一种复合型边坡加固结构

技术领域

本发明涉及岩土边坡工程，尤其涉及一种复合型预应力锚索+支撑渗沟+盲沟的边坡加固结构。

背景技术

随着各类基建土石方开挖工程增多，施工过程不可避免的诱发一些工程滑坡灾害，治理通常采用清方、前缘设置抗滑桩等方案。针对土石方开挖过程中遇到由抗剪强度低、含水量大、厚度大等特点的软弱层引起的工程滑坡，常规治理方案存在以下难点：(1)在特定地形条件下如滑坡后缘山体陡峭，清方条件会受限；(2)清方会产生新的软弱层临空面，进而导致滑动面重塑形成新的滑坡；(3)在特定地质条件下，如锚固地层埋深较大，会导致抗滑桩悬臂段过长、甚至无锚固条件；(4)常规滑坡治理采用的支挡结构，无法解决富水软弱土层的冬季排水需求，严寒地区边坡工程存在冻融冻胀危害；(5)抗滑桩人工挖孔通过软弱层范围时存在渗水量大、易塌孔等问题，施工风险高。

发明内容

针对以上特殊工况下常规滑坡治理方案受限的问题，本发明提供一种复合型预应力锚索+支撑渗沟+盲沟的边坡加固结构，有效解决了特殊地形、地质条件下滑坡治理难题，施工风险低，具有推广应用价值。

复合型边坡加固结构，包括沿边坡倾斜纵向并间隔设置的支撑渗沟，所述支撑渗沟由下述结构围合而成：沿边坡倾斜纵向设置的上沟面、在上沟面下方呈阶梯状布置的混凝土流水面、相邻两层混凝土流水面之间连接布置的后反滤层、以及混凝土流水面两侧与上沟面连接布置的侧反滤层；所述支撑渗沟中空结构内填充有干砌片石，所述支撑渗沟上自上沟面向内预埋有若干锚索孔钢管，所述锚索孔钢管内安装有锚索，所述锚索的端部通过设置于上沟面上的锚墩固定；所述支撑渗沟底部设有与支撑渗沟连通的盲沟，所述盲沟垂直于支撑渗沟横向设置。

其中，所述支撑渗沟的上沟面的中央为沿边坡倾斜纵向设置的钢筋混凝土框架，所述钢筋混凝土框架自坡顶延伸至坡脚，至少于钢筋混凝土框架两侧的中部坡段上为混凝土面。

其中，所述支撑渗沟的侧反滤层自内向外依次为砂夹卵砾石层、砂砾石层和透水土工布层。

其中，所述支撑渗沟的反滤层上连通有斜插的排水管。

其中，所述支撑渗沟的呈阶梯状布置的混凝土流水面具有3％以上的坡度。

其中，所述锚索穿过支撑渗沟并深入坡体土层内部，锚索与水平方向的夹角a为20°-60°。

其中，所述锚索沿支撑渗沟间隔设置，锚墩同时位于边坡横梁与纵梁交汇处。

其中，所述支撑渗沟和盲沟的深度低于边坡最大冻结深度不小于0.5m；盲沟底部设有渗水管，盲沟内部填充有碎石，并采用透水土工布包裹。

本发明上述复合型边坡加固结构的施工步骤如下：

S1：进行盲沟和支撑渗沟的开挖；

S2：施工盲沟基础和支撑渗沟的混凝土流水面；

S3：施作支撑渗沟周边侧反滤层和后反滤层；

S4：施作盲沟和支撑渗沟内部，并预埋锚索孔钢管；

S5：施工锚索及支撑渗沟上沟面，完成锚索预应力施加。

其中，

所述步骤S1和S2之间，还包括根据需要打设排水管的施工步骤；

所述步骤S4施作盲沟和支撑渗沟内部，具体包括：施作盲沟渗水管，施作干砌片石支撑渗沟，施作碎石填充盲沟；

所述步骤S5具体包括：施工锚索钻孔；安装锚索；锚索孔注浆，若地层软弱可先进行高压劈裂注浆后再二次注浆；施工支撑渗沟上沟面并在上沟面上施作锚墩；对锚索施加预应力后封锚。

相对于现有技术，本发明的的结构能够有效进行富水软弱土质滑坡治理：(1)水是发生工程滑坡的主要诱因，通过在软弱层边坡上设置支撑渗沟，并在支撑渗沟背面向滑坡后缘打设内支撑型排水管，解决了软弱层和滑动面的深层排水问题，保证了软弱层土体和滑动面的抗剪强度；(2)支撑渗沟底部末端在边坡坡脚处与盲沟连接，盲沟末端可以根据需要采取保温出口措施，同时保证支撑渗沟、盲沟的深度低于最大冻结深度不小于0.5m，解决了软弱层冬季排水需求；(3)针对锚固地层差的问题，采用复合型预应力锚索可最大化发挥锚固段锚固力对滑坡进行加固，必要时通过高压劈裂注浆改善锚固段地层；(4)由支撑渗沟为预应力锚索提供反力支撑，解决了由于坡面软弱锚索无法施加预应力的问题。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明边坡结构的一种具体实施方式的平面示意图；

图2是图1在I-I方向的断面图；

图3是图1在II-II方向的断面图；

图4是图2在III-III方向的断面图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体附图对本发明进行详细描述。以下描述中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

如图1-3所示，本发明复合型边坡加固结构，包括沿边坡倾斜纵向并间隔设置的支撑渗沟，所述支撑渗沟由下述结构围合而成：沿边坡倾斜纵向设置的上沟面8、在上沟面8下方呈阶梯状布置的混凝土流水面2、相邻两层混凝土流水面2之间连接布置的后反滤层3、以及混凝土流水面2两侧与上沟面8连接布置的侧反滤层10；所述支撑渗沟中空结构内填充有干砌片石5，所述支撑渗沟上自上沟面8向内预埋有若干锚索孔钢管6，所述锚索孔钢管6内安装有锚索7，所述锚索7的端部通过设置于上沟面8上的锚墩9固定；所述支撑渗沟底部设有与支撑渗沟连通的盲沟4，所述盲沟4垂直于支撑渗沟横向设置。

本发明的上述复合型边坡加固结构，结合了预应力锚索+支撑渗沟+盲沟的设计，能够利用支撑渗沟解决滑动面深层排水、冬季排水，同时为预应力锚索提供反力支撑，利用复合型锚索解决软弱地层锚固条件不佳的问题，盲沟收集汇合支撑渗沟的排水，保证了排水需求。

其中，所述支撑渗沟的上沟面8的中央为沿边坡倾斜纵向设置的钢筋混凝土框架81(即竖梁13)，所述钢筋混凝土框架81自坡顶延伸至坡脚，至少于钢筋混凝土框架81两侧的中部坡段上为混凝土面82，于钢筋混凝土框架81两侧的靠近坡顶和坡脚的坡段上可以用厚浆切片石11替代混凝土面82的部分。钢筋混凝土框架81能够提高护坡结构强度，并以支撑渗沟未扩大基础，为锚索7提供足够的预应力反力支撑。

其中，所述支撑渗沟的侧反滤层10自内向外依次为砂夹卵砾石层101、砂砾石层102和透水土工布层103，有利于水快速渗入支撑渗沟内部。

其中，所述支撑渗沟的反滤层3上连通有斜插的排水管1，用于将坡内土体中的水汇入支撑渗沟内快速排出。

其中，所述支撑渗沟的呈阶梯状布置的混凝土流水面2具有3％以上的坡度，能够便于施工，并将汇集的水排入下一层混凝土流水面。

其中，所述锚索7穿过支撑渗沟并深入坡体土层内部，锚索7与水平方向的夹角a可以为20°-60°。

其中，所述锚索7沿支撑渗沟间隔设置，锚墩9位于边坡上竖梁13与横梁14的交汇处。

其中，所述支撑渗沟和盲沟4的深度低于边坡最大冻结深度不小于0.5m，满足冻结排水需求；盲沟4底部设有渗水管，盲沟4内部填充有碎石，并采用透水土工布包裹。

本发明上述复合型边坡加固结构的施工步骤如下：

(1)进行盲沟4和支撑渗沟的开挖；

(2)根据需要打设排水管1；

(3)施工盲沟4基础和支撑渗沟的混凝土流水面2；

(4)施作支撑渗沟周边侧反滤层10和后反滤层3；

(5)施作盲沟渗水管；

(6)施作干砌片石5支撑渗沟，施作碎石填充盲沟4，并预埋锚索孔钢管6；

(7)施工锚索钻孔；

(8)安装锚索7；

(9)锚索孔注浆，若地层软弱可先进行高压劈裂注浆后再二次注浆；

(10)施工支撑渗沟上沟面8并在上沟面8上施作锚墩9；

(11)对锚索7施加预应力后封锚。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。