CN109944257A - 一种岩质边坡新型生态防护结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩质边坡新型生态防护结构及施工方法。包括三合土框格梁、竹筋格网、基质土和植生土；所述的三合土框格梁突出的设置于岩质边坡上，并将岩质边坡表面分隔为多个框体，所述的基质土铺设于框体内作为最底层，所述的竹筋格网平铺于整个岩质边坡上并嵌入至三合土框格梁内，且竹筋格网处于基质土内以固定基质土，所述的植生土铺设于基质土上。本发明可有效对自然状况下稳定的岩质边坡进行生态防护，结构简单，经济适用，而且采用竹材代替钢筋或土工合成材料，利用三合土代替混凝土，适应我国建筑行业朝着低碳、节能、环保及可持续性发展的方向，同时竹材的工程应用可为我国农村大量的竹材提供销路，拓宽农村精准扶贫中产业扶贫的渠道。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩质边坡新型生态防护结构及施工方法，尤其是一种涉及公路、铁路等开山修筑过程中形成自然条件下安全系数大于1，能够保持自身稳定的岩质边坡新型生态防护结构及施工方法。
背景技术
随着基础设施建设向中西部山区丘陵地区的推进，经常遇到开山修路从而形成大量的岩质边坡，裸露的岩石受大气、降雨及阳光等影响容易风化，从而会导致块石滚落和山体滑坡，对行车安全构成威胁，而且岩质边坡视觉单一易使司机产生视觉疲劳和不良情绪，同时裸露的岩质边坡与周围环境格格不入，对生态造成较大破坏。
传统的岩质边坡生态防护方法主要有锚杆混凝土框格梁法、鱼鳞坑客土法、客土喷播法、植生袋法、三维网格法、攀爬植物绿化等，这些传统的护坡形式存在施工工序复杂，成本高，部分防护效果不理想等问题，而且需要大量使用水泥、钢筋及土工合成材料，水泥、钢筋及土工合成材料的生产属于高耗能、高污染产业，其生产过程会导致能源的耗费以及环境的污染，不符合国家节能降耗和生态公路建设的发展要求，为此，在大力提倡可持续发展的今天，我们需寻找低碳环保的材料来替代。
发明内容
为了解决目前传统的岩质边坡生态防护方法存在施工工序复杂，成本高，不环保，部分防护效果不理想的技术问题，本发明提供一种施工材料环保、结构简单、施工方便、造价低廉、同时能满足使用功能的岩质边坡新型生态防护结构及施工方法。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案是，
一种岩质边坡新型生态防护结构，包括三合土框格梁4、竹筋格网7、基质土8和植生土9；所述的三合土框格梁4突出的设置于岩质边坡1上，并将岩质边坡1表面分隔为多个框体，所述的基质土5铺设于框体内作为最底层，所述的竹筋格网7平铺于整个岩质边坡上并嵌入至三合土框格梁4内，且竹筋格网处于基质土5内以固定基质土5，所述的植生土9铺设于基质土8 上。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，还包括竹筋锚杆2，所述的竹筋锚杆2一端设置于三合土框格梁4内，另一端固设于岩质边坡1的坡体的钻孔内，所述的钻孔内还填注有三合土灌浆体3以固定竹筋锚杆2，所述的三合土灌浆体3和三合土框格梁4中的三合土由黏性土、熟石灰及天然细砂组成，质量比为1:3:6。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，还包括长条状的竹片5，所述的竹片设置于三合土框格梁4内，且在与竹筋锚杆2交接处通过竹藤捆绑固定。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，还包括上覆垫层10和竹筋U型锚钉12，所述的上覆垫层10覆盖于植生土9上，所述的竹筋U型锚钉12从上覆垫层10上插入至基质土8上中以固定上覆垫层10，所述的上覆垫层是由长条状的竹片5将水稻杆或麦秆平铺捆扎而成。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，还包括排水管6，所述的排水管 6设置于三合土框格梁4内，并使三合土框格梁4分隔出的每个框体均至少连通相邻的一个框体或框体外部空间，排水管6是由竹节被打通的直径为5cm～6cm的竹筒加工制作而成，长度为12cm～15cm。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，还包括排水沟，所述的排水沟设置于岩质边坡1底部并沿边坡底部边缘延伸。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，所述的竹筋锚杆2是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为30mm～40mm，厚度为5mm～8mm，长度为50cm～ 60cm的竹条并晾干，然后在竹条表面涂覆一层改性沥青涂料并干燥后制成。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，所述的竹片5是将龄期不低于3 年的毛竹加工成宽度为10mm～15mm，厚度为5mm～8mm，长度为300cm～400cm 的竹片并晾干，然后在竹片表面涂覆一层改性沥青涂料并干燥后制成。
所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，所述的竹筋格网7是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为8mm～10mm，厚度为5mm～8mm的竹条并晾干，然后在竹条表面涂覆一层改性沥青涂料，待改性沥青涂料干燥后编织成竹筋格网，每一格网片尺寸为：(20～25)cm×(20～25)cm。
一种岩质边坡新型生态防护结构施工方法，包括以下步骤：
步骤①、清理平整岩质边坡1；
步骤②、在坡面上设置多个(80～120)cm×(80～120)cm见方的框格梁位置，并在框格梁位置上打出多个用于安放竹筋锚杆2的孔，在孔中安放竹筋锚杆2后浇筑三合土灌浆体3，形成锚杆支护体系，竹筋锚杆2端头伸出坡面部分作为竹片5的绑扎点；
步骤③、按框格梁放线位置将竹片5布置好，并将竹片5与竹筋锚杆2 端头伸出坡面部分采用竹藤进行绑扎，同时将竹筋格网7铺设于整个坡面上，并采用竹藤将竹筋格网7与竹片5绑扎在一起，然后在预设位置浇筑三合土框格梁4，竹片5浇筑于三合土框格梁4内，三合土框格梁4的宽度为12cm～15cm，高度为15cm～18cm；
步骤④、在三合土框格梁4内设置排水管6，排水管两端连通两个相邻的三合土框格梁4，排水管间距为1m～2m；
步骤⑤、将基质土8喷播于三合土框格梁4形成的中空空间内，基质土8 的厚度与三合土框格梁4高度一致，植生土9喷播在基质土8表层；
步骤⑥、使用竹片5将水稻杆或麦秆平铺捆扎编制上覆垫层10，并将上覆垫层10覆盖于植生土9上，然后采用竹筋U型锚钉12将上覆垫层10固定于基质土8上；
步骤⑦、在边坡底部施做排水沟11。
本发明的技术效果在于：
⑴对于具有自稳能力仅进行生态防护的岩质边坡，由于生态防护结构的荷载主要来源于喷播基质的重力沿边坡方向的分力，而且喷播基质具有一定黏聚力，可以通过黏聚力把部分荷载传递到岩质边坡上，所以喷播基质作用于三合土框格梁上的荷载有限；竹筋锚杆及竹片置于三合土之中，隔绝外界的空气、水等，难以腐烂，而对于竹筋格栅及竹筋U型锚钉，由于其能与水及空气接触，随着时间的推移会逐渐腐蚀，但是其在腐蚀前，植被根系已发育完全，生态防护层具备了自稳能力。所以采用竹筋锚杆代替钢筋锚杆，采用竹筋格网代替土工格栅或镀锌钢丝网，采用三合土代替混凝土能满足实际工程需求。
⑵拌制三合土的原料可就地取材，施工方便，造价低，节能环保，而且三合土的颜色与喷播的客土颜色接近，能达到较好视觉效果。
⑶竹筋原材料来源非常广、再生能力强、制作简单、施工简便，而且竹子被公认为是自然界中效能最高的材料之一，素有“植物钢铁”之称，龄期为3年的毛竹其顺纹抗拉强度为150MPa～250MPa，完全满足生态护坡要求，符合建筑行业朝着低碳、节能、环保以及可持续性方向发展的要求。
⑷上覆垫层采用水稻杆或麦秆编制而成，其腐烂分解后能为植物生长提供肥料，可以克服采用土工布作为上覆垫层带来的环境问题，而且价格低廉，可实现绿色、经济、环保的目的。
⑸同时竹材的工程应用可为我国乡村广泛分布的竹材提供销路，拓宽农村精准扶贫中产业扶贫的渠道。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明竹筋格网示意图；
图2为本发明竹筋U型锚钉示意图；
图3为本发明新型生态防护结构剖面示意图；
图4为本发明新型生态防护结构立面结构示意图；
其中1为岩质边坡，2为竹筋锚杆，3为三合土灌浆体，4为三合土框格梁，5为竹片，6为排水管，7为竹筋格网，8为基质土，9为植生土，10为上覆垫层，11为排水沟，12为竹筋U型锚钉，121竹筋U型锚钉钉尖，122 为竹筋U型锚钉钉身。
具体实施方式
本发明提供一种自然状况下能够保持自身稳定的岩质边坡新型生态防护结构，包括竹筋锚杆2、三合土灌浆体3、三合土框格梁4、竹片5、排水管6、竹筋格网7、基质土8、植生土9、上覆垫层10、排水沟11、竹筋U型锚钉 12；所述的竹筋锚杆2通过三合土灌浆体3将其安装于自稳岩质边坡1坡面的钻孔里，所述的竹筋锚杆2露出坡面部分与三合土框格梁4连接，所述的三合土框格梁4中布置了竹片5，所述的竹片5与竹筋锚杆2交接处通过竹藤捆绑，所述的排水管6布置在三合土框格梁4内并贯通三合土框格梁4，所述的竹筋格网7将基质土8固定在岩质边坡1表面，所述的植生土9喷播于基质土8的表面，所述的上覆垫层10覆盖在植生土9上防止雨水冲刷植生土9，所述的竹筋U型锚钉12将上覆垫层10固定于基质土8上，边坡底部设置有排水沟10。
竹筋锚杆2是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为35mm，厚度为 5mm～8mm，长度为60cm的竹条并晾干，然后在竹条表面涂覆一层改性沥青涂料，待改性沥青涂料干燥后即可使用。
三合土灌浆体3及三合土框格梁4中的三合土由黏性土、熟石灰及天然细砂组成，其质量比例为1:3:6。
竹片5是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为15mm，厚度为5mm～ 8mm，长度为300cm的竹片并晾干，然后在竹片表面涂覆一层改性沥青涂料，待改性沥青涂料干燥后即可使用。
排水管6采用直径为6cm的竹筒加工制作而成，排水管长度为12cm，竹筒中间的竹节被打通。
竹筋格网7是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为8mm，厚度为5mm～ 8mm的竹条并晾干，然后在竹条表明涂膜一层改性沥青涂料，待改性沥青涂料干燥后编织成竹筋格网，每一格网片尺寸为：25cm×25cm。
基质土8喷播于三合土框格梁4形成的中空空间内，基质土8的厚度与三合土框格梁4高度一致，植生土9喷播在基质土8表层，厚度为30mm。
上覆垫层10采用竹片5将水稻杆平铺捆扎而成。
竹筋U型锚钉12用龄期不低于3年的毛竹加工而成，包括钉尖和钉身，其中竹筋U型锚钉钉尖121长为15cm，竹筋U型锚钉钉身122长为5cm。
本实施例在基质土8及植生土9中添加了竹丝，竹丝是用龄期不低于3 年的毛竹加工而成，先将毛竹劈成碎竹片，然后放进电动碾碎机中碾压，使竹条制成长为8cm～25cm的竹丝，基质土8及植生土9中添加2％质量比的竹丝。
基质土8取自当地的粘性土、土壤改良剂、竹丝及水拌合而成，植生土9 为土体、肥料、保水剂、土壤改良剂、竹丝及水拌合而成。
本实施例提供的岩质边坡新型生态防护结构施工方法，包括如下步骤：
步骤①、清理平整岩质边坡1，使处理后的坡面平整无大的石头突出；
步骤②、在坡面上设置100cm×100cm的框格梁位置，并按照线位打孔安放竹筋锚杆2，然后浇筑三合土灌浆体3，形成锚杆支护体系，竹筋锚杆2 端头伸出坡面部分作为竹片5的绑扎点；
步骤③、按框格梁放线位置将竹片5布置好，并将竹片5与竹筋锚杆2 端头伸出坡面部分采用竹藤进行绑扎，同时将竹筋格网7铺设于整个坡面上，并采用竹藤将其与竹片5绑扎在一起，然后浇筑三合土框格梁4，竹片5浇筑于三合土框格梁4内，三合土框格梁4的宽度为12cm，高度为18cm；
步骤④、在三合土框格梁4内设置排水管6，排水管两端沟通三合土框格梁4，排水管间距为1m；
步骤⑤、将基质土8喷播于三合土框格梁4形成的中空空间内，基质土8 的厚度与三合土框格梁4高度一致，植生土9喷播在基质土8表层。
步骤⑥、编制上覆垫层10并将其覆盖于植生土9上，然后采用竹筋U型锚钉12将上覆垫层10固定于基质土8上。
步骤⑦、在边坡底部施做排水沟11。
Claims (10)
1.一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，包括三合土框格梁(4)、竹筋格网(7)、基质土(8)和植生土(9)；所述的三合土框格梁(4)突出的设置于岩质边坡(1)上，并将岩质边坡(1)表面分隔为多个框体，所述的基质土(5)铺设于框体内作为最底层，所述的竹筋格网(7)平铺于整个岩质边坡上并嵌入至三合土框格梁(4)内，且竹筋格网处于基质土(5)内以固定基质土(5)，所述的植生土(9)铺设于基质土(8)上。
2.根据权利要求1所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，还包括竹筋锚杆(2)，所述的竹筋锚杆(2)一端设置于三合土框格梁(4)内，另一端固设于岩质边坡(1)的坡体的钻孔内，所述的钻孔内还填注有三合土灌浆体(3)以固定竹筋锚杆(2)，所述的三合土灌浆体(3)和三合土框格梁(4)中的三合土由黏性土、熟石灰及天然细砂组成，质量比为1:3:6。
3.根据权利要求2所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，还包括长条状的竹片(5)，所述的竹片设置于三合土框格梁(4)内，且在与竹筋锚杆(2)交接处通过竹藤捆绑固定。
4.根据权利要求1所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，还包括上覆垫层(10)和竹筋U型锚钉(12)，所述的上覆垫层(10)覆盖于植生土(9)上，所述的竹筋U型锚钉(12)从上覆垫层(10)上插入至基质土(8)上中以固定上覆垫层(10)，所述的上覆垫层是由长条状的竹片(5)将水稻杆或麦秆平铺捆扎而成。
5.根据权利要求1所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，还包括排水管(6)，所述的排水管(6)设置于三合土框格梁(4)内，并使三合土框格梁(4)分隔出的每个框体均至少连通相邻的一个框体或框体外部空间，排水管(6)是由竹节被打通的直径为5cm～6cm的竹筒加工制作而成，长度为12cm～15cm。
6.根据权利要求1所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，还包括排水沟，所述的排水沟设置于岩质边坡(1)底部并沿边坡底部边缘延伸。
7.根据权利要求2所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，所述的竹筋锚杆(2)是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为30mm～40mm，厚度为5mm～8mm，长度为50cm～60cm的竹条并晾干，然后在竹条表面涂覆一层改性沥青涂料并干燥后制成。
8.根据权利要求3或4所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，所述的竹片(5)是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为10mm～15mm，厚度为5mm～8mm，长度为300cm～400cm的竹片并晾干，然后在竹片表面涂覆一层改性沥青涂料并干燥后制成。
9.根据权利要求1所述的一种岩质边坡新型生态防护结构，其特征在于，所述的竹筋格网(7)是将龄期不低于3年的毛竹加工成宽度为8mm～10mm，厚度为5mm～8mm的竹条并晾干，然后在竹条表面涂覆一层改性沥青涂料，待改性沥青涂料干燥后编织成竹筋格网，每一格网片尺寸为：(20～25)cm×(20～25)cm。
10.一种岩质边坡新型生态防护结构施工方法，包括以下步骤：
步骤①、清理平整岩质边坡(1)；
步骤②、在坡面上设置多个(80～120)cm×(80～120)cm见方的框格梁位置，并在框格梁位置上打出多个用于安放竹筋锚杆(2)的孔，在孔中安放竹筋锚杆(2)后浇筑三合土灌浆体(3)，形成锚杆支护体系，竹筋锚杆(2)端头伸出坡面部分作为竹片(5)的绑扎点；
步骤③、按框格梁放线位置将竹片(5)布置好，并将竹片(5)与竹筋锚杆(2)端头伸出坡面部分采用竹藤进行绑扎，同时将竹筋格网(7)铺设于整个坡面上，并采用竹藤将竹筋格网(7)与竹片(5)绑扎在一起，然后在预设位置浇筑三合土框格梁(4)，竹片(5)浇筑于三合土框格梁(4)内，三合土框格梁(4)的宽度为12cm～15cm，高度为15cm～18cm；
步骤④、在三合土框格梁(4)内设置排水管(6)，排水管两端连通两个相邻的三合土框格梁(4)，排水管间距为1m～2m；
步骤⑤、将基质土(8)喷播于三合土框格梁(4)形成的中空空间内，基质土(8)的厚度与三合土框格梁(4)高度一致，植生土(9)喷播在基质土(8)表层；
步骤⑥、使用竹片(5)将水稻杆或麦秆平铺捆扎编制上覆垫层(10)，并将上覆垫层(10)覆盖于植生土(9)上，然后采用竹筋U型锚钉(12)将上覆垫层(10)固定于基质土(8)上；
步骤⑦、在边坡底部施做排水沟(11)。
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