CN111622236A - 膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构及其布设方法 - Google Patents

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张瑞坤
徐亚峰
余昌运
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Abstract

本发明公开了一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构及其布设方法，通过此挡墙系统的设置，可以有效增强膨胀岩边坡的柔性支挡和排水效果。此挡墙Inclusion系统包括挡墙、可压缩性及可渗透性土工合成材料和墙趾、踵排水系统。可压缩性土工合成材料的作用主要有两个方面：一是允许挡墙后的膨胀岩边坡在侧向膨胀力的作用下有一定的可控位移，使墙后土压力转换为主动土压力，以达到水平减载的目的；二是允许径向渗流和沿坡向渗流，并由墙趾排水系统导出，可避免降水滞留以维持边坡的稳定性。本发明系统设置施工简易明了、方便，效果突出。

Description

膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构及其布设方法
技术领域
本发明涉及岩土工程及材料工程领域；尤其涉及膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构及其布设方法 。
背景技术
路堑边坡开挖卸载导致超固结性岩土体的应力状态改变、结构松弛与湿度温度场变化等，可促进裂隙结构体的裂隙边缘剪损效应与湿化性耦合循环作用时的局部软弱结构面发育，尤其是坡趾超固结性与高地应力区卸载形成了剪应力集中和明显横向变形，加剧坡趾局部软弱结构面发展和局部剪切塑性区首先生成。因此，超固结性膨胀岩土路堑开挖时，应力状态改变关联渐进式牵引破坏效应，必须引起足够重视。因此，坡趾挡墙的合理设置能有效提高膨胀岩边坡的整体稳定性。
发明内容
为了针对膨胀岩边坡的超固结性所带来的开挖卸荷后的高水平应力的释放，
本发明公开了一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构；包括仰斜挡墙、土工合成材料、墙踵截水沟和墙趾排水沟构成一个整体。
结合水平减载和导流的膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，包括以下步骤，
（1）将待处理膨胀岩边坡开挖或堆填至设计标高；
（2）按设计要求分级放坡；
（3）对边坡坡面进行相应的防护处理；
（4）在开挖或堆填的膨胀岩边坡距坡趾d m处设置仰斜挡墙；d指膨胀岩边坡坡趾与挡墙墙踵的距离，m指单位米；
（5）在挡墙墙背墙踵处砌筑高度为h m的截水沟，并于墙踵至墙趾贯穿设置导水管道，将水导出到墙趾前修筑的排水沟中；h指截水沟的高度；
（6）在挡墙墙背与膨胀岩边坡坡趾间布设土工合成材料。
本发明通过在膨胀岩边坡坡趾与挡墙之间布设可压缩性及可渗透性土工合成材料，既能允许膨胀岩边坡移动一定的可控位移，达到水平减载的目的，同时又能保证水流能沿竖向和坡向流到墙踵下的截水沟中，起到排水的作用。
作为优选，所述步骤（1）、（2）中，膨胀岩的超固结性加速裂隙发育的影响不容忽视，在开挖放坡时，尤其应当按照要求施工，避免二次滑坡带来的人员安全隐患。
所述步骤（3）中对边坡坡面的防护，多采用植草绿化防止膨胀岩裂隙发育、坡内斜拉锚杆以控制侧向膨胀力以及截、排水综合处置方式，此处不包括在挡墙Inclusion系统中。
作为优选，所述步骤（4）中，仰斜挡墙的坡度越缓，主动土压力越小，其坡度应根据膨胀岩边坡放坡后的角度尽量平缓设置，但为了避免施工困难，墙背仍不宜缓于4:1；为了使地基压应力不超过地基许可承载力，可在墙底加设墙趾台阶，对挡土墙抗倾稳定有利。
作为优选，所述步骤（5）中，墙踵至墙趾的导水管道角度应当合理设置，要求能将截水沟中的水顺利排至墙趾前的排水沟。
作为优选，所述步骤（6）中，仰斜挡墙后设置土工合成材料要考虑墙背仰斜角度。
有益效果：通过此挡墙系统的设置，可以有效增强膨胀岩边坡的柔性支挡和排水效果。整体产生的效果是既能允许挡墙后的膨胀岩边坡在侧向膨胀力的作用下有一定的可控位移，使墙后土压力转换为主动土压力，以达到水平减载的目的，又能允许竖向渗流和沿坡向渗流，并由墙趾排水系统导出，可避免降水滞留以维持边坡的稳定性。本发明系统设置施工简易、方便，效果突出。
附图说明
图1是本发明得到的稳定膨胀岩挡墙结构示意图。
其中，1、仰斜挡墙；2、墙趾前排水沟；3、导水管；4、墙踵处截水沟；5、可压缩可透水土工合成材料。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
本实施提供一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其步骤依次为：
（1）将待处理膨胀岩边坡开挖或堆填至设计标高，对于坡比、上覆荷载较大或坡面不太稳定，易滑动的膨胀岩边坡采用阶梯形开挖；若坡面较稳定，可直接沿平行于原坡面方向向下开挖；
（2）按设计要求分级放坡，一般边坡高差较大时，应分级放坡；
（3）对边坡坡面进行相应的防护处理，可采用植草绿化防止膨胀岩裂隙发育、坡内斜拉锚杆以控制侧向膨胀力和截、排水综合处置方式；
（4）在开挖或堆填的膨胀岩边坡距坡趾d m处设置仰斜挡墙，d的大小根据设计给定的膨胀岩边坡允许极限侧向位移和土工材料的布设厚度合理控制；仰斜挡墙的坡度越缓，主动土压力越小，其坡度应根据膨胀岩边坡放坡后的角度尽量平缓设置，但为了避免施工困难，墙背仍不宜缓于4:1；为了使地基压应力不超过地基许可承载力，可在墙底加设墙趾台阶，对挡土墙抗倾稳定有利；
（5）在挡墙墙背墙踵处砌筑高度为h m的截水沟，并于墙踵至墙趾贯穿设置导水管道，将水导出到墙趾前修筑的排水沟中；
其中（6）在挡墙墙背与膨胀岩边坡坡趾间布设土工合成材料。
如图1所示，一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构，包括仰斜挡墙1；墙趾前排水沟2；导水管3；墙踵处截水沟4；可压缩可透水土工合成材料5；共同组合成为一个整体，即挡墙Inclusion结构。
通过此挡墙结构的设置，可以有效增强膨胀岩边坡的柔性支挡和排水效果。可压缩性土工合成材料5的作用主要有两个方面：一是允许挡墙后的膨胀岩边坡在侧向膨胀力的作用下有一定的可控位移，使墙后土压力转换为主动土压力，以达到水平减载的目的；二是允许径向渗流和沿坡向渗流，并由墙趾排水系统导出，可避免降水滞留以维持边坡的稳定性。本发明系统设置施工简易、方便，效果突出。
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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (8)

1.一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构，其特征在于：包括仰斜挡墙、土工合成材料、墙踵截水沟和墙趾排水沟。
2.一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将待处理膨胀岩边坡开挖或堆填至设计标高；
(2)按设计要求分级放坡；
(3)对边坡坡面进行相应的防护处理；
(4)在开挖或堆填的膨胀岩边坡距坡趾d m处设置挡墙；其中d膨胀岩边坡坡趾与挡墙墙踵的距离，m指单位米；
(5)在挡墙墙背墙踵处砌筑高度为h m的截水沟，并于墙踵至墙趾贯穿设置导水管道，将水导出到墙趾前修筑的排水沟中；h指截水沟的高度；
(6)在挡墙墙背与膨胀岩边坡坡趾间布设土工合成材料。
3.根据权利要求2所述的一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：所述步骤(1)中对膨胀岩边坡开挖时，需要考虑膨胀土的超固结性随着开挖卸荷而释放的水平应力对挡墙的设置带来的不利影响。
4.根据权利要求2所述的一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：所述步骤(2)中对膨胀岩边坡分级放坡的台阶宽度需参考相应规范并结合施工要求进行确定。
5.根据权利要求2所述的一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：所述步骤(3)中对边坡坡面的防护，可采用植草绿化防止膨胀岩裂隙发育、坡内斜拉锚杆以控制侧向膨胀力以及截、排水综合处置方式。
6.根据权利要求2所述的一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：所述步骤(4)中d需根据现场膨胀岩边坡高度和土工合成材料设置厚度来确定，挡墙形式为仰斜，其坡度应根据膨胀岩边坡放坡后的角度尽量平缓设置。
7.根据权利要求2所述的一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：所述步骤(5)中墙踵至墙趾贯穿设置的导水管道要求能将截水沟中的水顺利排至墙趾前的排水沟。
8.根据权利要求2所述的一种膨胀岩边坡挡墙Inclusion结构的布设方法，其特征在于：所述步骤(6)中土工合成材料布设方式根据边坡第一级放坡坡度来确定；布设高度应低于挡墙高度，防止水流透过土工合成材料冲刷挡墙，给挡墙的长期使用带来安全隐患。
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