一种锚索土工格栅支挡结构及其施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种锚索土工格栅支挡结构及其施工方法，该支挡结构（1）设置多级边坡；单级边坡结构由两个以上基本结构单元（4）组成；单个基本结构单元包括下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层和上部土工格栅包裹加筋压实土层；在每个土工格栅包裹加筋压实土层靠边坡的部位放置一个植生袋；在每级边坡底部的靠边坡一侧设置一锚索，并与底部的土工格栅包裹加筋压实土层中靠边坡内侧的土工格栅连接；在顶部一级柔性支挡结构的顶部设置有顶部防水结构层；在坡表设置有地面排水设施，包括底部排水沟、平台排水沟及顶部截水沟。本发明特别适用于水毁破坏边坡的修复或作为风化岩及土质路堑边坡的支挡结构。
【专利说明】一种锚索土工格栅支挡结构及其施工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种公路路堑边坡支挡与防护结构，特别是涉及到一种锚索土工格栅支挡结构，本发明还涉及该锚索土工格栅支挡结构的施工方法。
【背景技术】
[0002]一种柔性加筋支挡结构及其施工方法(中国专利，公开(公告)号:CN100464034，
【公开日】期:2009年2月25日)该发明提供的柔性支挡结构具有如下结构特征:在支挡结构的底层为透水基础层，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；透水基础层下开挖有渗沟；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。该结构特别适于膨胀土。由于该结构合适的设计坡率常在1: 1.5或1:1.75，采用等宽度设计，结构宽度常可控制在4m。当将该结构应用到山区风化岩或土质陡坡的路堑边坡加固时，有时受征地或场地地貌、建筑物等限制，要求维持路堑边坡坡率在1:0.5以上。这时将该结构中的填料要应用膨胀土及其它风化残积粘土时，由于填料抗剪强度低，坡率1:0.5以上难以满足设计安全要求。为提高原柔性加筋支挡结构体局部抗剪强度及支挡结构的整体稳定性,本发明将原土工格栅单向反包连接变为双向反包连接以增强柔性加筋支挡结构体的整体性和支挡结构的局部稳定性、采用通过设置具有防排水性能的加筋单元体结构，每个单元结构中设置的防排水层用来排除坡后的入渗雨水及不同深度的地下水并确保填筑在其中的膨胀土或及其它风化残积粘土处于非饱和状态，以进一步提高压实填料的抗剪强度和支挡结构的局部稳定性，同时在每级柔性加筋支挡结构的底部增设水平锚索以提高加筋支挡结构的整体抗滑稳定性。通过以上改进，使得柔性加筋支挡结构不仅能用于膨胀土路段的陡坡设计，更使得柔性加筋支挡结构能采用风化残积粘土或其它粘土填筑，因此能大大扩展加筋支挡结构在路堑边坡加固领域的使用范围。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种适于坡率为1:0.5以上的风化岩或土质道路边坡加固的锚索土工格栅支挡结构。
[0004]本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种锚索土工格栅支挡结构的施工方法。
[0005]为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的锚索土工格栅支挡结构，由多级边坡结构构成，单级边坡结构由至少2个基本结构单元叠加组成，单个所述的基本结构单元包括下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层和上部土工格栅包裹加筋压实土层两个部分，在每个所述的下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层和上部土工格栅包裹加筋压实土层的靠边坡的部位放置有一个植生袋；在每级所述的单级边坡结构的底部的靠边坡一侧设置有锚索，所述的锚索与所述的下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层中靠边坡内侧的土工格栅连接；在顶部的所述的单级边坡结构的顶部设置有顶部防水结构层；在坡表设置有地面排水设施。
[0006]所述的下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层是由底部的防渗土工布、置于所述的防渗土工布之上的碎石土排水层、在边坡内侧设置的软式透水管、置于所述的碎石土排水层之上的压实非饱和土组成，并且将土工格栅双向反包后用连接棒连接，形成由土工格栅包裹的加筋压实土层；所述的上部土工格栅包裹加筋压实土层是由全断面铺设的土工格栅经“U”型钉固定后，上铺非饱和土体并分层压实，再将土工格栅双向反包至已压实的分层土体之上并将其用连接棒连接而成。
[0007]所述的顶部防水结构层由防渗土工布和置于防渗土工布之上的植壤土层组成。
[0008]所述的地面排水设施包括底部排水沟、平台排水沟及顶部截水沟。
[0009]为了解决上述第二个技术问题，本发明提供了实现锚索土工格栅支挡结构的施工方法，其步骤如下:
[0010](I)、每级锚索土工格栅支挡结构的底部的基本结构单元按以下步骤施工:
[0011]①根据设计要求，在每级加筋支护结构的底部位置钻孔安装锚索；
[0012]②进行开挖，至加筋土支挡结构底部后，铺设第一层土工格栅，预留双向反包至连接所需的长度，经“U”型钉固定后在所述的土工格栅上铺设一层防水土工布；
[0013]③在已铺设有所述的防水土工布的靠自然边坡一侧的下部放置有软式透水管和填充一层碎石土；
[0014]④将锚索与土工格栅连接；
[0015]⑤将已发生水毁破坏或未滑坡的坡面土体中的饱和土体清除，选择其中的非饱和土作为填料，虚铺30cm厚，用挖掘机(机身质量2500公斤以上)履带压实6遍以上形成第一个压实分层，再用非饱和土虚铺30cm厚而后同样用挖掘机(机身质量2500公斤以上)履带压实6遍以上形成第二个压实分层，两个压实分层形成了一个压实土层；
[0016]⑥在已铺设有所述的防水土工布的底部靠坡表的位置堆砌植生土袋；
[0017]⑦将土工格栅在两个压实分层之上双向反包并用连接棒连接；
[0018]⑧按步骤②铺设和固定土工格栅；
[0019]⑨按步骤⑤压实形成分层土体并在靠坡表的位置堆砌植生土袋；
[0020]⑩按步骤⑦将土工格栅双向反包并连接；
[0021](2)、所述的每级锚索土工格栅支挡结构的上部的基本结构单元按底部结构单元的施工步骤②?③及⑤?⑩进行施工；
[0022](3)、完成所述锚索土工格栅支挡结构第一级支护体后，留出平台位置，按步骤进行I?2进行第二级及第三级支护体的施工；
[0023](4)、完成全部所述锚索土工格栅支挡结构的支护体施工后，在顶部支护体上铺设一层防渗土工布，并在防渗土工布之上填筑一层植壤土层，形成所述的顶部防水结构层；
[0024](5)、最后在坡表进行底部排水沟、平台排水沟及顶部截水沟的施工。
[0025]采用上述技术方案的锚索土工格栅支挡结构及其施工方法，本发明提供了一种能用风化残积粘土或其它粘土填筑的且能用于陡坡路段(坡率> 1:0.5)公路路堑边坡加固的锚索土工格栅加筋支挡结构。是对一种柔性加筋支挡结构及其施工方法(中国专利，公开(公告)号:CN100464034，
【公开日】期:2009年2月25日)的技术改进。原柔性加筋支挡结构不能用于坡率大于1:0.5的路堑边坡加固，本发明将原土工格栅单向反包连接变为双向反包连接以增强柔性加筋支挡结构体的整体性和局部稳定性、通过设置具有防排水性能的加筋单元体结构，确保填筑在其中的膨胀土或及其它风化残积粘土处于非饱和状态，以进一步提高压实填料的抗剪强度和局部稳定性，同时在每级柔性加筋支挡结构的底部增设水平锚索以提高加筋支挡结构的整体抗滑稳定性。通过以上改进，使得柔性加筋支挡结构不仅能用于膨胀土路段的陡坡设计，更使得柔性加筋支挡结构能采用风化残积粘土或其它粘土填筑，因此能大大扩展加筋支挡结构在路堑边坡加固领域的使用范围。
[0026]本发明提供的锚索土工格栅支挡结构及其施工方法，与浆砌片石挡土墙相比具有成本略低、施工速度快、施工安全性好，且环保性好的优势；与常规土工格栅加筋土挡土墙结构相比，由于常规土工格栅加筋土挡土墙其填料需采用砂性土填筑，在对风化残积黏土或一般黏土土质的道路边坡的加固时，由于填料不能就地取材采用边坡上的黏土、废弃边坡上的黏土和异地开挖砂性土均会造成水土流失，造成环境破坏，且增加了建设成本，而本发明可选择已发生水毁破坏(溜坍)或未滑坡的开挖坡面土体中的非饱和土 (包括残积粘土、高液限粘土等)作为填料，用挖掘机填筑压实形成低压实度土层即可作为加筋土体，采用挖掘机填筑压实不但节省了压实机具及施工成本，也大大提高了施工速度，因此，本发明提供的锚索土工格栅支挡结构与一般土工格栅加筋土挡土墙结构相比也具有成本略低、施工速度快、施工安全性好，且环保性好的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步说明。
[0029]参见图1，本发明提供的锚索土工格栅支挡结构，支挡结构I由多级边坡结构构成即由顶部一级柔性支挡结构3和至少一级边坡结构2构成，每个边坡结构2由多个基本结构单元4叠加组成，单个基本结构单元4包括下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层5和上部土工格栅包裹加筋压实土层6两个部分，在每个下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层5和上部土工格栅包裹加筋压实土层6的靠边坡的部位放置有一个植生袋7 ;在每级单级边坡结构的底部的靠边坡一侧设置有锚索8，锚索8与下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层5中靠边坡内侧的土工格栅连接；在顶部的顶部一级柔性支挡结构3的顶部设置有顶部防水结构层9 ;在坡表设置有地面排水设施，地面排水设施包括底部排水沟21、平台排水沟20及顶部截水沟22。
[0030]下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层5是由底部的防渗土工布10、置于所述的防渗土工布10之上的透水土工布排水层11、在边坡内侧设置的软式透水管12、置于透水土工布排水层11之上的压实非饱和土 13组成，并且经土工格栅双向反包和连接棒连接后形成了由土工格栅14包裹的加筋压实土层；上部土工格栅包裹加筋压实土层6是由全断面的土工格栅14经“U”型钉15固定，用土工格栅双向反包非饱和分层土体16并用连接棒连接形成的一个土工格栅14包裹加筋的压实分层。
[0031]顶部防水结构层9由防渗土工布18、置于防渗土工布18之上的植壤土层19组成。
[0032]本发明提供的实现锚索土工格栅支挡结构的施工方法，步骤如下:[0033]1.每级锚索土工格栅支挡结构的底部的基本结构单元4可按以下步骤施工:
[0034]参见图1，①根据设计要求，在每级加筋支护结构的底部位置钻孔安装锚索8
进行开挖，至加筋土支挡结构底部后，铺设第一层土工格栅14，土工格栅14预留双向反包至连接所需的长度，经“U”型钉15固定后在土工格栅14上铺设一层防水土工布10 ;③在已铺设有防水土工布10的靠自然边坡一侧的下部放置有软式透水管12和透水土工布排水层11 将锚索8与土工格栅14连接；⑤将已发生水毁破坏(溜坍)或未滑坡的坡面土体中的饱和土体清除，选择其中的非饱和土 (包括残积粘土、高液限粘土等)作为填料，虚铺30cm厚，用挖掘机(机身质量2500公斤以上)履带压实6遍以上形成第一个压实分层，再用非饱和土虚铺30cm厚而后同样用挖掘机(机身质量2500公斤以上)履带压实6遍以上形成第二个压实分层，两个压实分层形成了土层(13);⑥在已铺设有防水土工布10的底部靠坡表的位置堆砌植生土袋7 ;⑦将土工格栅14在压实非饱和土 13之上双向反包并用连接棒连接；
⑧按步骤②铺设和固定土工格栅14 按步骤⑤压实形成分层土体16并在靠坡表的位置堆砌植生土袋7 ;⑩按步骤⑦将土工格栅14双向反包并连接。
[0035]2.每级锚索土工格栅支挡结构的上部的基本结构单元4按底部结构单元的施工步骤②?③及⑤?⑩进行施工。
[0036]3.完成锚索土工格栅支挡结构第一级支护体后，留出平台位置，按步骤进行I?2进行第二级及第三级支护体的施工；
[0037]4.完成全部锚索土工格栅支挡结构的支护体施工后，在顶部支护体上铺设一层防渗土工布18，并在防渗土工布18之上填筑一层植壤土层19，这就形成了顶部防水结构层9。
[0038]5.最后在坡表进行底部排水沟21、平台排水沟20及顶部截水沟22的施工。
[0039]采用上述技术方案的锚索土工格栅支挡结构及其施工方法，是对一种柔性加筋支挡结构及其施工方法(中国专利，公开(公告)号:CN100464034，
【公开日】期:2009年2月25日)的技术改进。原柔性加筋支挡结构不能用于坡率大于1:0.5的路堑边坡加固，本发明将原土工格栅单向反包连接变为双向反包连接以增强柔性加筋支挡结构体的整体性和局部稳定性、采用通过设置具有防排水性能的加筋单元体结构，确保填筑在其中的膨胀土或及其它风化残积粘土处于非饱和状态，以进一步提高压实填料的抗剪强度和局部稳定性，同时在每级柔性加筋支挡结构的底部增设水平锚索以提高加筋支挡结构的整体抗滑稳定性。通过以上改进，使得柔性加筋支挡结构不仅能用于膨胀土路段的陡坡设计，更使得柔性加筋支挡结构能采用风化残积粘土或其它粘土填筑，因此能大大扩展了加筋支挡结构在路堑边坡加固领域的使用范围。
[0040]目前，对于坡率为1:0.5以上的风化残积黏土或一般黏土土质的道路边坡的加固常采用浆砌片石挡土墙结构或常规土工格栅加筋土挡土墙结构进行设计。由于浆砌片石挡土墙施工速度慢、施工安全性差且不易绿化，因此，本发明提供的锚索土工格栅支挡结构及其施工方法，与浆砌片石挡土墙相比具有成本略低、施工速度快、施工安全性好，且环保性好的优势；与常规土工格栅加筋土挡土墙结构相比，由于常规土工格栅加筋土挡土墙其填料需采用砂性土填筑，在对风化残积黏土或一般黏土土质的道路边坡的加固时，由于填料不能就地取材采用边坡上的黏土，废弃边坡上的黏土和异地开挖砂性土均会造成水土流失，造成环境破坏，且增加了建设成本，而本发明可选择加固边坡上已发生水毁破坏(溜坍)或未滑坡的坡面土体中的非饱和土 (包括残积粘土、高液限粘土等)作为填料，压实后即可作为加筋土体，因此，本发明提供的锚索土工格栅支挡结构与一般土工格栅加筋土挡土墙结构相比，也具有成本略低、施工速度快、施工安全性好，且环保性好的优势。
【权利要求】
1.一种锚索土工格栅支挡结构，其特征是:由多级边坡结构构成，单级边坡结构由至少2个基本结构单元(4)叠加组成，单个所述的基本结构单元(4)包括下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层(5)和上部土工格栅包裹加筋压实土层(6)两个部分，在每个所述的下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层(5)和上部土工格栅包裹加筋压实土层(6)的靠边坡的部位放置有一个植生袋(7);在每级所述的单级边坡结构的底部的靠边坡一侧设置有锚索(8)，所述的锚索(8)与所述的下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层(5)中靠边坡内侧的土工格栅连接；在顶部的所述的单级边坡结构的顶部设置有顶部防水结构层(9);在坡表设置有地面排水设施。
2.根据权利要求1所述的锚索土工格栅支挡结构，其特征是:所述的下部隔水及排水土工格栅包裹加筋压实土层(5)是由底部的防渗土工布(10)、置于所述的防渗土工布(10)之上的透水土工布排水层(11)、在边坡内侧设置的软式透水管(12 )、置于所述的透水土工布排水层(11)之上的压实非饱和土( 13)组成，并且土工格栅为幅宽6米的含浙青涂层的玻璃纤维土工格栅，土工格栅需双向反包并用连接棒连接，形成由土工格栅(14)包裹的加筋压实土层；所述的上部土工格栅包裹加筋压实土层(6)是由全断面的土工格栅(14)经“U”型钉(15)固定，在用土工格栅将非饱和土压实分层土体(16)双向反包并用连接棒连接后形成的。
3.根据权利要求1或2所述的锚索土工格栅支挡结构，其特征是:所述的顶部防水结构层(9 )由防渗土工布(18 )、置于防渗土工布(18 )之上的植壤土层(19 )组成。
4.根据权利要求1或2所述的锚索土工格栅支挡结构，其特征是:所述的地面排水设施包括底部排水沟(21)、平台排水沟(20 )及顶部截水沟(22 )。
5.实现权利要求1所述的锚索土工格栅支挡结构的施工方法，其步骤特征是: (1)、每级锚索土工 格栅支挡结构的底部的基本结构单元(4)按以下步骤施工: ①根据设计要求，在每级加筋支护结构的底部位置钻孔安装锚索(8); ②进行开挖，至加筋土支挡结构底部后，铺设第一层土工格栅(14)，预留双向反包至连接所需的长度，经“U”型钉(15)固定后在所述的土工格栅(14)上铺设一层防水土工布(10)； ③在已铺设有所述的防水土工布(10)的靠自然边坡一侧的下部放置有软式透水管(12)和铺设一层透水土工布(11); ④将锚索(8)与土工格栅(14)连接； ⑤将已发生水毁破坏或未滑坡的坡面土体中的饱和土体清除，选择其中的非饱和土作为填料，虚铺30cm厚，用挖掘机(机身质量2500公斤以上)履带压实6遍以上形成第一个压实分层，再用非饱和土虚铺30cm厚同样用挖掘机(机身质量2500公斤以上)履带压实6遍以上形成第二个压实分层，两个压实分层形成了土层(13)； ⑥在已铺设有所述的防水土工布(10)的底部靠坡表的位置堆砌植生土袋(7)； ⑦将土工格栅(14)在压实土层(13)之上双向反包并用连接棒连接； ⑧按步骤②铺设和固定土工格栅(14)； ⑨按步骤⑤压实形成分层土体(16)并在靠坡表的位置堆砌植生土袋(7)； ⑩按步骤⑦将土工格栅(14)双向反包并连接； (2)、所述的每级锚索土工格栅支挡结构的上部的基本结构单元(4)按底部结构单元的施工步骤②~③及⑤~⑩进行施工； (3)、完成所述锚索土工格栅支挡结构第一级支护体(2)后，留出平台位置，按步骤进行I~2进行第二级及第三级支护体的施工； (4)、完成全部所述锚索土工格栅支挡结构的支护体施工后，在顶部支护体上铺设一层防渗土工布(18)，并在防渗土工布(18)之上填筑一层植壤土层(19)，形成所述的顶部防水结构层(9)； (5)、最后在坡表进行底 部排水沟(21)、平台排水沟(20)及顶部截水沟(22)的施工。
【文档编号】E02D29/02GK103882884SQ201410058061
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】刘龙武 申请人:长沙理工大学