一种装配式片石边坡坡面防护结构及施工方法与流程

1.本发明属于土木工程技术领域，具体涉及一种装配式片石边坡坡面防护结构及施工方法。


背景技术：

2.现阶段针对边坡冻害的研究多围绕边坡冻土层分布及岩土冻融对边坡稳定性的影响等领域。当前铁路、公路常见边坡坡面防护结构主要包括浆砌片石、拱形骨架、混凝土格构等形式。边坡坡面防护结构耐久性研究主要涉及氯离子侵蚀及冻融循环对混凝土结构耐久性的影响，而当前主要侧重点是单纯的混凝土结构耐久性特性研究。我国北方山区边坡防护结构冻害损伤与其赋存区域自然环境和自身构造特征密切相关。分析发现，边坡坡面防护结构因其直接与坡面岩土体接触，其冻胀损伤需考虑与其接触的岩土体特性及其持水特性、混凝土或砂浆结构水分迁移、以及日照、空气湿度、温差等环境因素的影响。对于常见的边坡防护结构，还需考虑因反复冻胀所致的砂浆质量损失与内部石块间的界面破坏等内在因素。
3.传统边坡坡面防护结构和施工方法的工程量巨大，机械化程度低，导致施工工期长；特别对于山区公路建设，由于交通不便，材料搬运到施工地点困难，需要投入大量的人力劳动，导致施工效率极低。
4.鉴于传统的边坡坡面防护结构和施工方法与工程建设的发展要求不相适应，有必要开发一套施工效率高、劳动力消耗小的边坡坡面防护结构和施工方法，以解决边坡坡面防护结构工程严重滞后工程建设的问题。装配式施工技术具备清洁、节能、高质量、低污染等诸多特点，在边坡工程领域运用范围日渐广泛。


技术实现要素：

5.本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种装配式片石边坡坡面防护结构及施工方法。
6.本发明的技术方案是：一种装配式片石边坡坡面防护结构，包括边坡土体，所述边坡土体的坡面上固定有拼装式的砌体骨架，砌体骨架从坡面到坡脚通过拼装结构咬合固定，所述砌体骨架中铺有浆砌片石，所述边坡土体的坡脚处设置有坡脚预埋结构构件，所述坡脚预埋结构构件对砌体骨架进行底部支撑。
7.更进一步的，所述砌体骨架包括坡顶砌体骨架和坡面砌体骨架，所述坡顶砌体骨架位于边坡土体的坡顶位置处。
8.更进一步的，所述坡顶砌体骨架包括顶部矩形框体，所述顶部矩形框体的容纳腔对浆砌片石进行容纳，所述顶部矩形框体的一侧形成拼装用的凹槽。
9.更进一步的，所述坡面砌体骨架包括矩形框体，所述矩形框体的容纳腔对浆砌片石进行容纳，所述矩形框体的一侧形成拼装用的凹槽，矩形框体的另一侧形成拼装用的凸块。
10.更进一步的，所述凹槽、凸块位置直线相对应，且砌体骨架的凸块能够插入到相邻砌体骨架的凹槽中。
11.更进一步的，所述砌体骨架与边坡坡面之间还设置有对边坡土体进行防水保护的防水层。
12.更进一步的，所述砌体骨架与边坡土体通过锚固的方式进行固定。
13.更进一步的，所述砌体骨架中还设置有对其进行加固的内部钢筋。
14.一种装配式片石边坡坡面防护结构的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ
.边坡清理s101在施工前对边坡坡面进行机械粗整修及人工整修；
ⅱ
.底层结构设置s102在边坡底部设置连续的坡脚预埋结构构件，降低边坡防护结构滑移脱落的风险，保证公路等既有构筑物不受影响；
ⅲ
.装配式砌体骨架吊装s103将现场浇筑的砌体骨架吊装至临时存放区域；
ⅳ
.植入锚杆s104在边坡上打上锚杆对边坡起到临时支护作用；
ⅴ
.铺设装配式砌体骨架s105对坡面进行装配式砌体骨架砌块的铺设；
ⅵ
.止水缝施工s106在边坡上施工止水缝，保证边坡稳定，止水可靠，施工顺利；
ⅶ
.边坡变形控制s107根据周边环境条件对边坡变形进行控制。
15.更进一步的，步骤
ⅴ
铺设装配式砌体骨架，要按照由上至下、由左至右拼装，在砌体骨架下方与坡脚紧密结合。
16.本本发明的有益效果如下：本发明有效利用原石进行坡面加固，相比单纯格构护坡而言，起到重力反压的作用，能够更好的利用原石，减少现场挖方弃渣。
17.本发明相比整体式护坡结构，采用装配式护坡施工，相比浆砌片石，能够加快施工，保证工期。
18.本发明适用于具有一定冻胀性及膨胀性等特征的坡面或坡面可能会发生一定反复变形的地区，本发明能够更好地适应坡面变形起伏的变化，减少坡面防护结构开裂。
附图说明
19.图1为本发明坡面边坡防护结构的立体图；图2为本发明坡面边坡防护结构的剖面图；图3为本发明中砌体骨架的平面视图；图4为本发明中砌体骨架的配筋图；图5为图4中a
‑
a截面的剖视图；图6为图4中1
‑
1截面的剖视图；
图7为本发明中砌体骨架的固定示意图；图8为本发明中承压台板的固定平面图；图9为本发明中砌体骨架的吊装示意图；图10为本发明的方法流程图；其中：1
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砌体骨架
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浆砌片石3
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锚杆孔
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锚杆6
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坡脚预埋结构构件
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防水层8
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承压台板
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台座10 钢筋
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11 锚固体12 边坡坡面
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13 凸块14 凹槽
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15
ꢀⅰ
号钢筋16
ꢀⅱ
号钢筋。
具体实施方式
20.以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：如图1~10所示，一种装配式片石边坡坡面防护结构，包括边坡土体，所述边坡土体的坡面上固定有拼装式的砌体骨架1，砌体骨架1从坡面到坡脚通过拼装结构咬合固定，所述砌体骨架1中铺有浆砌片石2，所述边坡土体的坡脚处设置有坡脚预埋结构构件6，所述坡脚预埋结构构件6对砌体骨架1进行底部支撑。
21.所述砌体骨架1包括坡顶砌体骨架和坡面砌体骨架，所述坡顶砌体骨架位于边坡土体的坡顶位置处。
22.所述坡顶砌体骨架包括顶部矩形框体，所述顶部矩形框体的容纳腔对浆砌片石2进行容纳，所述顶部矩形框体的一侧形成拼装用的凹槽14。
23.所述坡面砌体骨架包括矩形框体，所述矩形框体的容纳腔对浆砌片石2进行容纳，所述矩形框体的一侧形成拼装用的凹槽14，矩形框体的另一侧形成拼装用的凸块13。
24.所述凹槽14、凸块13位置直线相对应，且砌体骨架1的凸块13能够插入到相邻砌体骨架1的凹槽14中。
25.所述砌体骨架1与边坡坡面12之间还设置有对边坡土体进行防水保护的防水层7。
26.所述砌体骨架1与边坡土体通过锚固的方式进行固定。
27.所述砌体骨架1中还设置有对其进行加固的内部钢筋。
28.所述边坡坡面12中内置有锚固体11，所述锚固体11中设置有钢筋10，所述钢筋10从边坡坡面12探出且形成装配用的外螺纹。
29.所述砌体骨架1中形成锚杆孔3，所述钢筋10作为锚杆5，锚杆5能够从锚杆孔3中穿过。
30.所述锚杆5上设置有承压台板8，所述承压台板8中形成螺纹孔，所述螺纹孔与锚杆5的外螺纹相配合。
31.优选的，所述承压台板8、砌体骨架1之间还设置有台座9，所述台座9增大了与砌体骨架1的接触面积。
32.所述坡脚预埋结构构件6中形成卡槽，所述砌体骨架1侧壁处形成与卡槽相配合的安装槽，从而实现坡脚预埋结构构件6对砌体骨架1的支撑。
33.所述砌体骨架1的矩形框体中的内部钢筋包括ⅰ号钢筋15、ⅱ号钢筋16，所述ⅰ号钢筋15、ⅱ号钢筋16垂直交叉。
34.所述ⅰ号钢筋15沿顺坡面方向，所述ⅰ号钢筋15包括两根长钢筋，两根长钢筋与坡面平行，两根长钢筋之间设置有垂直连接二者的多根短钢筋。
35.所述ⅱ号钢筋16横坡面方向，所述ⅱ号钢筋16同样包括两根长钢筋，两根长钢筋横坡面向且平行，两根长钢筋之间设置有垂直连接二者的多根短钢筋。
36.所述砌体骨架1的外壁处包裹epdm海绵发泡胶，从而实现相邻砌体骨架1的固定。
37.所述砌体骨架1采用“上凸下凹”形，即凸块13和凹槽14，以防止严寒地区边坡坡面由于长期冻融导致的坡面冻胀损伤；同时，砌体骨架1通过锚杆加固在边坡上，实现装配式结构附加稳定边坡的功能。
38.优选的，所述砌体骨架1中凹槽14所在侧壁需要加厚处理。
39.所述锚固孔3位于凸块13中。
40.所述砌体骨架1的矩形框架中加筋以保证结构构件突出部分稳定不发生破坏；在保证结构构件稳定的同时，也抵抗冻胀带来的影响。
41.所述砌体骨架1在吊装前，外部四周包裹epdm海绵发泡胶。
42.所述砌体骨架1采用现场浇筑，现场吊装的方式进行施工作业；先进行定位铺设，打入锚杆5加固后进行砌体骨架1吊装铺设，最后进行浆砌片石2铺设以保证施工作业的安全以及使用期间整体结构的稳定。
43.装配式砌体骨架边坡防护结构的坡脚预埋结构构件桩身长，结构稳定，圬工数量少；桩身本身抗弯刚度大，能抵抗大部分下滑推力，防止严寒地区边坡坡面由于长期冻融导致的结构脱落。
44.一种装配式片石边坡坡面防护结构的施工方法，包括以下步骤：
ⅰ
.边坡清理在施工前对边坡坡面进行机械粗整修及人工整修；
ⅱ
.底层结构设置在边坡底部设置连续的坡脚预埋结构构件6，降低边坡防护结构滑移脱落的风险，保证公路等既有构筑物不受影响；
ⅲ
.装配式砌体骨架吊装将现场浇筑的砌体骨架1吊装至临时存放区域；
ⅳ
.植入锚杆在边坡上打上锚杆对边坡起到临时支护作用；
ⅴ
.铺设装配式砌体骨架对坡面进行装配式砌体骨架1砌块的铺设；
ⅵ
.止水缝施工在边坡上施工止水缝，保证边坡稳定，止水可靠，施工顺利；
ⅶ
.边坡变形控制根据周边环境条件对边坡变形进行控制。
45.步骤
ⅴ
铺设装配式砌体骨架，要按照由上至下、由左至右拼装，在砌体骨架下方与坡脚紧密结合。
46.在步骤
ⅰ
中，具体的，一般路堑边坡整修分粗整修和整修两次进行，粗整修是机械施工期间配备一定人工，随机进行，把机械挖松而未铲完残留在边坡上的松土和机械挖不到的土石粗略按坡率整修，将余土石方运走。粗略整修除了做出路基边坡的轮廓线外，及时将余土石方运走，避免剩余大量土石方增加运输困难。边坡最后整修一般都是分段进行。
47.进一步的，在步骤
ⅰ
中，人工整修过程，具体如下：首先，当路基挖完一段后紧接进行整修。
48.然后，为下一步项目施工做好准备，边坡整修前先按设计做好坡度尺，准备垂球和棉线，每隔10—15m挂线挖一条槽做坡度样板，最后，再从上而下整修边坡，经常使用坡度尺校正。
49.在步骤
ⅰ
中，操作人员腰系安全带，安全带挂在坡顶安全处。同时用土钉钉在边坡上搭设简易木夹板踩脚。深挖路堑地段的边坡整修，采用分段整修分级处理；做一层黏性土的防水层。
50.在步骤
ⅱ
中，边坡防护结构构件呈现“上凸下凹”形，中间安装浆砌片石2，浆砌片石2通过黏土进行粘结，砌体骨架1上部带有锚杆孔3，通过锚杆5将其固定；砌体骨架1内部安装浆砌片石的尺寸为500mm*490mm;坡面底部砌块需要与坡脚预埋桩体连接。
51.坡脚预埋结构构件6的下部结构较宽于上部结构，使得下部结构更加稳定。为了防止砌体骨架1整体滑落，坡脚预埋结构构件6与边坡的砌体骨架1稳固连接，均匀持力。
52.在步骤
ⅱ
底层结构设置，具体过程如下：首先，坡面底部砌块需要与坡脚预埋桩体连接。
53.然后，进行测量放点，找到桩的位置，然后进行挖孔，把桩所处位置的杂土及其他障碍物清理出来。
54.再后，清理孔；放钢筋笼，进行混凝土浇筑。
55.最后，进行养护。
56.在步骤
ⅲ
装配式砌体骨架吊装过程中，装配式砌体骨架吊装方式为整体吊装，具体过程如下：选用承载能力大的麻绳或尼龙绳；现将绳子拧成四股，选择其中的两股从c点的位置进行吊装，剩下的两股绳子从d点的位置进行吊装，中间交叉成十字，在砌体骨架重心的位置。
57.在步骤
ⅲ
装配式砌体骨架吊装过程中，砌体骨架1通过现场浇筑的方式，片石之间用黏土进行粘结。
58.浆砌片石2吊装方式为整体吊装，在吊装前应在框架结构外部四周包裹epdm海绵发泡胶，在利用承载能力大麻绳或尼龙绳，进行一对一搭接成网状结构，将浆砌片石2块状结构放入后进行吊装。
59.在步骤
ⅲ
装配式砌体骨架吊装过程中，，临时存放区域应与其他工种作业区设置隔离带或做成封闭式存放区域。
60.在步骤
ⅳ
植入锚杆过程中，在边坡上打上锚杆5对边坡起到临时支护作用，具体过程如下：先在土层面上喷一定厚度的混凝土，然后用钻机成孔，安装钢筋，并对锚杆进行注
浆，上接一定厚度的钢筋网，然后复喷混凝土至100mm。
61.每次开挖到锚杆设计位置以下0.5米时开始施作锚杆墙，开挖一层施作一道锚杆。分层分段开挖，分层分段施工锚杆墙。
62.在步骤
ⅴ
铺设装配式砌体骨架过程中，对坡面进行装配式砌体骨架砌块的铺设。应按照由上至下、由左至右拼装，具体过程如下：首先，将最顶处的砌块铺设完成后，通过打入锚杆进行加固。
63.然后，通过吊装取得后续的砌体骨架，直至砌体骨架铺设完成。
64.再后，通过吊装后续铺设浆砌片石2，吊装后通过人工搬运安装到相应的位置，剩余空隙利用黏土填充即可。
65.最后，在砌体结构下方与坡脚紧密结合，砌体骨架按设计流出流水缝隙。
66.在步骤
ⅴ
铺设装配式砌体骨架过程中，锚杆5采用φ25的普通螺纹钢筋，钻孔直径满足设计要求，设计要钻孔直径90mm，孔深应超过锚杆设计长度0.8m，终孔后清孔要彻底。满足设计要求后，若发现孔深虽已达到预定深度，但仍未穿透破碎带或断层等软弱岩层时，则延长孔深，直至监理工程师认可为止。
67.在步骤
ⅵ
止水缝施工过程中，为保证边坡稳定，止水可靠，施工顺利，需要再边坡上设置止水缝。止水设施的型式、尺寸、埋设位置和材料的品种规格应符合工程实际施工图纸的规定。
68.在步骤
ⅵ
止水缝施工过程中，止水片应平整、干净、无砂眼和钉孔，止水片的衔接按其厚度分别采用折叠、咬接或搭接方式，其搭接长度不得小于20毫米，咬接和搭接部位必须双面焊接。橡胶止水片的安装应防止变形和撕裂；安装好的止水片应加以加固和保护。
69.在步骤
ⅶ
边坡变形控制过程中，为保证在施工过程及后边坡防护过程中，装配式砌体骨架边坡防护结构构建的稳定，需进行定期的检查与监测。
70.本发明有效利用原石进行坡面加固，相比单纯格构护坡而言，起到重力反压的作用，能够更好的利用原石，减少现场挖方弃渣。
71.本发明相比整体式护坡结构，采用装配式护坡施工，相比浆砌片石，能够加快施工，保证工期。
72.本发明适用于具有一定冻胀性及膨胀性等特征的坡面或坡面可能会发生一定反复变形的地区，本发明能够更好地适应坡面变形起伏的变化，减少坡面防护结构开裂。