CN117627047B - 一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障及其施工方法，涉及岩土工程支挡加固领域，用以解决多层土工格栅和多层土体之间未形成整体结构导致在承受侧向冲击力时容易导致沿土工格栅与土体接触界面产生水平滑移的问题。该防护屏障包括层间拉紧件和依次层叠设置的多个压实层，底层平铺段的端部与环形包裹段连接，内层平铺段的端部依次与向上弯折部和向内弯折部连接，底层平铺段、下层填充层、内层平铺段和上层填充层层叠，固定块位于环形包裹段围成的包裹腔中，向上弯折部和向内弯折部穿过上一层压实层中的底层平铺段并包裹上一层压实层中的下层填充层的端部。本发明可用于承受爆炸产生的侧向冲击力。

Description

一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障及其施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程支挡加固基础领域，尤其涉及一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障及其施工方法。

背景技术

加筋土防护屏障是一种柔性结构，主要用于在爆炸发生时保护附近人员和建筑物，其不具有刚性构件，有利于对爆炸产生的侧向冲击力形成缓冲，吸收爆炸能量，受冲击后不会因刚性构件损坏而对附近人员和建筑物造成二次伤害。

土工格栅加筋土防护屏障是土体中铺设土工格栅，利用土工格栅和土体相互摩擦作用，对侧向冲击荷载形成缓冲，吸收巨大的爆炸能量。现有技术中，土工格栅加筋土防护屏障通常包括土工格栅、土体和固定块，固定块压设于土工格栅的两端，土工格栅和土体从下至上依次层叠。但是，由于相邻两层土工格栅之间没有相互连接，导致多层土工格栅和多层土体之间是相互分离的，在承受侧向冲击力时容易导致沿土工格栅与土体接触界面产生水平滑移，土工格栅加筋土防护屏障的整体稳定性较差。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障及其施工方法，用以解决现有技术中多层土工格栅和多层土体之间未形成整体结构导致在承受侧向冲击力时容易导致沿土工格栅与土体接触界面产生水平滑移、土工格栅加筋土防护屏障的整体稳定性较差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的。

本发明提供了一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，包括层间拉紧件和依次层叠设置的多个压实层；压实层包括底层土工格栅、下层填充层、内层土工格栅、上层填充层和固定块；底层土工格栅包括底层平铺段和环形包裹段，底层平铺段的端部与环形包裹段连接；内层土工格栅包括内层平铺段、向上弯折部和向内弯折部，内层平铺段的端部依次与向上弯折部和向内弯折部连接，底层平铺段、下层填充层、内层平铺段和上层填充层从下至上依次层叠；固定块位于环形包裹段围成的包裹腔中，形成第一层包裹；向上弯折部和向内弯折部穿过上一层压实层中的底层平铺段并包裹上一层压实层中的下层填充层的端部，形成第二层包裹；向内弯折部的自由端压设于上一层压实层中的下层填充层和内层平铺段之间；层间拉紧件包括拉紧挂钩、底座、拉紧座、拉紧弹簧和拉紧把手，底座的一端通过拉紧挂钩与底层平铺段连接，底座的另一端沿径向开设长条形凹槽，拉紧座的一端设有与长条形凹槽配合的长条形凸起，拉紧把手设于拉紧座的另一端，且拉紧把手挂设于内层平铺段上，拉紧弹簧的一端与长条形凹槽的槽底连接，拉紧弹簧的另一端与长条形凸起连接，拉紧弹簧始终处于拉伸状态，通过拉动和转动拉紧把手使得长条形凸起插入或离开长条形凹槽。

进一步地，环形包裹段包括与底层平铺段的端部依次连接的向上弯折段、第一向内弯折段、向下弯折段和第二向内弯折段，底层平铺段的端部、向上弯折段、第一向内弯折段和向下弯折段构成包裹腔，第二向内弯折段与底层平铺段重叠。

进一步地，底层土工格栅还包括连接棒，第二向内弯折段通过连接棒与底层平铺段连接。

进一步地，第二向内弯折段的宽度为50~100cm。

进一步地，固定块的数量为多个，多个固定块从下至上依次层叠。

进一步地，固定块包括土工袋以及填充于土工袋内的碎石或粘性土。

进一步地，还包括连接钉，向上弯折部与上一层压实层中的底层平铺段之间通过连接钉连接。

进一步地，相邻两个连接钉之间的距离为1.5~2.0m。

进一步地，底层土工格栅和内层土工格栅均为高密度聚乙烯单向拉伸土工格栅。

本发明还提供了一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的施工方法，包括如下步骤：

从下至上依次进行每个压实层的施工。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一。

A）本发明提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，能够缓冲爆炸所产生的侧向冲击力，吸收爆炸能量，保护附近人员和建筑，免受爆炸冲击造成的伤害。

B）本发明提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，多个压实层依次层叠，通过设置双层包裹式土工格栅加筋体，通过底层土工格栅和内层土工格栅将下层填充层、固定块和上层填充层连接为一个整体，底层土工格栅和内层土工格栅之间连接并相互作用，从而能够提高防护屏障内部各个部件之间的摩擦作用，在侧向冲击力作用下抵抗沿土工格栅（底层土工格栅和内层土工格栅）与填充层（上层填充层和下层填充层）的接触界面的水平滑移，有效缓冲因爆炸冲击波引起的防护屏障的腔体变形。

C）本发明提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，固定块压设在底层土工格栅的两侧，不仅能够对底层土工格栅进行固定，还能够作为下层填充层和上层填充层的挡墙，从而能够保证下层填充层和上层填充层的正常填充施工，提高下层填充层和上层填充层后续使用时的结构强度。

D）本发明提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障具有用材简单、施工简便快捷、减少碳排放、节省占地、保护生态环境、外观优美以及与周围环境相协调等特点。

E）本发明提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，实际施工中，当底层土工格栅铺设完成后，可以先将拉紧挂钩与底层平铺段连接，由于层间拉紧件整体具有一定的结构强度，其可以沿竖直方向立在底层平铺段上，此时长条形凸起未插入长条形凹槽中，拉紧弹簧被拉伸，层间拉紧件处于长度最大的状态，在进行下层填充层的施工时，基本上能够保证层间拉紧件不发生歪斜或倾倒；当下层填充层施工和内层平铺段施工完成后，可以将拉紧把手挂设在内层平铺段上，然后，转动拉紧把手，使得长条形凸起插入长条形凹槽中，拉紧弹簧的长度减小，但仍然处于拉伸状态，层间拉紧件的长度减小，使得底层平铺段和内层平铺段被拉紧。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件；

图1为本发明实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的断面结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障中连接棒与第二向内弯折段和底层平铺段的连接示意图；

图3为本发明实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障中向上弯折部和向内弯折部与上一层压实层中的底层平铺段的穿插示意图；

图4为本发明实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障中内层土工格栅与上一层压实层中底层土工格栅的连接示意图；

图5为本发明实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障中层间拉紧件的结构示意图，其中，长条形凸起插入长条形凹槽中；

图6为本发明实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障中层间拉紧件的结构示意图，其中，长条形凸起未插入长条形凹槽中。

附图标记：1-底层土工格栅；101-底层平铺段；102-向上弯折段；103-第一向内弯折段；104-向下弯折段；105-第二向内弯折段；106-连接棒；2-下层填充层；3-内层土工格栅；301-内层平铺段；302-向上弯折部；303-向内弯折部；4-上层填充层；5-固定块；6-拉紧挂钩；7-底座；8-拉紧座；9-拉紧弹簧；10-拉紧把手；11-长条形凹槽；12-长条形凸起；13-防排水设施；1301-土工膜；1302-填土保护层；1303-混凝土封闭层。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

本实施例提供了一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，参见图1至图4，包括依次层叠设置的多个压实层；压实层包括底层土工格栅1、下层填充层2、内层土工格栅3、上层填充层4、固定块5和防排水设施13。

其中，底层土工格栅1和内层土工格栅3均可以采用高密度聚乙烯单向拉伸土工格栅。

具体来说，底层土工格栅1包括底层平铺段101和环形包裹段，底层平铺段101的端部与环形包裹段连接，内层土工格栅3包括内层平铺段301、向上弯折部302和向内弯折部303，内层平铺段301的端部依次与向上弯折部302和向内弯折部303连接，底层平铺段101、下层填充层2、内层平铺段301和上层填充层4从下至上依次层叠；固定块5位于环形包裹段围成的包裹腔中，形成第一层包裹；向上弯折部302和向内弯折部303穿过上一层压实层中的底层平铺段101并包裹上一层压实层中的下层填充层2的端部，形成第二层包裹；向内弯折部303的自由端压设于上一层压实层中的下层填充层2和内层平铺段301之间。

需要说明的是，上述环形包裹段的环形路径并不一定是标准的环形，仅为了满足首尾对接进而实现包裹固定块5即可，因此，环形包裹段具体的延伸路径与固定块5的外轮廓相关。

与现有技术相比，本实施例的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，能够缓冲爆炸所产生的侧向冲击力，吸收爆炸能量，保护附近人员和建筑，免受爆炸冲击造成的伤害。

具体来说，一方面，多个压实层依次层叠，通过设置双层包裹式土工格栅加筋体，通过底层土工格栅1和内层土工格栅3将下层填充层2、固定块5和上层填充层4连接为一个整体，底层土工格栅1和内层土工格栅3之间连接并相互作用，从而能够提高防护屏障内部各个部件之间的摩擦作用，在侧向冲击力作用下抵抗沿土工格栅（底层土工格栅1和内层土工格栅3）与填充层（上层填充层4和下层填充层2）的接触界面的水平滑移，从而能够有效缓冲因爆炸冲击波引起的防护屏障的腔体变形。

另一方面，固定块5压设在底层土工格栅1的两侧，不仅能够对底层土工格栅1进行固定，还能够作为下层填充层2和上层填充层4的挡墙，从而能够保证下层填充层2和上层填充层4的正常填充施工，提高下层填充层2和上层填充层4后续使用时的结构强度。

再一方面，上述双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障具有用材简单、施工简便快捷、减少碳排放、节省占地、保护生态环境、外观优美以及与周围环境相协调等特点。

为了能够形成反铺的方式，提高上述双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的整体稳定性，对于环形包裹段的结构，具体来说，其包括与底层平铺段101的端部依次连接的向上弯折段102、第一向内弯折段103、向下弯折段104和第二向内弯折段105，部分底层平铺段101、向上弯折段102、第一向内弯折段103和向下弯折段104构成包裹腔，第二向内弯折段105与底层平铺段101重叠。这样，通过下层填充层2能够将第二向内弯折段105与底层平铺段101的重叠部分紧密地压合在一起，使得上层填充层4、下层填充层2和固定块5能够成为一个整体，进一步地提高上述双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的整体稳定性。

为了实现第二向内弯折段105与底层平铺段101之间的稳定连接，上述底层土工格栅1还包括连接棒106，第二向内弯折段105通过连接棒106与底层平铺段101连接。

为了能够进一步提高第二向内弯折段105与底层平铺段101之间的连接稳定性，示例性地，上述第二向内弯折段105的宽度为50~100cm。

为了能够提高固定块5的整体结构稳定性，固定块5的数量为多个，多个固定块5从下至上依次层叠，对于固定块5的结构，具体来说，其包括土工袋以及填充于土工袋内的碎石或粘性土。这样，一方面，通过土工袋和碎石(或粘性土)作为固定块5使用，能够有效利用现场的碎石，降低施工成本；另一方面，土工袋将碎石(粘性土)包裹，方便后续将底层土工格栅1的端部弯折，避免碎石没有土工袋包裹造成底层土工格栅1铺设不便的问题，降低劳动强度。

为了能够对防护屏障整体进行有效的加筋加固，示例性地，相邻两层底层土工格栅1和内层土工格栅3之间的距离为30~80cm，单个固定块5的高度为15~20cm，土工格栅加筋土防护屏障的高度不宜大于12m，底宽不应小于高度的1.5倍，顶宽不应小于1.0m，边坡坡度宜为1:0.15~1:0.30。

为了能够将底层土工格栅1和内层土工格栅3连接成为一个整体，上述双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障还包括连接钉（例如，U型钉，图中未示出），向上弯折部302与上一层压实层中的底层平铺段101之间通过连接钉连接。

为了能够保证底层土工格栅1和内层土工格栅3之间的连接稳定性，对于连接钉的分布密度，示例性地，相邻两个连接钉之间的距离为1.5~2.0m。

为了能够将底层土工格栅1的底层平铺段101和内层土工格栅3的内层平铺段301在竖直方向上连接为一个整体，进一步减少水平滑移，上述双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障还包括层间拉紧件，对于层间拉紧件的结构，具体来说，参见图5至图6，其包括拉紧挂钩6、底座7、拉紧座8、拉紧弹簧9和拉紧把手10，底座7的一端通过拉紧挂钩6与底层平铺段101连接，底座7的另一端沿径向开设长条形凹槽11，拉紧座8的一端设有与长条形凹槽11配合的长条形凸起12，拉紧把手10设于拉紧座8的另一端，且拉紧把手10挂设于内层平铺段301上，拉紧弹簧9的一端与长条形凹槽11的槽底连接，拉紧弹簧9的另一端与长条形凸起12连接，拉紧弹簧9始终处于拉伸状态，通过拉动和转动拉紧把手10使得长条形凸起12插入或离开长条形凹槽11。实际施工中，当底层土工格栅1铺设完成后，可以先将拉紧挂钩6与底层平铺段101连接，由于层间拉紧件整体具有一定的结构强度，其可以沿竖直方向立在底层平铺段101上，此时长条形凸起12未插入长条形凹槽11中，拉紧弹簧9被拉伸，层间拉紧件处于长度最大的状态，在进行下层填充层2的施工时，基本上能够保证层间拉紧件不发生歪斜或倾倒；当下层填充层2施工和内层平铺段301施工完成后，可以将拉紧把手10挂设在内层平铺段301上，然后，转动拉紧把手10，使得长条形凸起12插入长条形凹槽11中，拉紧弹簧9的长度减小，但仍然处于拉伸状态，层间拉紧件的长度减小，使得底层平铺段101和内层平铺段301被拉紧。

为了能够保证防护屏障良好的排水，每个压实层顶面设1.8~2.2%的坡度，并且设置防排水设施13，在最顶层压实层上沿着横断面方向铺设土工膜1301，使水沿着土工膜1301流向两侧固定块5，在土工膜1301上方铺设0.18~0.22m厚的填土保护层1302，顶层填土保护层1302的边缘坡度为1：1.75，仅在最底层压实层铺设时，中间偏上位置处固定块5为土工袋填充粘性土作为封闭层，防止水下渗，在防护屏障两侧地面上铺设坡度为3~5%的混凝土封闭层1303，长度为1.5~3m，引导水沿混凝土封闭层排出。

实施例二

本实施例提供了一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的施工方法，用于实施例一双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的施工，在实际铺设过程中，从下至上依次进行每个压实层的施工，具体来说，上述施工方法包括如下步骤：

步骤1：提供第一层土工格栅，第一层土工格栅平铺在基底上的部分作为底层平铺段，第一层土工格栅的两端预留环形包裹段的长度；

步骤2：将固定块放置在底层平铺段上靠近两端的位置，将第一层土工格栅的端部包裹固定块，形成环形包裹段，完成底层土工格栅的铺设，仅在最底层压实层铺设时，中间偏上位置处固定块为土工袋填充粘性土作为封闭层防止水下渗，引导水沿混凝土封闭层排出；

步骤3：在底层平铺段上填筑填料至下层填充层的标高处，压实，得到下层填充层，实现对底层土工格栅的固定；

步骤4：提供第二层土工格栅，第二层土工格栅平铺在下层填充层上的部分作为内层平铺段，第二层土工格栅的两端预留向上弯折部和向内弯折部的长度；

步骤5：在内层平铺段上填筑填料至上层填充层的标高处，压实，得到上层填充层，实现对内层土工格栅的固定，得到下层的压实层；

步骤6：将下层的压实层作为基底，重复步骤1至步骤5，直至完成所有压实层的施工；

步骤7：在最上层压实层的顶面铺设土工膜，在土工膜上方铺设填土层，在防护屏障两侧地面上铺设混凝土封闭层，得到双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障；

在重复步骤1至步骤5的过程中，在步骤1与步骤2之间还包括如下步骤：

将下层的压实层中的第二土工格栅的两端横肋间断，得到多条竖肋条，将多条竖肋条穿过本层的压实层中第一土工格栅的格孔；

在步骤3与步骤4之间还包括如下步骤：

将多条竖肋条的端部向内弯折并平铺在本层的下层填充层上表面。

与现有技术相比，本实施例提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的施工方法的有益效果与实施例一提供的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

可以理解的是，为了保证基底的平整度，上述步骤1之前还包括如下步骤：

进行基础土方开挖和地基处理，基底按照要求换填填料并碾压密实，压实质量满足设计要求。

为了能够得到固定块，上述步骤2中，将固定块放置在底层平铺段上靠近两端的位置之前还包括如下步骤：

将碎石或粘性土装在土工袋内，形成固定块。

为了能够形成反铺的方式，提高上述双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的整体稳定性，示例性地，上述步骤2包括如下步骤：

步骤21：将固定块放置在底层平铺段上靠近两端的位置；

步骤22：将第一层土工格栅的端部依次向上、向内、向下和向内弯折，依次形成向上弯折段、第一向内弯折段、向下弯折段和第二向内弯折段，部分底层平铺段、向上弯折段、第一向内弯折段和向下弯折段构成包裹腔，固定块位于包裹腔中，第二向内弯折段与底层平铺段重叠且通过连接棒连接，完成底层土工格栅的铺设。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，包括层间拉紧件和依次层叠设置的多个压实层；

所述压实层包括底层土工格栅、下层填充层、内层土工格栅、上层填充层和固定块；所述底层土工格栅包括底层平铺段和环形包裹段，所述底层平铺段的端部与环形包裹段连接；所述内层土工格栅包括内层平铺段、向上弯折部和向内弯折部，所述内层平铺段的端部依次与向上弯折部和向内弯折部连接，所述底层平铺段、下层填充层、内层平铺段和上层填充层从下至上依次层叠；

所述固定块位于环形包裹段围成的包裹腔中，形成第一层包裹；

所述向上弯折部和向内弯折部穿过上一层压实层中的底层平铺段并包裹上一层压实层中的下层填充层的端部，形成第二层包裹；

所述向内弯折部的自由端压设于上一层压实层中的下层填充层和内层平铺段之间；

所述层间拉紧件包括拉紧挂钩、底座、拉紧座、拉紧弹簧和拉紧把手，所述底座的一端通过拉紧挂钩与底层平铺段连接，所述底座的另一端沿径向开设长条形凹槽，所述拉紧座的一端设有与长条形凹槽配合的长条形凸起，所述拉紧把手设于拉紧座的另一端，且拉紧把手挂设于内层平铺段上，所述拉紧弹簧的一端与长条形凹槽的槽底连接，所述拉紧弹簧的另一端与长条形凸起连接，所述拉紧弹簧始终处于拉伸状态，通过拉动和转动拉紧把手使得长条形凸起插入或离开长条形凹槽；

所述环形包裹段包括与底层平铺段的端部依次连接的向上弯折段、第一向内弯折段、向下弯折段和第二向内弯折段，所述底层平铺段的端部、向上弯折段、第一向内弯折段和向下弯折段构成包裹腔，所述第二向内弯折段与底层平铺段重叠；

所述底层土工格栅还包括连接棒，所述第二向内弯折段通过连接棒与底层平铺段连接；

当底层土工格栅铺设完成后，先将拉紧挂钩与底层平铺段连接，长条形凸起未插入长条形凹槽中，拉紧弹簧被拉伸；当下层填充层施工和内层平铺段施工完成后，将拉紧把手挂设在内层平铺段上，然后，转动拉紧把手，使得长条形凸起插入长条形凹槽中，拉紧弹簧的长度减小，仍然处于拉伸状态，层间拉紧件的长度减小，使得底层平铺段和内层平铺段被拉紧。

2.根据权利要求1所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，所述第二向内弯折段的宽度为50~100cm。

3.根据权利要求1所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，所述固定块的数量为多个，多个固定块从下至上依次层叠。

4.根据权利要求1所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，所述固定块包括土工袋以及填充于土工袋内的碎石或粘性土。

5.根据权利要求1所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，还包括连接钉，所述向上弯折部与上一层压实层中的底层平铺段之间通过连接钉连接。

6.根据权利要求5所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，相邻两个连接钉之间的距离为1.5~2.0m。

7.根据权利要求1至6任一项所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障，其特征在于，所述底层土工格栅和内层土工格栅均为高密度聚乙烯单向拉伸土工格栅。

8.一种根据权利要求1至7任一项所述的双层包裹式土工格栅加筋土防护屏障的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

从下至上依次进行每个压实层的施工。