专利名称：一种生态护坡结构及其施工方法
技术领域：
本发明涉及一种生态护坡结构及其施工方法，属于道路路基工程、护岸工程领域。
背景技术：
近年来，平原水乡以及公路、铁路路基面临着大量的护岸、护坡需求，传统护坡结构重工程，轻生态，如桩板护岸、砌石护岸、石笼护岸等结构形式，尽管能够保证护岸、护坡结构、道路路基的安全，但材料用量大，需要开挖基槽，工期长，建成后景观效应差。
发明内容
本发明提供一种木石组合结构的生态护坡结构，解决了传统护坡结构材料用量大，能源消耗大的技术问题。 本发明还提供所述生态护坡结构的施工方法，该方法避免了排水施工，无需开挖基槽，因此缩短了施工工期。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种生态护坡结构，其包括位于边坡坡脚处的护脚结构和覆盖于边坡表面的护坡面层，所述的护脚结构包括沿边坡坡脚线方向布置成排的木桩护脚，护坡面层包括反滤层和铺设在反滤层之上的手摆石，护坡面层种植有阵列布置的护坡林和草皮；所述的反滤层由边坡上不小于IOcm的粗砂垫层和粗砂垫层上不小于IOcm的碎石层组成。作为优选，所述的护脚结构包括两排间隔设置的木桩护脚和两排木桩护脚之间抛填的石材。作为优选，所述的木桩护脚直径为10cnTl5cm，选择桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材。作为优选，所述的木桩护脚的桩尖为马耳型斜面、三棱锥形或四棱锥形，桩尖长度对于松土或软土层设为桩径的f I. 2倍，对于较硬土层为桩径的I. 2^1. 5倍。作为优选，手摆石石材尺寸不小于20cm。本发明以就地取材为原则，采用木石组合结构，形成了一种经济、有效的生态护坡技术和理念。以打设施工的木桩或双排木桩中间抛石料做护脚，以随坡就势的反滤层加手摆石做护坡面层，以手摆石间隙扦插树木做绿化和美化，且通过扦插树木成活后的根系达到生态固坡的目的，从而保证和提高木石组合结构的长期护坡性能，整个体系能够做到护坡功能和生态协调效应的结合，岸坡短期稳定和长期固坡效应的结合，工程和艺术的结合，从而实现公路、铁路自然蜿蜒于山水之间的理念。一种生态护坡结构的施工方法，该方法具体包括以下步骤
a、在边坡坡脚处打设一排木桩护脚选用直径10cnTl5cm、桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材，打设前将木材的小头端制作成桩尖，木桩制作好后采用2飞kg的长柄大铁锤人工施打，并排连续仅靠施打以形成圆木排桩护脚；b、反滤层和手摆石组成的护坡面层的铺设完成木桩护脚施工后，挖除护坡范围内表层浮土和杂草，坡表凹、凸地带分别填、挖整平，在边坡表面形成统一坡比的净坡面，在净坡面上铺设不小于IOcm的粗砂垫层，于粗砂垫层上设置不小于IOcm的碎石层，粗砂垫层和碎石层共同形成反滤层，反滤层上布置手摆石，手摆石石材尺寸不小于20cm ；
C、扦插护坡林及复绿扦插用林木选用亲水、易成活的柳树枝干，取直径3 5cm的健壮枝条截成长0. S^lm的节段备用，剪成上平下斜的节段，扦插前将准备好的枝条以清水浸泡f 2d，扦插时以斜面端向下插入边坡的泥土层内，入土深度不小于30cm，边坡表面种植本地水草。作为优选，a步中所述桩尖锯成马耳型斜面或削成三棱锥形或四棱锥形，桩尖长度对于松土或软土层可设为桩径的广I. 2倍，较硬土层为桩径的I. 2^1. 5倍。
作为优选，b步中所述粗砂含泥量不大于3%，碎石选用耐风化的碎石或砾石，最大粒径不大于50mm,含泥量不大于5%。作为优选，c步中第一排扦插护坡林扦插位置距离木桩护脚0. 6^1m,边坡表面扦插护坡林木纵横间距为2 3m，并选择手摆石间隙扦插。一种生态护坡结构的施工方法，该方法具体包括以下步骤
a、在边坡坡脚处打设两排木桩护脚选用直径10cnTl5cm、桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材，打设前将木材的小头端制作成桩尖，木桩制作好后采用2飞kg的长柄大铁锤人工施打，并排连续仅靠施打以形成圆木排桩护脚；
b、抛石两排木桩护脚之间抛填石材，石材的湿抗压强度大于30MPa，软化系数大于0. 75,密度不小于2. 6t/m3,粒径选择不小于20cm ；
C、反滤层和手摆石组成的护坡面层的铺设完成木桩护脚施工后，挖除护坡范围内表层浮土和杂草，坡表凹、凸地带分别填、挖整平，在边坡表面形成统一坡比的净坡面，在净坡面上铺设不小于IOcm的粗砂垫层，于粗砂垫层上设置不小于IOcm的碎石层，粗砂垫层和碎石层共同形成反滤层，反滤层上布置手摆石，手摆石石材尺寸不小于20cm ；
d、扦插护坡林及复绿扦插用林木选用亲水、易成活的柳树枝干，取直径3 5cm的健壮枝条截成长0. S^lm的节段备用，剪成上平下斜的节段，扦插前将准备好的枝条以清水浸泡f 2d，扦插时以斜面端向下插入边坡的泥土层内，入土深度不小于30cm，边坡表面种植本地水草。作为优选，a步中所述桩尖锯成马耳型斜面或削成三棱锥形或四棱锥形，桩尖长度对于松土或软土层可设为桩径的广I. 2倍，较硬土层为桩径的I. 2^1. 5倍。作为优选，b步中所述粗砂含泥量不大于3%，碎石选用耐风化的碎石或砾石，最大粒径不大于50mm,含泥量不大于5%。作为优选，c步中第一排扦插护坡林扦插位置距离木桩护脚0. 6 lm，边坡表面扦插护坡林木纵横间距为2 3m，并选择手摆石间隙扦插。本发明使用天然圆木、扦插枝条和天然石材组合作用，达到生态护岸、护坡的效果，并提高经济效益和环保效益。采用耐久性好、易加工、天然防腐的圆松木或橡木作为木桩材料，依靠锤击效应打入土层一定深度，利用木材纤维抗拉能力来抵抗护坡土体施加给木桩的水平力，并通过嵌入土层的桩段将荷载传递到地基深处，从而保证木桩结构的稳定，起到护脚的作用。当单排桩难以满足护脚要求的时候，可设置双排木桩，中间抛填石料，形成木石组合结构，起到类似于石笼的护脚效应。但同传统桩板、砌石、石笼等护岸结构相比，可以减小材料用量，避免排水施工，也无需开挖基槽。护坡面层的反滤层和手摆石起防水流潜蚀和波浪浪蚀的作用。护坡以隋坡就势为原则，自然、协调的达到护岸目的。手摆石间隙以一定间距扦插亲水、易成活的柳树枝干。扦插树木成活后根系有生态护坡的作用，不仅能起到较好的绿化、美化效应，成活后还可替代护脚木桩的作用。本发明的有益效果是与现有技术相比，从经济效益来讲，由于就地利用全天然材料，且节约了材料用量，能源消耗 小，同传统护坡工法相比可节约投资159^35%。从工期方面来讲，由于避免了水下施工，护脚基坑开挖、砌筑等作业，同条件下同传统工法相比可缩短工期约8 15%。从生态和社会效益来讲，本发明圆木桩护脚、手摆石护坡具有自然亲和力，扦插护坡林不仅具有行道树的绿化、美化效应，而且其根系可以实现生态护岸的理念，长期而言可以增强、替代圆木桩护脚的护岸作用。辅以绿化水草的点缀，可以实现公路自然蜿蜒于水乡、田园之间的美景。
图I是本发明实施例I的剖面结构示意 图2是本发明实施例I的平面结构示意 图3是本发明实施例2的剖面结构示意图。图中1、木桩护脚，2、手摆石，3、粗砂垫层，4、碎石层，5、护坡林，6、草皮，7、边坡，8、石材。
具体实施例方式下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。实施例I :
如图I和图2所示的一种生态护坡结构，包括位于边坡7坡脚处的护脚结构和覆盖于边坡7表面的护坡面层，所述的护脚结构为沿边坡坡脚线方向布置成排的木桩护脚1，护坡面层由反滤层和铺设在反滤层之上的手摆石2组成，所述的反滤层由边坡7上的粗砂垫层3和粗砂垫层3上的碎石层4组成。粗砂垫层3厚度彡10cm，碎石层4厚度彡10cm。所述的木桩护脚I选择直径为10cnTl5Cm的木材制成。所述的护坡面层设置有阵列布置的护坡林5和草皮6。上述的生态护坡结构的施工方法如下
I)在边坡坡脚处打设一排木桩护脚木桩材质选用富含树脂的圆松木、橡木等耐腐蚀、耐水的树种，直径10cnTl5Cm。要求节疤少、无腐蚀空心、大小头径相差较小、桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材。制作木桩的用料长度应根据设计尺寸及试打确定。打设前将小头端制作成桩尖，桩尖可锯成马耳型斜面，或削成三棱或四棱锥形，桩尖长度对于松土或软土层可设为桩径的广I. 2倍，较硬土层为桩径的I. 2^1. 5倍。木桩制作好后采用2飞kg的长柄大铁锤人工施打，并排连续仅靠施打以形成圆木排桩护脚。
2)反滤层和手摆石组成的护坡面层的铺设完成木桩护脚施工后，挖除护坡范围内表层浮土、杂草等，坡表凹、凸地带分别填、挖整平，形成基本为统一坡比的净坡面。在净坡面上铺设不小于IOcm的粗砂垫层，于粗砂垫层上设置不小于IOcm的碎石层，粗砂垫层和碎石层共同形成反滤层，反滤层上布置手摆石。反滤层以抵御土体颗粒的流失和淘蚀。粗砂要求不含草根、垃圾等杂质，含泥量不大于3%。碎石应选用耐风化的碎石或砾石，最大粒径不大于50mm，含泥量不大于5%。手摆石是用手摆出来的石头结构，石头可以采用片石、卵石、漂石等。护坡用手摆石石材质量要求同抛填石料要求，尺寸不小于20cm ;若用大尺寸卵石、漂石效果更佳。选用较规整少棱角的片石，大面朝下铺设。大小片石应该搭配使用，原则上大石块满铺，小石块填缝，可依据地形就势摆放，不刻意追求厚度、密度的一致，做到自然、协调。3)扦插护坡林及复绿扦插用林木选用亲水、易成活的柳树枝干，取直径3 5cm的健壮枝条截成长约Im的节段备用。剪成上平下斜的节段。扦插前将准备好的枝条以清水浸泡f2d，以使其充分吸水。扦插时以斜面端向下插入泥 土层，入土深度以不小于30cm为宜，扦插过程中注意保护枝条上树皮的完好性。第一排扦插护坡林扦插位置以距离木桩护脚Im以内为宜，便于成活后形成生态护坡林，坡表扦插护坡林木纵横间距可取2 3m，可选择护坡手摆石间隙扦插。坡表复绿以在边坡表面种植本地水草为主。本发明适用于平原地区涉水公路、铁路的护岸、护坡施工，斜坡坡率不陡于I :2，且所涉水深2m以内较适宜。实施例2:
如图3所示的一种生态护坡结构，具体结构同实施例1，不同之处在于护脚结构由两排间隔且平行设置的木桩护脚I和两排木桩护脚之间抛填的石材8组成，以形成类似石笼的护脚结构。本实施例的生态护坡结构施工方法如下
I)在边坡坡脚处打设两排木桩护脚具体同实施例1，两排木桩护脚之间根据设计需要留有一定距离。是否施打第二排桩依据设计需要决定，两排桩除纵向连续施打外，每隔3飞米间距可横向施打一排桩，作为横向隔断，每个区格可独立成为“类石笼”体系。2)抛石两排木桩护脚间抛填石材，以形成类似石笼的护脚结构。要求石质坚硬，遇水不易破碎或水解，湿抗压强度大于30MPa，软化系数大于0. 75，密度不小于2. 6t/m3。不允许使用风化石、泥岩和薄片、条状、尖角等形状的块石。抛填块石粒径选择不小于20cm。抛填区域内，地表露出杂草或其它漂浮杂物，立即予以清除。人工抛填，遵循“先上游后下游，先深水后近岸”的施工顺序依次均匀投抛。对于水位以上部分的抛石采用人工码砌，砌筑时选用大片石，并应错缝相挤紧密，不松动。3)反滤层和手摆石组成的护坡面层的铺设同实施例I。4)扦插护坡林及复绿同实施例I。以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求
1.一种生态护坡结构，其特征在于包括位于边坡坡脚处的护脚结构和覆盖于边坡表面的护坡面层，所述的护脚结构包括沿边坡坡脚线方向布置成排的木桩护脚，护坡面层包括反滤层和铺设在反滤层之上的手摆石，护坡面层种植有阵列布置的护坡林和草皮；所述的反滤层由边坡上不小于IOcm的粗砂垫层和粗砂垫层上不小于IOcm的碎石层组成。
2.根据权利要求I所述的生态护坡结构，其特征在于所述的护脚结构包括两排间隔设置的木桩护脚和两排木桩护脚之间抛填的石材。
3.根据权利要求I所述的生态护坡结构，其特征在于所述的木桩护脚直径为10cnTl5cm，选择桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材。
4.根据权利要求I所述的生态护坡结构，其特征在于所述的木桩护脚的桩尖为马耳型斜面、三棱锥形或四棱锥形，桩尖长度对于松土或软土层设为桩径的广I. 2倍，对于较硬土层为桩径的I. 2 1. 5倍。
5.根据权利要求I所述的生态护坡结构，其特征在于手摆石石材尺寸不小于20cm。
6.一种生态护坡结构的施工方法，其特征在于具体包括以下步骤 a、在边坡坡脚处打设一排木桩护脚选用直径10cnTl5cm、桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材，打设前将木材的小头端制作成桩尖，木桩制作好后采用2飞kg的长柄大铁锤人工施打，并排连续仅靠施打以形成圆木排桩护脚； b、反滤层和手摆石组成的护坡面层的铺设完成木桩护脚施工后，挖除护坡范围内表层浮土和杂草，坡表凹、凸地带分别填、挖整平，在边坡表面形成统一坡比的净坡面，在净坡面上铺设不小于IOcm的粗砂垫层，于粗砂垫层上设置不小于IOcm的碎石层，粗砂垫层和碎石层共同形成反滤层，反滤层上布置手摆石，手摆石石材尺寸不小于20cm ； C、扦插护坡林及复绿扦插用林木选用亲水、易成活的柳树枝干，取直径3 5cm的健壮枝条截成长0. S^lm的节段备用，剪成上平下斜的节段，扦插前将准备好的枝条以清水浸泡f 2d，扦插时以斜面端向下插入边坡的泥土层内，入土深度不小于30cm，边坡表面种植本地水草。
7.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于a步中所述桩尖锯成马耳型斜面或削成三棱锥形或四棱锥形，桩尖长度对于松土或软土层可设为桩径的广I. 2倍，较硬土层为桩径的I. 2^1. 5倍。
8.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于b步中所述粗砂含泥量不大于3%，碎石选用耐风化的碎石或碌石，最大粒径不大于50mm,含泥量不大于5%。
9.根据权利要求6所述的施工方法，其特征在于c步中第一排扦插护坡林扦插位置距离木桩护脚0. 6^1m,边坡表面扦插护坡林木纵横间距为2 3m，并选择手摆石间隙扦插。
10.一种生态护坡结构的施工方法，其特征在于具体包括以下步骤 a、在边坡坡脚处打设两排木桩护脚选用直径10cnTl5cm、桩木全长的弯曲矢度不大于桩径之半、I米范围内木纹的扭转不大于桩木圆周之半的木材，打设前将木材的小头端制作成桩尖，木桩制作好后采用2飞kg的长柄大铁锤人工施打，并排连续仅靠施打以形成圆木排桩护脚； b、抛石两排木桩护脚之间抛填石材，石材的湿抗压强度大于30MPa，软化系数大于.0.75,密度不小于2. 6t/m3,粒径选择不小于20cm ； C、反滤层和手摆石组成的护坡面层的铺设完成木桩护脚施工后，挖除护坡范围内表层浮土和杂草，坡表凹、凸地带分别填、挖整平，在边坡表面形成统一坡比的净坡面，在净坡面上铺设不小于IOcm的粗砂垫层，于粗砂垫层上设置不小于IOcm的碎石层，粗砂垫层和碎石层共同形成反滤层，反滤层上布置手 摆石，手摆石石材尺寸不小于20cm ； d、扦插护坡林及复绿扦插用林木选用亲水、易成活的柳树枝干，取直径3 5cm的健壮枝条截成长0. S^lm的节段备用，剪成上平下斜的节段，扦插前将准备好的枝条以清水浸泡f 2d，扦插时以斜面端向下插入边坡的泥土层内，入土深度不小于30cm，边坡表面种植本地水草。
全文摘要
本发明涉及一种生态护坡结构及其施工方法，属于道路路基工程、护岸工程领域。所述的一种生态护坡结构包括位于边坡坡脚处的护脚结构和覆盖于边坡表面的护坡面层，所述的护脚结构包括沿边坡坡脚线方向布置成排的木桩护脚，护坡面层包括反滤层和铺设在反滤层之上的手摆石，护坡面层种植有阵列布置的护坡林和草皮；所述的反滤层由边坡上不小于10cm的粗砂垫层和粗砂垫层上不小于10cm的碎石层组成。本发明的生态护坡结构解决了传统护坡结构材料用量大，能源消耗大的技术问题。本发明还提供所述生态护坡结构的施工方法，该方法避免了排水施工，无需开挖基槽，因此缩短了施工工期。
文档编号A01G1/00GK102677682SQ201110367659
公开日2012年9月19日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者叶四桥, 周世中, 邹善荣, 陈祥义 申请人:叶四桥, 浙江大地交通工程有限公司