CN207079601U - 一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构 - Google Patents

Abstract

一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，包括：挖方边坡清方坡面、基底倾斜面、碎石渗沟、碎石透水层及土工格栅结构体层；挖方边坡清方坡面包括未滑塌坡面和垂直面；基底倾斜面沿垂直面的基底向下倾斜至碎石渗沟；碎石渗沟沿基底倾斜面的底端纵向设置，其顶部和远离路床的一侧设置透水土工布，渗沟底部纵向设置上部带孔的排水管，渗沟内填充碎石；沿基底倾斜面、碎石渗沟底部及碎石渗沟靠近路床的一侧设防渗土工布；土工格栅结构体层设在碎石透水层上。本实用新型能承受一定的胀缩变形而保持膨胀土边坡的稳定，能有效防止膨胀土边坡在大气作用下产生的胀缩效应而引起的塌方，预防因边坡塌方而导致的交通事故或堵塞及人民的人身财产安全。

Description

一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构

技术领域

本实用新型涉及一种柔性支挡结构，尤其涉及一种用于治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构。

背景技术

膨胀土主要由一些亲水矿物(如蒙脱石、伊利石、高岭石)组成，并表现为吸水膨胀软化，失水干缩，即产生强烈的胀缩变形，因此膨胀土边坡容易产生滑坡。由于膨胀土所具有的吸水膨胀、失水收缩的特性，使其土体极容易形成裂隙，而裂隙的形成与发展又是边坡失稳的主要影响因素。我国膨胀土分布较广，且我国正处于高速发展建设期，难免工程项目选在膨胀土分布区。膨胀土边坡经常会发生崩塌、滑坡等灾害，一旦发生，对当地人民、建筑物、工程的影响是极其巨大的，且边坡崩塌、滑坡灾害的发生也容易导致交通事故和交通阻塞，因此，其危害是相当大的，所以对膨胀土边坡进行处理以防止其发生失稳等破坏是极有必要的。目前工程上对膨胀土边坡的处理一般是采用打铆钉、砌混凝土加固和加强排水等方式，以上技术措施治理膨胀土边坡虽有一定效果，但是长时间后仍然会出现裂隙等影响膨胀土边坡稳定的结构。尤其是砌混凝土加固等使用刚性支挡结构的方式在膨胀土边坡土体后续的胀缩过程中还是极易开裂，造成再次塌方，且施工成本较高。

以下对比文件公开了几种膨胀土边坡的护坡结构：

对比文件1：CN201495524U公开一种膨胀土渠道土工格栅护坡结构，它包括铺设在渠底的底层土工格栅，底层土工格栅上压实的膨胀土；在压实的膨胀土上分层铺设的多层格栅，每层格栅的尾部均与未开挖边坡面形成顺坡面向上的延伸结构，坡面的格栅之间通过U型钉锚接。该对比文件的护坡结构主要针对渠道设计，与道路边坡的护坡结构存在很大的区别。该对比文件提供的护坡结构不具备排水结构，膨胀土中的水不能及时排除，仍然容易吸水膨胀软化，失水干缩，产生形变而导致滑坡。

对比文件2：CN103088834B公开一种提高膨胀土边坡稳定性和控制膨胀土结构破坏的方法，通过本发明得到的边坡形式，阻止膨胀土与大气直接的接触，有效防止膨胀土风化，在膨胀土表层覆盖防水土工膜并设排水设施，可有效减小膨胀土中含水率变化范围，降低膨胀土胀缩变形量，上覆荷载作用进一步限制膨胀土的胀缩变形和裂隙的产生与发展，防止膨胀土结构破坏和结构强度降低；各级挡墙采用柔性支护结构，可避免膨胀土与结构间的不协调变形使结构发生破坏，使护坡结构具有较强的适应变形能力和抗倾覆能力。该对比文件提供的治理膨胀土边坡失稳的方法具体是采用混凝土框格与膨胀土层形成复合护坡层的方法，是一种将刚性支挡结构与柔性支挡结构的结合。

对比文件3：CN104532857A公开一种柔性减胀生态护坡构造，包括生态护坡面、填土或回填土层、基础、排水系统和防水系统，所述填土或回填土层由分层填筑、分层压实的非膨胀土或弱-中膨胀土和分层铺设于其内的土工格栅构成柔性加筋体；所述生态护坡面由铺设于填土或回填土层顶面和外侧面上的生态袋构成，生态护坡面外铺设坡面覆土，坡面覆土上种植绿色植物。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，该柔性支挡结构能承受一定的胀缩变形而保持膨胀土边坡的稳定，能有效防止膨胀土边坡在大气作用下产生的胀缩效应而引起的塌方，预防因边坡塌方而导致的交通事故或交通堵塞及人民的人身财产安全。

为解决本实用新型的技术问题，所采用的技术方案如下：

提供一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，具体包括：

挖方边坡清方坡面、基底倾斜面、碎石渗沟、碎石透水层及土工格栅结构体层；

所述挖方边坡清方坡面包括从原挖方坡面向内挖至的未滑塌坡面及沿原挖方坡面坡脚向下垂直延伸至路基边沟底面的垂直面；所述基底倾斜面沿垂直面的基底向下设置，所述基底倾斜面为向下倾斜至碎石渗沟的倾斜面；

所述碎石渗沟沿基底倾斜面的底端纵向设置；所述碎石渗沟顶部和远离路床的一侧设置透水土工布，以便碎石透水层的水渗入渗沟内，渗沟底部纵向设置上部带孔的排水管，渗沟内填充碎石；上部带孔的排水管可以使从边坡坡体内渗出的水从碎石缝隙中渗透过来流进排水管内并排出；

为了防止边坡地下水渗入路床，沿所述基底倾斜面、碎石渗沟底部及碎石渗沟靠近路床的一侧设置防渗土工布；

所述碎石透水层为沿挖方边坡清方坡面、基底倾斜面设置的碎石层；基底倾斜面的碎石透水层设置在基底倾斜面的防渗土工布上。

所述土工格栅结构体层设置在碎石透水层上。

进一步地，

所述土工格栅结构体层由多层土工格栅结构体构成，每一层土工格栅结构体由土工格栅向上反包搭回填膨胀土体构成，并在反包搭的土工格栅上设置若干U型钉与回填膨胀土体固定。

优选地，

所述碎石渗沟的横截面为倒梯形，即在倒梯形顶部和远离路床的腰部设置透水土工布，在倒梯形的底部和靠近路床的腰部设置防渗土工布。

进一步地，

所述每层土工格栅结构体的高度为25-50cm，每层土工格栅结构体的宽度为未滑塌坡面至原挖方坡面的水平距离。

进一步地，

所述每层土工格栅反包搭的长度为1-2m。

优选地，

所述基底倾斜面的倾斜度为3％-5％。

进一步地，

所述柔性支挡结构还包括设置在土工格栅结构体层坡面和顶部的格栅保护层，所述格栅保护层为非膨胀土层，非膨胀土层上可种植植被进行进一步保护。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型中的挖方边坡清方坡面包括从原挖方坡面向内挖至的未滑塌坡面及沿原挖方坡面坡脚向下垂直延伸至路基边沟底面的垂直面，使柔性支挡结构的基础深入路面以下，保护边坡坡脚的原状膨胀土层不受大气影响，从而使支挡结构更加稳定。

本实用新型中设置倾向于碎石渗沟方向的基底倾斜面，基底倾斜面使碎石透水层收集的坡面、坡体内渗出水，流入碎石渗沟内，能保证渗出水流顺畅。

本实用新型中设置碎石透水层，一方面可以把从地面渗入膨胀土中的地表水排出，另一方面可以阻止原状膨胀土中的水渗出进入土工格栅结构体的回填膨胀土体中，因而可以加强柔性支挡结构的稳定性。

本实用新型还设置碎石渗沟，能将通过碎石透水层收集的水流入碎石渗沟中，并通过碎石渗沟内的排水管排出路基之外，不仅可以保护路面结构不受水损坏，而且可以保证土工格栅结构体的回填膨胀土体不至过湿，从而不致因土工格栅结构体的基底软塌而失稳。

本实用新型相比刚性支挡结构，即沿护坡坡面铺设一层砂浆砌筑的片石层，这种刚性支挡结构在膨胀土边坡土体胀缩过程中极易开裂，造成再次塌方，且施工成本较高。本实用新型提供的膨胀土挖方边坡的柔性支挡结构，处理深度超过大气影响深度，可有效防止膨胀土边坡在大气作用下产生的胀缩效应而引起的塌方；且柔性支挡结构相比刚性支挡结构，其能承受一定的胀缩变形，而保持膨胀土边坡的稳定，预防因边坡塌方而导致的交通事故或交通堵塞，以及保证人民的人身、财产安全。

本实用新型由于充分采用工程的开挖膨胀土进行填筑，能节约换填非膨胀土的开采、运输费用，节约施工成本；且由于采用原土回填，从而能最大限度地保护当地的自然环境和生态环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的柔性支挡结构的剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例的碎石渗沟的剖面结构示意图；

附图标记说明：

1、原挖方坡面；101、未滑塌坡面；102、垂直面；2、基底倾斜面；3、碎石渗沟；301、透水土工布；302、碎石；303、排水管；304、防渗土工布；4、碎石透水层；5、土工格栅结构体层；501、土工格栅结构体；5011、U型钉；6、格栅保护层；7、路基边沟；8、路面；9、路床。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，具体包括：

挖方边坡清方坡面、基底倾斜面2、碎石渗沟3、碎石透水层4及土工格栅结构体层5；

挖方边坡清方坡面包括从原挖方坡面1向内挖至的未滑塌坡面101及沿原挖方坡面1坡脚向下垂直延伸至路基边沟7底面的垂直面102；基底倾斜面2沿垂直面102的基底向下设置，基底倾斜面2为向下倾斜至碎石渗沟3的倾斜面，倾斜度为4％；

基底倾斜面2使碎石透水层4收集的坡面、坡体内渗出水，流入碎石渗沟3内，能保证渗出水流顺畅。

碎石渗沟3设置在基底倾斜面2的底端并沿基底倾斜面2的底端纵向设置；本实施例中的碎石渗沟3其横截面设置为倒梯形，在倒梯形顶部和远离路床的腰部设置透水土工布301，在倒梯形的底部和靠近路床的腰部设置防渗土工布304，其底部纵向设置排水管303，排水管303上部带孔，以便使从坡面渗入或坡体内渗出的水从碎石缝隙中渗透过来流入排水管303内并排出，渗沟内填充碎石302。碎石渗沟3的横截面也可以设置成矩形等形状。

为了防止边坡地下水渗入路床9，沿基底倾斜面2、碎石渗沟3底部及碎石渗沟3靠近路床的一侧设置防渗土工布304；

碎石透水层4为沿挖方边坡清方坡面、基底倾斜面2设置的碎石土层；基底倾斜面2的碎石透水层4设置在基底倾斜面2的防渗土工布304上。

土工格栅结构体层5设置在碎石透水层4上；土工格栅结构体层5由多层土工格栅结构体501构成，每一层土工格栅结构体501由土工格栅向上反包搭回填膨胀土体构成，并在反包搭的土工格栅上设置若干U型钉5011与回填膨胀土体固定。

本实施例中每层土工格栅结构体501的高度为50cm；每层土工格栅结构体501的宽度从未滑塌坡面101填至原挖方坡面1；每层土工格栅反包搭的长度为1.5m。

本实施例提供的柔性支挡结构还包括设置在土工格栅结构体层5坡面和顶部的格栅保护层6，格栅保护层6为非膨胀土层，非膨胀土层上可种植植被进行进一步保护。

本实用新型的具体施工方法为：

(1)边坡清方：先对塌方边坡坡面进行清方，清方水平宽度从原设计边坡面1坡脚为起点,滑塌区清至边坡滑塌松方与未滑边界止，一般为4.5-6m(即土工格栅结构体层5的宽度)。再沿未滑边界垂直向下挖至路基边沟7底面，即垂直面102的高度约1.5m；对未滑塌区域按设计支挡结构宽度+0.5m(墙后碎石透水层4宽度)计算，清方基底应挖成向边坡外倾斜的斜面(即基底倾斜面2)，倾斜坡比为4％，挖出的膨胀土放于附近路床的指定位置，以备后续回填使用。

(2)基础碾压：若基础部位出现松土要全部清干净，直到坚硬的土层，然后采用压路机对基础进行静压，压实度要求≥90％。

(3)渗沟的开挖及防水层布设：采用人工或挖掘机开挖纵向倒梯形渗沟，渗沟顶部和远离路床9的腰部设置透水土工布301，以便碎石透水层的水渗入渗沟内，在渗沟底部和靠近路床9的腰部设置防渗土工布304作好防渗工作。(路床9为路面8结构以下0.8-1.2m都属于路床，根据道路等级及交通量来确定的)

(4)渗沟内排水管303布置以及沟内碎石302的填筑：在渗沟底部布置纵向Φ10cm上部带孔的PVC排水管作为纵向排水通道，并用机械或人工将碎石填于沟内，完成碎石渗沟3的设置。

(5)放线：每层土工格栅摊铺前，先进行测量放线，并用石灰粉标出边坡线和土工格栅包边线，以保证边坡的顺直以及设计坡率的实现。

(6)U形钉、格栅张具的准备：将钢筋裁断成50cm长，弯成U型钉；用钢筋自制格栅张拉工具，以备固定和张紧土工格栅之用。

(7)土工格栅裁剪：将成捆的土工格栅按土工格栅结构体的设计宽度+1.5m长度进行裁剪备用。裁剪长度为土工格栅结构体的设计宽度+1.5m反包长度，裁剪好的备用土工格栅放置于附近路床的指定位置。

(8)格栅搭接：为了保证土工格栅沿路中线方向的整体性，两幅土工格栅间需搭接，搭接宽度为5cm；并用U形钉5011在搭接部位固定，在尾部固定后，中间部位U形钉5011的间距为1.5m。

(9)膨胀土填料的准备：按照就近取料的原则，将边坡开挖出来的膨胀土在指定位置堆放，并用推土机履带将大粒径膨胀土及岩块压碎，严格控制填料的粒径不大于10cm。

(10)碎石透水层4的填筑：采用人工或机械按设计尺寸将碎石填筑于未塌方坡面101、垂直面102、基底倾斜面2，形成透水层。为防止边坡地下水渗入路床9，在基底倾斜面2底部设置防渗土工布304。

(11)第一层土工格栅的摊铺：土工格栅在预留1.5米反包长度后沿横断面方向自包边线处往路基边坡方向展开，并用U型钉5011将其张紧固定。

(12)上填料：用装载机或挖掘机将备好的回填膨胀土料置放于土工格栅上及背后需回填的区域，填料层的厚度为25-50cm。

(13)填料的摊铺及碾压：采用推土机将填料推平，达到平整性要求后用小型压路机进行碾压；碾压遍数应根据实际情况及时调整。

(14)第一层土工格栅反包：将预留的反包格栅段沿修好的边坡反包上并初张。

(15)重复上述步骤(11)-(14)，直至填回原设计坡面。

(26)设置格栅保护层：在反包边坡坡面和顶部(即土工格栅结构体层5的坡面和顶部)培植30cm非膨胀土，并随着施工进程由下而上填土并拍实，以防止紫外线对格栅寿命的影响。

本实施例中的挖方边坡清方坡面包括从原挖方坡面1向内挖至的未滑塌坡面101及沿原挖方坡面1坡脚向下垂直延伸至路基边沟底面的垂直面102，使柔性支挡结构的基础深入路面8以下，保护边坡坡脚的原状膨胀土层不受大气影响，从而使支挡结构更加稳定。

本实施例中设置碎石透水层4，一方面可以把从地面渗入膨胀土中的地表水排出，另一方面可以阻止原状膨胀土中的水渗出进入土工格栅结构体501的回填膨胀土体中，因而可以加强柔性支挡结构的稳定性。

本实施例还设置碎石渗沟3，能将通过碎石透水层4收集的水流入渗沟中，并通过碎石渗沟3内上部带孔的排水管排出路基之外，不仅可以保护路面结构不受水损坏，而且可以保证土工格栅结构体501的回填膨胀土体不至过湿，从而不致因土工格栅结构体501的基底软榻而失稳。

相比刚性支挡结构，即沿护坡坡面铺设一层砂浆砌筑的片石层，这种刚性支挡结构在膨胀土边坡土体胀缩过程中极易开裂，造成再次塌方，且施工成本较高。本实施例提供的膨胀土挖方边坡的柔性支挡结构，处理深度超过大气影响深度，可有效防止膨胀土边坡在大气作用下产生的胀缩效应而引起的塌方；且柔性支挡结构相比刚性支挡结构，其能承受一定的胀缩变形，而保持膨胀土边坡的稳定，预防因边坡塌方而导致的交通事故或交通堵塞，以及保证人民的人身、财产安全。

本实施例由于充分采用工程的开挖膨胀土进行填筑，能节约换填非膨胀土的开采、运输费用，节约施工成本；且由于采用原土回填，从而能最大限度地保护当地的自然环境和生态环境。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，包括：

挖方边坡清方坡面、基底倾斜面、碎石渗沟、碎石透水层及土工格栅结构体层；

所述挖方边坡清方坡面包括从原挖方坡面向内挖至的未滑塌坡面及沿原挖方坡面坡脚向下垂直延伸至路基边沟底面的垂直面；所述基底倾斜面沿垂直面的基底向下设置，所述基底倾斜面为向下倾斜至碎石渗沟的倾斜面；

所述碎石渗沟沿基底倾斜面的底端纵向设置；所述碎石渗沟顶部和远离路床的一侧设置透水土工布，渗沟底部纵向设置上部带孔的排水管，渗沟内填充碎石；

沿所述基底倾斜面、碎石渗沟底部及碎石渗沟靠近路床的一侧设置防渗土工布；

所述碎石透水层为沿挖方边坡清方坡面、基底倾斜面设置的碎石层；

所述土工格栅结构体层设置在碎石透水层上。

2.根据权利要求1所述的一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，

所述土工格栅结构体层由多层土工格栅结构体构成，每一层土工格栅结构体由土工格栅向上反包搭回填膨胀土体构成，并在反包搭的土工格栅上设置若干U型钉与回填膨胀土体固定。

3.根据权利要求1所述的一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，

所述碎石渗沟的横截面为倒梯形，即在倒梯形远离路床的腰部设置透水土工布，在倒梯形的底部和靠近路床的腰部设置防渗土工布。

4.根据权利要求2所述的一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，

所述每层土工格栅结构体的高度为25-50cm；每层土工格栅结构体的宽度为未滑塌坡面至原挖方坡面的水平距离。

5.根据权利要求2所述的一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，

所述每层土工格栅反包搭的长度为1-2m。

6.根据权利要求1所述的一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，

所述基底倾斜面的倾斜度为3％-5％。

7.根据权利要求1所述的一种治理膨胀土挖方边坡滑坡的柔性支挡结构，其特征在于，

所述柔性支挡结构还包括设置在土工格栅结构体层坡面和顶部的格栅保护层，所述格栅保护层为非膨胀土层。