CN113684845A - 一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，该防护结构包括台阶基础以及组合防护结构；其台阶基础间隔设置，由浆砌片石砌筑成型，并对应组合防护结构中竖梁的底面位置；所述组合防护结构包括组合梁以及反压回填土体结构，所述组合梁包括交错设置的横梁以及竖梁，其横梁为现浇钢筋砼横梁，竖梁为现浇混凝土竖梁，而反压回填土体结构包括碎石袋层、土袋层以及植生袋，并在整个反压回填土体结构表面通过U形锚钉进行锚固。本发明还公开了一种红黏土水毁边坡的防护加固方法，该方法基于上述防护结构，能有效对水毁边坡进行二次加固。本发明的防护结构防护结构安全可靠、绿化效果良好，且能有效减少水毁边坡区域的土方外运。

Description

一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构

技术领域

本发明涉及公路的边坡治理技术领域，具体涉及一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构。

背景技术

土质边坡因其本身土体结构强度不高，遇水易遭受冲刷、软化等特点，在持续降雨作用下，土质边坡易发生水土流失或者垮塌破坏，严重影响了公路的正常运营。红黏土边坡的典型破坏形式是边坡中下部的土体沿着风化前的原生节理面的折线形破坏，具体表现为边坡中后部陡峭，下部相对平缓。基于这种破坏方式，目前常规的处治方案是将边坡垮塌后的松散体清理后采用锚固或者挡墙支挡的方式。

但是这种处理方式存在如下几个问题：

1）边坡产生大量的弃方，在运营的高速公路中因运距较远，其费用相对较高。

2）土方清运后，减少了对后缘边坡的反压，有可能对后缘边坡造成继续的牵引破坏。

在这种背景条件下，寻求一种减少弃方且安全可靠的防护结构是具有积极意义的。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，可用于在水毁边坡位置进行结构防护，其具有防护结构安全可靠、绿化效果良好、造价适中的工程技术特点，可用以解决上述技术背景中的缺陷。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，包括台阶基础以及组合防护结构；

所述台阶基础间隔设置于开挖底面的表面，所述开挖底面成型于水毁边坡的滑动面位置，并在该滑动面位置开挖至边坡的原状土层位置；所述台阶基础由浆砌片石砌筑成型，并对应组合防护结构中竖梁的底面位置，贴合所述竖梁的底面并对所述竖梁进行支撑；

所述组合防护结构包括组合梁以及反压回填土体结构，所述组合梁包括交错设置的横梁以及竖梁，所述横梁为现浇钢筋砼横梁，所述竖梁为现浇混凝土竖梁，而所述反压回填土体结构包括碎石袋层、土袋层以及植生袋，反压回填土体结构中的碎石袋层以及土袋层依次堆码于竖梁之间的滑动面表面，所述滑动面为开挖掉塌方体后的边坡滑动面，所述碎石袋层成型于所述开挖底面表面；所述土袋层由原边坡滑动之后的松散土装袋后成型，直接堆码于所述碎石袋层表面；所述植生袋则直接成型于所述横梁与所述竖梁隔出的矩形窗格区域的所述土袋层表面；

整个反压回填土体结构通过间隔设置的U形锚钉进行锚固，且所述U形锚钉在内侧锚入边坡的原状土层中。

作为进一步限定，所述减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构适用于垮塌体发生在中下部的红黏土土质边坡。

作为进一步限定，所述土袋层堆码后的外表面位置与原边坡坡面线平行，并设置于原边坡坡面线向下15~25cm位置。

作为进一步限定，所述竖梁的截面尺寸不小于60cm×60cm，所述竖梁的横向间距为3~5m。

作为进一步限定，所述横梁的截面尺寸不小于40cm×40cm，所述横梁的纵向间距为3~5m。

作为进一步限定， 所述植生袋为从市场购置的内装带养分土体以及草灌种子的边坡绿化用植生袋，且所述草灌种子优选采用耐寒性草灌种子。

作为进一步限定，待防护的边坡的坡底设置有挡墙时，在坡底增加钢筋砼横梁，以将上部土压力均匀分散至挡墙上，防止挡墙局部应力集中，造成挡墙损伤。

一种红黏土水毁边坡的防护加固方法，具体包括以下操作步骤：

S1、在水毁边坡区域根据塌方情况，寻找滑动面位置，然后在边坡被水毁破坏后的滑动面位置按照竖梁的宽度进行开槽挖基，挖基的基础较滑动面位置深入1.0m左右且以台阶形式开挖，获得台阶面；

S2、开挖完毕后在台阶面利用浆砌片石砌筑台阶基础；

S3、在浆砌片石砌筑的台阶基础表面根据设计尺寸搭设竖梁模板，并完成竖梁的浇筑作业；

S4、将竖梁间的松散塌方体沿滑动面开挖至硬路肩，并装入土袋得到土袋层的原料；

S5、绑扎钢筋并搭设横梁模板，完成横梁的浇筑作业；

S6、在滑动面位置表面依次堆码碎石袋、土袋层，控制土袋层堆码至原边坡坡面线位置下15~25cm位置处，然后在土袋层的表面堆码植生袋；

S7、将U形锚钉按照设计间距打入土层以稳定边坡回填土层。

作为进一步限定，在步骤S1中，进行竖梁位置开槽挖基操作时采用跳槽开挖的方法，并禁止全坡面同时开挖，以防止边坡的整体失稳。

作为进一步限定，在步骤S1中，进行竖梁位置开槽挖基操作时先采用挖掘机开挖为主、人工开挖为辅的方式开挖，待开挖至滑动界面后，改由人工开挖方式获得台阶面。

有益效果：本发明一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构用于土质边坡水毁坍塌后的防护结构，其本质是将垮塌后的松散土方装袋后反压至坡面，即减少了土方外运，又增加了边坡后缘的稳定性。其受力时将松散体的土层压力通过横梁、竖梁以及台阶基础传递至边坡老土中，特别适用于边坡中下部坍塌的红黏土边坡，具有防护结构安全可靠、绿化效果良好、造价适中等工程技术特点。

附图说明

图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。

图2为图1中A-A截面的截面示意图。

图3为图1中B-B截面的截面示意图。

图4为典型红黏土边坡的水毁破坏形式状态示意图。

其中：1、原状土基；2、台阶基础；3、竖梁；4、横梁；5、碎石袋层；6、土袋层；7、植生袋；8、U形锚钉；11、原边坡坡面线位置；12、边坡被水毁破坏后的滑动面；13、边坡被水毁破坏后的塌方体。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1~图3的一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，在本实施例中，该红黏土水毁边坡防护结构适用于垮塌体发生在中下部的红黏土土质边坡，可用于对水毁边坡进行二次防护，其施工过程采用垮塌的塌方体土料进行回填能有效减少弃方的产生。

防护结构包括台阶基础2以及组合防护结构，而组合防护结构包括组合梁以及反压回填土体结构；其台阶基础2间隔设置于开挖底面的表面，而开挖底面对应成型于水毁边坡区域被开挖后的原状土基1的表面，在实施例中，原状土基1的表面被开挖成阶梯状结构，即将垮塌后的塌方体（通常为松散土体）清理后，按照挖台阶的方式将原状土基1的表面适当开挖，然后在所述阶梯状结构的原状土基1的表面成型有由浆砌片石砌筑成型的台阶基础2，其主要作用是将台阶基础2的浆砌片石台阶基础作用力传递至结构稳定的边坡内。而台阶基础2的浆砌片石台基础位于开挖后的原状土质之上，按照台阶样式砌筑至设计标高，其主要作用在于将上部现浇的竖梁3的作用力传递至浆砌片石砌筑成型的台阶基础2之上

该台阶基础2贴合于竖梁3的下表面上，并在竖梁3的底面对竖梁3进行支撑。竖梁3与横梁4共同组成组合梁结构，在本实施例中，竖梁3为现浇混凝土梁，其截面尺寸为80cm×80cm，位置相邻的竖梁3之间的横向间距为4m；而横梁4为现浇钢筋砼梁，其截面尺寸为50cm×50cm，位置相邻的横梁4之间的纵向间距为3~5m。现浇混凝土梁结构的竖梁3是主要的传力结构，其两侧与现浇钢筋砼梁的横梁4连接，下部与台阶基础2连接；而横梁4是主要的挡土结构，其主要功效是支挡上部回填反压后的土压力，并将该部分土压力通过横梁4传递给稳定的土坡内。

而反压回填土体结构包括碎石袋层5、土袋层6以及植生袋7，反压回填土体结构中的碎石袋层5直接堆码于竖梁3之间的滑动面表面，该滑动面为开挖掉塌方体后的边坡滑动面，碎石袋层5作为反压回填土体结构的最下层，其主要作用是增强边坡排水；而土袋层6由原边坡滑动之后的松散土装袋后成型，直接堆码于碎石袋层5表面，土袋层6且堆码后的外表面位置与原边坡坡面线平行，并位于原边坡坡面线向下20cm位置的斜面上，土袋层6的作用在于回填反压。而植生袋7在本实施例中为直接从市场购置的内装带养分土体以及草灌种子的边坡绿化用植生袋，植生袋7直接成型于横梁4与竖梁3隔出的矩形窗格区域的土袋层6表面；植生袋7中的草灌种子为耐寒性草灌种子，以防止夏天长时间干旱天气造成的植被枯萎。

整个反压回填土体结构通过间隔设置的U形锚钉8进行锚固，且U形锚钉8在内侧锚入边坡的原状土层中。

而在其他的实施例中，若待防护的边坡的坡底设置有挡墙时，在坡底还需要增加钢筋砼横梁，以将上部土压力均匀分散至挡墙上，防止挡墙局部应力集中，造成挡墙损伤。

而本实施例中还公开了一种红黏土水毁边坡的防护加固方法，该方法利用具有图1~图3结构的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构进行施工，来对图4的典型红黏土边坡的水毁破坏形式进行修复和防护。

在本实施例中，图4展示了典型红黏土边坡的水毁破坏形式状态示意图，在进行防护修复时先在水毁边坡区域根据塌方情况，寻找滑动面位置，并根据边坡的破坏特征，勾勒垮塌边界，推测可能的垮塌深度，然后在边坡被水毁破坏后的滑动面位置按照竖梁的宽度进行开槽挖基，为了保证施工质量，挖基施工避开连续降雨天气，而挖基的基础较滑动面位置深入1.0m左右且以台阶形式开挖，获得如图2中具有台阶面的原状土基1。

竖梁3基础开挖一般采用跳槽开挖的方法，并禁止全坡面同时开挖，导致边坡的整体失稳；而进行竖梁位置开槽挖基操作时采用挖掘机开挖为主，待开挖至滑动界面后，须人工开挖台阶基础2。

开挖完毕后在具有台阶面的原状土基1利用浆砌片石砌筑获得上表面为斜面的台阶基础2，在台阶基础2的表面根据设计尺寸搭设竖梁模板，初拟竖梁的尺寸和分布位置，具体间距应根据方格内土压力的大小进行计算确定，完成竖梁3的浇筑作业。

待竖梁3定型后，将竖梁3之间的松散塌方体沿滑动面开挖至硬路肩，并装入土袋得到土袋层6的原料土袋，备用。

绑扎钢筋并搭设横梁模板，横梁4采用钢筋砼结构，横梁4的截面尺寸不小于40cm×40cm，横梁4之间的间距根据土压力大小拟定，控制为3~5m，完成横梁4的浇筑作业。

在开挖掉表层松散塌方体后的滑动面位置表面依次堆码碎石袋5、土袋层6，控制土袋层堆码至原边坡坡面线位置下15~25cm位置处，然后在土袋层的表面堆码植生袋7，最后将U形锚钉8按照设计间距打入土层以稳定边坡回填土层，即完成防护结构的施工。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，包括台阶基础以及组合防护结构；

所述台阶基础间隔设置于开挖底面的表面，所述开挖底面成型于水毁边坡的滑动面位置，并在该滑动面位置开挖至边坡的原状土层位置；所述台阶基础由浆砌片石砌筑成型，并对应组合防护结构中竖梁的底面位置，贴合所述竖梁的底面并对所述竖梁进行支撑；

所述组合防护结构包括组合梁以及反压回填土体结构，所述组合梁包括交错设置的横梁以及竖梁，所述横梁为现浇钢筋砼横梁，所述竖梁为现浇混凝土竖梁，而所述反压回填土体结构包括碎石袋层、土袋层以及植生袋，反压回填土体结构中的碎石袋层以及土袋层依次堆码于竖梁之间的滑动面表面，所述滑动面为开挖掉塌方体后的边坡滑动面，所述碎石袋层成型于所述开挖底面表面；所述土袋层由原边坡滑动之后的松散土装袋后成型，直接堆码于所述碎石袋层表面；所述植生袋则直接成型于所述横梁与所述竖梁隔出的矩形窗格区域的所述土袋层表面；

整个反压回填土体结构通过间隔设置的U形锚钉进行锚固，且所述U形锚钉在内侧锚入边坡的原状土层中。

2.根据权利要求1所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，所述减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构适用于垮塌体发生在中下部的红黏土土质边坡。

3.根据权利要求1所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，所述土袋层堆码后的外表面位置与原边坡坡面线平行，并设置于原边坡坡面线向下15~25cm位置。

4.根据权利要求1所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，所述竖梁的截面尺寸不小于60cm×60cm，所述竖梁的横向间距为3~5m。

5.根据权利要求1所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，所述横梁的截面尺寸不小于40cm×40cm，所述横梁的纵向间距为3~5m。

6.根据权利要求1所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，所述植生袋为从市场购置的内装带养分土体以及草灌种子的边坡绿化用植生袋。

7.根据权利要求1所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构，其特征在于，待防护的边坡的坡底设置有挡墙时，在坡底增加钢筋砼横梁。

8.一种红黏土水毁边坡的防护加固方法，采用权利要求1~7中任一项所述的减少弃方的红黏土水毁边坡防护结构进行实施，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、在水毁边坡区域根据塌方情况，寻找滑动面位置，然后在边坡被水毁破坏后的滑动面位置按照竖梁的宽度进行开槽挖基，挖基的基础较滑动面位置深入1.0m左右且以台阶形式开挖，获得台阶面；

S2、开挖完毕后在台阶面利用浆砌片石砌筑台阶基础；

S3、在浆砌片石砌筑的台阶基础表面根据设计尺寸搭设竖梁模板，并完成竖梁的浇筑作业；

S4、将竖梁间的松散塌方体沿滑动面开挖至硬路肩，并装入土袋得到土袋层的原料；

S5、绑扎钢筋并搭设横梁模板，完成横梁的浇筑作业；

S6、在滑动面位置表面依次堆码碎石袋、土袋层，控制土袋层堆码至原边坡坡面线位置下15~25cm位置处，然后在土袋层的表面堆码植生袋；

S7、将U形锚钉按照设计间距打入土层以稳定边坡回填土层。

9.根据权利要求8所述的红黏土水毁边坡的防护加固方法，其特征在于，在步骤S1中，进行竖梁位置开槽挖基操作时采用跳槽开挖的方法，并禁止全坡面同时开挖。

10.根据权利要求8所述的红黏土水毁边坡的防护加固方法，其特征在于，在步骤S1中，进行竖梁位置开槽挖基操作时先采用挖掘机开挖为主、人工开挖为辅的方式开挖，待开挖至滑动界面后，改由人工开挖方式获得台阶面。

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