CN106013191B - 环保型植草混凝土公路护坡结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型植草混凝土公路护坡结构，主要包括植草混凝土、预制框格梁、锚杆、土钉、浆砌片石墙、坡面排水系统及重力式挡墙。公路原边坡不稳定岩体内设置土钉，锚头处设置混凝土墩，在原坡面上增设浆砌片石墙，浆砌片石墙内由下而上依次填充砂砾层、粘土层、植草混凝土，浆砌片石墙顶安装预制框格梁，框格梁交点设置锚杆，锚杆周围设置有混凝土包裹体，砂砾层内设置有排水系统，在坡底设置有排水通道，坡脚公路路基边沟外侧设置有重力式挡土墙。本发明的公路护坡结构整体性和稳定性好，同时环保型植草混凝土真正实现安全护砌与环境保护相结合，有效改善交通环境。本发明还提供上述环保型植草混凝土公路护坡结构的施工方法。

Description

环保型植草混凝土公路护坡结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种环保型植草混凝土公路护坡结构及施工方法，属于公路工程领域，适用于多雨地区且绿化及稳定性要求较高的公路护坡工程。

背景技术

公路的边坡护砌是为公路的路基稳定及公路的可靠使用年限提供安全保障的主要技术措施。传统的公路边坡护砌主要可分为干砌、浆砌片石以及混凝土框格、板块的刚性材料护砌方式，或者采用草皮植被保护方式。这几种护砌方式，前者以破坏国土资源为代价，使公路边坡形成灰白一片，与自然景观极不协调，造成新的环境污染；而后者边坡比较陡，降雨容易产生径流冲蚀，也难以达到理想的护砌要求。

目前，以绿化混凝土为代表的生态型护砌新技术，使刚性护砌和环境绿化完美地结合起来，这既符合环境保护和可持续发展的基本国策，又能满足公路边坡护砌要求，从根本上改善了混凝土、砌石护砌劣化人类生存环境的现状。基于此，针对公路边坡现状，结合环保型绿化混凝土，开发应用生态型护砌新技术，改变传统的护砌方式，对我国的公路建设具有重要的现实意义。

因此，目前亟需发明一种施工效率高，稳定性强，坡面完全绿色生态化，且经济技术效益突出的公路护坡结构。本发明采用土钉与锚杆结合处理原边坡不稳定面，同时通过设置浆砌片石墙为砂砾层及粘土层提供填充空间，且在砂砾层内设置排水系统，并在顶面吹填植草混凝土，提高边坡稳定性的同时有效改善交通环境，经济技术效益突出。

发明内容

本发明的目的在于提供一种施工效率高，稳定性强，坡面完全绿色生态化，且经济技术效益突出的公路护坡结构及施工方法。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种环保型植草混凝土公路护坡结构，其特征在于，所述结构包括植草混凝土、预制框格梁、锚杆、土钉、浆砌片石墙、坡面排水系统及重力式挡墙；土钉设置于公路原边坡不稳定岩体内，土钉锚头处设置锚头混凝土墩，在公路原坡面上增设浆砌片石墙，浆砌片石墙内由下而上依次填充砂砾层、粘土层、植草混凝土，浆砌片石墙顶安装预制框格梁，预制框格梁交点设置锚杆，锚杆周围设置有混凝土包裹体，砂砾层内设置有排水系统，在坡底设置有坡底排水通道，坡脚公路路基边沟外侧设置有重力式挡土墙。

所述的浆砌片石墙垂直于坡面基岩设置，由肋拱墙和肋柱墙组成，肋拱墙墙底预留有排水管通道，墙顶预留有对拉螺栓孔，拱底留设有锚杆安装空间。

所述的锚杆底部设置于原坡体持力层内，顶部锚固于预制框格梁上，锚杆位于浆砌片石墙内部分设置有混凝土包裹体。

所述的预制框格梁为钢筋混凝土结构，由肋拱和梁肋柱组成，设置于浆砌片石墙顶部，其中肋柱顶面设置有预制框格梁排水槽，侧面设置有预留筋。

所述的植草混凝土设置于粘土层表面，内部设置有钢丝网，钢丝网与预制框格梁肋柱侧面的预留筋连接，钢丝网设置有固定筋，固定筋垂直嵌入粘土层内。

所述的坡面排水系统由坡体排水管及坡底排水通道组成，坡体排水管表面开设有进水孔并包裹反滤土工布，排水管之间通过橡胶套管连接，橡胶套管设置于浆砌片石墙内，坡底排水通道设置于排水通道限位槽内，排水通道限位槽为混凝土结构。

本发明还提供了所述环保型植草混凝土公路护坡结构的施工方法，其施工步骤如下：

1）施工准备：根据施工图纸划出施工区域，刷坡至设置位置，清除边坡上的松土；

2）定位锚孔位置：按照施工图纸采用全站仪进行测量放样确定孔位以及锚孔方位角，并做出标记；

3）坡面钻孔：采用钻机进行钻孔，钻孔完成后，检查间距、长度、角度是否符合要求；

4）土钉及锚杆安装：将土钉、锚杆及相配套的注浆管对准布设的孔位慢慢钻进，并确保将土钉、锚杆推送至预定的深度；

5）锚孔注浆：对锚孔注浆，注浆完成后，用木楔堵塞眼口，将土钉外露部分采用混凝土墩完全包裹；

6）浆砌片石墙施工：施工前对坡面进行二次清理，在坡面根据施工图纸测量放线出墙底位置，砌筑浆砌片石墙时，石块上下皮应互相错缝，内外交错搭砌，并在肋拱墙上根据施工图纸预留安装位；

7）安装排水系统：先在坡底开槽，采用混凝土浇筑排水通道限位槽，限位槽内安装排水通道，再在坡体排水管表面包裹反滤土工布，并通过浆砌片石墙内的橡胶套管连接成整体；

8）回填砂砾层及粘土层：排水系统安装完成后，在浆砌片石墙先回填砂砾层，砂砾层完全覆盖排水管，再在砂砾层表面回填粘土，并将粘土层整平；

9）预制框格梁施工：根据施工图纸预制框格梁，安装至浆砌片石墙顶部，及时与锚杆锚固，同时将钢丝网与预制框格梁预留筋焊接，并插设固定筋；

10）高压吹填植草混凝土：在预制框格梁围合空间内采用高压吹填法浇筑植草混凝土；

11）坡脚边沟施工：在坡脚处开挖排水沟；

12）重力式挡土墙施工：边沟施工结束后，在边沟外侧采用浆砌片石砌筑重力式挡土墙。

本发明具有以下的特点和有益效果：

（1）采用土钉与锚杆相结合的方式处理公路边坡，先通过土钉加固处理出露于边坡表面的随机不稳定岩体，再通过设置锚杆加强边坡支护，同时利用锚杆将原坡面、浆砌片石墙及预制框格梁连接成一体，大幅提高边坡稳定性，经济技术效益突出。

（2）在原坡面上增设浆砌片石墙，浆砌片石墙内由下而上依次填充砂砾层、粘土层、植草混凝土，由于砂砾层透水性强，通过在其内部设置排水系统来排出边坡内的地下水，降低土压力，有效提高边坡稳定性。

（3）在预制框格梁内采用高压吹填法设置植草混凝土，将刚性护砌和环境绿化完美地结合，且制备及施工工艺简单，有效避免环境破坏和环境二次污染，同时有效改善交通环境。

（4）预制框格梁顶面设置排水槽，组成一个网络排水通道，快速排水，缩短了雨水的坡面滞留时间，避免了雨水在坡面的区域汇集。

（5）在坡脚公路路基边沟外设置重力式挡土墙，保护边坡不受地下水冲刷，阻挡边坡落石。

附图说明

图1是本发明环保型植草混凝土公路护坡结构沿某一肋拱中心线的剖面图；

图2是本发明环保型植草混凝土公路护坡结构沿某一肋柱的剖面图；

图3是本发明环保型植草混凝土公路护坡结构主视图；

图4是图3中A点大样图；

图5是本发明中浆砌片石围合空间内回填示意图；

图6是本发明施工流程图。

图中：1-植草混凝土，2-坡面植被，3-肋柱，4-肋拱，5-钢丝网，6-粘土层，7-砂砾层，8-坡底排水通道，9-排水通道限位槽，10-浆砌片石基础，11-边沟，12-重力式挡土墙，13-混凝土包裹体，14-坡体排水管，15-锚头混凝土墩，16-土钉，17-锚杆，18-原坡体松动带，19-原坡体，20-浆砌片石墙，21-预制框格梁排水槽，22-橡胶套管，23-固定筋。

具体实施方式

本实施方式中装配式预制框格梁、生态防冲块等的预制工艺要求，预应力锚索张拉施工技术要求，混凝土浇筑的施工工艺要求，坡面植物种类等不再赘述，重点阐述本发明涉及的现浇植生型生态混凝土护坡结构施工的实施方式。

图1是本发明环保型植草混凝土公路护坡结构的主视图，图2是本发明环保型植草混凝土公路护坡结构I-I剖面图，图3是本发明环保型植草混凝土公路护坡结构II-II剖面图，图4是主视图的A大样图，图5是本发明中浆砌片石围合空间内回填示意图。参照图1-5所示的现浇植生型生态混凝土护坡结构，主要由植草混凝土1、预制框格梁、锚杆17、土钉16、浆砌片石墙20、坡面排水系统及重力式挡墙12等组成。

土钉16设置于公路原边坡不稳定岩体内，土钉锚头处设置混凝土墩15，在公路原坡面上增设浆砌片石墙20，浆砌片石墙20内由下而上依次填充砂砾层7、粘土层6、植草混凝土1，浆砌片石墙20顶安装预制框格梁，预制框格梁交点设置锚杆17，锚杆17周围设置有混凝土包裹体13，砂砾层7内设置有排水系统，在坡底设置有坡底排水通道8，坡脚公路路基边沟11外侧设置有重力式挡土墙12。

土钉16垂直设置于原坡体松动18带内，锚头外露于坡面部分完全由锚头混凝土墩15包裹。

浆砌片石墙20垂直于坡面基岩设置，由肋拱墙和肋柱墙组成，肋拱墙墙底预留有排水管通道，墙顶预留有对拉螺栓孔，拱底留设有锚杆安装空间。

锚杆17底部设置于原坡体19持力层内，顶部锚固于预制框格梁上，锚杆17位于浆砌片石墙内部分设置有混凝土包裹体13。

预制框格梁为钢筋混凝土结构，由肋拱4和肋柱3组成，设置于浆砌片石墙20顶部，其中肋柱3顶面设置有预制框格梁排水槽21，侧面设置有预留筋。

植草混凝土1设置于粘土层6表面，内部设置有钢丝网5，钢丝网5与预制框格梁肋柱3侧面的预留筋连接，钢丝网5设置有固定筋23，固定筋23垂直嵌入粘土层6内。

坡面排水系统由坡体排水管14及坡底排水通道8组成，坡体排水管14表面开设有进水孔并包裹反滤土工布，坡体排水管14之间通过橡胶套管22连接，橡胶套管22设置于浆砌片石墙20内，坡底排水通道8设置于排水通道限位槽9内，排水通道限位槽9为混凝土结构。

现浇植生型生态混凝土护坡施工前，先根据施工图纸划出施工区域，安排施工员进行刷坡，清除边坡上所有松土。刷坡后按照设计图采用全站仪进行测量放样确定孔位以及锚孔方位角，并做好标记，随后安排钻机进场，进行钻孔作业。锚杆孔与土钉孔呈2500mm×2500mm梅花型布置，锚杆孔直径选取35mm，土钉孔直径选取110mm，钻孔角度根据现场坡度选取；在钻进过程中，合理掌握钻进参数及钻进速度，钻孔完成后，须检查锚杆间距、长度、角度是否符合要求，发现不合格废弃重钻。

钻孔完成后安装土钉16及锚杆17，安装前对钻孔重新进行检查，再将土钉16、锚杆17及相配套的注浆管对准布设的孔位慢慢钻进，并确保将土钉16、锚杆17推送至预定的深度，其中锚杆17直径为28mm，土钉16直径100mm，土钉钢筋均为Ⅱ级钢筋，直径18mm，固结用水泥素浆，采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比0.45，锚孔注浆时控制注浆压力，完成后，立即用木楔堵塞眼口，并检查注浆效果，不合格者补浆，注浆完成后，将土钉外露部分采用锚头混凝土墩15完全包裹。

土钉及锚杆施工结束后对坡面进行二次清理，在坡面根据施工图纸测量放线出浆砌片石墙20墙底位置，随后采用砂浆和毛石料砌筑浆砌片石墙20。砌筑时，石块上下皮应互相错缝，内外交错搭砌，肋拱间距2500mm×2500m，肋断面尺寸300mm×250mm，拱宽300mm，厚100mm，肋拱墙底部根据施工图纸预留直径10cm的排水管安装位。排水管采用PVC管，安装前先在坡底开槽，采用混凝土浇筑排水通道限位槽9，排水通道限位槽9内安装直径300mm的排水主管道，再在坡面布设直径80mm的排水管，排水管表面包裹反滤土工布，并通过浆砌片石墙内预装的橡胶套管22连接成整体。

排水系统安装完成后，在浆砌片石墙先回填砂砾层7，砂砾层7完全覆盖排水管，再在砂砾层7表面回填粘土，将粘土层6整平，填土面距离肋拱表面100mm。随后安排预制框格梁进场，预制框格梁宽100mm，肋拱4半径为1500mm，检验合格后人工安装至浆砌片石墙20顶部，及时与锚杆17锚固，并将锚杆外露部分采用300mm×300mm的混凝土锚墩包裹，锚墩和肋拱4交叉点处混凝土相连，形成三维立体结构，同时将钢丝网5与预制框格梁预留筋焊接，并垂直于坡面插设固定筋23，固定筋23均为Ⅱ级钢筋，资金直径18mm。

上述施工完成后，在预制框格梁围合空间内采用高压吹填法浇筑植草混凝土1，植草混凝土配比根据实验确定，吹填结束后在坡脚处开挖边沟11，并在边沟11外侧采用浆砌片石砌筑重力式挡土墙12，挡土墙高2500m，上宽1000mm，底宽1500mm。植草混凝土1种植坡面植被2。

环保型植草混凝土公路护坡结构的施工主要步骤如下：

1）施工准备：根据施工图纸划出施工区域，刷坡至设置位置，清除边坡上所有松土。

2）定位锚孔位置：按照施工图纸采用全站仪进行测量放样确定孔位以及锚孔方位角，并做出标记。

3）坡面钻孔：采用钻机进行钻孔，在钻进过程中，合理掌握钻进参数及钻进速度，钻孔完成后，须检查锚杆间距、长度、角度是否符合要求，发现不合格废弃重钻。

4）土钉及锚杆安装：安装前对钻孔重新进行检查，再将土钉、锚杆及相配套的注浆管对准布设的孔位慢慢钻进，并确保将土钉、锚杆推送至预定的深度。

5）锚孔注浆：注浆时根据技术交底要求控制注浆压力，注浆完成后，立即用木楔堵塞眼口，并检查注浆效果，不合格者补浆，注浆完成后，将土钉外露部分采用混凝土墩完全包裹。

6）浆砌片石墙施工：施工前对坡面进行二次清理，在坡面根据施工图纸测量放线出墙底位置，砌筑时，石块上下皮应互相错缝，内外交错搭砌，并在肋拱墙上根据施工图纸预留安装位。

7）安装排水系统：先在坡底开槽，采用混凝土浇筑排水通道限位槽，限位槽内安装排水通道，再在坡体排水管表面包裹反滤土工布，并通过浆砌片石片石墙内的橡胶套管连接成整体。

8）回填砂砾层及粘土层：排水系统安装完成后，在浆砌片石墙先回填砂砾，砂砾层完全覆盖排水管，再在砂砾层表面回填粘土，并将粘土层整平。

9）预制框格梁施工：根据施工图纸预制框格梁，进场检验合格后人工安装至浆砌片石墙顶部，及时与锚杆锚固，同时将钢丝网与预制框格梁预留筋焊接，并插设固定筋。

10）高压吹填植草混凝土：在预制框格梁围合空间内采用高压吹填法浇筑植草混凝土，植草混凝土配比根据实验确定。

11）坡脚边沟施工：上述施工完成后，在坡脚处开挖排水沟。

12）重力式挡土墙施工：边沟施工结束后，在边沟外侧采用浆砌片石砌筑重力式挡土墙。

Claims (6)

1.环保型植草混凝土公路护坡结构的施工方法，其特征在于，所述环保型植草混凝土公路护坡结构包括植草混凝土、预制框格梁、锚杆、土钉、浆砌片石墙、坡面排水系统及重力式挡墙；土钉设置于公路原边坡不稳定岩体内，土钉锚头处设置锚头混凝土墩，在公路原坡面上增设浆砌片石墙，浆砌片石墙内由下而上依次填充砂砾层、粘土层、植草混凝土，浆砌片石墙顶安装预制框格梁，预制框格梁交点设置锚杆，锚杆周围设置有混凝土包裹体，砂砾层内设置有排水系统，在坡底设置有坡底排水通道，坡脚公路路基边沟外侧设置有重力式挡土墙；

所述施工方法的步骤如下：

1）施工准备：根据施工图纸划出施工区域，刷坡至设置位置，清除边坡上的松土；

2）定位锚孔位置：按照施工图纸采用全站仪进行测量放样确定孔位以及锚孔方位角，并做出标记；

3）坡面钻孔：采用钻机进行钻孔，钻孔完成后，检查间距、长度、角度是否符合要求；

4）土钉及锚杆安装：将土钉、锚杆及相配套的注浆管对准布设的孔位慢慢钻进，并确保将土钉、锚杆推送至预定的深度；

5）锚孔注浆：对锚孔注浆，注浆完成后，用木楔堵塞眼口，将土钉外露部分采用混凝土墩完全包裹；

6）浆砌片石墙施工：施工前对坡面进行二次清理，在坡面根据施工图纸测量放线出墙底位置，砌筑浆砌片石墙时，石块上下皮应互相错缝，内外交错搭砌，并在肋拱墙上根据施工图纸预留安装位；

7）安装排水系统：先在坡底开槽，采用混凝土浇筑排水通道限位槽，限位槽内安装排水通道，再在坡体排水管表面包裹反滤土工布，并通过浆砌片石墙内的橡胶套管连接成整体；

8）回填砂砾层及粘土层：排水系统安装完成后，在浆砌片石墙先回填砂砾层，砂砾层完全覆盖排水管，再在砂砾层表面回填粘土，并将粘土层整平；

9）预制框格梁施工：根据施工图纸预制框格梁，安装至浆砌片石墙顶部，及时与锚杆锚固，同时将钢丝网与预制框架梁预留筋焊接，并插设固定筋；

10）高压吹填植草混凝土：在预制框格梁围合空间内采用高压吹填法浇筑植草混凝土；

11）坡脚边沟施工：在坡脚处开挖排水沟；

12）重力式挡土墙施工：边沟施工结束后，在边沟外侧采用浆砌片石砌筑重力式挡土墙。

2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的浆砌片石墙垂直于坡面基岩设置，由肋拱墙和肋柱墙组成，肋拱墙墙底预留有排水管通道，墙顶预留有对拉螺栓孔，拱底留设有锚杆安装空间。

3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的锚杆底部设置于原坡体持力层内，顶部锚固于预制框格梁上，锚杆位于浆砌片石墙内部分设置有混凝土包裹体。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的预制框格梁为钢筋混凝土结构，由肋拱和肋柱组成，设置于浆砌片石墙顶部，其中肋柱顶面设置有预制框格梁排水槽，侧面设置有预留筋。

5.根据权利要求4所述的施工方法，其特征在于所述的植草混凝土设置于粘土层表面，内部设置有钢丝网，钢丝网与预制框格梁肋柱侧面的预留筋连接，钢丝网设置有固定筋，固定筋垂直嵌入粘土层内。

6.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于所述的坡面排水系统由坡体排水管及坡底排水通道组成，坡体排水管表面开设有进水孔并包裹反滤土工布，坡体排水管之间通过橡胶套管连接，橡胶套管设置于浆砌片石墙内，坡底排水通道设置于排水通道限位槽内，排水通道限位槽为混凝土结构。