格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构及施工方法与流程

本发明涉及一种边坡加固的结构及其施工方法，特别是涉及一种格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构及其施工方法。

背景技术：

软土边坡指的是边坡一种软塑状态存在的粘性土，其本身的抗压强度较低，但是压缩系数却很高，而且具有很大的含水量。由于土坡表面倾斜，土体在自重应力及外荷载作用下，将有向下的滑动趋势。土坡上的部分土体在自然或人为因素的影响下，沿某一潜在滑动面发生剪切破坏，向坡下和坡外移动而丧失其稳定性的现象称为土坡失稳。基于此，软质边坡的加固尤为重要。然而传统的软质边坡加固技术如(201611058668.7，加固土质边坡方法及边坡加固装置；201810187651.4，边坡加固及保护方法)都采用了水泥砂浆、钢筋、钢筋网、混凝土等建材，造价高、养护及注浆工序复杂、施工周期长。因此，寻求造价低和施工周期短的软质边坡加固技术是一种新形势要求。

技术实现要素：

发明目的：为了解决现有软质边坡加固技术存在的工序复杂、工程成本高和施工周期长等一系列问题，本发明的目的之一是提供一种格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构，工程造价低、施工方便快捷；

本发明的目的之二是提供一种格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构的施工方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构，该结构包括空心网管状的格栅网管和设置在其内部的土工管袋，所述土工管袋的内部填充粗粒料；所述格栅网管由格栅围片圈成空心网管后连接而成；所述格栅网管的底端固定设置由土工布包裹的格栅底片，顶端开口或设有格栅底片。

格栅围片和格栅底片采用聚乙烯双向塑料土工格栅，每平方米重150克，格栅网孔尺寸为2*2cm，格栅底片上缝上土工布。空心管状的格栅网管采用格栅围片围合而成，格栅围片的连接合拢处设有捆扎带捆扎固定；其中捆扎带可选取pa66材质的尼龙扎丝材料，规格为0.1mm，长度根据是需要而定，也可以选取现有技术中其他材质捆扎带；格栅网管顶端可以也设有格栅底片，也可以开口形成格栅网管口，格栅网管口裸露在边坡外缘，根据实际需要在格栅网管口撒上带草种的客土。该土工管袋可以采用蛇皮管袋，材料为含有pp原料或聚丙烯的加厚编织袋，规格为宽30mm，长50mm；也可以选取现有技术中的其他材质的管袋。

其中，所述格栅网管的直径为2～4cm。所述粗粒料的颗粒粒径为小于2cm。

优选地，可以采用可循环利用的工业废弃物进一步降低了工程造价，所述粗粒料为砂石料、建筑垃圾、废弃钢渣、矿渣以及废旧轮胎碎片中的一种或多种混配。

本发明还提供一种格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构的施工方法，包括如下步骤：

(1)构件准备：按照设计要求准备相应尺寸的土工格栅网片、套模管、尼龙扎带、粗粒料、蛇皮管袋、木塞、带草种客土、土工布等；

(2)格栅网管的预制：按照设计尺寸裁剪格栅围片和格栅底片，将格栅围片圈成空心网管，格栅围片的合拢处绑扎连接；再将土工布包裹的格栅底片绑扎在空心管道的底部，形成无盖的格栅笼；

(3)预制装有粗粒料的土工管袋：根据设计要求确定需要土工管袋的数量，将粗粒料等质量份装入若干个土工管袋内；如格栅网管的长度为l，根据粗粒料密实要求算出所需的粗粒料的总质量m，土工管袋的长度为l1，将粗粒料按照l1*m/l的质量等份装入土工管袋中；

(4)引孔和插入格栅网管：在待加固的边坡上开孔，向孔中插入套模管，后将预制的格栅网管插入套模管内；其中，孔可以是沿水平开设，也可以是有向下的倾斜角度开设。

(5)土工管袋的填充：将预制好的装有粗粒料的土工管袋塞入格栅网管内，然后拔出套模管；

(6)重复若干次上述步骤，使得待加固边坡上设有若干个内部填充土工管袋的格栅网管。其中，格栅网管插入边坡的方式可以是水平插入，也可以是带有向下的倾斜角度。

实际施工时，可以通过钻机在软质边坡上引孔后插入套模管，再利用带有刻度的木塞向套模管中插入预制好的格栅网管，并在格栅网管内用木塞塞入装有粗粒料的蛇皮管袋，拔出套模管，裸露边坡外缘的格栅网管口撒上带草种客土；套模管为两头空心的304不锈钢管或者pvc塑料硬管，外径为2.5～4.5cm，内径为5mm，管长为格栅网管插入软质边坡的长度l。格栅网管可以呈梅花状布置排列或矩形布置排列。

优选地，所述施工方法还包括将格栅网管的底端伸入边坡后，顶端开口形成格栅网管口并裸露在边坡外缘，在格栅网管口处洒上带草种的客土。

优选地，所述若干个加固用的格栅网管按梅花形布置在边坡上，相邻两个格栅网管的圆心间距d范围为100cm～150cm。梅花形布置让整个软质边坡加固均匀，避免整齐排列带来的较多的薄弱未加固区域。

优选地，所述格栅网管插入待加固软质边坡的长度l为坡高h的1/3～1/2。格栅网管插入边坡的长度太长会导致施工困难，插入太短会导致加固效果不显著。

优选地，待加固软质边坡太陡则无法施工，太缓则无需加固；因此，边坡的坡度范围为1∶1～1∶1.25。

优选地，所述步骤(3)、(4)中，采用带刻度的木塞将预制的格栅网管插入套模管内，将预制好的装有粗粒料的土工管袋塞入格栅网管内。其中带有刻度的木塞的材质可以为松木或栗木，长度比格栅网管插入软质边坡的长度l长50cm，木塞上的刻度间距以50cm一格标记，直径为1.5～3cm；根据刻度可以方便地判断格栅网管、土工管袋是否插入到位，以提高施工效率和加固效果。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：

(1)本发明的软质边坡的深层加固方法可以对软质边坡进行有效加固，并且采用了价格低廉的双向塑料土工格栅和尼龙扎丝，对于格栅网管上下层土有个挤密的作用，增加边坡内部稳定，并且本发明的加固方法不需要各种大小型机械的配合，只需要简单的人工；

(2)本发明的软质边坡的深层加固方法施工周期短，各种材质的准备时间很短、便于运输，现场钻孔时间短、格栅网管预制和粗粒料装袋预制便捷；并且造价低，格栅均价为2元每平方米，而实心钢筋的价格为6元每米；

(3)格栅网管采用的土工格栅网片制作成，土工格栅与土颗粒间相互作用力较强，格栅围片与土颗粒间的接触面产生了摩擦作用，阻止了土颗粒的滑动，从而有效阻止了边坡的滑动，装有密实的粗粒料的蛇皮管袋进一步阻止了边坡滑动的可能；

(4)当砂石料紧缺时，建筑垃圾、废弃钢渣、矿渣以及废旧轮胎碎片等任一种或其混合物都可以代替，解决了砂石料日渐紧缺的问题，采用可循环利用的工业废弃物进一步降低了工程造价；

(5)本发明的软质边坡的深层加固方法可以有效地阻止软质边坡滑动，采用价格低廉的土工格栅、土工布、蛇皮袋和粗粒料，无需大小型机械设备，工程造价低，且施工工序简单及施工周期短。

附图说明

图1是格栅网管的结构示意图；

图2是格栅网管的格栅底片与土工布的示意图；

图3是土工管袋及内部填充粗粒料的示意图；

图4是木塞的示意图；

图5是格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构加固在软质边坡上的示意图；

图6是图5的左视图及局部放大图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步地描述。

如图1所示为格栅网管的结构示意图，格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构包括空心网管状的格栅网管1，格栅网管1内部设有填充粗粒料2的土工管袋9，粗粒料的粒径小于2cm，粗粒料2为砂石料、废弃钢渣、矿渣的混合物构成；格栅网管1的底端设有土工布9包裹的格栅底片5，顶端开口。格栅网管1的制作过程为：首先由格栅围片4圈成空心网管后连接而成，格栅围片4的合拢处设有捆扎带捆扎连接固定，使其形成空心管道状；捆扎带采用pa66材质的尼龙扎丝，规格为0.1mm，长度根据是实际需要而定；再将土工布9包裹的格栅底片5绑扎在空心网管的底端，形成无盖的格栅网管1，格栅网管1的顶端开口，以便于在后续施工过程中顶端形成格栅网管口并裸露在边坡外缘，在格栅网管口处洒上带草种的客土。尼龙扎丝按照每10个格栅网孔绑扎，如图2所示为土工布和格栅底片的示意图。

填充粗粒料2的土工管袋7如图3所示，土工管袋7采用蛇皮管袋，蛇皮管袋为含有pp原料或聚丙烯的加厚编织袋，规格为宽30mm、长50cm，粗粒料2的颗粒粒径小于2cm。根据长度为2m的格栅网管1和粗粒料2密实要求算出所需的粗粒料2的总质量m，并根据蛇皮管袋50cm的长度尺寸，将颗粒粒径小于2cm的粗粒料按照50m/200的质量等份装入蛇皮管袋。

如图4所示为带有刻度的木塞示意图，木塞6的材质为松木，直径为2cm，长度为2.5m，木塞6上的刻度间距l2以50cm一格标记，与土工管袋7长度相同。

本实施例中以高4m×宽4m的软质边坡3为待加固对象，如图5、6所示为本发明的格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构加固在软质边坡上的示意图。格栅网管1的直径为3cm，格栅网管1的长度为2m，其水平插入软质边坡3的长度l为2m。软质边坡3中插入若干个格栅网管1，格栅网管1呈梅花布置排列，相邻两个格栅网管1的圆心间距d范围为100cm，如图6所示。

上述格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构的具体施工方法包括如下步骤：

(1)构件准备：按照设计要求准备相应尺寸的土工格栅网片、套模管、粗粒料2、蛇皮管袋、木塞6、带草种客土8、土工布9等；其中套模管为两头空心的304不锈钢管，外径约为3.5～4.5cm，壁厚为5mm，管长2m。

(2)格栅网管的预制：按照设计尺寸裁剪格栅围片4和格栅底片5，先用尼龙扎丝将格栅围片4绑扎成空心管道，再将土工布9包裹的格栅底片5绑扎在空心管道的底部，形成无盖的格栅网管1，尼龙扎丝按照每5～10个格栅网孔绑扎；

(3)预制装有粗粒料的土工管袋：根据格栅网管1长度l和粗粒料密实要求算出所需的粗粒料2的总质量m，并根据蛇皮管袋50cm的长度尺寸，将颗粒粒径小于2cm的粗粒料2按照50m/l的质量等份装入蛇皮管袋，扎紧袋口；

(4)引孔与格栅网管1的插入：采用价格低廉操作简便的专业潜孔钻机(如风动潜孔钻机)在软质边坡3上钻孔，孔沿水平开设，孔的直径约为3.5～4.5cm、长度l为坡高h的1/3～1/2，插入套模管，用带刻度的木塞6插入预制的格栅网管1，使得格栅网管的底端朝向孔的内部方向，顶端朝向孔的外部方向；

(5)粗粒料2的填充：使用带刻度的木塞6将步骤(3)预制好的四个装有粗粒料2的蛇皮管袋依次塞进格栅网管1，通过木塞6上的刻度判断装有粗粒料2的蛇皮管袋是否塞入到位，拔出套模管；

(6)带草种客土8的喷洒：格栅网管1的顶端形成格栅网管口并裸露在边坡外缘，根据相应的土质情况把裸露边坡外缘的格栅网管口洒上带草种的客土8；

(7)重复上述1～6的步骤，对软质边坡3进行加固，使得待加固边坡上设有若干个内部填充土工管袋7的格栅网管1，格栅网管1呈梅花布置排列，相邻两个格栅网管1的圆心间距d范围为100cm。

本发明的软质边坡的深层加固方法可以有效地阻止软质边坡滑动，采用价格低廉的土工格栅、土工布、蛇皮袋和粗粒料，无需大小型机械设备，工程造价低，且施工工序简单及施工周期短。同时实际施工时可根据实际护坡需要保护的高度及宽度，确定基本格栅网管的个数，多个基本格栅网管构成有效的软质边坡的加固结构。