拌2分钟，然后再加水和肥料搅拌，直至混合料呈均匀流塑状态。每立方米粘土添加450～550g的聚丙烯网状纤维。每立方米粘土添加0.5～0.7kg肥料，肥料包括二铵、尿素和硫酸钾，二铵、尿素和硫酸钾的比例为2:1:3。
(4)将混合料均匀摊铺在边坡坡面上，并抹平，混合料摊铺厚度为10cm。
(5)在边坡坡面喷播草种。
(6)覆盖养护土工膜，养护土工膜的规格为10～12g/m2的无纺布。
(7)进行人工养护。
实施例2
一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，该方法适用于特殊土体，如膨胀土边坡、红粘土边坡等，边坡坡面应放到正常工况下边坡土体能自然稳定。
实施例2与实施例1的不同之处在于步骤(4)，混合料摊铺的厚度≥15cm。原因在于，对于特殊土体，必须隔断土体外部雨水、大气、阳光对边坡坡体的直接作用，混合料摊铺厚度适当加大。
本发明的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，通过上述步骤有效发挥了粘性土加水搅拌干结强度大与纤维抗拉加筋、土工格室骨架作用的特性，将三者结合在一起，避免了粘性土发生干结龟裂，提高土体抗拉、抗剪、抗旱能力，最终提供了一种新型的抗雨水冲刷能力强、有效隔阻大气降雨等对坡体影响、加固坡面、加速植被生长、施工简单、造价低廉边坡坡面防护方法。
如图1和图2所示，边坡防护结构Ⅰ铺设在边坡Ⅱ的坡面上，一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护结构，包括：土工格室1、粘土混合料层2、土工养护层4以及植被层(图未示)。
土工格室1铺设在边坡坡面。粘土混合料层2，其铺设在所述土工格室1的格室内，与边坡坡面接触。所述粘土混合料层2包括粘土以及与其相混合的聚丙烯网状纤维，往述粘土混合料层内喷洒植被草种，在粘土混合料层上表面形成混有草种的粘土混合料和草种层3。粘土加水搅拌干结强度大与纤维抗拉加筋、土工格室骨架作用的特性，将三者结合在一起，避免了粘性土发生干结龟裂，提高土体抗拉、抗剪、抗旱能力。土工养护层4覆盖在所述粘土混合料层2上；植被层为植被草种生长形成。
优选地，所述粘土混合料层厚度≥10cm。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)平整边坡坡面，在坡面铺设土工格室；
(2)将粘土进行破碎，再添加聚丙烯网状纤维、肥料和水进行搅拌，直至混合料呈流塑状态；先将粘土与聚丙烯网状纤维干拌，再加入肥料及水进行搅拌；每立方米粘土添加450～550g的聚丙烯网状纤维；
(3)将混合料摊铺在边坡坡面上，并抹平；
(4)在边坡坡面喷播草种，然后覆盖养护土工膜，再进行人工养护。
2.根据权利要求1所述的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，其特征在于，所述步骤(1)土工格室材料是高密度聚乙烯，格室高20mm，格室片厚0.95～1.05mm，格室单孔面积50～100cm2。
3.根据权利要求1所述的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，其特征在于，所述步骤(1)平整边坡坡面后对坡面进行喷雾，湿润坡面。
4.根据权利要求1所述的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，其特征在于，所述步骤(2)中每立方米粘土添加0.5～0.7kg肥料，所述的肥料包括二铵、尿素和硫酸钾，二铵、尿素和硫酸钾的比例为2:1:3。
5.根据权利要求1所述的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，其特征在于，所述步骤(4)养护土工膜为10～12g/m2的无纺布。
6.根据权利要求1所述的基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法，其特征在于，所述该边坡防护方法适用于边坡坡率不陡于1:1.0。
7.一种如权利要求1所述基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护方法的边坡防护结构，其特征在于，包括：
土工格室，其铺设在边坡坡面；
粘土混合料层，其铺设在所述土工格室的格室内，与边坡坡面接触，所述粘土混合料层包括粘土以及与其相混合的聚丙烯网状纤维，所述粘土混合料层表面喷播植被草种；
土工养护层，其覆盖在所述粘土混合料层上；以及
植被层，其为所述植被草种生长形成。
8.根据权利要求7所述基于土工格室及纤维粘土混合料的边坡防护结构，其特征在于，所述粘土混合料层厚度≥10cm。
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