一种深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及边坡施工技术领域，尤其涉及一种深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构。


背景技术：

2.随着生态文明城市建设的逐步推进，大批绿道、景观生态、湿地公园等不断涌现，人们的物质和精神生活得到了极大的改善。与此同时，众多交通道路或建构筑物营建于城市湖泊、渠道附近。一般而言，渠道在城市排水、灌溉等方面发挥了重要作用，其水位也随着季节性而发生相应的变化，这就涉及到水位升降问题。由于水位降落，导致土体强度降低，极易导致边坡失稳，尤其是对于地处深厚淤泥或淤泥质软土区，且紧邻现状交通道路、地面建(构)筑物群等复杂的周边环境，若不加以治理，风险极高，严重制约着城市建设的健康发展。然而，现有的边坡治理方法大部分围绕山区边坡、城市道路边坡或膨胀土等特殊土边坡，这些边坡大部分远离河岸，较少涉及水位升降的影响。可见，关于深厚软土区的城市渠道边坡的治理相对较少，开展该方面研究具有显著意义和较高的工程应用价值。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构，分别设置于渠道两侧的土质坡体、设置于土质坡体顶面的挂网混凝土结构、设置于所述土质坡体的坡面顶部的锚固支护结构以及设置于所述土质坡体的坡面底部的桩基支护结构，所述土质坡体的坡面中部位于所述锚固支护结构与所述桩基支护结构之间水平设置有平台，所述平台表面也设有所述挂网混凝土结构。
5.本实用新型的有益效果是：本实用新型的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构，通过挂网混凝土结构、锚固支护结构和桩基支护结构对土质坡体的顶面、坡面和平台实现全覆盖，不仅可对坡面起到固定作用，还可防止雨水大面积渗入坡体，避免边坡土体被冲刷，提高了边坡的整体稳定性。
6.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
7.进一步：所述锚固支护结构包括铁丝网和至少一根钢花管，所述钢花管的一端插入所述土质坡体内，所述铁丝网设置在所述土质坡体的坡面顶部，且所述钢花管靠近所述土质坡体坡面的另一端与所述铁丝网连接固定。
8.上述进一步方案的有益效果是：通过针对土质坡体组成介质的特性及破坏机理，采用钢花管注浆加固方式，对土质坡体介质起到了改性增强作用，从根源上增强了土体的抗剪强度，同时，钢花管具有抗拉承载力的效果，通过设置在所述土质坡体的坡面顶部，可以对所述土质坡体的顶部起到约束作用，进一步起到稳固土质坡体的效果。
9.进一步：所述铁丝网为多边形，且所述铁丝网中每个多边形区域内分别设有植被。
10.上述进一步方案的有益效果是：通过设置多边形的所述铁丝网，可以在所述铁丝网的多边形区域内填筑种植土，并按照配比辅以一定的土壤稳定剂、水等，根据当地气候条件和景观要求，选择合适的植被喷播或栽种，一方面可以完成绿色生态建设，提高边坡的美观性，另一方面可以进一步起到固土的效果。
11.进一步：所述钢花管内灌注有纯水泥浆，且所述钢花管与所述土质坡体的坡面垂直设置，且所述钢花管的一端穿透所述土质坡体并插入所述土质坡体下方的稳定土层中。
12.上述进一步方案的有益效果是：基于土质坡体浅层填土松散、浆液易于扩散的特性，利用纯水泥浆将钢花管固定于土质坡体中，可确保对土质坡体的稳固固定。
13.进一步：所述桩基支护结构包括多根钻孔灌注桩和多根水泥土搅拌桩，多根所述钻孔灌注桩竖向埋设在所述土质坡体内并位于所述平台下方，所述水泥土搅拌桩竖向埋设于所述土质坡体内，且所述水泥土搅拌桩位于所述钻孔灌注桩与所述渠道之间。
14.上述进一步方案的有益效果是：通过将所述钻孔灌注桩和水泥土搅拌桩分别竖向埋设在所述土质坡体内，且所述水泥土搅拌桩位于所述钻孔灌注桩与所述渠道之间，这样可以将土体的作用力传递至所述土质坡体下方的稳定土层中，显著提高深厚软土区支护结构的抗弯刚度和抗剪强度，从而确保其对边坡支护的稳定性。
15.进一步：所述渠道的底部设置有用于挤淤的抛石层，所述抛石层分别与两侧的所述桩基支护结构连接，且所述抛石层和所述钻孔灌注桩将所述水泥土搅拌桩水平双向约束于所述土质坡体内。
16.上述进一步方案的有益效果是：通过在所述渠道的底部设置抛石层，并将两侧岸坡的桩基支护结构连接，形成对称的力学平衡体系，可将土体作用力传递至两侧支护结构，从而大大增强了土质边坡的整体稳定性及耐久性，也较好解决了深厚软土区易出现的坑底隆起风险。
17.进一步：所述钻孔灌注桩包括冠梁、多个灌注桩主筋、灌注桩箍筋和灌注桩加强箍，多个所述灌注桩主筋均匀间隔环形设置，所述灌注桩箍筋设置在所述灌注桩主筋的外周，所述灌注桩加强箍设置在所述灌注桩主筋的内周，所述冠梁设置在所述灌注桩主筋的上端，且所述灌注桩主筋的上端伸入所述冠梁内，所述冠梁、多个灌注桩主筋、灌注桩箍筋和灌注桩加强箍通过灌注并形成所述钻孔灌注桩。
18.上述进一步方案的有益效果是：通过所述灌注桩主筋、灌注桩箍筋形成钢筋支架，再进行混凝土浇筑，同时采用双轴水泥土搅拌桩进行加固，增加了钻孔灌注桩的抗力作用，可将土体的作用力传递至稳定土层中，显著提高了深厚软土区支护结构的抗弯刚度和抗剪强度，从而确保其对边坡支护的稳定性。
19.进一步：所述冠梁包括骨架和冠梁主体，所述骨架设置在所述冠梁主体的上端，且所述骨架与所述冠梁主体通过混凝土浇筑形成所述冠梁。
20.上述进一步方案的有益效果是：通过混凝土将所述骨架与所述冠梁主体通过浇筑形成整体，可确保钻孔灌注桩的牢固性和受力均匀，保证所述钻孔灌注桩以及整个桩基支护结构的结构稳定性。
21.进一步：所述钻孔灌注桩还包括至少一个环形的保护垫块，所述保护垫块焊接在所述灌注桩主筋上，且所述保护垫块位于所述灌注桩主筋的外周。
22.上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述保护垫块，可以起到固定灌注桩主
筋的位置，以免灌注桩主筋和灌注桩箍筋外露，确保灌注桩主筋和灌注桩箍筋与外界隔离，不受外界空气或水及接触物直接影响，从而防止钢筋在混凝土中锈蚀，增加钢筋与砼的结合力，充分发挥钢筋的受力作用。
23.进一步：所述土质坡体的坡面顶部设有截水沟，且所述截水沟位于所述挂网混凝土结构远离所述土质坡体的坡面一侧。
24.上述进一步方案的有益效果是：通过在所述土质坡体的坡面顶部设置截水沟，可对坡外水流疏导和截断，可有效避免坡体外侧大面积水汇入坡面，从而有效保护边坡坡体，提高其稳定性。
附图说明
25.图1为本实用新型一实施例的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构示意图；
26.图2为本实用新型一实施例的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构的水泥土搅拌桩坑底加固平面布置示意图；
27.图3为本实用新型一实施例的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构的钻孔灌注桩结构示意图；
28.图4为图3中a
‑
a断面结构示意图；
29.图5为图3中b处局部放大结构示意图；
30.图6为本实用新型一实施例的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构的钻孔灌注桩冠梁截面结构示意图。
31.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
32.1、土质坡体，2、挂网混凝土结构，3、截水沟，4、u型钢钉，5、铁丝网，6、钢花管，7、平台，8、冠梁，9、钻孔灌注桩，10、水泥土搅拌桩，11、渠道，12、抛石层，13、灌注桩主筋，14、灌注桩箍筋，15、灌注桩加强箍，16、保护垫块，17、焊脚，18、冠梁主筋，19、冠梁辅筋，20、冠梁拉筋，21、冠梁箍筋。
具体实施方式
33.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
34.如图1和图2所示，一种深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构，分别设置于渠道11两侧的土质坡体1、设置于土质坡体1顶面的挂网混凝土结构2、设置于所述土质坡体1的坡面顶部的锚固支护结构以及设置于所述土质坡体1的坡面底部的桩基支护结构，所述土质坡体1的坡面中部位于所述锚固支护结构与所述桩基支护结构之间水平设置有平台7，所述平台7表面也设有所述挂网混凝土结构2。
35.本实用新型的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构，通过挂网混凝土结构、锚固支护结构和桩基支护结构对土质坡体1的顶面、坡面和平台7实现全覆盖，不仅可对坡面起到固定作用，还可防止雨水大面积渗入边坡土体，避免边坡土体被冲刷，提高了边坡的整体稳定性。
36.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述桩基支护结构包括多根钻孔灌注桩9和多根水泥土搅拌桩10，多根所述钻孔灌注桩9竖向埋设在所述土质坡体1内并位于所述平
台7下方，所述水泥土搅拌桩10竖向埋设于所述土质坡体1内，且所述水泥土搅拌桩10位于所述钻孔灌注桩9与所述渠道11之间。
37.对于坡顶存在重要建(构)筑物、地质条件较差的深厚软土区，大跨度开挖时，边坡变形较大，土体向渠道11临空面发生位移，极易导致建(构)筑物基础产生不均匀沉降和开裂现象，为确保建构筑安全，本实用新型中采用钻孔灌注桩9和水泥土搅拌桩10刚度较大的支护方式处理，使得钻孔灌注桩9的整体受力均匀；这样可以将土体的作用力传递至所述土质坡体1下方的稳定土层中，显著提高深厚软土区支护结构的抗弯刚度和抗剪强度，从而确保其对边坡支护的稳定性。本实用新型中，所述水泥土搅拌桩10采用双轴水泥土搅拌桩。
38.本实用新型的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构，通过挂网混凝土结构2、锚固支护结构和桩基支护结构对土质坡体1的顶面、坡面和平台7实现全覆盖，不仅可对坡面起到固定作用，还可防止雨水大面积渗入坡体，避免边坡土体被冲刷，提高了边坡的整体稳定性。
39.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述挂网混凝土结构2包括挂网钢筋以及设置于所述挂网钢筋外侧的硬化混凝土，挂网混凝土结构2通过u型钢钉4固定于土质坡体1顶面或所述平台7表面。具体地，在土质坡体1坡顶及平台7采用钢筋网进行反挂，喷射例如100mm厚硬化混凝土，并采用u型钢钉4进行固定。
40.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述锚固支护结构包括铁丝网5和至少一根钢花管6，所述钢花管6的一端插入所述土质坡体1内，所述铁丝网5设置在所述土质坡体1的坡面顶部，且所述钢花管6靠近所述土质坡体1坡面的另一端与所述铁丝网5连接固定。通过针对土质坡体组成介质的特性及破坏机理，采用钢花管6注浆加固方式，对土质坡体介质起到了改性增强作用，从根源上增强了土体的抗剪强度，同时，钢花管6具有抗拉承载力的效果，通过设置在所述土质坡体1的坡面顶部，可以对所述土质坡体1的顶部起到约束作用，进一步起到稳固土质坡体1的效果。
41.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述铁丝网5为多边形，且所述铁丝网5中每个多边形区域内分别设有植被。通过设置多边形的所述铁丝网5，可以在所述铁丝网5的多边形区域内填筑种植土，并按照配比辅以一定的土壤稳定剂、水等，根据当地气候条件和景观要求，选择合适的植被喷播或栽种，一方面可以完成绿色生态建设，提高边坡的美观性，另一方面可以进一步起到固土的效果。实际中,为了减小铁丝网5被雨水等腐蚀程度，铁丝网5优先采用hpb300级钢筋、直径2.6mm镀锌铁丝绑扎联接，铁丝网5的多边形区域内设置有植被。
42.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述钢花管6内灌注有纯水泥浆，且所述钢花管6与所述土质坡体1的坡面垂直设置，且所述钢花管6的一端穿透所述土质坡体1并插入所述土质坡体1下方的稳定土层中。基于土质坡体浅层填土松散、浆液易于扩散的特性，利用纯水泥浆将钢花管6固定于土质坡体中，可确保对土质坡体的稳固固定。实际中，所述土质坡体1的坡面与水平面之间的夹角范围通常为65
‑
75度，因此，这里所述钢花管6与水平面之间的夹角为15
‑
25度，优选地20度。另外，这里，纯水泥浆的水灰比为0.5～1，注浆压力0.3～0.5mpa，浆体材料28d的无侧限抗压强度不得低于30mpa，灌浆水泥应使用普通硅酸盐水泥，其强度不得低于42.5mpa。
43.需要注意的是，钢花管6可穿透土质坡体1，插入例如坡体后方的稳定土层中。另
外，所述钢花管6靠近坡面一端通过焊接方式与钢垫板焊接，所述铁丝网5与钢垫板连接固定，操作简单、方便，同时也发挥了钢花管6的抗拉承载力效果。基于土质坡体1浅层填土松散、浆液易于扩散的特性，利用纯水泥浆将钢花管6固定于土质坡体1中，可确保对土质坡体的稳固固定。
44.具体地，所述钢花管6可采用外径42mm、壁厚3.5mm的热轧无缝钢管，钢垫板采用100mm
×
100mm
×
10mm的方形钢板，钢垫板中心孔径为4mm，钢花管6距端部20mm处焊接钢垫板，采用双面满焊，焊缝长度150mm、厚度3.5mm，钢花管6端部1m范围及钢垫板施工前进行除锈防腐处理。在土质坡体1上采用机械成孔方式植入钢花管6，再向管内灌注纯水泥浆。
45.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述渠道11的底部设置有用于挤淤的抛石层12，所述抛石层12分别与两侧的所述桩基支护结构连接，且所述抛石层12和所述钻孔灌注桩9将所述水泥土搅拌桩10水平双向约束于所述土质坡体1内。由于渠道跨度较大，若采用满堂水泥土搅拌桩不经济，此处采用抛石挤淤方式将两岸支护连接为一整体，提高支护整体受力效果。通过在所述渠道11的底部设置抛石层12，并将两侧岸坡的桩基支护结构连接，形成对称的力学平衡体系，可将土体作用力传递至两侧支护结构，从而大大增强了土质边坡的整体稳定性及耐久性，也较好解决了深厚软土区易出现的坑底隆起风险。
46.具体地，所述抛石层12采用粒径较大的未风化石料，块石粒径不大于20cm，石块饱和单轴抗压强度应大于30mpa，块石分层厚度不大于50cm，抛石后采用机械碾压；抛石段石料孔隙率小于等于22％，抛石成型后抛石表面应无明显孔洞，大粒径石料不松动，铁锹挖动困难等要求，抛石施工至设计标高并修整完成后分层填筑边坡回填土。
47.如图3和图4所示，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述钻孔灌注桩9包括冠梁8、多个灌注桩主筋13、灌注桩箍筋14和灌注桩加强箍15，多个所述灌注桩主筋13均匀间隔环形设置，所述灌注桩箍筋14设置在所述灌注桩主筋13的外周，所述灌注桩加强箍15设置在所述灌注桩主筋13的内周，所述冠梁8设置在所述灌注桩主筋13的上端，且所述灌注桩主筋13的上端伸入所述冠梁8内，所述冠梁8、多个灌注桩主筋13、灌注桩箍筋14和灌注桩加强箍15通过灌注并形成所述钻孔灌注桩9。通过所述灌注桩主筋13、灌注桩箍筋14形成钢筋支架，再进行混凝土浇筑，同时采用双轴水泥土搅拌桩10进行加固，增加了钻孔灌注桩9的抗力作用，可将土体的作用力传递至稳定土层中，显著提高了深厚软土区支护结构的抗弯刚度和抗剪强度，从而确保其对边坡支护的稳定性。这里，所述灌注桩主筋13深入冠梁8的锚固长度不低于35倍的灌注桩主筋13的直径。所述水泥土搅拌桩10布置在钻孔灌注桩9靠近渠道一侧，二者紧密贴合，加固方式采用满堂式布置。
48.在本实用新型的一个或多个实施例中，所述冠梁8包括骨架和冠梁主体，所述骨架设置在所述冠梁主体的上端，且所述骨架与所述冠梁主体通过混凝土浇筑形成所述冠梁8。通过混凝土将所述骨架与所述冠梁主体通过浇筑形成具有保护层的整体，可确保钻孔灌注桩9的牢固性和受力均匀，保证所述钻孔灌注桩9以及整个桩基支护结构的结构稳定性。
49.实际中，如图6所示，所述骨架由多根圆形的冠梁主筋18、多根辅筋19、多根冠梁拉筋20和多根冠梁箍筋21组成，多根所述冠梁主筋18竖向间隔设置，多根所述辅筋19与所述冠梁主筋18连接，然后再通过混凝土浇筑形成具有保护层的冠梁整体。
50.具体地，钻孔灌注桩9的保护层厚度70mm，冠梁8混凝土强度等级为c30，保护层厚度50mm；通过灌注桩主筋13、灌注桩箍筋14和灌注桩加强箍15形成钢筋支架，再进行混凝土
浇筑，且桩顶采用冠梁8连接为一整体，可确保钻孔灌注桩9的牢固性和受力均匀，同时采用双轴水泥土搅拌桩10进行加固，二者紧密贴合，加固方式采用满堂式布置。所述水泥土搅拌桩10具体为双轴水泥土搅拌桩，桩径650mm，纵、横向间距450mm，咬合200mm。水泥土搅拌桩10采用的普通硅酸盐水泥强度等级不低于42.5mpa，渠道11以下的实搅桩体水泥用量约18％，渠道11底部以上的空搅桩体水泥用量约8％。水泥土搅拌桩10显著改善了软土地层的力学特性，通过设置于孔灌注桩9靠近渠道11一侧，增加了钻孔灌注桩9的抗力作用，可将土体荷载传递至稳定土层中，显著提高了深厚软土区支护结构的抗弯刚度和抗剪强度，从而确保其对边坡支护的稳定性。
51.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述钻孔灌注桩9还包括至少一个环形的保护垫块16，所述保护垫块16通过焊脚17焊接在所述灌注桩主筋13上，且所述保护垫块16位于所述灌注桩主筋13的外周，如图5所示。通过设置所述保护垫块16，可以起到固定灌注桩主筋13的位置，以免灌注桩主筋13和灌注桩箍筋14外露，确保灌注桩主筋13和灌注桩箍筋14与外界隔离，不受外界空气或水及接触物直接影响，从而防止钢筋在混凝土中锈蚀，增加钢筋与砼的结合力，充分发挥钢筋的受力作用。
52.可选地，在本实用新型的一个或多个实施例中，所述土质坡体1的坡面顶部设有截水沟3，且所述截水沟3位于所述挂网混凝土结构2远离所述土质坡体1的坡面一侧。通过在所述土质坡体1的坡面顶部设置截水沟3，可对坡外水流疏导和截断，可有效避免坡体外侧大面积水汇入坡面，从而有效保护边坡坡体，提高其稳定性。
53.本实用新型的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构的具体实施步骤如下：
54.步骤一：铺设施工的平台7；
55.步骤二：施工水泥土搅拌桩10及渠道底部11的抛石层12；
56.步骤三：待水泥土搅拌桩11达到设计强度后，施工钻孔灌注桩9及冠梁8；
57.步骤四：待钻孔灌注桩9及冠梁8达到设计强度后，施工坡顶截水沟3及挂网混凝土结构2，并由上而下按照边坡坡比分层开挖土质坡体1；
58.步骤五：铺设铁丝网5，进行钢花管6注浆；
59.步骤六：清理土质坡体1的中部土体，施工边坡护砌及绿化。
60.在本优选实施例中，对裸露的坡面进行封闭性覆盖处理，坡面进行植草绿化，从而形成一套封闭式的生态护坡系统，不仅可有效避免雨水渗入坡体，还可在满足景观效果的同时，提高边坡的稳定性和耐久性。
61.本实用新型的深厚软土区大跨度渠道边坡支护结构，通过挂网混凝土结构2、土坡锚固支护结构和坡体桩基支护结构对土质坡体1的顶面、坡面和平台7实现全覆盖，不仅可对坡面起到固定作用，还可防止雨水大面积渗入坡体，避免边坡土体被冲刷，提高了边坡的整体稳定性。同时，通过土坡坡面锚固支护结构、坡体桩基支护结构和渠道11底部的抛石层12，形成一套完整的连续受力支护体系，极大地改善了土质坡体1的受力环境，增强了土质边坡1的抗滑移能力。同时，针对土质坡体1组成介质的特性及破坏机理，采用钢花管6注浆、水泥搅拌桩10加固方式，对土质坡体1介质起到了改性增强作用，从根源上增强了土体的抗剪强度。此外，钻孔灌注桩9深入稳定土质坡体1，将土体的作用力传递至稳定土层中，显著提高了深厚软土区支护结构的抗弯刚度和抗剪强度。通过渠道11底部的抛石层12，有利于形成稳定的力学平衡体系，将土体作用力传递至两侧支护结构，进一步增强了土质边坡1的
整体稳定性及耐久性。
62.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。