一种用于膨胀土边坡的防护结构及施工方法

1.本发明涉及边坡防治的技术领域，具体涉及一种用于膨胀土边坡的防护结构及施工方法。


背景技术：

2.膨胀土是一种特殊的非饱和黏土，在我国分布较为广泛，其吸水膨胀、失水皱缩的特性使得其对降雨、蒸发等自然环境变化十分敏感。作为区域性分布且危害性较大的特殊黏土，具有胀缩性、裂隙性和超固结性，三种特性相互影响、互相联系。且其强度随含水率变化的性质经常引发各种工程问题，对工程的稳定性及安全性有着巨大的影响。在膨胀土地区进行工程建设，会面临建筑开裂、地基变形、边坡失稳等潜在威胁，全球每年因膨胀土问题带来的经济损失超过150亿美元。
3.为了解决膨胀土边坡的浅层滑坡等问题，土工编织袋由于抗拉压强度大、结构牢固、使用寿命长以及各向异性明显等优点在边坡工程应用中备受青睐。土工编织袋作为柔性结构，易变形、就地取材、节约资源、施工简单在取得良好防治效果的同时，还具备一定的景观效果。将边坡开挖回填的膨胀土装入土工编织袋，减少膨胀土与大气的直接接触以减少蒸发，从而减缓膨胀土的胀缩变形，因此在边坡工程防护领域具有广阔的应用前景。
4.通过对现有土工编织袋的相关专利检索后发现：
5.公开号为cn211896157u的实用新型专利公开了一种增强型土工袋，通过固定钢筋笼中的由袋布形成的矩形土工袋体堆砌于河边湖岸来抵御水流冲击，防止水土流失，增加使用寿命，但由于其形状固定不利于各土工袋之间压实紧密，从而造成强度降低的后果。
6.公开号为cn204527998u的实用新型专利公开了一种防汛编织袋，以土工合成材料来取代传统的草制防汛编织袋，而达到质量好、耐用且耗费低等优势。但未考虑到防水、保温等方面的设计不利于运用至膨胀土边坡。
7.公开号为cn108708393a的发明专利公开了一种挡土墙的振动缓冲层。每级缓冲材料包括土工格栅和土工袋，土工袋内填充有填充物，解决了现有减振eps材料在长期荷载作用下产生交大蠕变变形而影响减振效果的问题。尽管该专利有考虑将特性良好的eps材料填充入土工袋中，但并没有完全发挥eps材料的特性；同时单纯加入eps材料对与膨胀土边坡可能并不能满足规范要求。
8.公开号为cn108589747a的发明专利公开了一种eps轻质路堤拓宽结合植生袋护坡结构及施工方法。eps轻质块通过连接钢筋相互连接拓宽路堤而填土土工袋能够降低软弱地层的附加应力和沉降变形，降低地基处理费用，环境适应性强。该专利虽然也提出了eps材料的应用，但从研究内容和创新点上看，与胶合eps板的土工编织袋结构并不一样。


技术实现要素：

9.针对上述问题，本发明提供了一种用于膨胀土边坡的防护结构及施工方法，通过加入eps板和eps颗粒使得土工编织袋更好地发挥保温隔热和防水的作用，同时还降低了土
体重力以减小边坡下滑力，从而增强边坡的稳定性，达到防水、保温、防火、减震、减载的效果。
10.本发明可通过以下技术方案实现：
11.一种用于膨胀土边坡的防护结构，包括边坡部，沿所述边坡部设置有开挖面，所述开挖面呈台阶状，每个台阶处均堆满多层编织袋填体，每层编织袋填体包括平铺紧挨排列的多个复合编织袋个体，所述复合编织袋个体包括编织袋，所述编织袋的内表面设置有eps板层，内部填满膨胀土和eps颗粒的混合物，外表面设置有防水层。
12.进一步，所述eps板层通过胶合粘贴至编织袋的内表面，且距离袋口留出空隙。
13.进一步，所述复合编织袋个体呈扁平的长方体状。
14.进一步，上下相邻的两层编织袋填体中的各个编织袋个体交错排列，避免形成通缝。
15.一种基于上文所述的用于膨胀土边坡的防护结构的实施方法，包括以下步骤：
16.(1)对膨胀土边坡部分土体进行开挖形成台阶状，将开挖的土体与eps颗粒混合后，装入复合编织袋内部，形成复合编织袋个体；
17.(2)将装填好的复合编织袋个体错位堆砌于开挖的各个台阶上，在相邻复合编织袋个体的连接处填充eps颗粒，然后再用石灰土填补缝隙，最后在每一层编织袋填体上再涂防水砂浆，形成多层编织袋填体；
18.(3)在堆砌好编织袋填体的边坡上覆盖饱和黏土，形成第二层防水层；
19.(4)在饱和黏土上挂钢筋网，进行混凝土喷射，形成一层混凝土衬砌板。
20.进一步，所述台阶状的坡度设置为1:1.5。
21.进一步，最下层台阶上的地基基底铺设有碎石垫层，并用振动压路机进行碾压。
22.本发明有益的技术效果在于：
23.采用胶合了eps板层的一般土工编织袋对膨胀土边坡进行防护，作为柔性构件可以有效释放膨胀土边坡遇水释放的膨胀力(卸荷)，且与刚性构件相比，具有轻质、就地取材、施工方便、降低工作量与工作难度、经济节约等优点。
24.本发明结构简单、轻质高强、减重保温和缓冲消能的优点，施工方法简洁，大大缩短工期，且极具经济效益，适用于大多数膨胀土边坡防护工程。
附图说明
25.图1为本发明的边坡防护结构的总体示意图；
26.图2为本发明的复合编织袋个体的结构示意图；
27.其中，1
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复合编织袋个体，2
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eps板层，3
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膨胀土，4
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eps颗粒，5
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碎石垫层，6
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排水沟。
具体实施方式
28.下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
29.如图1和2所示，本发明提供了一种用于膨胀土边坡的防护结构，包括边坡部，沿该边坡部设置有开挖面，该开挖面呈台阶状，每个台阶处均堆满多层编织袋填体，每层编织袋填体包括平铺紧挨排列的多个复合编织袋个体1，该复合编织袋个体1包括编织袋，该编织
袋的内表面设置有eps板层2，内部填满膨胀土3和eps颗粒4的混合物，外表面设置有防水层。这样，借助eps板和eps颗粒解决了传统土工编织袋的不能保温、防水效果差、阻燃效果不良等缺点，同时以eps板替代一部分土体从而减轻自重，使得边坡下滑力减小，进一步增强边坡的稳定性。
30.具体地，整个复合编织袋个体1呈扁平的长方体状，便于后续堆积填充，该eps板层2可以通过胶合粘贴至编织袋的内表面，且距离袋口留出空隙，比如20cm的空隙，方便对编织袋进行扎口，并将袋口叠至编织袋自身下方，防止袋内土体漏出。该编织袋外表面的防水层设置为防水砂浆即为阳离子氯丁胶乳，是一种高聚物分子改性防水防腐系统，作为复合编织袋个体的初步保护层，防止对袋内膨胀土结构的破坏。
31.另外，上下相邻的两层编织袋填体中的各个编织袋个体1交错排列，避免形成通缝。
32.本发明还提供了一种基于上文所述的用于膨胀土边坡的防护结构的实施方法，包括以下步骤：
33.(1)对膨胀土边坡部分土体进行开挖形成台阶状，台阶高度可以设置在0.8m左右，坡度为1:1.5，对最下层台阶上的地基基底进行碾压，并铺设碎石垫层5，碎石垫层采用级配良好且未风化的砾石或碎石，最大直径小于50mm，碎石垫层厚为0.3m，铺设完毕后需用振动压路机进行碾压。
34.然后，将开挖的土体与eps颗粒混合后，装入复合编织袋内部后需进行压实，排出袋内多余孔隙，形成扁平的长方体状的复合编织袋个体，这样就地取材，更好地发挥经济效应，其中eps颗粒用以吸收袋内膨胀土的膨胀力。
35.(2)将多个装填好的复合编织袋个体错位堆砌于开挖的各个台阶上，在相邻复合编织袋个体的连接处填充eps颗粒，然后再用石灰土如8％的石灰土填补缝隙，尽量做到密闭，最后在每一层编织袋填体上再涂防水砂浆，形成多层编织袋填体；
36.这样，相邻土工编织袋间使用eps颗粒和石灰土找平，其中eps颗粒用于吸收多余膨胀力，而石灰土发挥如同砂浆的黏结作用，以便土工编织袋形成更好的整体，从而达到缓冲减震的效果，同样也可防止水流进入边坡。
37.(3)在堆砌好编织袋填体的边坡上覆盖饱和黏土，形成第二层防水层，可以覆盖1m厚的饱和黏土，相比于非饱和土，饱和土的性质稳定适合作为封层；
38.(4)在饱和黏土上挂钢筋网，进行混凝土喷射，形成一层混凝土衬砌板，增强结构整体性和稳定性。
39.为了更好地进行排涝，可以在防护边坡的坡脚位置开设一条排水沟6，便于沿边坡流下的水进入排水沟进行排涝
40.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。