一种用于膨胀土边坡工业化防护结构及其施工方法与流程

本发明涉及岩土工程，具体涉及一种用于膨胀土边坡工业化防护结构及其施工方法。

背景技术：

1、膨胀土是一种富含蒙脱石或伊利石等亲水性粘土矿物、具有显著胀缩性的粘土。膨胀土性质受环境变化，尤其是湿热变化影响显著。由于膨胀土的吸水膨胀失水收缩特性，在干湿循环作用下，膨胀土边坡常常发生浅层坍滑破坏。

2、针对膨胀边坡的浅层破坏问题，工程实践中，以前常采用浆砌片石、挡土墙、锚杆(索)框架梁、抗滑桩等刚性支挡墙进行处治，刚性支护不允许土体产生变形，当土体的胀缩变形较大时，常常会造成支护设施被膨胀力所破坏。目前柔性支护处置方式可以较好地解决膨胀土边坡浅层破坏问题。

3、通过对现有的柔性支护处置相关专利检索后发现：

4、专利申请cn111576451a公开了一种膨胀土路堑边坡防治结构及其施工方法,通过在开挖坡面层叠设置的袋装耕植土层、排水层、土工布层和排水隔热层等达到隔水隔热的目的，但由于是层叠设置，需要额外增加占地,各层施工过程中易溜坡、滑塌，且耕织土需要袋装，施工难度大且效率低。

5、专利申请cn111809655a公开了一种膨胀土边坡的生态支挡构造及施工方法,采用支挡拼接块、三维网、绿植、锚杆和柔性连接结构新方式，但各组件的连接过于复杂，存在橡胶层失效导致渗水问题。

6、专利申请cn113373949a公开了一种用于膨胀土边坡的防护结构及施工方法，具有结构简单、轻质高强、减重保温和缓冲消能的优点，但存在开挖台阶稳定性难以保证、构件拼装防水可高度不足、编织袋分层施工，工业化程度低等问题。

7、综上所述，目前柔性支护处置方式虽较好地解决了膨胀土边坡浅层破坏问题，但还存在以下问题：

8、一、工业化程度不高：膨胀土边坡的柔性防护通常需要采用一些柔性材料，如支挡拼接块、耕织带、土工布等。目前现有的处置方式，对这些材料的安装和固定往往需要手工操作，难以完全依靠机械化设备完成。

9、二、排水层易滑塌：采用的排水层一般采用粗砂、碎石等，粗砂的自然休止角一般在30°～35°之间，碎石自然休止角常在30°～45°，实际工程中因排水找平层贴合开挖面设置，极易溜坡、滑塌，施工困难。如若采用开挖台阶方式，不仅会增加施工工序，而且施工过程中台阶的稳定性难以保证。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于膨胀土边坡工业化防护结构及其施工方法，解决了工业化程度不高以及排水层易滑塌的问题。

2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括支挡防护系统与排水系统；

3、所述支挡防护系统包括多个支挡墙与多个复合填筑体，多个所述支挡墙沿坡面走向设置，多个所述支挡墙与坡面形成多个填方内腔，多个所述复合填筑体分别填筑至多个填方内腔中，以实现坡面分级支挡；

4、所述排水系统半预埋于支挡防护系统内，其包括多个截水沟与多个坡面排水管；多个所述坡面排水管沿着坡面走向预埋，且贯穿多个支挡墙，多个所述截水沟预埋于多个复合填筑体的最下侧，所述截水沟与支挡墙连接，所述截水沟与坡面排水管连通。

5、优选的，所述支挡墙包括多个桩体与多个插销板，多个所述桩体之间通过凹凸结构咬合，每相隔一段距离有两个所述桩体之间具有间隙，所述坡面排水管穿过间隙，所述插销板咬合插接于间隙中。

6、优选的，所述插销板的下侧开设有通槽，所述通槽的形状为拱形门式结构，所述坡面排水管穿过通槽。

7、优选的，所述复合填筑体包括耕植土层、隔水隔热层以及缓坡层；其中：

8、所述缓坡层设置于填方内腔的底部位置，所述隔水隔热层设置于缓坡层上侧，所述缓坡层设置于隔水隔热层的上侧，所述隔水隔热层与缓坡层均全面覆盖填方内腔。

9、优选的，所述缓坡层与隔水隔热层之间的下侧位置设置有积水导排虑层，所述积水导排虑层内预埋有积水导排管，且所述积水导排管的下端贯穿连接桩体，所述积水导排管外侧开设有多个通孔。

10、优选的，所述缓坡层靠近支挡墙高为20～60cm，其坡率为1：2～1：5；所述隔水隔热层靠近支挡墙高为20cm，其坡率为1：1.5～1：3；所述积水排滤层靠近支挡墙高为15～30cm，其坡率填筑为1：2～1：10；所述耕植土层的坡率为1：2～1：5。

11、优选的，所述截水沟的下端通过管接头连接有竖向排水管，所述竖向排水管的下端与坡面排水管通过三通接头连通。

12、优选的，所述竖向排水管两侧的截水沟上均设置有沉淀池，所述竖向排水管的上侧设置有固定于截水沟的盖板。

13、优选的，所述截水沟的外侧具有下坠卡槽，且所述下坠卡槽与桩体卡接固定；所述截水沟的下侧固定有多个下挂翼板。

14、本发明还提出一种如以上所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构的施工方法，包括以下步骤：

15、步骤一：在预制厂内加工各个部件，并运送至施工现场；

16、步骤二：整理坡面至设计坡率，并对坡面平整，将坡面划分区域施工；

17、步骤三：沿坡面走向方向安装各级支挡墙的桩体，并依据设定在对应的两个桩体之间预留铺设坡面排水管的间隙；

18、步骤四：随后在坡面上铺设坡面排水管，且坡面排水管铺设路径穿过各级支挡墙的间隙，随后在间隙内安装插销板，以及在坡面排水管上安装竖向排水管；

19、步骤五：在填方内腔中依次填筑缓坡层与隔水隔热层；

20、步骤六：安装截水沟，且使得截水沟与竖向排水管连接；

21、步骤七：在桩体上开通孔，通孔处安装积水导排管，并在积水导排管的表面采用反滤土工布包裹，随后在隔水隔热层上填筑覆盖积水导排管的积水排滤层；

22、步骤八：在积水排滤层顶部铺设耕植土层，并在耕植土层上种植绿植。

23、与现有技术比较本发明的有益效果在于：

24、1、无需贴合坡面施工排水层，也无需开挖台阶，通过每级坡面分级支挡，同时设置压重减少土体膨胀力，以及通过复合填筑体内部的泡沫轻质土更好的发挥保温隔热以及防水的作用，增加边坡的稳定性；

25、2、通过坡面截水沟、坡面及竖向排水管等形成半隐藏式的排水系统，可以高效排除坡面水，同时不影响边坡景观绿化效果；

26、3、整体工业化施工程度高，膨胀土边坡保温控湿能力强、抗冲刷能力强，机械化程度高，施工便捷。

27、4、通过泡沫轻质土的隔水隔热层，利用其隔水隔热的特性，将膨胀土边坡与大气环境分隔开来，阻止水分变化、减小开挖卸荷影响，阻止裂隙发育；

28、5、因膨胀土易吸水膨胀、失水收缩特点，采用传统的单一反压填筑土，其难以同时实现压重及隔水隔热的目的；基于膨胀土边坡防护隔水隔热的需求，同时考虑难以贴合开挖坡面施工压重层，发明了非等厚复合填筑体，实现了隔水隔热、压重、工业化施工三重功能。

技术特征：

1.一种用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于：包括支挡防护系统与排水系统；

2.根据权利要求1所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述支挡墙包括多个桩体与多个插销板，多个所述桩体之间通过凹凸结构咬合，每相隔一段距离有两个所述桩体之间具有间隙，所述坡面排水管穿过间隙，所述插销板咬合插接于间隙中。

3.根据权利要求2所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述插销板的下侧开设有通槽，所述通槽的形状为拱形门式结构，所述坡面排水管穿过通槽。

4.根据权利要求1所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述复合填筑体包括耕植土层、隔水隔热层以及缓坡层；其中：

5.根据权利要求4所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述缓坡层与隔水隔热层之间的下侧位置设置有积水导排虑层，所述积水导排虑层内预埋有积水导排管，且所述积水导排管的下端贯穿连接桩体，所述积水导排管外侧开设有多个通孔。

6.根据权利要求5所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述缓坡层靠近支挡墙高为20～60cm，其坡率为1：2～1：5；所述隔水隔热层靠近支挡墙高为20cm，其坡率为1：1.5～1：3；所述积水排滤层靠近支挡墙高为15～30cm，其坡率填筑为1：2～1：10；所述耕植土层的坡率为1：2～1：5。

7.根据权利要求1所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述截水沟的下端通过管接头连接有竖向排水管，所述竖向排水管的下端与坡面排水管通过三通接头连通。

8.根据权利要求7所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述竖向排水管两侧的截水沟上均设置有沉淀池，所述竖向排水管的上侧设置有固定于截水沟的盖板。

9.根据权利要求1所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构，其特征在于，所述截水沟的外侧具有下坠卡槽，且所述下坠卡槽与桩体卡接固定；所述截水沟的下侧固定有多个下挂翼板。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的用于膨胀土边坡工业化防护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开一种用于膨胀土边坡工业化防护结构及其施工方法，涉及岩土工程技术领域，包括支挡防护系统与排水系统；所述支挡防护系统包括多个支挡墙与多个复合填筑体，多个所述支挡墙沿坡面走向设置，多个所述支挡墙与坡面形成多个填方内腔，多个所述复合填筑体分别填筑至多个填方内腔中，以实现坡面分级支挡；所述排水系统半预埋于支挡防护系统内，其包括多个截水沟与多个坡面排水管；多个所述坡面排水管沿着坡面走向预埋，且贯穿多个支挡墙；本发明无需贴合坡面施工排水层，也无需开挖台阶，通过每级坡面分级支挡，同时设置压重减少土体膨胀力，以及通过复合填筑体内部的泡沫轻质土更好的发挥保温隔热以及防水的作用，增加边坡的稳定性。技术研发人员：张志峰,郭城,吴志刚,杨大海,陶文斌,李翻翻,朱方华,陈星受保护的技术使用者：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11