路基三维排水加强型生态护坡施工工法.docx
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1、路基三维排水加强型生态护坡施工工法1. 前言在高速公路建设中,经常要开挖大量边坡,这样会破坏原有植被覆盖层,导致出现大量的 次生裸地以及严重的水土流失现象,造成生态环境的严重失衡。而传统的护坡方式(如现浇混 凝土、预制混凝土六面体、三合土灰面护坡以及浆砌、干砌块石护坡等)施工强度高、绿化效 果和生态环境效益较差,无法适应现代社会的发展。在这种情况下,生态护坡技术应运而生, 并成为研究热点。但传统边坡防护技术,只是有限的临时加固防护措施,而很难成为永久的边 坡防护结构,为人类、为工程长期服务。实际工程中更需要一些实用性强、耐久性长、经济且具备生态环保功能重任的新技术。本工法申报单位联合国内知名高
2、校、设计单位和科研机构共同开发,采用了一种路基三维 排水加强型生态护坡结构,并不断创新改进形成本工法,本工法既可以大规模减少高耗能、高 污染建筑材料的使用,同时又将边坡结构稳定、水土保持与绿化一次性完成。工法关键技术经江苏省科学技术情报研究所查新咨询中心查新,国内未见相同文献报道,具有新颖性。2. 特点2.0.1 本工法护坡采用土工格室,其内侧半部安装短锚杆后采用透水植生混凝土灌芯,其外 侧半部设置生态袋,并采用三维排水联结扣联结,同时按要求间隔设置排水带;坡面对外界冲 击力有吸能缓冲作用,抗震性能优异,且结构面通过植被发达的根系与坡体结合成一个同质整体,日趋强壮的根系使边坡结构的稳定性及牢固
3、性更强,工程效果好。2.0.2 本工法在坡脚处采用透排水预制框格底护板,底部通过预埋的下连接螺杆与钢管混凝 土条形基础连接固定,内壁通过拉筋孔与钢塑复合拉筋带形成整体式拉接,依靠填料和拉筋之 间的摩擦力来平衡坡面所受的水平土压力,并以拉筋、填料的复合结构抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力,从而保证边坡的稳定。2.0.3 顶部采用预制框格压顶板,板底区域土工格室采用自密实混凝土回灌,并根据刚度要 求适当加筋,自密实混凝土顶部预埋连接螺杆;预制框格压顶在护栏插入区格回灌自密实混凝土,其他区格回灌透水植生混凝土,并在上部客土植草,环保效果突出。2.0.4 施工简单,受条件限制小,工期快,采用路基三维排水
4、加强型生态护坡,在路基边坡防护中可随着边坡的填筑同时进行,可以说对总工期没有影响。3. 适用范围本施工方法适用于铁路、公路、河道、湖泊、矿山矿场及山体的边坡防护,也可以应用于市政工程、城市住宅区立体绿化景观墙等等。4. 工艺原理路基三维排水加强型生态护坡系统坡面采用土工格室,其内侧采用透水植生混凝土灌芯, 其外侧设置生态袋, 在生态袋之间采用联结扣相互连接,形成力学稳定的三角结构,并与植被 根系的稳固作用相结合,形成复合稳定的生态边坡,同时通过在护坡施工中加入土工格栅等对生态边坡进行加强, 工程效果优异。坡脚处采用透排水预制框格底护板,底部通过预埋的下连接螺杆与钢管混凝土条形基础连 接固定,内
5、壁通过拉筋孔与钢塑复合拉筋带形成整体式拉接,拉筋带自动张紧系统由张紧螺栓、 弹簧、地锚、挂带角钢等组成。其工作原理为:当筋带受到干扰时,依靠拉筋带的调整和弹簧 的变形来平衡,待干扰消除后自动恢复原来的平衡状态,使筋带始终处于张紧状态,有效提高边坡稳定性。路基三维排水加强型生态护坡结构示意图如图4.1所示。1:0 5 预制框格压顶板植生混凝土灌注下连接螺杆 上连接螺杆 自密实混凝土灌注 设计标高预制框格底护板 拉筋带 固化土混凝土条形基础 防护栏杆生态袋 双向土工格栅塑料排水带短拉筋三维排水联结扣 拉筋带内连接件排水管 桩顶竖向连杆加筋碎石垫层 路堤桩图4.1 路基三维排水加强型生态护坡结构示意
6、图5. 工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程路基三维排水加强型生态护坡施工工艺流程如图5.1所示。拉筋带下料铺设拉筋带施工准备基槽开挖高压旋喷桩施工铺设碎石垫层浇筑混凝土条形基础固化土回填框格底部版预制 安装预制框格底护板第二批土工格室、生态袋及植生混凝土施工拉线定边缘线、坡率生态袋填装铺设第一批土工格室、垒砌第一层生态袋及植生混凝土灌芯三维排水联结扣安装,生态袋压实墙背填土并进行碾压、夯实按上述工序重复施工直至设计标高压顶板下层灌注自密实混凝土安装预制框格压顶板及护栏坡面清理喷播草籽绿化图5.1 路基三维排水加强型生态护坡施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 施工准备首先对施工图纸进行
7、审核,对现场设置的坐标点进行复测,满足要求后方可使用。沿征地 界线挖出排水沟,两侧开挖积水井,保证雨天不积水。填料选择及试验,对坡背需回填的土进行击实试验,计算出该种土压实的最佳含水量,便于施工时坡背填料的质量控制。根据设计要求,选定生态袋、土工格室、三维排水联结扣等材料,确定订购厂家,对材料进行各项指标的检测,经检测合格后方可使用。5.2.2 高压旋喷桩施工1. 定位:钻机就位时先使钻头对准桩位标志中心,然后进行钻杆的双向调平,之后,再次调整对中,最后再精确调平。垂直度误差不超过1.5%,对中误差小于2cm。2. 钻进操作:由于在桩身不同深处采用了不同的泵压、上升和下钻速度,所以操作人员应熟
8、悉操作工艺,严格按深度记录仪上显示的深度采用不同的参数进行控制。3. 灰浆的制作:选用P.O 42.5普通硅酸盐水泥,水灰比1:1,根据每根桩的灰浆用量,提前制作,并经充分搅拌,搅拌时间少于15分钟的不得使用,超过初凝时间的浆液也不得使用。4. 在喷浆过程中,严格控制旋喷压力、提升速度、旋转速度和喷浆量等技术指标,并做好 详细记录。如果出现压力骤降、骤升、不冒浆或冒浆量过大等异常情况,应及时查明原因,及时采取复喷等补救措施。5.2.3 基槽开挖先进行详细测量定位,标出基槽开挖线和开挖深度,当纵坡变化时沿纵向基础做成台阶形。 人工配合机械将基槽开挖至设计基底标高,对基础底面高压旋喷桩进行取芯和单
9、桩承载力试验,承载力满足设计要求后,铺设碎石垫层。5.2.4 铺设碎石垫层1. 采用的碎石排平后,大小颗粒应分布均匀,虚铺厚度一致,按虚铺厚度一次铺平,不得 多次找补。运料及摊铺应先远后近循序进行,所需材料按预先计算量分段分堆放置,应用人工 配合机械进行摊铺,摊铺的碎石应级配分布均匀一致,无明显颗粒分离现象,严禁用四齿耙拉平料堆,造成粗细料局部集中。对摊铺时发生的粗细料集中情况应及时处理。2. 摊铺虚厚按设计厚度乘压实系数,通过实验段确定压实系数, 一般可按1.21.3之间的松 铺系数试压。摊铺时要严格控制高程和平整度,初压后必须立即检查并找补。平整度不大于15mm,换填高度一般为50cm(或
10、设计标高)。3. 碾压前断绝交通,保持摊铺清洁和施工安全。5.2.5 浇筑混凝土条形基础1. 在已换填好的50cm碎石上立模浇筑C20基础混凝土,基础每隔4m设置一道伸缩缝,缝宽2cm,伸缩缝必须做成垂直通缝,并用沥青麻丝填塞密实。2. 基础浇筑时,要控制好基础顶面的标高,基顶高程误差不大于10mm。3. 混凝土条形基础内根据设计图纸预埋连接螺杆,作为预制框格底护板的连接杆。5.2.6 固化土回填1. 确定松铺系数:将拌和好的固化土按松铺30cm进行摊铺,即摊铺厚度为20cm*l.5(松铺系数) =30cm或根据现场高程情况确定。2. 摊铺整平:将拌和好的混合料运到指定位置进行摊铺,立即用平地
11、机整形。在直线段, 平地机由两侧向路中心进行刮平;在平曲线,平地机由内侧向外侧进行刮平。对于局部低洼处,应将其表层5cm以上翻松,并用新拌和的混合料进行找平。3. 混合料碾压完成后进行7天的洒水养生,不应过湿或忽干忽湿,每次洒水后,应用两轮压路机将表层压实。在养生期间未采用覆盖措施的固化处理层,除洒水车外,封闭交通。5.2.7 安装预制框格底护板1. 框格底护板采用工厂预制,进场时需进行质量检验:螺栓孔及拉筋孔的位置准确、无缺 角破损等缺陷;构件混凝土表面不得出现规则的裂缝;透水孔及排水管预留孔的设置符合相关设计要求。2. 框格底护板堆存时,宜采用多支垫,支垫均匀铺设。3. 固化土养护完成后,
12、将预制框格底护板吊装就位,起吊时,吊装强度应大于设计强度的 70%,吊点位置偏差不宜超过200mm。安装就位后及时检查位置是否正确,板间缝是否符合设计要求,板接触是否严密,若有问题及时进行调整。5.2.8 铺设拉筋带1. 加筋材料铺设时底面应压实平整,其横向坡度以不大于5%为宜,这是保证拉筋带张紧、不卷曲、不扭结、不重叠的关键。2. 预制框格底护板每个穿筋孔设计为两根拉筋带对折绕过,在靠近穿筋孔处,用扎丝将筋 带扎好,以便筋带在张紧前,位置固定,减少活动空间。筋带呈扇形布置,同一节点的筋带不 能重叠,不同节点的筋带不交叉。如图5.2.8所示。筋带穿入张紧器后,调整张紧螺栓,对筋带 进行预张拉,
13、逐根检查张拉受力情况,如有个别较松的筋带,先将张紧螺检适当放松,由人工 调整后再行张拉到需要力度,以保证各筋带受力一致。筋带张拉后,由人工铺10cm厚的填料,将筋带覆盖好,以保证筋带的正确位置。待填土碾压工序完成后,才拆除张紧器。图5.2.8 拉筋带铺设5.2.9 拉线定边缘线、坡率使用全站仪放样定出边坡坡脚线,用白灰洒出来。然后利用边坡之间站房的立柱,用坡度尺放出边坡线,在边坡填筑两头插杆、拉线控制边坡填筑边线。5.2.10 铺设第一批土工格室、垒砌第一层生态袋及植生混凝土灌芯在对路基基底进行清理夯实后铺设第一批土工格室及土工格栅, 土工格室应张拉均匀并用 U 形钢钉固定,钢钉间距为台阶部位
14、 0.5m,其它部位 1.0m ,并紧贴下承层,土工格室的铺筑坡 度(纵横向)应与路面平行,格室展开方向应与路基纵向中心线垂直;土工格栅应完整连续、 无破损和接头,垂直边坡方向搭接的长度不小于 0.3m,土工格栅外露边坡长度大于 3.5m。然后 在边坡线位置垒砌第一个生态袋,在生态袋后面格式内灌注植生混凝土,作为生态护坡的反压层,并利用土工格栅将生态袋反包。5.2.11 三维排水联结扣安装,生态袋压实护坡生态袋第一层安装结束后,通过人员来回踩踏压实,不得使用打夯机压实,这样不利 于植物生长。生态袋与塑料编织袋用短拉筋竖向连接固定。将三维排水联结扣放在生态袋上面 两个袋子内部边缘位置,使每个联结
15、扣横跨在两个生态袋上,然后把叠加层(第二层)的中部放置于联结扣上面,确定联结扣刺透袋子的中腹正下面而达到互相稳固的作用。5.2.12 墙背填土并进行碾压、夯实继续填筑第二层生态袋,以两层生态袋32cm高作为第一层土方填筑高度,每个生态袋高度 为16cm 。在两层生态袋压实及植生混凝土浇筑后,使用路基回填料开始对坡背进行回填,回填压实高度为32cm,经检测合格后进行下一批土工格室及生态袋的铺设。5.2.13 按上述工序重复施工至设计标高按照上述施工方法,重复作业直到砌筑到设计标高。在砌筑过程中埋设塑料排水带,按照 坡面1根/4平方米设置,以利于边坡内部排水。砌筑工程中注意保持坡面的坡率,不得出现
16、反坡 现象,土工格室铺设必须紧锁。在垒砌到顶层时,应对顶层的生态袋缝隙采用黄土灌缝、压实,防止雨水过量渗入边坡缝隙,导致边坡顶部局部开裂、生态袋外张等问题的发生。5.2.14 压顶板下层灌注自密实混凝土1. 预制框格压顶板以下3层土工格室内全部灌注自密实混凝土。2. 自密实混凝土的泵送和浇筑应保持其连续性,当因停泵时间过长,混凝土不能达到要求的工作性能时,应及时清除泵和泵管中的混凝土,重新浇筑。3. 混凝土浇筑后,静停过程中因气泡溢出导致混凝土沉降,在混凝土初凝前补充浇筑至所 规定的标高,并在混凝土完全凝固前按照设计要求竖向植筋(螺杆),作为压顶板的连接杆。5.2.15 安装预制框格压顶板及护
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