CN112267478A - 增强加固与排水的膨胀土快速修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，包括以下步骤：制备排水管，所述排水管包括依次连接的圆锥形头部、本体以及尾部，所述本体包括沿着纵向形成的分体式半圆形底部以及半圆形网格部；然后在半圆形网格部上铺设透水膜；采用直接压入膨胀土边坡的方式将排水管从侧面沿着水平方向压入边坡的指定位置，其中排水管在打入前，在其外部套设不锈钢护套并与圆锥形头部螺纹拧紧，通过压力将排水管与不锈钢护套一同打入，在达到预定位置后，反向拧出不锈钢护套移除；排水过程中，膨胀土中的水穿过透水膜和半圆形网格部，进入半圆形底部内部沿管内壁流到尾部后排出。本发明兼顾土层排水和土体加固(加筋)功能，可用于边坡防护快速修复。

Description

增强加固与排水的膨胀土快速修复方法
技术领域
本发明涉及膨胀土边坡支护技术领域，具体而言涉及一种增强加固与排水的膨胀土快速修复方法。
背景技术
边坡及其支挡工程病害绝大多数与水的活动有关，若土体内部水分不能及时排除，很容易引发灾害。因此，及时有效的排水极为关键。目前边坡及支挡结构内部的排水方式主要是重力式排水,如图1所示，例如采用PVC管，即在常规水管上顶部间隔开孔，利用孔洞收集饱和水,同时还需用无纺布包覆整个排水管,防止碎石、土、沙进入排水管内，周围填碎石及级配砂层,其无纺布、碎石和砂层作为过滤层。对于这种传统排水设施,服役一定年限后，土颗粒容易在水头压力和重力作用下下沉，并有部分与水一同进入排水管内,下沉到排水管底部沉积，容易导致泥土流失和堵塞排水管，严重时甚至导致地表下沉,特别是泥土堆积在无纺布滤层上,往往造成排水管表面孔洞堵塞。
在对高速公路进行边坡支护时，在很多区域均遇到膨胀土(expansive soil)的情况，在支护过程中提出更多挑战和问题。膨胀土亦称“胀缩性土”，是一种含有较多的蒙脱石、伊利石等黏土矿物的黏性土，浸水后体积剧烈膨胀，失水后体积显著收缩，而且亲水性很强。当天然含水率较高时，浸水后的膨胀量与膨胀力均较小，而失水后的收缩量与收缩力则很大；天然孔隙比愈大时，膨胀量与膨胀力愈小，收缩量与收缩力则大些。这类土对建筑物、构筑物会造成严重危害，但在天然状态下强度一般较高，压缩性低，对其支护过程中需要更多考虑水(例如雨水、内部水量的变化)的因素对支护的影响。
现有技术中，对膨胀土边坡、地基的处理，主要是需要做好地表的防渗与排水措施，适当加大基础荷载与基础深度以及提高建筑物的刚度并设沉降缝；或将持力层范围内的膨胀土挖除，用砂或其他非膨胀土回填。但在处理排水的过程中，现有技术的排水设计一方面受到服役寿命，另一方面通过垂直的重力式排水容易造成堵塞的影响，而且由于膨胀土的胀缩特性使得传统的排水设计在施工和适用效果上存在困难。
发明内容
本发明目的在于提供一种增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，包括以下步骤：
制备排水管，所述排水管包括依次连接的圆锥形头部、本体以及尾部，所述本体包括沿着纵向形成的分体式半圆形底部以及半圆形网格部，半圆形网格部固定到半圆形底部上形成圆柱形本体；然后在半圆形网格部上铺设透水膜；
采用直接压入膨胀土边坡的方式将排水管从侧面沿着水平方向压入边坡的指定位置，其中排水管在打入前，在其外部套设不锈钢护套并与圆锥形头部螺纹拧紧，在打入过程中，半圆形网格部朝上，通过压力将排水管与不锈钢护套一同打入，在达到预定位置后，反向拧出不锈钢护套并移除使得压入过程中挤压的膨胀土自然恢复以压紧排水管；
在排水过程中，膨胀土中的水穿过透水膜和半圆形网格部，进入半圆形底部内部，并沿管内壁流到尾部汇流后，通过尾部的排水口经由边坡表面预留的排水通道排出。
优选地，所述排水管为不锈钢排水管。
优选地，，所述排水管的半圆形底部以及半圆形网格部均涂覆耐腐蚀涂层。
优选地，所述排水管在压入过程中，向上倾斜一定角度，以使得进入半圆形底部内部的水自然流出。
优选地，在制备排水管的过程中，还包括在半圆形网格部和/或半圆形底部设置拉胀结构，在压入排水管的过程中，在反向拧出不锈钢护套时对排水管朝外进行拉胀，形成二次固定。
优选地，在压入排水管过程中，对于路堤边坡，从道路填土的两侧分别朝向中心压入多个排水管。
优选地，在压入排水管过程中，对于路堑边坡，从边坡的侧面朝向边坡内部压入多个排水管。
优选地，所述半圆形网格部包括多段网格部，并且相邻的网格部由环形支撑部支撑固定，以避免长度方形的网格支撑力不足的问题。
优选地，所述半圆形网格部至少部分地与半圆形底部形成嵌套结合固定，例如通过焊接固定。
由以上本发明的方案，本发明提出的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，通过高性能的空心排水管，以横置的方式压入到边坡内，排水管沿纵向上部采用网状结构可使水穿过，并进入内部沿管内壁流出，网状结构上铺设透水膜用以防止土体细颗粒随水流失。与传统的排水管相比，其收集和排水效率显着提升，可以更有效地排水，并保护土层结构，防止水土流失。
在优选的实施例中，在压入过程中采用外护套保护的直接压入，不需要钻孔引孔，简易便捷，降低成本，在压入到位后，反向拧出护套使得在压入过程中挤压的膨胀土自然恢复从而实现自然压紧排水管，不需要进行注浆处理，同时结合向上缓倾一定的角度，利于收集的水进行自然排出，导出会导致边坡破坏的水，并改善膨胀土边坡土层的稳定性。
本发明在实施过程中，从侧面打入至指定富水区位置，无需中断交通。既可以单独使用，也可以作为既有排水体系(地表排水、地下排水)的有效补充。结合多个横置排列的排水管的压入，兼顾土层排水和土体加固(加筋)功能，可用于边坡防护快速修复。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1是现有技术中PVC排水管的示意图。
图2-3是本发明示例性实施例的不锈钢排水管的结构示意图，图2是俯视图，图3是侧视图。
图4是本发明示例性实施例的不锈钢排水管的截面侧视图。
图5是本发明示例性实施例的不锈钢排水管外套不锈钢护套的示意图。
图6-图7是本发明示例性实施例的不锈钢排水管的安装示意图，图6是在路堤边坡的安装示意，图7是在路堑边坡的安装示意。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
结合图1-图6所示，根据本发明实施例提出的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，针对膨胀土边坡的胀缩特性，提出采用高性能排水管并进行横置直接压入的方式进行安装施工，不需要钻孔引孔和注浆处理，降低施工工期和成本。
作为示例的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法包括以下步骤：
制备排水管，结合图示，排水管100包括依次连接的圆锥形头部110、本体120以及尾部130，本体包括沿着纵向形成的分体式半圆形底部121以及半圆形网格部122，半圆形网格部固定到半圆形底部上形成圆柱形本体；然后在半圆形网格部上铺设透水膜(未视出)；
采用直接压入膨胀土边坡的方式将排水管100从侧面沿着水平方向压入边坡指定位置，其中排水管在压入前，在其外部套设不锈钢护套200并与圆锥形头部螺纹拧紧，在打入过程中，半圆形网格部122朝上，通过压力将排水管与不锈钢护套一同打入，在达到预定位置后，反向拧出不锈钢护套并移除使得压入过程中挤压的膨胀土自然恢复以压紧排水管；
在排水过程中，膨胀土中的水穿过透水膜和半圆形网格部，进入半圆形底部内部，并沿管内壁流到尾部汇流后，通过尾部的排水口经由边坡表面预留的排水通道排出。
由此，本发明提出的膨胀土快速修复方法在施工过程中无需中断交通，既可以单独使用，也可以作为既有排水体系(地表排水、地下排水)的有效补充。结合多个横置排列的排水管的压入，兼顾土层排水和土体加固(加筋)功能，可用于边坡防护快速修复。
优选地，排水管为不锈钢排水管。
优选地，排水管(例如不锈钢排水管)的半圆形底部以及半圆形网格部均涂覆耐腐蚀涂层，提高排水管的耐腐蚀能力和使用寿命。
优选地，排水管在压入过程中，向上倾斜一定角度，在可选的实施例中，倾斜角度控制在3-5度，以使得进入半圆形底部内部的水自然流出。
优选地，在制备排水管的过程中，还包括在半圆形网格部和/或半圆形底部设置拉胀结构，在压入排水管的过程中，在反向拧出不锈钢护套时对排水管朝外进行拉胀，形成二次固定。
在可选的方式中，拉胀结构可采用伞状、倒刺状拉胀结构，在朝向外部用力时形成拉紧，将排水管二次加固固定在膨胀土边坡内部。
优选地，在压入排水管过程中，对于路堤边坡，从道路填土的两侧分别朝向中心压入多个排水管。
优选地，在压入排水管过程中，对于路堑边坡，从边坡的侧面朝向边坡内部压入多个排水管。
优选地，半圆形网格部包括多段网格部，并且相邻的网格部由环形支撑部140支撑固定，环形支撑部140尤其采用不锈钢材料，以避免长度方形的网格支撑力不足的问题。
优选地，半圆形网格部至少部分地与半圆形底部形成嵌套结合固定，例如通过焊接固定。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (9)

1.一种增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备排水管，所述排水管包括依次连接的圆锥形头部、本体以及尾部，所述本体包括沿着纵向形成的分体式半圆形底部以及半圆形网格部，半圆形网格部固定到半圆形底部上形成圆柱形本体；然后在半圆形网格部上铺设透水膜；
采用直接压入膨胀土边坡的方式将排水管从侧面沿着水平方向压入边坡的指定位置，其中排水管在打入前，在其外部套设不锈钢护套并与圆锥形头部螺纹拧紧，在打入过程中，半圆形网格部朝上，通过压力将排水管与不锈钢护套一同打入，在达到预定位置后，反向拧出不锈钢护套并移除使得压入过程中挤压的膨胀土自然恢复以压紧排水管；
在排水过程中，膨胀土中的水穿过透水膜和半圆形网格部，进入半圆形底部内部，并沿管内壁流到尾部汇流后，通过尾部的排水口经由边坡表面预留的排水通道排出。
2.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，所述排水管为不锈钢排水管。
3.根据权利要求1或2所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，所述排水管的半圆形底部以及半圆形网格部均涂覆耐腐蚀涂层。
4.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，所述排水管在压入过程中，向上倾斜一定角度，以使得进入半圆形底部内部的水自然流出。
5.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，在压入排水管过程中，排水管向上倾斜的角度为3°～5°。
6.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，在制备排水管的过程中，还包括在半圆形网格部和/或半圆形底部设置拉胀结构，在压入排水管的过程中，在反向拧出不锈钢护套时对排水管朝外进行拉胀，形成二次固定。
7.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，在压入排水管过程中，对于路堤边坡，从道路填土的两侧分别朝向中心压入多个排水管。
8.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，在压入排水管过程中，对于路堑边坡，从边坡的侧面朝向边坡内部压入多个排水管。
9.根据权利要求1所述的增强加固与排水的膨胀土快速修复方法，其特征在于，所述半圆形网格部包括多段网格部，并且相邻的网格部由环形支撑部支撑固定。
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