CN219604278U - 草坡入水的自然型驳岸结构 - Google Patents

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牛世国
王宏凯
高娜
孙金龙
刘春灵
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Abstract

本实用新型涉及草坡入水的自然型驳岸结构,包括铺设在水体底面的底面建渣层,底面建渣层的上面设有底面石笼层,坡岸主体上设有护坡层,护坡层的下沿与坡脚支撑结构的外侧面相连,底面石笼层的外缘支承在坡脚支撑结构的下面,坡脚支撑结构的外侧为坡岸主体和护坡层,护坡层包括种植土层和铺设在种植土层上面的生物毯。采用本实用新型有利于在保证坡岸长期稳定性的同时,减少施工中的清淤施工量,进入降低施工成本,缩短施工周期。

Description

草坡入水的自然型驳岸结构
技术领域
本实用新型涉及草坡入水的自然型驳岸结构。
背景技术
坡岸(或称护坡)建设是河道治理的重要一环,目前人们普遍接受的是生态护坡,将工程支护和植物种植相结合,在防止坡岸冲蚀和土壤流失的同时,形成植物和人文景观。例如,中国专利文献CN110453644A公开了一种利用河道清淤料重塑微地形的岸坡结构,包括土工布、格宾挡墙、高低框、螺栓、金属片、清淤料和草种。施工时先平整河道岸坡,在坡脚设格宾挡墙,将土工布张铺在岸坡上,将正方形高低框呈梅花形安装岸坡上,其高边置于下方,低边置于上方,并保持顶面基本水平,每4个高低框共同围成一个中空矩形,用螺栓、金属片将高低框连成整体,向高低框及中空矩形分层充填清淤料,播撒草种,覆盖清淤料中的细粒土。中国专利文献CN212223758U公开了一种生态重力式块石结构石笼挡墙,包括镀锌的石笼网箱,石笼网箱中装入适于堆叠的块状填充体,块状填充体由建筑废弃物和海绵土制成,装入块状填充体的石笼网箱堆叠构成石笼挡墙,海绵土取自河道区域原位土壤和清淤底泥。这些护坡(坡岸)依赖于河底/湖底对护坡特别是坡脚墙体或挡墙的有效支撑,然而,对于部分河湖,底部充斥着大量泥沙,无法为坡岸提供坚实的基础。现有技术下应对河底泥沙的方式是清淤,将不稳定的泥沙彻底清除,将清除泥沙的河底素土夯实,然后设置硬质结构,以保证对坡岸的支撑。例如中国专利文献CN205839733U公开了一种再生淤泥块河床护坡结构,采用机械清淤至优质基层,然后建设沿清淤后河底延伸的平直段基层构成的河床护坡基层坡段及基层,于坡段基层之上设有黏土层;于黏土层之上铺设有渗滤层;营养土层设于渗滤层之上且向渗滤层的高位铺设;所述营养土层上种植有草本植物;所述渗滤层为淤泥固化后制成的条块状体依次铺设后构成,采用淤泥固化后生产的条块状体产品可完全吸收水体中部分重金属微量元素,且使清除处理的淤泥得以就地利用,以减少河道清淤工程的作业量。然而,这种技术涉及的清淤、制备再生泥块及河床护坡基层的建设依然需要很大的工作量及高成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是在保证坡岸长期稳定性的同时,减少施工中的清淤施工量,进入降低施工成本,缩短施工周期。
本实用新型的技术方案是:草坡入水的自然型驳岸结构,包括铺设在水体底面的底面建渣层,所述底面建渣层的外沿(纵向上的外端边缘)延伸至/连接至坡脚处(或者说位于坡脚处),对护坡/驳岸进行支撑,稳定驳岸基础,通常可与坡脚或驳岸的硬质结构连接,外沿的具体位置依据实际情况设定。
通常,水体底面为淤泥,所述底面建渣层直接设置在淤泥表面。
进一步地,所述底面建渣层的上面设有底面石笼层。
所述底面石笼层的内沿(纵向上的内端边缘)优选在纵向(内外方向,也就是,垂直于水体岸边的平面方向)位于底面建渣层的内沿的内侧。
进一步地,坡岸主体上设有护坡层,所述护坡层的下沿与坡脚支撑结构的外侧面相连,所述底面石笼层的外缘支承在坡脚支撑结构的下面,坡脚支撑结构的外侧为坡岸主体(坡岸的主要部分或者说基础/基本部分,例如,经修整的原坡岸或由素土/土壤填充形成的坡岸主体部分)和护坡层(或称人工护坡层)。
所述护坡层包括种植土层和铺设在种植土层上面的生物毯(或称抗冲生物毯,或草毯)。
一般而言,所述护坡层的上沿应高于水体的高水位高度。
所述护坡层与坡岸主体表面之间(或者说,所述护坡层的底面)设有透水隔层。
所述透水隔层可以采用透水土工布或其他适宜材料。
所述坡岸主体的表层可以为适度夯实的土壤,以利于在保持稳定性的同时使植物根系能够深入到这些土壤中。
所述坡脚支撑结构设有(包括)石笼阶台,所述石笼阶台由多层阶台石笼(用于构件石笼阶台的石笼层)组成,内侧呈阶台状。
所述石笼阶台的顶端不低于护坡层下沿(护坡层延伸方向上的下端边缘)的顶端。
一般而言,所述石笼阶台的顶端可以位于水体的低水位高度。
所述坡脚支撑结构还设有(包括)挡墙,所述挡墙位于石笼阶台和底面石笼层的外侧,其下端支承在外缘加强石笼层的上面。
所述挡墙的顶端低于护坡层下沿的顶端,且不低于护坡层下沿的底端,通常可以与护坡层下沿的底端等高且相接。
所述底面建渣层的内侧设有内缘加强石笼层(简称内缘加强石笼),内缘加强石笼层位于底面建渣层的内缘(内端边缘区域),其顶面与底面建渣层的顶面(相邻部位的顶面)平齐,支撑在底面石笼层的内缘的下方。
所述内缘加强石笼层的内沿在纵向上位于底面石笼层的内沿的内侧,外沿在纵向上位于底面石笼层的内沿的外侧。
所述底面石笼层的外沿(纵向上的外端边缘)位于底面建渣层的内沿的内侧。
所述底面建渣层的外侧设有外缘加强石笼层(简称外缘加强石笼),所述外缘加强石笼层的顶面与底面建渣层的顶面(相邻部位的顶面)平齐,支撑在底面石笼层的外缘(外端边缘区域)的下方。
所述外缘加强石笼的外沿在纵向上位于底面石笼层的外沿的外侧,内沿在纵向上位于底面石笼层的外沿的内侧。
所述外缘加强石笼的宽度大于石笼阶台的底面宽度,所述石笼阶台的底面在纵向上位于外缘加强石笼的外沿和内沿之间。
所述外缘加强石笼的下面设有坡脚建渣层。
所述坡脚建渣层的外沿在纵向上位于外缘加强石笼的外沿的外侧,内沿在纵向上与外缘加强石笼的内沿对齐,且连接底面建渣层的外沿。
所述坡脚建渣层和外缘加强石笼之间设有找平用的毛砂层。
所述底面建渣层的厚度大于外缘加强石笼和毛砂层的厚度之和,所述坡脚建渣层的部分内缘面(纵向上的内端的端面,或者说,纵向上的内侧侧面)(部分高度范围内的内圆面)的部分面与所述底面建渣层的部分外缘面(纵向上的外端的端面,或者说,纵向上的外侧侧面)(部分高度范围内的内圆面)对合,连为一体。
本实用新型的有益效果是:本发明技术适用于河道淤泥深厚、坡岸较缓的河道,可以有效改善水体周边的生态环境,增强河岸的稳定性,削减河流、雨水以及地表径流对坡岸的冲刷力,进而规避水土流失;由于在淤泥上铺设了夯实的建渣层及石笼层,且在坡脚处设置了坡脚支撑结构,这些结构相互支持,保证了坡岸稳定性;由于在岸坡铺设了生物毯,提高了岸坡的抗冲蚀能力,特别是植物在生长初期,根系不发达,不能有效地保护自身及周围土壤,生物毯的保护作用尤为明显,而植物生长一定时间后,生物毯逐渐腐烂,缓慢而持续地为植物生长提供肥力;特别是施工时不需要进行大范围或彻底的清淤,建渣中大小混合的硬块砂砾等在淤泥上夯实的过程中,与淤泥交叉嵌合,明显提高了淤泥及建渣结构的密实性和稳定性,有助于形成稳定的整体结构,这种整体结构与石笼结合在一起,相互协同,为坡岸结构提供了牢固、稳定的支撑,同时还明显降低建设成本。
附图说明
图1是本实用新型涉及坡岸部分的示意图;
图2是本实用新型涉及水底部分的示意图。
具体实施方式
参见图1和图2,河湖等水体的底面通常坡度较小,或者可视为水平的,施工前可先对水体底面和岸坡进行简单的清理或平整。可以依据坡岸的设计要求,对已有坡岸进行修整,修整下来的土壤留在现场附近,以便用于回填或用作护坡层的种植土(适宜时)。
在坡脚部位挖出一条顺岸边方向的沟槽,沟槽的宽度依据实际支撑需求设定,符合坡脚建渣层的设置,例如可以为2m-6m,施工时先从河湖底部沿岸边向里逐步实施,将建渣(无害化处理后)倒入坡脚沟槽和水体底面的淤泥4上面,用机械夯实/压实,形成坡脚建渣层3和底面建渣层45,坡脚建渣层和底面建渣层的厚度可以相同,也可以依据实际需要增大坡脚建渣层的厚度,或者将底面建渣层设置成外(纵向外侧)厚内(纵向内侧)薄的结构,各建渣层的厚度及宽度(垂直于河道或岸边方向上的尺寸,或称纵深)依据实际情况设定,例如河道(包括其他水体,下同)宽度、淤泥密实性和稳定性、岸坡的坡度、坡岸自身的稳定性以及与坡岸冲蚀相关的水文和气象条件等,以满足对坡岸的支撑和稳定性要求。例如,在某项河道护坡工程中,底面建渣层厚度为800mm,宽度为11.5m,坡脚建渣层的厚度与底面建渣层厚度相同,宽度为500mm。一般而言,对于一定规模的河道或湖泊,坡脚建渣层和底面建渣层的总宽度不宜小于6m。
通常应在坡脚建渣层的上面铺设毛砂层2找平,毛砂层的上面铺设土工布(透水土工布为宜)进行隔离。一般而言,毛砂层的厚度可以为200mm左右,以能够满足找平需求且保持稳定为准,无需过厚。底面建渣层上可以设置毛砂层和铺设在毛砂层上的土工布,也可以不设。
所述毛砂层宜覆盖坡脚建渣层的整个顶面。
坡脚建渣层上方毛砂层/土工布的顶面至底面建渣层的顶面的距离可以是一个石笼的高度,在坡脚建渣层上方的土工布上砌筑一层石笼,该层石笼结构可称为外缘加强石笼层1,其作用相当于底面建渣层的外缘部位替换成/设置成该石笼层,提高对坡脚支撑结构的支撑作用,提高底面建渣层的稳定性,由此也可以将外缘加强石笼层视为底面建渣层在外缘部位的加强结构。外缘加强石笼层通常可以与设置于底面建渣层上的石笼规格一致,依据实际情况,也可以不一致。
在底面建渣层的内缘部位,可以设置用于加强的石笼,该石笼结构可以称为内缘加强石笼层7,由于内缘部位的载荷小于外缘部位的载荷,相当于外缘加强石笼层,内缘加强石笼层的宽度可以较窄,可以嵌在底面建渣层的近内缘位置,施工时,在设置内缘石笼的位置铺设适宜厚度的建渣后,将内缘加强石笼层铺设在相应部位的建渣上,然后继续铺设其他部位的建渣,底面建渣层压实后,内缘加强石笼层就嵌置在底面建渣层上。
在方便施工且符合相应构造的尺寸要求的前提下,石笼规格越大越好,利于提高自身稳定性。例如,现有技术背景下,石笼规格可以为3000*1000*500mm。
底面石笼层6砌筑在底面建渣层上,通常可以是单层石笼,依据实际需要,也可以是多层石笼。
在底面石笼层的外缘部位设置石笼阶台8,石笼阶台可以逐层砌筑,各层石笼的外缘侧对齐,自下至上每层减少一排(纵向上减少一个)石笼,由此形成内侧的阶台状,石笼阶台的高度应与设计的坡岸下沿顶部高度一致,或者略高,可以依据坡岸下沿顶部的高度确定石笼阶台的高度或层数,部高度一致或略高,若高度不够,则增加石笼层数。
外缘加强石笼层的宽度依据石笼阶台的底层宽度确定,应宽于石笼阶台的底层宽度,使石笼阶台全部支承在外缘加强石笼层的上方,底面石笼层的外沿在纵向上应位于外缘加强石笼层的外沿内侧,例如,在纵向上,外缘加强石笼层中有一个石笼或半个石笼位于底面石笼层的外沿外侧。
内缘加强石笼层可以为单排石笼,也就是,纵向上为一个石笼,该石笼可以与底面石笼层的最内侧石笼上下错开半个石笼宽度,以加固整体结构。
石笼阶台的外缘面和底面石笼层的外缘面(外侧表面)对齐,在石笼阶台和底面石笼的外侧设置挡墙(或称支撑墙)9,挡墙的内缘面(内侧表面)与石笼阶台和底面石笼的外侧紧贴在一起,挡墙顶端高度可以与护坡层下沿底部高度相同或者比护坡层下沿底部高度略高,但无需从护坡层的顶部露出,以利于美观。
所述挡墙可以为砖砌墙或混凝土墙。
在石笼阶台、挡墙邻接护坡层以及外缘加强石笼层的组合结构上与坡岸状体和护坡层相邻接的面上铺设隔离用的土工布,该土工布与设置在外缘加强石笼层下面(铺设在毛砂层上面)的土工布密封连接为一体,实际施工中,可以采用同一土工布覆盖(铺设在)纵向和竖向上的全部区域。
隔离用的土工布可采用透水土工布,通过透水土工布的过滤效应,在避免土壤流失的同时,允许坡岸内的水从石笼等的缝隙中流过,进入水体,以减轻对挡墙等结构的压力。
将土壤填入挡墙及其他结构与已有坡岸主体(如果有的话)之间的间隙并严实,压实回填土壤与已有坡岸主一同构成坡岸主体13,回填土壤时,应注意将土工布压实。
在需要设置护坡层的区域,将护坡用的土工布14铺设于相应区域的基土表面(坡岸主体表面),然后在该土工布上填入种植土,形成种植土层11。种植土层的厚度依据实际需要设置,一般情形下,可以为300mm左右。
在种植土的表面铺设生物毯/抗冲生物毯10,例如以秸秆为主要原料制备的生物毯,并通过钎子或土压等方式固定。依据所选用的生物毯的构造,植物种子可以设置在生物毯内,也可以埋设在种植土内。在植物12生长初期,生物毯对植物及岸坡起到良好的保护作用,植物生长一定时间后,根系与土壤紧密结合且相互交织,起到良好的坡岸稳定作用,此时生物毯开始破损腐烂,为植物的生长提高养分。
本实用新型具有下列特点:
1)采用无害化处理后的建渣,避免对河湖造成污染;
2)土工布的铺设具有加筋、隔离的作用,增强了其上种植土的稳定,又可以隔离土壤流入石笼,避免其污染河湖,同时土工布位于石笼/墙与种植土之间,通过种植土将土工布压在石笼/墙表面,形成凸凹不平的形状,有效地提高了种植土相对于土工布和土工布相对于石笼/墙的滑动阻力,闭有效地消除了种植土层及坡岸滑坡的可能性;
3)河岸的石笼结构类似于挡墙,为坡岸提供支撑保持整体稳定,同时保护河岸不会被河水冲刷破坏;
4)坡岸上的抗冲生物毯是可降解材料,前期隔离雨水和地表径流,控制水利侵蚀、土壤流失,后期绿植生长后,通过植物根系连接固化土壤,且施工便利、快速;
5)通过省略施工工序,可以达到节约成本、压缩工期的目的;
6)采用护岸/护坡结构均具有较强的稳定性能,在结构实施的同时,就强化了河岸的稳定;
7)运用土工布隔离土壤与石笼,避免土壤流失,污染水系;同时土工布布置在基土和种植土中间,起到了加筋的作用,增加了坡岸的稳定性。
本实用新型公开的各优选和可选的技术手段,除特别说明外及一个优选或可选技术手段为另一技术手段的进一步限定时,均可以任意组合,形成若干不同的具体实施方式。

Claims (10)

1.草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于包括铺设在水体底面的底面建渣层,所述底面建渣层的外沿延伸至/连接至坡脚处。
2.如权利要求1所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述底面建渣层的上面设有底面石笼层。
3.如权利要求2所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于坡岸主体上设有护坡层,所述护坡层的下沿与坡脚支撑结构的外侧面相连,所述底面石笼层的外缘支承在坡脚支撑结构的下面,坡脚支撑结构的外侧为坡岸主体和护坡层。
4.如权利要求3所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述护坡层包括种植土层和铺设在种植土层上面的生物毯。
5.如权利要求4所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述护坡层与坡岸主体表面之间设有透水隔层。
6.如权利要求3所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述坡脚支撑结构设有石笼阶台,所述石笼阶台由多层阶台石笼组成,内侧呈阶台状。
7.如权利要求3所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述坡脚支撑结构还设有挡墙,所述挡墙位于石笼阶台和底面石笼层的外侧,其下端支承在外缘加强石笼层的上面。
8.如权利要求1-7中任一项所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述底面建渣层的内侧设有内缘加强石笼层,内缘加强石笼层位于底面建渣层的内缘,其顶面与底面建渣层的顶面平齐,支撑在底面石笼层的内缘的下方。
9.如权利要求1-7中任一项所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述底面建渣层的外侧设有外缘加强石笼层,所述外缘加强石笼层的顶面与底面建渣层的顶面平齐,支撑在底面石笼层的外缘的下方。
10.如权利要求9所述的草坡入水的自然型驳岸结构,其特征在于所述外缘加强石笼的下面设有坡脚建渣层。
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