CN109629583A - Gcl膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡及施工方法，GCL膨润土防水垫铺设在粉质土体的边坡上，土工格栅铺设在GCL膨润土防水垫上，若干固定桩均依次穿过土工格栅和GCL膨润土防水垫并压入粉质土体的边坡内，所述固定桩的轴心方向设有注浆孔，固定桩的径向方向设有与注浆孔相互贯通的渗透孔，注浆孔内注入所述流体注入物，流体注入物通过渗透孔渗透至边坡的粉质土体内，流体注入物固化后在所述渗透孔处形成毛刺边。本发明简单易行、绿色环保，能够有效联合防渗、加固使用效果。
Description
技术领域：
本发明涉及一种GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡及施工方法。
背景技术：
随着我国基础设施建设的快速发展，越来越多的工程需要进行防护加固，例如边坡工程、基坑工程、软基处理、垃圾填埋场的防护工程。但是，针对不同的工程及自然条件，防护加固的方法和效果也各不相同。目前有很多对土体加固的施工方法，但是加固方法的功能及形式相对单一、处理效果也存在一定的局限性。以往的加固方法往往注意到对土体的加固，却未考虑到降雨、排水等自然环境条件下水对构建物稳定性的影响。
现有专利（申请号：201710248792.8）公开了一种土工合成材料增强土面层的边坡防护体系及施工方法；通过多个固定桩、与固定桩相适配的连接结构和固设在边坡表面的土工合成材料增强加固土面层。专利（申请号：201810383631.4）公开了一种中空土工格栅与微生物技术联合的灌浆方法；在上下相邻的泥质软岩填料之前布设中空土工格栅，然后在将外部微生物注浆系统与中空土工格栅的内部灌浆管道相连，形成对回填土路基的加固。
上述专利在应用于雨季较长，地下水位较高区域的粉土边坡时，不能起到很好的防渗、加固效果，由于粉土边坡由大量粉粒和细砂粒及少量粘粒所组成，粉土的液塑限指数相对较低，干时不易成型，容易出现叠瓦状推移及分层现象，受降雨浸润后容易很快被浸透，抗冲刷能力较差。降雨条件下坡面径流会对粉土边坡产生冲刷，甚至会影响粉土边坡的长期稳定性。因此，非常有必要针对降雨条件下粉土边坡的防渗、防护加固技术进行综合研究，研发兼具防渗和加固多重功能的施工方法。
发明内容：
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡及施工方法。
本发明所采用的技术方案有： GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，包括GCL膨润土防水垫、土工格栅、固定桩以及可固化成形的流体注入物，所述GCL膨润土防水垫铺设在粉质土体的边坡上，土工格栅铺设在GCL膨润土防水垫上，若干固定桩均依次穿过土工格栅和GCL膨润土防水垫并压入粉质土体的边坡内，所述固定桩的轴心方向设有注浆孔，固定桩的径向方向设有与注浆孔相互贯通的渗透孔，注浆孔内注入所述流体注入物，流体注入物通过渗透孔渗透至边坡的粉质土体内，流体注入物固化后在所述渗透孔处形成毛刺边。
进一步地，所述固定桩为可伸缩结构，包括母桩、子桩和桩头，所述子桩同轴卡接于母桩内，桩头同轴卡接于子桩内，所述固定桩上的注浆孔贯穿于母桩与子桩并延长于桩头上，若干个渗透孔均匀分布在母桩、子桩和桩头上；所述桩头的底端设有桩尖。
进一步地，所述母桩与子桩的底端均设有卡槽，在子桩与桩头的顶端均设有卡销，子桩上的卡销卡设于母桩上的卡槽内，桩头上的卡销卡设于子桩上的卡槽内。
进一步地，所述卡槽包括插槽部、转动槽和限位槽，所述插槽部对称设置，且沿着固定桩的轴向方向设置，在每个插槽部的顶端设置一个转动槽，转动槽与插槽部相连通，且转动槽沿着固定桩的圆周方向设置，在每个转动槽的末端设置一个限位槽，且限位槽沿着固定桩的轴向方向设置，所述卡销由插槽部进入转动槽，转动卡销位置并使得卡销置于限位槽内。
进一步地，所述限位槽的宽度小于卡销的直径，在转动槽的末端设有定位槽，定位槽与转动槽相连通，且定位槽位于限位槽的上方，定位槽的宽度大于卡销的直径。
进一步地，所述流体注入物为水泥浆。
进一步地，所述流体注入物为微生物注浆，所述微生物注浆由巴氏芽孢杆菌溶液与CaCl2溶液混合而成。
GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡的施工方法，包括以下步骤：
1）将需要防渗、加固的粉质土体的边坡场地进行表面整平处理；
2）在整平好的边坡上铺设GCL膨润土防水垫；
3）在GCL膨润土防水垫上铺设若干土工格栅，相邻土工格栅之间用塑料带绑扎；
4）将固定桩穿过土工格栅和GCL膨润土防水垫并压入边坡的粉质土体内；
5）向固定桩轴心方向的注浆孔内注入可以固化成形的流体注入物，流体注入物通过固定桩上径向方向的渗透孔渗透至边坡的粉质土体内，流体注入物固化后在渗透孔处形成毛刺边；
6）在土工格栅内填土或者种植用于绿化的植被，完成施工。
进一步地，所述流体注入物为水泥浆。
进一步地，所述流体注入物为微生物注浆，所述微生物注浆由巴氏芽孢杆菌溶液与CaCl2溶液混合而成，巴氏芽孢杆菌溶液的浓度为10^8-10^9cell/ml，CaCl2溶液的浓度为0.05-0.2mol/L。
本发明具有如下有益效果：
本发明简单易行、绿色环保，能够有效联合防渗、加固使用效果。
附图说明：
图 1 为本发明结构图。
图 2 为本发明中固定桩的结构图。
图 3 为本发明中固定桩的局部放大图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1，本发明一种GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，包括GCL膨润土防水垫2、土工格栅3、固定桩4以及可固化成形的流体注入物， GCL膨润土防水垫2铺设在粉质土体的边坡1上，土工格栅3铺设在GCL膨润土防水垫2上，若干固定桩4均依次穿过土工格栅3和GCL膨润土防水垫2并压入粉质土体的边坡1内，固定桩4的轴心方向设有注浆孔41，固定桩4的径向方向设有与注浆孔41相互贯通的渗透孔42，注浆孔41内注入流体注入物，流体注入物通过渗透孔42渗透至边坡1的粉质土体内，流体注入物固化后在渗透孔42处形成毛刺边43。
如图2和图3，本发明中的固定桩4为可伸缩结构，包括母桩45、子桩46和桩头47，子桩46同轴卡接于母桩45内，桩头47同轴卡接于子桩46内，固定桩4上的注浆孔41贯穿于母桩45与子桩46并延长于桩头47上，在母桩45上、子桩46上和桩头47上均布置3-5个渗透孔42。
为便于固定桩4更好地压入边坡1内，在桩头47的底端设有桩尖48，桩尖48将桩头47上的注浆孔41底端封闭。
为便于固定桩4中各部件的相互卡接，在母桩45与子桩46的底端均设有卡槽5，在子桩46与桩头47的顶端均设有卡销6，子桩46上的卡销6卡设于母桩45上的卡槽5内，桩头47上的卡销6卡设于子桩46上的卡槽5内。
卡槽5包括插槽部51、转动槽52和限位槽53，插槽部51对称设置，且插槽部51沿着固定桩4的轴向方向设置，在每个插槽部51的顶端设置一个转动槽52，转动槽52与插槽部51相连通，且转动槽52沿着固定桩4的圆周方向设置，在每个转动槽52的末端设置一个限位槽53，且限位槽53沿着固定桩4的轴向方向设置，卡销6由插槽部51进入转动槽52，转动卡销6位置并使得卡销6置于限位槽53内。
限位槽53的宽度小于卡销6的直径，卡销6卡入限位槽53时，卡销6与限位槽53之间为过盈配合，保证定位效果。
在压入固定桩4时，在固定桩4的注浆孔41内插入一桩杆，然后外界击打桩杆，继而将固定桩4压入边坡1内。
在转动槽52的末端设有定位槽54，定位槽54与转动槽52相连通，且定位槽54位于限位槽53的上方，定位槽54的宽度大于卡销6的直径。
击打固定桩4过程中，现将定位槽54会抵触在卡销6上，继而避免固定桩4运动过程中，卡销6在转动槽52内发出错位移动的现象，定位效果更好。
本发明中的GCL膨润土防水垫2为高膨胀性的纳基膨润土填充在复合土工布和无纺布之间形成，最终起到防渗漏作用。GCL膨润土防水垫2具有优异的防水、防渗性能，抗渗静水压可达到1.0MPa以上（本实施例为1.2MPa），单位面积膨润土质量为4-5kg/m2（本实施例为5kg/m2）。
土工格栅3为双向塑料格栅，土工格栅3网格间距为300-400mm（本实施例为400mm），纵（横）向拉伸屈服力为50kN/m（本实施例为50kN/m），宽度1-6m（本实施例为3m）。
土工格栅3与固定桩4连接在一起形成整体，固定桩4垂直于土工格栅3所在平面。
本发明中的流体注入物采用水泥浆或者微生物注浆。采用水泥浆注入时（水泥灌浆压力2-8Mpa），水泥浆在渗透孔42处形成毛刺边43的长度为0. 1- 0.5cm。
微生物注浆由巴氏芽孢杆菌溶液与CaCl2溶液混合而成，巴氏芽孢杆菌溶液的浓度为10^8-10^9cell/ml，CaCl2溶液的浓度为0.05-0.2mol/L。采用微生物注浆时，先注入巴氏芽孢杆菌溶液，12小时后在注入CaCl2溶液，注入的质量比根据边坡1的实际情况而定。
本发明中的巴氏芽孢杆菌溶液与现有专利（专利号：201810383631.4）中的巴氏芽孢杆菌溶液一致。
本发明GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡的施工方法，包括以下步骤：
1）整平：将需要防渗、加固的粉质土体的边坡1场地进行表面整平处理；
2）铺设GCL膨润土防水垫：铺设GCL膨润土防水垫2：在整平好的边坡1上铺设抗渗静水压可达到1.0MPa以上的GCL膨润土防水垫，铺设宽度可根据现场实际尺寸；GCL膨润土防水垫2的边缘进行裁剪或者搭接，采用搭接时，搭接重合不小于300mm， 且叠瓦状搭接；
3）铺设土工格栅3：在GCL膨润土防水垫2上铺设若干土工格栅3，土工格栅紧贴GCL膨润土防水垫铺设，搭接处用塑料带绑扎，土工格栅3的纵（横）向拉伸屈服力为50kN/m；
4）压入固定桩：将固定桩4穿过土工格栅3和GCL膨润土防水垫2并压入边坡1的粉质土体内；
5）向固定桩4轴心方向的注浆孔41内注入可以固化成形的流体注入物，流体注入物通过固定桩4上径向方向的渗透孔42渗透至边坡1的粉质土体内，流体注入物固化后在渗透孔42处形成毛刺边43；
6）植被种植：在土工格栅3内填土或者种植用于绿化的植被，完成施工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：包括GCL膨润土防水垫（2）、土工格栅（3）、固定桩（4）以及可固化成形的流体注入物，所述GCL膨润土防水垫（2）铺设在粉质土体的边坡（1）上，土工格栅（3）铺设在GCL膨润土防水垫（2）上，若干固定桩（4）均依次穿过土工格栅（3）和GCL膨润土防水垫（2）并压入粉质土体的边坡（1）内，所述固定桩（4）的轴心方向设有注浆孔（41），固定桩（4）的径向方向设有与注浆孔（41）相互贯通的渗透孔（42），注浆孔（41）内注入所述流体注入物，流体注入物通过渗透孔（42）渗透至边坡（1）的粉质土体内，流体注入物固化后在所述渗透孔（42）处形成毛刺边（43）。
2.如权利要求1所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：所述固定桩（4）为可伸缩结构，包括母桩（45）、子桩（46）和桩头（47），所述子桩（46）同轴卡接于母桩（45）内，桩头（47）同轴卡接于子桩（46）内，所述固定桩（4）上的注浆孔（41）贯穿于母桩（45）与子桩（46）并延长于桩头（47）上，若干个渗透孔（42）均匀分布在母桩（45）、子桩（46）和桩头（47）上；所述桩头（47）的底端设有桩尖（48）。
3.如权利要求2所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：所述母桩（45）与子桩（46）的底端均设有卡槽（5），在子桩（46）与桩头（47）的顶端均设有卡销（6），子桩（46）上的卡销（6）卡设于母桩（45）上的卡槽（5）内，桩头（47）上的卡销（6）卡设于子桩（46）上的卡槽（5）内。
4.如权利要求3所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：所述卡槽（5）包括插槽部（51）、转动槽（52）和限位槽（53），所述插槽部（51）对称设置，且沿着固定桩（4）的轴向方向设置，在每个插槽部（51）的顶端设置一个转动槽（52），转动槽（52）与插槽部（51）相连通，且转动槽（52）沿着固定桩（4）的圆周方向设置，在每个转动槽（52）的末端设置一个限位槽（53），且限位槽（53）沿着固定桩（4）的轴向方向设置，所述卡销（6）由插槽部（51）进入转动槽（52），转动卡销（6）位置并使得卡销（6）置于限位槽（53）内。
5.如权利要求4所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：所述限位槽（53）的宽度小于卡销（6）的直径，在转动槽（52）的末端设有定位槽（54），定位槽（54）与转动槽（52）相连通，且定位槽（54）位于限位槽（53）的上方，定位槽（54）的宽度大于卡销（6）的直径。
6.如权利要求1所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：所述流体注入物为水泥浆。
7.如权利要求1所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡，其特征在于：所述流体注入物为微生物注浆，所述微生物注浆由巴氏芽孢杆菌溶液与CaCl2溶液混合而成。
8.GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将需要防渗、加固的粉质土体的边坡（1）场地进行表面整平处理；
2）在整平好的边坡（1）上铺设GCL膨润土防水垫（2）；
3）在GCL膨润土防水垫（2）上铺设若干土工格栅（3），相邻土工格栅（3）之间用塑料带绑扎；
4）将固定桩（4）穿过土工格栅（3）和GCL膨润土防水垫（2）并压入边坡（1）的粉质土体内；
5）向固定桩（4）轴心方向的注浆孔（41）内注入可以固化成形的流体注入物，流体注入物通过固定桩（4）上径向方向的渗透孔（42）渗透至边坡（1）的粉质土体内，流体注入物固化后在渗透孔（42）处形成毛刺边（43）；
6）在土工格栅（3）内填土或者种植用于绿化的植被，完成施工。
9.如权利要求8所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡的施工方法，其特征在于：所述流体注入物为水泥浆。
10.如权利要求1所述的GCL膨润土防水垫联合土工格栅注浆防渗加固粉土边坡的施工方法，其特征在于：所述流体注入物为微生物注浆，所述微生物注浆由巴氏芽孢杆菌溶液与CaCl2溶液混合而成，巴氏芽孢杆菌溶液的浓度为10^8-10^9cell/ml，CaCl2溶液的浓度为0.05-0.2mol/L。
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