1.本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种边坡轻型骨架结构的施工方法。


背景技术：

2.边坡骨架结构在路基填方和土质挖方边坡的防护工程中应用非常广泛，传统的骨架结构施工方法有浆砌片石砌筑、混凝土预制块砌筑、混凝土现场浇筑三种主要形成，三种施工方法都存在人工用量大、施工效率低的缺陷，从而导致工程造价高，其主要原因是骨架结构自重大导致材料运输难、人工施工效率低。如果采用轻型材料，如轻质混凝土作为骨架结构，则存在轻质混凝土遇水耐久性低、结构抗剪能力弱，出露部分易被破坏，结构拦水缘部分难连接并极易破坏等问题。因此，急需提出一种适宜的骨架护坡结构及施工方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种边坡轻型骨架结构的施工方法，可以有效解决传统骨架护坡存在的问题。
4.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
5.一种边坡轻型骨架结构的施工方法，所述骨架结构包括：
6.轻型结构层，设置在边坡坡面上，所述轻型结构层包括若干个轻质混凝土块和包裹在所述轻质混凝土块外的水泥毯层，每个所述轻质混凝土块上设置有串接棒，所述串接棒沿边坡坡面纵向设置，相邻所述轻质混凝土块上所述串接棒相互连接；所述轻型结构层顶面两侧均设置有拦水缘结构，所述拦水缘结构沿边坡坡面纵向设置；
7.加固土钉，设置在相邻所述轻质混凝土块连接处，所述加固土钉沿边坡坡面纵向间隔设置在边坡中，所述加固土钉下端进入边坡稳定层中，所述加固土钉的顶端与所述串接棒固定连接；
8.端头封闭结构，设置在边坡坡面底部和边坡坡面顶部，所述端头封闭结构与所述轻型结构层连接，所述端头封闭结构的顶面与所述轻型结构层的顶面平齐；
9.所述施工方法包括如下步骤：
10.s1、在边坡上开挖所述骨架结构基坑；
11.s2、在所述基坑底部三角区施工边坡坡面底部的所述端头封闭结构；
12.s3、对所述基坑底部找平，在所述基坑内铺设预先制作的带拦水缘结构的水泥毯，在铺设水泥毯的基坑底部沿边坡坡面纵向间隔施工u型土钉，所述u型土钉穿过所述基坑内所述水泥毯并固定在边坡土体中；
13.s4、在所述基坑内所述水泥毯上从下至上放置预制的轻质混凝土块，在每个预制的轻质混凝土块的预留孔中放入串接棒，将相邻所述轻质混凝土块上的所述串接棒连接；
14.s5、钻孔施工所述加固土钉；
15.s6、重复步骤s4至s5，直至完成所有所述轻质混凝土块、所述串接棒、所述加固土钉施工；
16.s7、将所述基坑内带拦水缘结构的水泥毯包裹轻质混凝土块，并在设置拦水缘结构的位置处进行水泥毯缝合；
17.s8、对外露的水泥毯洒水，固化，形成所述轻型结构层；
18.s9、在所述基坑顶部三角区施工边坡坡面顶部的端头封闭结构。
19.本发明的技术方案中采用水泥毯包裹轻质混凝土预制块形成边坡防护的骨架结构的轻型结构层，水泥毯包裹轻质混凝土块可以解决轻质混凝土受水影响耐久性低、受外力作用抗剪能力差的问题；具有重量轻、耐久性好、施工方便、施工效率高、经济性好等特点，可用于填方路基边坡或非膨胀性岩土路堑边坡防护，但这种轻型结构层不宜用于坡面出现较大不均匀变形的坡面防护；在施工过程中在基坑内铺设水泥毯后间隔施工u型土钉可增强水泥毯与边坡土体间的稳定性，从而形成的骨架结构稳定性更好；在基坑三角区施工端头封闭结构用于遮蔽轻型结构层的顶面和底面，可以解决轻质混凝土不规则受力应力集中问题；轻质混凝土块之间采用串接棒连接并通过加固土钉与边坡固定，使形成的轻质骨架结构整体性好、稳定性高；采用水泥毯包裹矩形型材，并与水泥毯缝合形成拦水缘结构，拦水缘结构与骨架结构柔性连接，不易破坏、施工简单快速、经济性好；施工中先对外露的水泥毯洒水固化，基坑周边的水泥毯可在地下水或孔隙水作用下自动固化形成高强度的水泥毯层。
20.在本发明中，所述边坡坡面纵向是指边坡坡面上下的方向，所述边坡坡面横向是指边坡坡面宽度方向。所述基坑底部三角区是指沿所述基坑设置的所述轻型结构层底面与边坡底部的路面形成的三角区，所述基坑顶部三角区是指沿所述基坑设置的所述轻型结构层顶面与边坡顶部路面形成的三角区。
21.需要说明的是，所述轻质混凝土块需要先预制，所述轻质混凝土块的截面宽度和厚度根据不同的骨架结构进行设计，所述轻质混凝土块中心设有中空预留孔，预留孔的中心线与边坡坡面纵向平行；相邻所述轻质混凝土块上所述串接棒相互连接形成所述串接棒连接线，所述串接棒连接线与边坡坡面纵向平行。
22.进一步地，所述端头封闭结构采用混凝土或浆砌片石砌筑。在边坡坡面底部的所述端头封闭结构的顶面与所述柔性结构层的顶面平齐，在边坡坡面顶部所述端头封闭结构的顶面与边坡上的路面平齐。
23.进一步地，所述轻质混凝土块的长度为0.3-0.5m，所述轻质混凝土块的长度是指沿边坡坡面纵向的长度，所述轻质混凝土块的宽度和厚度与骨架结构所需尺寸一致。更进一步地，预制轻质混凝土块预留孔的孔径为0.05-0.08m。
24.进一步地，所述拦水缘结构的宽度为5-10cm，所述拦水缘结构的高度为10-15cm。在本发明中，所述拦水缘结构的宽度是指沿边坡坡面横向的长度，所述拦水缘结构的高度是指沿边坡坡面垂线的长度。
25.进一步地，所述拦水缘结构包括矩形型材和包裹在矩形型材外的水泥毯层。更进一步地，步骤s3中，预先制作的带拦水缘结构的水泥毯是将包裹矩形型材水泥毯与所述轻型结构层的水泥毯采用缝合连接而成。在步骤s8中对水泥毯包裹轻质混凝土块结构洒水时，对包裹矩形型材水泥毯洒水，固化，形成所述拦水缘结构。进一步地，所述矩形型材为pvc材料。
26.进一步地，所述u型土钉的宽度为0.1-0.2m，所述u型土钉边坡坡面纵向间隔设置
的间距为1.0-2.0m。
27.更进一步地，所述u型土钉下端进入边坡稳定层的深度不小于0.3m。
28.进一步地，所述串接棒的每节长度不小于2m，所述串接棒可采用直径20-28mm的钢筋制作而成。
29.进一步地，所述水泥毯的厚度为1-2cm。
30.进一步地，所述加固土钉沿边坡坡面纵向设置间隔为3-5m，所述加固土钉下端进入边坡稳定层的深度不小于2m，所述加固土钉设置在相邻所述预制轻质混凝土块的连接处。
31.进一步地，步骤s4中，在从下至上放置所述预制轻质混凝土块时，相邻所述预制轻质混凝土块之间采用水泥砂浆砌筑。
32.进一步地，步骤s7中，水泥毯缝合后，对封闭水泥毯与所述基坑边侧的空隙采用中粗砂或开挖土质填充。
33.进一步地，步骤s9中，在施工边坡坡面顶部的端头封闭结构前，在所述轻型结构层上部采用复合土工布包裹所述轻型结构层端头。所述轻型结构层的上部端头采用复合土工布包裹可避免上部水的入渗问题。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果：
35.1、本发明边坡轻型骨架结构采用水泥毯包裹轻质混凝土预制块形成边坡防护的骨架结构的轻型结构层，水泥毯包裹轻质混凝土块可以解决轻质混凝土受水影响耐久性低、受外力作用抗剪能力差的问题，具有重量轻、耐久性好、施工方便、施工效率高、经济性好等特点，可用于填方路基边坡或非膨胀性岩土路堑边坡防护，不宜用于坡面出现较大不均匀变形的坡面防护；水泥毯质轻、柔性，洒水固化后强度高、抗拉伸能力强，可以通过缝合形成各种形状的结构，施工灵活；在基坑底部采用u型土钉可增强水泥毯与边坡土体间的稳定性，从而形成的组合骨架结构稳定性更好；轻质混凝土块之间采用串接棒连接并通过加固土钉与边坡体固定，形成的轻质骨架结构整体性好、稳定性高；同时在轻型结构层上部端头采用复合土工布包裹可避免上部水的入渗问题。
36.2、本发明边坡轻型骨架结构在基坑三角区采用混凝土或浆砌片石砌筑形成端头封闭结构可以解决轻质混凝土不规则受力应力集中问题；采用水泥毯包裹矩形凸出型材，并与水泥毯缝合形成拦水缘结构，拦水缘结构与骨架结构柔性连接，不易破坏、施工简单快速、经济性好。
37.3、本发明边坡轻型骨架结构的施工方法具有施工方便、操作简单、流程清晰、质量控制好、经济性好、环保和利于推广应用等特点。
附图说明：
38.图1为本发明边坡轻型骨架结构的断面示意图；
39.图2是本发明边坡轻型骨架结构的平面示意图；
40.图3是图1中i-i截面示意图；
41.图4是图1中ii-ii截面示意图；
42.图5为图2中局部放大示意图；
43.图6为本发明边坡轻型骨架结构的施工方法的流程图；
44.图中标记：1-水泥毯层，2-u型土钉，3-轻质混凝土块，4-端头封闭结构，5-串接棒，6-加固土钉，7-拦水缘结构，8-边坡。
具体实施方式
45.下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
46.实施例1
47.一种边坡轻型骨架结构的施工方法，如图1-图5所示，骨架结构包括：
48.轻型结构层，设置在边坡坡面上，轻型结构层包括若干个轻质混凝土块3和包裹在轻质混凝土块3外的水泥毯层1，每个轻质混凝土块3上设置有串接棒5，串接棒5沿边坡坡面纵向设置，相邻轻质混凝土块3上串接棒5相互连接；轻型结构层纵向两侧均设置有拦水缘结构7，拦水缘结构7设置在轻型结构层的顶面；
49.加固土钉6，设置在相邻所述轻质混凝土块3连接处，所述加固土钉6沿边坡坡面纵向间隔设置在边坡8中，所述加固土钉6下端进入边坡8稳定层中，加固土钉6的顶端与串接棒5固定连接。
50.端头封闭结构4，设置在边坡坡面底部和边坡坡面顶部，端头封闭结构4与轻型结构层连接；
51.如图6所示，施工方法包括如下步骤：
52.s1、在边坡8上开挖骨架结构基坑；
53.s2、在基坑底部三角区采用混凝土或浆砌片石砌筑，形成边坡坡面底部的端头封闭结构4；
54.s3、对基坑底部找平，在基坑内铺设预先制作的带拦水缘结构7的水泥毯，在铺设水泥毯的基坑底部沿边坡坡面纵向间隔施工u型土钉2，u型土钉2穿过基坑内水泥毯固定在边坡8土体中；
55.s4、在基坑内水泥毯上从下至上放置预制轻质混凝土块3，在每个预制的轻质混凝土块3的预留孔中放入串接棒5，将相邻轻质混凝土块3上的串接棒5连接；
56.s5、沿串接棒5连接线在坡体中间隔钻孔施工加固土钉6；
57.s6、重复步骤s4至s5，直至完成所有轻质混凝土块3、串接棒5、加固土钉6施工；
58.s7、将基坑内带拦水缘结构的水泥毯包裹轻质混凝土块3，并在设置拦水缘结构7的位置进行水泥毯缝合；
59.s8、对外露的水泥毯洒水，固化，形成轻型结构层；
60.s9、在基坑顶部三角区采用混凝土或浆砌片石砌筑，形成边坡坡面顶部的端头封闭结构4。
61.需要说明的是，边坡坡面纵向是指边坡坡面上下的方向，边坡坡面横向是指边坡坡面宽度方向。基坑底部三角区是指沿基坑设置的轻型结构层底面与边坡8底部的路面形成的三角区，基坑顶部三角区是指沿基坑设置的轻型结构层顶面与边坡8顶部路面形成的三角区。
62.在本实施例中，轻质混凝土块3需要先预制，轻质混凝土块3的截面宽度和厚度根
据不同的骨架结构进行设计，轻质混凝土块中心设有中空预留孔。施工过程中，先对外露的水泥毯洒水即对在边坡上可见的水泥毯进行洒水，基坑周边的不可见的水泥毯可在地下水或孔隙水作用下自动固化形成高强度的水泥毯层。
63.在一些实施例中，轻质混凝土块3的长度为0.3-0.5m，宽度和厚度与骨架结构所需尺寸一致，如图2所示，本实施例中每个骨架结构的宽度为0.6m，轻质混凝土块3的宽度为0.6m。
64.在本实施例中，轻质混凝土块3预留孔设置在轻质混凝土块3的中心位置，预留孔的中心线与边坡坡面纵向平行，相邻轻质混凝土块3上串接棒5相互连接形成串接棒连接线，串接棒连接线与边坡坡面纵向平行，如图1所示。进一步地，轻质混凝土块3预留孔的孔径为0.05-0.08m。
65.在一些实施例中，拦水缘结构7的宽度为5-10cm，拦水缘结构7的高度为10-15cm。
66.本实施例中，在边坡8坡面底部的端头封闭结构4的顶面与轻型结构层的顶面平齐，在边坡8坡面顶部端头封闭结构4的顶面与边坡8上的路面平齐。
67.在一些实施例中，拦水缘结构7包括矩形型材和包裹在矩形型材外的水泥毯层1。更进一步地，步骤s3中，预先制作的带拦水缘结构7的水泥毯是将包裹矩形型材水泥毯与轻型结构层的水泥毯采用缝合连接而成，即先采用一块水泥毯包裹矩形型材，再将其与制备轻型结构层的水泥毯缝合得到带拦水缘结构7的水泥毯。在步骤s8中对水泥毯包裹轻质混凝土块3结构洒水时，对包裹矩形型材水泥毯洒水，固化，形成拦水缘结构7。具体地，矩形型材为pvc材料。
68.在一些实施例中，u型土钉2的宽度为0.1-0.2m，u型土钉2沿边坡坡面纵向间隔设置的间距为1.0-2.0m。更进一步地，u型土钉2下端进入边坡8稳定层的深度不小于0.3m。
69.在一些实施例中，串接棒5的每节长度不小于2m，串接棒5可采用直径20-28mm的钢筋制作而成。步骤s4中，相邻串接棒5采用电焊连接。
70.在一些实施例中，水泥毯的厚度为1-2cm。
71.在一些实施例中，加固土钉6沿边坡坡面纵向设置间隔为3-5m，加固土钉6的下部进入边坡8稳定层的深度不小于2m。加固土钉6采用注浆钢筋加固土钉，加固土钉6设置在相邻轻质混凝土块3的连接处，具体根据不同的设置间隔确定间隔轻质混凝土块3的个数。
72.在一些实施例中，步骤s4中，在从下至上放置预制轻质混凝土块3时，相邻预制轻质混凝土块3之间采用水泥砂浆砌筑。
73.在一些实施例中，步骤s7中，水泥毯缝合后，对封闭水泥毯与基坑边侧的空隙采用中粗砂或开挖土质填充。
74.在一些实施例中，步骤s9中，在施工边坡坡面顶部的端头封闭结构4前，在形成的轻型结构层上部采用复合土工布包裹轻型结构层端头。轻型结构层的上部端头采用复合土工布包裹可避免上部水的入渗问题。
75.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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。