[发明专利]一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法，膨胀土边坡自上而下分级开挖，每开挖一级支护一级，支护完成后再开挖下一级边坡；根据坡面大小确定柔性土工格栅及其铺设方案，铺设完成后采用竖向张拉固定；将土钉钻入预定位置并注浆加固，加固完成后将土钉与爪型钢钉链接并用固定螺帽固定，从而将柔性土工格栅固定在膨胀土边坡上；按照设计好的方案在坡面放样、钻孔并安装仰斜式排水管，本发明不仅避免当膨胀土的膨胀受到变形约束时产生较大的膨胀力，而且能通过柔性土工格栅与土钉相互作用，利用柔性土工格栅的特性允许边坡发生一定的膨胀释放能量，同时又通过土钉固定柔性土工格栅，保证坡体稳定。

技术领域

本发明涉及一种膨胀土边坡低扰动综合支护结构及其施工方法，属于岩土工程领域。

背景技术

膨胀土在世界范围内分布极为广泛，迄今为止己发现存在膨胀土的国家达40多个，我国是膨胀土分布最广的国家之一。膨胀土是一种富含亲水性矿物蒙脱石及其混层矿物的高塑性粘性土，由于蒙脱石矿物的物理化学性质，当其遇水后，会使膨胀土体积发生显著膨胀，当其失水后土体收缩并产生裂隙，所以由外部因素引起膨胀土含水率反复变化时，会使土体强度大大降低，当膨胀土的膨胀受到变形约束时就会产生较大的膨胀力，常常给边坡及其支挡结构物造成极大破坏。因此，确保膨胀土开挖边坡的稳定是膨胀土地区公路、铁路、水利、房建等各类基础设施建设和运营中必须要解决的技术难题。

目前膨胀土挖方边坡的加固防护与处治的技术措施通常可以分为刚性支挡结构和柔性支挡结构两大类。刚性结构主要以挡土墙加浆砌片石全封闭边坡、抗滑桩、土钉框架梁为主，其工作原理是以圬工体自重来抵抗(平衡)失去整体平衡的边坡体及其在开挖过程中产生的超固结性应力释放。刚性支挡结构不允许被支挡结构土体产生变形，而在干湿循环、水的作用下，边坡土体必然干缩湿胀。当土体的膨胀变形较大而得不到释放时，会产生很大的膨胀压力使刚性支挡结构破坏。柔性结构主要以土钉(索)、柔性土工格栅加筋、土工袋等为主。柔性土工格栅加筋和土工袋需要将膨胀土边坡超挖回填，对路堑边坡扰动大，多适用于已滑的膨胀土路堑边坡的治理。土钉(索)具有边开挖施工边支护，对岩体的扰动小；支护及时，能充分发挥岩体的自持能力；延性及动力特性好，易于及时安全预警；同时还具有造价低、施工简便、可修复和拓展性好、适用于动态信息化设计施工等优点。

为了更好的对膨胀土边坡进行支护，确保边坡长期稳定，研究者对现有支护结构进行了大量优化和改进。

公开号为CN1880587A的发明专利“一种柔性加筋支挡结构及其施工方法”中公开了一种膨胀土边坡柔性加筋支挡结构。在支挡结构的底层设置透水基础层，在支挡结构与开挖面之间有透水层，该透水层与透水基础层为一体；透水基础层下挖有渗沟；在整个支挡结构中铺设筋材，每层的筋材都超过支挡结构的宽度，反包至上一层，并与上一层的筋材连接，每层筋材用所开挖的土回填压实。采用将膨胀土边坡开挖并分层加筋回填，允许边坡存在一定的膨胀变形，从而实现柔性支护的目的。

公开号为CN101220596A的发明专利“一种边坡超前支护主动减压结构及其构造方法”中公开了一种边坡超前支护结构。采用在超前支护结构与超前支护结构后岩土体之间填充一层柔性填料，该柔性填料具有允许超前支护结构后的岩土体间边坡外侧产生一定位移的功能，能将承受的静止土压力转变为主动土压力，实现超前支护结构承受土压力减小的目的。

公开号为CN102518136A的发明专利“一种防治软岩强风化带湿化破坏的柔性加筋组合防护结构”公开了一种柔性加筋支挡组合防护结构。采用在开挖面上铺设一层土工布、铺植壤土并植草。边坡中部的强风化岩带的软岩采用柔性加筋支挡结构进行加固，边坡下部的弱风化软岩采用三维植草防护。