专利名称：柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系及其施工方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系及其施工方法。
背景技术：
土钉墙是指采用土钉加固的基坑侧壁土体与面层等组成的支护结构。作为一种常见的基坑(边坡)支护型式，土钉墙支护在非软土场地的基坑(边坡)工程中被广泛应用。多应用于边挖边支护的基坑(边坡)工程。中国发明专利名称为柔性面层土钉墙支护体系及其施工方法(申请号201010543317. I)采用新型柔性面层材料(土工织物，土工膜，土工复合材料、土工特种材料)代替传统的刚性面层，解决了刚性面层施工速度慢，造价高，受力不均匀，施工工艺复杂且不够环保的问题；土钉和面层的连接采用高强柔性绳索连接型式，加快了施工速度，简化了施工工艺，降低了工程造价；但是，当回填区宽度受限制时，回填区无法设置足够宽的加筋土挡墙，无法保证挡墙的稳定性。目前，日本在岩石边坡植生基质生态防护工程技术的研究领域处于世界领先，于20世纪70年代开发出了适宜岩石边坡植物防护的波形纤维土绿化方法，此后，又开发了多种针对岩石边坡的喷射绿化施工技术，可应用于坡度小于I : 0.15的软岩、硬岩边坡及酸性、强酸性土质边坡。虽然日本的岩石边坡生态防护技术很先进，但并不能直接应用于国内。从技术方面来说，日本气候温暖湿润，各地年降水量都超过1200mm，其护坡设计的年降水量下限为1200mm，我国仅有华中、华南、华东的南部地区可直接采用该技术。从经济方面来说，其成本高达400元/m2，难以在国内推广。如何在降水量较低的气候条件下保证生态边坡的绿化效果是一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系及其施工方法，可以解决已有喷射混凝土护坡的绿化问题，可以解决在回填区宽度受限制时，难以实现加筋土挡墙的设计问题，同时解决干旱地区降水量不足导致陡边坡植物生长条件较差的问题。本发明提供一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，包括柔性面层土钉墙、自动灌溉系统和多层加筋土挡墙；所述柔性面层土钉墙包括多个土钉、多个连接结构和柔性面层；每个所述连接结构的一端与对应的所述土钉固定连接，另一端与所述柔性面层固定连接；所述土钉固设在边坡上开设的钻孔中，所述柔性面层覆盖在所述边坡的表面上；所述加筋土挡墙包括加筋材料、回填土层和植生层；所述加筋材料的一端与所述连接结构连接，所述回填土层填埋在所述加筋材料上，所述植生层嵌在所述回填土层中并远离所述柔性面层，所述加筋材料的另一端反包住所述回填土层的端部；所述自动灌溉系统包括蓄水池和灌溉管道，所述蓄水池的进口与所述边坡的排水系统连接，所述蓄水池的出口与所述灌溉管道连接，所述蓄水池和所述灌溉管道设置在所述加筋土挡墙上。本发明提供的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，通过将加筋材料与柔性面层连接在一起，使柔性面层土钉墙和加筋土挡墙紧密牢固的连接在一起，由于加筋土挡墙通过加筋材料与柔性面层配合直接与柔性面层土钉墙连接在一起，使加筋土挡墙不受回填区宽度限制，扩大了加筋土挡墙的应用范围；另外，在加筋土挡墙上设置自动灌溉系统，蓄水池收集边坡的排水系统中的水，并通过灌溉管道将水输送给加筋土挡墙中的植生层，实现对植生层自动灌溉，解决了干旱地区降水量不足导致陡边坡植物生长条件较差的问题，通过柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系可以实现加筋土挡墙与坡面绿化有机结合，有效的降低了施工成本。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，为了增强柔性面层的结构强度，柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系还包括加强筋，所述加强筋固设在所述连接结构上，所述加筋材料与 所述加强筋连接。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，所述加强筋包括多条水平加强筋和多条竖向加强筋；所述水平加强筋与所述竖向加强筋相互交叉的固接在一起形成网状结构；所述加筋材料与所述水平加强筋缝合或绑扎固定连接。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，所述水平加强筋与所述竖向加强筋为加强带，或为加强绳。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，为了方便快捷的通过连接结构将柔性面层与土钉连接，所述连接结构为柔性连接绳；所述柔性连接绳的一端固设在所述土钉上，另一端固设在所述柔性面层上，或通过加强筋固设在所述柔性面层上。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，所述柔性连接绳靠近所述柔性面层的端部设有约束环。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，所述蓄水池中靠近所述进口的位置设置有挡板，所述蓄水池位于所述出口的上方设置有溢流口。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，所述柔性面层和所述加筋材料为土工织物，或为土工膜，或为土工复合材料、或为土工特种材料、或为土工格栅。如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，相邻两层所述加筋土挡墙中的加筋材料的端部连接在一起。本发明还提供一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系施工方法，采用如上所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系。该施工方法的具体步骤包括
步骤I、在待防护边坡上开设钻孔，并将所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的土钉固定在所述钻孔中；
步骤2、将所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的柔性材料面层覆盖在所述边坡上；
步骤3、通过所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的连接结构，将所述柔性面层与土钉紧密连接，以使所述柔性面层贴附在所述边坡上；
步骤4、在柔性面层土钉墙的一侧铺设加筋材料，并将加筋材料与柔性面层连接在一
起;
步骤5、在加筋材料上填满回填土层并在回填土层的一端嵌入植生层，然后，通过加筋材料反包住回填土层；
步骤6、重复步骤5直至加筋土挡墙的高度到达边坡的坡顶，同时将蓄水池和灌溉管道设置在加筋土挡墙上。
本发明提供的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系施工方法，通过将加筋材料与柔性面层连接在一起，使柔性面层土钉墙和加筋土挡墙紧密牢固的连接在一起，由于加筋土挡墙通过加筋材料与柔性面层配合直接与柔性面层土钉墙连接在一起，使加筋土挡墙不受回填区宽度限制，扩大了加筋土挡墙的应用范围；另外，在加筋土挡墙上设置自动灌溉系统，蓄水池收集边坡排水系统中的水，并通过灌溉管道将水输送给加筋土挡墙中的植生层，实现对植生层自动灌溉，解决了干旱地区降水量不足导致陡边坡植物生长条件较差的问题，通过柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系可以实现加筋土挡墙与坡面绿化有机结合，有效的降低了施工成本。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例的使用状态参考 图2为本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例中柔性面层土钉墙的结构示意 图3为图2中A区域的局部放大示意图一；
图4为本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例中蓄水池的结构示意图。
具体实施例方式 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图I为本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例的使用状态参考图；图2为本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例中柔性面层土钉墙的结构示意图；图3为图2中A区域的局部放大示意图一；图4为本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例中蓄水池的结构示意图。如图I-图4所示，本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，包括柔性面层土钉墙100、自动灌溉系统300和多层加筋土挡墙200 ;柔性面层土钉墙100包括多个土钉2、多个连接结构3和柔性面层I ;每个连接结构3的一端与对应的土钉2固定连接，另一端与柔性面层I固定连接；土钉2固设在边坡10上开设的钻孔101中，柔性面层I覆盖在边坡10的表面上；加筋土挡墙200包括加筋材料5、回填土层6和植生层7 ;加筋材料5的一端与连接结构3连接，回填土层6填埋在加筋材料5上，植生层7嵌在回填土层6中并远离柔性面层1，加筋材料5的另一端反包住回填土层6的端部；自动灌溉系统300包括蓄水池8和灌溉管道9，蓄水池8的进口 81与边坡10的排水系统(未图示)连接，蓄水池8的出口 82与灌溉管道9连接，蓄水池8和灌溉管道9设置在加筋土挡墙200上。具体而言，本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系在柔性面层土钉墙100的一侧设置有多层加筋土挡墙200，加筋土挡墙200用于填充回填区，加筋土挡墙200上设置有自动灌溉系统300，通过自动灌溉系统300实现对加筋土挡墙200中的植生层7进行自动灌溉。其中，本实施例中的柔性面层土钉墙100通过注浆将土钉2固定设置在边坡10上开设的钻孔101中，并通过连接结构3将柔性面层I与土钉2连接在一起，柔性面层I与土钉2连接时可适当施加预应力，使柔性面层I张紧后覆盖在边坡10上，柔性面层I为柔性结构，重量轻，代替了已有 技术的喷射钢筋混凝土面层，工作人员可以方便地将柔性面层I铺设在边坡10的表面上，显著的缩短了将本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系设置在边坡10上的工期，并且由于柔性面层I的价格比混凝土低，有效的降低了进行边坡防护的工程造价。在将柔性面层土钉墙100铺设完成后，便可以在柔性面层土钉墙100 一侧的回填区铺设加筋土挡墙200，先将加筋材料5的一端与柔性面层I固定在一起，例如加筋材料5与柔性面层I可以通过绳子系在一起，使加筋材料5固定在柔性面层土钉墙100上，然后在加筋材料5上夯实回填土层6并在回填土层6嵌入植生层7，最后将加筋材料5的另一端反向包住回填土层6 —部分，由此便完成一层加筋土挡墙200，根据需要堆叠设置多层加筋土挡墙200，直至达到边坡10的坡顶。而自动灌溉系统300在加筋土挡墙200的铺设过程中，可以根据需要设置多个自动灌溉系统300，优选的，自动灌溉系统300中的蓄水池8可以埋在回填土层6中。蓄水池8与边坡10的排水系统连接，通过蓄水池8可以收集雨水用于灌溉植生层7，同时为干旱季节储藏水源。其中，本实施例中的柔性面层I和加筋材料5可以为土工织物，或为土工膜，或为土工复合材料、或为土工特种材料、或为土工格栅等土工合成材料；或为其他结构强度较高的柔性材料。本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系对柔性面层I和加筋材料5的具体材料不做限制。优选的，相邻两层加筋土挡墙200中的加筋材料5的端部连接在一起。具体的，在相邻两层加筋土挡墙200中，加筋材料5靠近柔性面层I的端部均与柔性面层I连接在一起；而加筋材料5远离柔性面层I的端部,位于下方的加筋材料5反向包住回填土层6的部分与位于上方的加筋材料5连接在一起，从而使各层加筋土挡墙200形成一整体结构，增强了本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系的可靠性。进一步的，为了将柔性面层I更加牢固的固定在边坡10上，本实施例中的柔性面层土钉墙100在边坡10的顶部还设置有混凝土面层11，混凝土面层11，柔性面层I延伸反折到边坡10的顶部，混凝土面层11压在柔性面层I上并通过连接结构3与竖向设置的土钉2连接在一起。本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，通过将加筋材料与柔性面层连接在一起，使柔性面层土钉墙和加筋土挡墙紧密牢固的连接在一起，由于加筋土挡墙通过加筋材料与柔性面层配合直接与柔性面层土钉墙连接在一起，使加筋土挡墙不受回填区宽度限制，扩大了加筋土挡墙的应用范围；另外，在加筋土挡墙上设置自动灌溉系统，蓄水池收集边坡的排水系统中的水，并通过灌溉管道将水输送给加筋土挡墙中的植生层，实现对植生层自动灌溉，解决了干旱地区降水量不足导致陡边坡植物生长条件较差的问题，通过柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系可以实现加筋土挡墙与坡面绿化有机结合，有效的降低了施工成本。基于上述技术方案，可选的，为了增强柔性面层I的结构强度，本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系还包括加强筋，加强筋固设在连接结构3上，加筋材料5与加强筋连接。具体而言，本实施例中的加强筋可以包括多条水平加强筋42和多条竖向加强筋41 ;水平加强筋42与竖向加强筋41可以以土钉为节点相互交叉的固接在一起形成网状结构，加筋材料5与水平加强筋42缝合或绑扎固定连接。通过加强筋可以有效的增强柔性面层I的结构强度，从而可以使柔性面层I能够承受边坡10侧向位移产生的更大的土压力，本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系能够更加有效的保证边坡10的稳定。其中，本实施例中的水平加强筋42与竖向加强筋41可以为柔性面层I上局部加强形成的加强带，或为柔性面层I铺设后附加的加强绳。进一步的，为了方便快捷的通过连接结构3将柔性面层I与土钉2连接，本实施例 中的连接结构3可以为柔性连接绳；柔性连接绳的一端固设在土钉2上，另一端固设在柔性面层I。具体的，本实施例中连接结构3采用柔性连接绳，例如高强高模纤维绳索或尼龙绳索等。在本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系使用过程中，本实施例中的柔性连接绳的一端可以固定在土钉2中，另一端穿过柔性面层I后与加强筋绑在一起，从而可以更加方便的通过连接结构3将柔性面层I与土钉2连接在一起。通过采用柔性连接绳可以使本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系更方便施工，并且柔性连接绳具有耐腐蚀使用寿命长的优点，从而延长了本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系的使用寿命。另外，本实施例中的连接结构3采用柔性连接绳后，可以方便工人操作，工人可以将柔性连接绳的一端部采用打结或胶粘或采用其他固定方式方便牢固的实现与土钉2固定在一起，而柔性连接绳的另一端部可以与柔性面层I系在一起，也可以将柔性连接绳穿过柔性面层I与加强筋固定连接在一起，从而通过柔性连接绳与加强筋形成的绳结31将柔性连接绳与柔性面层I固定连接，从而方便的通过柔性连接绳将柔性面层I与土钉2固定连接。优选的，为了避免柔性连接绳靠近柔性面层I的端面因受土层张力而损坏，本实施例中的柔性连接绳靠近柔性面层I的端部设置有约束环32，具体的，通过约束环32紧密的约束在柔性连接绳靠近柔性面层I的端部，有效的增强了柔性连接绳端部的结构强度，避免了柔性连接绳端因受土层张力而损坏的现象发生。更进一步的，为了更有效的存储雨水，确保自动灌溉系统300正常运行，本实施例中自动灌溉系统300中的蓄水池8中靠近进口 81的位置设置有挡板83，蓄水池8位于出口82的上方设置有溢流口 84。具体的，蓄水池8的挡板83可以有效的阻挡过滤从进口 81中进入的雨水，从排水系统中流入到蓄水池8中的雨水夹杂的泥沙将被挡板83阻挡住，避免泥沙将灌溉管道9堵塞。本发明还提供一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系施工方法，采用本发明柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系实施例中的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其具体步骤包括
步骤I、在待防护边坡上开设钻孔，并将所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的土钉固定在所述钻孔中；
步骤2、将所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的柔性材料面覆盖在所述边坡上；
步骤3、通过所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的连接结构，将所述柔性面层与土钉紧密连接，以使所述柔性面层贴附在所述边坡上；步骤4、在柔性面层土钉墙的一侧铺设加筋材料，并将加筋材料与柔性面层连接在一
起;
步骤5、在加筋材料上填满回填土层并在回填土层的一段嵌入植生层，然后，通过加筋材料反包住回填土层；
步骤6、重复步骤5直至加筋土挡墙的高度到达边坡的坡顶，同时将蓄水池和灌溉管道设置在加筋土挡墙上。本实施例柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系施工方法，通过将加筋材料与柔性面层连接在一起，使柔性面层土钉墙和加筋土挡墙紧密牢固的连接在一起，由于加筋土挡墙通过加筋材料与柔性面层配合直接与柔性面层土钉墙连接在一起，使加筋土挡墙不受回填区宽度限制，扩大了加筋土挡墙的应用范围；另外，在加筋土挡墙上设置自动灌溉系统，蓄水池收集边坡的排水系统中的水，并通过灌溉管道将水输送给加筋土挡墙中的植生层，实现对植生层自动灌溉，解决了干旱地区降水量不足导致陡边坡植物生长条件较差的问题，通过柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系可以实现加筋土挡墙与坡面绿化有机结合，有效的降低了施工成本。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，包括柔性面层土钉墙、自动灌溉系统和多层加筋土挡墙；所述柔性面层土钉墙包括多个土钉、多个连接结构和柔性面层；每个所述连接结构的一端与对应的所述土钉固定连接，另一端与所述柔性面层固定连接；所述土钉固设在边坡上开设的钻孔中，所述柔性面层覆盖在所述边坡的表面上；所述加筋土挡墙包括加筋材料、回填土层和植生层；所述加筋材料的一端与所述连接结构连接，所述回填土层填埋在所述加筋材料上，所述植生层嵌在所述回填土层中并远离所述柔性面层，所述加筋材料的另一端反包住所述回填土层的端部；所述自动灌溉系统包括蓄水池和灌溉管道，所述蓄水池的进口与所述边坡的排水系统连接，所述蓄水池的出口与所述灌溉管道连接，所述蓄水池和所述灌溉管道设置在所述加筋土挡墙上。
2.根据权利要求I所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，还包括加强筋，所述加强筋固设在所述连接结构上，所述加筋材料与所述加强筋连接。
3.根据权利要求2所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，所述加强筋包括多条水平加强筋和多条竖向加强筋；所述水平加强筋与所述竖向加强筋相互交叉的固接在一起形成网状结构；所述加筋材料与所述水平加强筋缝合或绑扎固定连接。
4.根据权利要求3所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，所述水平加强筋与所述竖向加强筋为加强带，或为加强绳。
5.根据权利要求I所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，所述连接结构为柔性连接绳；所述柔性连接绳的一端固设在所述土钉上，另一端固设在所述柔性面层上。
6.根据权利要求5所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，所述柔性连接绳靠近所述柔性面层的端部设置有约束环。
7.根据权利要求I所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，所述蓄水池中靠近所述进口的位置设置有挡板，所述蓄水池位于所述出口的上方设置有溢流□。
8.根据权利要求I所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，所述柔性面层和所述加筋材料为土工织物，或为土工膜，或为土工复合材料、或为土工特种材料、或为土工格栅。
9.根据权利要求1-8任一所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，其特征在于，相邻两层所述加筋土挡墙中的加筋材料的端部连接在一起。
10.一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系施工方法，其特征在于，采用如权利要求I 9任一所述的柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系，该施工方法的具体步骤包括 步骤I、在待防护边坡上开设钻孔，并将所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的土钉固定在所述钻孔中； 步骤2、将所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的柔性材料面覆盖在所述边坡上； 步骤3、通过所述柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系中的连接结构，将所述柔性面层与土钉紧密连接，以使所述柔性面层贴附在所述边坡上； 步骤4、在柔性面层土钉墙的一侧铺设加筋材料，并将加筋材料与柔性面层连接在一起; 你 步骤5、在加筋材料上填满回填土层并在回填土层的一端嵌入植生层，然后，通过加筋材料反包住回填土层； 步骤6、重复步骤5直至加筋土挡墙的高度到达边坡的坡顶，同时将蓄水池和灌溉管道设置在加筋土挡墙上。
全文摘要
本发明提供一种柔性面层土钉墙联合加筋土生态支护体系及其施工方法。柔性面层土钉墙包括多个土钉、多个连接结构和柔性面层；每个连接结构的一端与对应的土钉固定连接，另一端与柔性面层固定连接；土钉固设在边坡上开设的钻孔中，柔性面层覆盖在边坡的表面上；加筋土挡墙包括加筋材料、回填土层和植生层；加筋材料的一端与连接结构连接，回填土层填埋在加筋材料上，植生层嵌在回填土层中并远离柔性面层，加筋材料的另一端反包住回填土层的端部；自动灌溉系统包括蓄水池和灌溉管道，蓄水池的进口与边坡的排水系统连接，蓄水池的出口与灌溉管道连接，蓄水池和灌溉管道设置在加筋土挡墙上。
文档编号E02D29/02GK102619229SQ201210107769
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者万雷, 刘胜梅, 孙涛, 杨俊杰 申请人:孙涛