一种装配式地固件护坡与垫层结构及其铺设方法与流程

1.本专利涉及土木工程技术领域，具体来说是一种边坡加固的结构与装配式施工方法。


背景技术：

2.利用高强度和耐候性材料制成的劲性囊袋，并设计专门的约束装置和形状，充分利用填充材料之间的摩擦力和增强充填材料颗粒之间凝聚力的性能，制作成一种标准化的构件称之为地固件。
3.目前的基坑临时边坡或山地的永久边坡、河道及护坡边坡，目前常用的护坡结构为喷射混凝土结构、钢筋混凝土结构及石块砌筑的重力式挡土墙结构，对周边环境产生不利影响。将地固件应用于边坡支挡结构的砌筑材料，通过袋体与边坡之间增强的摩阻力及其柔性保型作用，能适应边坡的大变形需要，同时才能有效提高边坡和地基土的稳定性及边坡支护的环保和绿色效果。
4.劲性囊袋内填充料可以就地取材，可以是建筑渣土和垃圾或现场的岩土体，也可以是淤泥质土，装配式的标准化地固件能代替现有的建筑材料，节省大量的社会资源和能源，从而具有重大的社会意义。


技术实现要素：

5.本专利所要解决的技术问题在于，克服现有喷射混凝土护坡结构存在的缺点和环保等问题，提供一种装配式地固件护坡结构和铺设方法。
6.所述的护坡结构是由防水土工布、地固件、挂件钉、基底锥形土体和泄水管组成；护坡结构分为三类，一类为地固件最大平面压铺在坡面和平台上的单层护坡结构；第二类为地固件沿坡面和平台上砌成多层墙体的护坡结构或墩式挡墙结构；第三类为地固件沿坡面和平台上砌成单层或多层墙体，在墙体的外侧设置一层生态地固件的护坡结构；
7.所述的地固件是由劲性囊袋、加筋带、充填料、预埋安装孔、吊带、封口粘带和互联环组成的一种构件；地固件呈扁平的立方体，其截面形状呈正方形和长方形；地固件的边长大于300mm，小于2500mm；地固件的厚度大于100mm，小于800mm；地固件是柔性结构，能沿平面转向斜面或沿斜面转向平面，并紧贴于坡面上。
8.所述的泄水孔设置在地固件的交界处，能将坡体内的水引出；
9.所述的防水土工布是直接铺设在岩土坡面和平台上，能阻止雨水及外面水体渗入到坡体内的防水材料；
10.所述的地固件装配成垫层结构，是平铺于地基岩土层之上，封闭地层并为底板施工提供条件；
11.所述的挂件钉是用于在坡面上固定地固件的钉子；
12.所述的基底锥形体是通过对地固件加压，在地固件与地基土接触面上形成的一个突出锥形土体。
13.所述的预埋安装孔是一根长度等于地固件厚度，固定在地固件底部加筋带和顶底基布上的柱状构件，他的底部有一个扩大端，位于地固件的基布和加筋带的下面；预埋安装孔是由钢材或高强塑料制成，呈管状或园柱状，管孔内制作有安装螺纹，或在预埋安装孔的顶部有安装板，板上分布有安装孔。
14.所述的封口粘带和互联环均是由塑料材料制成；封口带是由二根带子构成，一根带子为基面，另一根为粘面，封口粘带的基面呈一定间隔平行分布在地固件的封口基布上并固定于其上；当封口粘带上用粘面的带子贴合后，就将二块封口基布连接成整体；互联环固定在地固件的侧面和交角处，形成一个环，通过绳子就将二只地固件连接成整体。
15.所述的充填料为砂子、碎石、砂性土、含砂粘土、建筑渣土、钢渣、海砂等；当充填料为流态固化土时，是通过软土中加入土体硬化剂经混合搅拌制成的。地固件内的充填料能提供植物生长的养料及透气性，植物通过劲性囊袋材料的编织缝隙进出和生根固定。
16.所述的塑料排水板布置在地固件内部，一端与地固件的劲性囊袋相连，将加劲地固件充填料中的水份排出。
17.所述的预埋安装孔设置在地固件的中心或相关区域，用于安装挂件钉；
18.挂件钉是由钢筋制成的钉头和非金属材料钉帽等组成，设置在劲性囊袋的中心点处、交界面处或多个地固件的交汇点处。
19.所述的一种装配式地固件护坡结构的铺设方法，包括如下步骤：
20.第一步、对需要护坡的坡面及平台作平整及压实处理；
21.第二步、在已平整和压实的平台及坡面上铺设一层防水土工布
22.第三步、铺设地固件顺序为从底面向上连续铺设；
23.进一步，分层开挖出来的坡面，需分层铺设护坡结构。铺设前要先沿安装起点面设置一排挂件钉，以托起地固件阻止下滑。
24.第四步、每铺设一只地固件时，沿垂直于坡面方面对地固件加压，通过地固件传递压力以增加坡面土体的密实性，同时形成突出的锥形土体；
25.第五步、沿地固件的中间孔及相邻接缝处安装挂件钉；
26.第六步、铺装完成后，沿地固件的交汇处，接一定的间距要求设置泄水管。
27.有益效果：本专利所述的一种装配式地固件护坡结构和铺设方法，劲性囊袋和加筋带能回收再利用，提高了装配式地固件的利用率和边坡的稳定性，从而解决了边坡稳定性及环保性问题。
附图说明
28.下面结合附图和具体实施方式对本专利作进一步说明。
29.图1护坡地固件的结构三维示意图。
30.图2护坡地固件在坡面上形成的锥形体示意图。
31.图3装配式地固件的临时护坡结构示意图。
32.图4装配式地固件的永久护坡单层结构示意图。
33.图5装配式地固件的永久护坡多层结构示意图。
34.图6地固件装配的墩式挡墙支护基坑垂直边坡的剖面示意图。
35.图7地固件装配的墩式挡墙支护基坑垂直边坡的平面示意图。
36.图8地固件挡墙砌筑时开槽围护结构示意图。
37.图9建筑物底板的垫层与铺设示意图。
38.图10建筑物承台及集水井开挖挡墙和胎模。
39.图中：1—地固件，11—劲性囊袋，12—加筋带，13—吊带，14—封口布， 15—封口粘条，16—互联环，17—预埋安装孔，18—地固件的锥形槽，19—预埋排水板，2—填料，3—地固件拼装缝，31—地固件互联连接件，4—土工布，41—泄水管，5—边坡，51—平台，52—地表，53—突出锥形体，6—基坑竖向围护结构，61—竖向拉森钢板桩，65—冠梁，66—基坑底平面，67—开槽放坡面，68—地固件装配挡墙，7—挂件钉，8—地固件装配式垫层， 81—承台或集水井底面，82—承台或集水井顶面,83—桩基，85—连接钢筋。
具体实施方式
40.为了使本专利实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利。
41.本专利所述的装配式地固件1是由劲性囊袋11(就是地固件的外包袋子)、加筋带12、吊带13、封口布14、封口粘条15、互联环16、预埋安装孔17、地固件的锥形槽18和填料2组成，如图1所示。
42.当需要将充填料2内的水分排出时，要求在劲性囊袋11内，在加筋带12 和吊带13上布置一些塑料排水板19，从而使地固件1对充填料2具有排水固结的作用。
43.在地固件1的结构设计中，通过加筋带12和吊带13的作用，吊运安装和加压后将在与地层边坡接触面上产生一个突出的锥形体53，如图2所示，从而使地固件1与坡面5咬合在一起。
44.下面根据地固件1的用途及铺设的要求，进一步说明地固件1在边坡加固中的作用和铺设方法。
45.实例一、地固件装配成临时护坡结构
46.如图3所示，当地固件1装配成临时护坡结构时，其结构内预埋有安装孔17。在边坡修整完成后，先铺设一层防水土工布4，然后从下向上铺设地固件1，并对地固件1加压，使其底面的锥形槽18在边坡上形成突出的锥形体53咬合在一起，再从安装孔17内插入挂件钉7或从地固件1的接缝中插入挂件钉7。同时，将相邻地固件1侧面的互联环16相互连接在一起，使铺设的地固件1形成整体。最后在地固件1的接缝3位置安装泄水管41，这样用地固件装配的临时护坡结构就完成了。
47.实例二、地固件装配成永久护坡结构
48.如图4所示，地固件1装配成永久护坡结构时，其结构内预埋有安装孔 17，外侧加盖有保护网。当边坡修整完成后，先铺设一层防水土工布4，然后从下向上铺设地固件1，并对地固件1加压，使其底面的锥形槽18在边坡上形成突出的锥形体53咬合在一起，再从安装孔17内插入挂件钉7或从地固件1的接缝3中插入挂件钉7。同时，将地固件保护网与挂件钉7连接在一起，使相邻地固件1侧面的互联环16相互连接在一起，使铺设的地固件1形成整体。最后在地固件1的接缝3位置安装泄水管41，在保护网上铺一层土再撒种草粒，这样用地固件1装配的永久生态护坡结构就完成了。
49.图5所示为采用多层装配式地固件建成的永久护坡结构示意图。
50.实例三、地固件装配成基坑垂直边坡墩式挡墙结构
51.在基坑工程中，常用土工袋装土堆砌成挡墙来控制基坑边坡的变形和位移。但由于土工袋保型效果差，承载能力低，装填料的密实度无法保证，加之其袋体的耐候性差，无法保证基坑垂直边坡的安全和变形控制，但地固件 1克服了传统土工袋的所有缺陷。
52.图6和图7所示为基坑垂直边坡地固件1挡墙68布置的剖面示意图和平面示意图，从图中可看出，这个墩式挡墙68是紧贴基坑的竖向围护结构6，沿围护结构边线分段设置的，以代替传统基坑支护结构的水平支撑和重力挡墙。
53.为了给基坑竖向围护结构6提供足够的水平作用力，墩式挡墙68紧贴竖向围护结构6一定宽度、且占据一定的长度和高度，必要时需要嵌入到基坑底面66以下一定位置。此外，这个墩式挡墙68呈下大上小阶梯状砌筑，上平面位于冠梁65以下，以便为相邻二个墩式挡墙68之间架设水平结构桁架提供空间，这个水平结构桁架具有较大的水平刚度和支撑抗力。
54.在软土基坑内侧设置墩式挡墙68，需要预先开挖一个基槽，并要对这个基槽进行围护和支撑。为此设置了竖向钢板桩61、型钢围檩与型钢支撑组成的基槽围护结构，如图8所示，在这个围护结构的掩护下，先开挖基槽，基槽朝向基坑内的一边可按开槽放坡面67来处理。铺装地固件1的墩式挡墙68 后，拔除用于掩护开挖的钢板桩61、围檩和支撑，再重复用于下一个墩式挡墙的安装。
55.实例四、地固件装配成建筑物底板的垫层和承台开挖挡墙与胎模
56.图9所示为采用地固件1铺设的建筑物底板的垫层8，可以代替传统的混凝土垫层，不需要养护，还能承受施工机械的碾压，同时能即时提供基坑土的被动抗力，并封闭地基土和防止地基土的隆起。在基坑开挖到位并整平后，平铺上地固件1，对其加压，在地固件1与地基面66上形成一个锥形体53，然后把地固件1之间的互联环16联系起来，形成整体。
57.图10所示为建筑物承台及集水井开挖设置的挡墙和胎模，是采用地固件 1砌筑而成的。开挖到承台或集水井底面81后，用地固件1砌筑成墙体，同时将地固件1之间的互联环16用互联连接件31联系起来，形成整体，即可代替传统的砖胎模或预制混凝土挡墙。
58.以上显示和描述了本专利的基本原理、主要特征和本专利的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利的原理，在不脱离本专利精神和范围的前提下本专利还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利范围内。本专利要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。