一種膨脹土（巖）路基支擋減脹結構及其施工方法與流程

本發明涉及路基巖土工程技術領域，尤其涉及一種減脹作用顯著，排水效果好，施工便捷，質量易控的膨脹土(巖)路基支擋減脹結構及其施工方法。

背景技術：

膨脹土(巖)在我國分布非常廣泛，由于膨脹土(巖)具有吸水膨脹、失水收縮開裂、反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發育等特性，容易引起支擋結構破壞，邊坡開裂浸水軟化，進而發生路基下沉、基床翻漿冒泥、坡沖蝕溜塌、坍塌、滑坡等病害，嚴重影響道路通行安全，每年造成數以億計的經濟損失。鐵路、公路等工程項目選線，雖然盡量繞避和優化設計，仍難避免出現膨脹土(巖)路塹，目前路塹坡腳常采用擋土墻、樁板墻進行支擋防護。擋土墻、樁板墻結構設計時，由于膨脹土(巖)力學強度指標低，工程性質差，且吸水產生的膨脹力大，因此檢算得到的擋土墻厚度大，錨固樁樁身截面大，樁長較長，導致支擋結構圬工大，引起膨脹土(巖)地區工程投資較大。

目前，用于支擋結構墻背反濾排水的袋裝砂礫石反濾層，因采用碼砌施工，特別是當擋土墻較高時，施工相當困難，且缺乏可靠的質量檢測標準，導致反濾層工程質量較差，墻背排水不暢，甚至存在以土充當砂礫石的現象，沒有起到預期的排水目的，容易引起支擋工程的破壞。

綜上所述，根據膨脹土吸水膨脹、失水收縮開裂、反復脹縮變形的特性，迫切需要一種能消減支擋結構所受膨脹力、具有的減脹兼排水功能，工程造價低、施工便捷、并能夠保障工程質量和安全的膨脹土路基支擋減脹結構。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構及其施工方法，其采用減脹結構并兼顧了排水功能，減脹層為土工合成材料，具有柔性彈性結構，在膨脹力作用下可發生一定的彈性變形，能適應膨脹土(巖)的反復膨脹和收縮變形，很大程度的消減了膨脹力對支擋結構的影響，其減脹作用顯著，導水率高，反濾效果好，施工便捷，質量易控。

為解決現有技術中存在的問題，采用的具體技術方案是：

一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構，其包括側溝、側溝平臺、反濾層、減脹排水層、擋土板、板頂混凝土平臺、泄水孔；所述側溝為u形側溝，側溝的一邊與路面連接，側溝的另一邊為水平設置的側溝平臺，側溝平臺的邊緣與膨脹土(巖)體連接；所述反濾層、減脹排水層、擋土板均豎直設于側溝平臺上，且所述反濾層、減脹排水層、擋土板由內到外依次設于膨脹土(巖)體的外部，所述板頂混凝土平臺水平澆注于減脹排水層、反濾層和膨脹土(巖)體之上；所述減脹排水層為柔性彈性結構。

優選的方案，所述反濾層可以為砂礫石反濾層，也可以為聚丙烯或聚酯土工布反濾層。當為砂礫石反濾層時，所述反濾層與減脹排水層分層設置；當為聚丙烯或聚酯土工布反濾層時，所述反濾層復合包裹于減脹排水層外部。

進一步優選的方案，所述減脹排水層為原材料為聚丙烯、聚乙烯或聚酰胺的土工合成材料層。

更進一步優選的方案，所述減脹排水層包括排水網芯層和透水網墊層，所述排水網芯層為具有一定厚度的彈性波浪形網狀結構，是經特定工藝制作而成，所述透水網墊層為三維網狀結構，孔隙大，具有一定的彈性，所述透水網墊層復合于波浪形排水網芯層的兩側。

所述泄水孔為多個，分布于擋土板上。

所述排水網芯層和透水網墊層的原材料均為土工合成材料用的高分子聚合物中的一種。

再進一步優選的方案，所述減脹排水層的厚度為2～20cm，所述減脹排水層的彈性模量為0.05～0.5mpa。減脹排水層的彈性模量和厚度可根據膨脹土(巖)的膨脹強弱特性進行調整。

減脹排水層具有較大的排水空間，孔隙率≥65％，排水效果好。

本發明還提供了一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構的施工方法，其施工步驟為：

s1、待路塹土石方開挖及錨固樁施工完成后，施作側溝；

s2、施作側溝平臺和板底混凝土找平；

s3、然后吊裝擋土板，邊安裝擋土板，邊鋪設減脹排水層和反濾層；

s4、施工板頂混凝土平臺。

通過采用上述方案，本發明的一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構及其施工方法與現有技術相比，其技術效果在于：

(1)、本發明在支擋結構與膨脹土(巖)體之間設有減脹排水層，且減脹排水層為柔性彈性結構，在膨脹力作用下可發生一定的彈性變形，當膨脹土(巖)吸水發生膨脹時，該結構層受膨脹力作用發生壓縮彈性變形，由于產生了一定變形，膨脹力得到有效消減；隨著膨脹土(巖)失水收縮開裂，膨脹力變小，該結構層跟隨著發生回彈變形，該結構層始終與膨脹土(巖)保持緊密接觸，避免了墻背出現過大裂縫而引起墻頂平臺開裂，避免了地表水下滲，使支擋結構更加穩定。

(2)、所述減脹排水層由波形排水網芯層和透水網墊層復合而成，由于排水網芯層和透水網墊層均為彈性體，因此，減脹排水層是一個良好的柔性彈性體，能較好地適應膨脹土的膨脹和收縮。

(3)、減脹排水層孔隙率高，排水效果好。

(4)、通過設置支擋結構減脹層，減小了支擋結構承受的膨脹力，增加了支擋結構的穩定性，彌補了支擋結構在減脹構造方面的空缺，可降低膨脹土(巖)地區支擋結構的工程造價，具有廣闊的推廣應用前景。

(5)、所述減脹排水層為土工合成材料，減脹排水層可提前備好，加快了施工進度，縮短了施工時間，且其質量易控制，并能較好地發揮加強和保護土體的作用。

(6)、減脹排水層可根據膨脹土(巖)的膨脹強弱特性采用不同的厚度和彈性模量，應用靈活，施工方便、減脹排水性能好。

(7)、本發明設有反濾層，反濾層可以單獨設置，也可復合于減脹排水層上，反濾層能保證滲透水流出時，帶不走堤壩體或地基中的土壤，從而防止了流土的發生，實現支擋結構的減脹、排水和反濾功能。

(8)、本發明在保證減脹效果好、排水性能佳、反濾性好的前提下，其施工便捷、質量易控，能保障工程質量和安全。

附圖說明

圖1為本發明一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構的整體結構示意圖；

圖2為本發明一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構的圖1中的i-i剖面放大圖。

圖中標記為：1、減脹排水層；2、反濾層；3、擋土板；4、板頂混凝土平臺；5、側溝平臺；6、側溝；7、泄水孔；8、排水網芯層；9、透水網墊層。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明了，下面結合具體實例并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。應該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結構和技術的描述，以避免不必要地混淆本發明的概念。

一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構，其整體結構如圖1所示，其包括側溝6、側溝平臺5、反濾層2、減脹排水層1、擋土板3、板頂混凝土平臺4。

所述側溝6為u形側溝，側溝6的一邊與路面連接，側溝6的另一邊為水平設置的側溝平臺5，側溝平臺5的邊緣與膨脹土(巖)體連接。

所述反濾層2、減脹排水層1、擋土板3均豎直設于側溝平臺5上，且所述反濾層2、減脹排水層1、擋土板3由內到外依次設于膨脹土(巖)體的外部，所述板頂混凝土平臺4水平澆注于減脹排水層1、反濾層2和膨脹土(巖)體之上。

所述減脹排水層1的結構如圖2所示，i-i處為減脹排水層1的剖視圖。所述減脹排水層1的原材料為聚丙烯、聚乙烯或聚酰胺，具有柔性彈性結構，其厚度為2～20cm，彈性模量為0.05～0.5mpa，孔隙率≥65％。所述減脹排水層1包括排水網芯層8和透水網墊層9，所述排水網芯層8為具有一定厚度的彈性波浪形網狀結構，是經特定工藝制作而成，所述透水網墊層9為三維網狀結構，孔隙大，具有一定的彈性，所述透水網墊層9復合于波浪形排水網芯層8的兩側，所述擋土板3上設有多個用于排水的泄水孔7。所述排水網芯層8和透水網墊層9的原材料均為土工合成材料用的高分子聚合物中的一種。減脹排水層1為柔性彈性體，在膨脹力作用下可發生一定的彈性變形，當膨脹土(巖)吸水發生膨脹時，該結構層受膨脹力作用發生壓縮彈性變形，由于產生了一定變形，因此，膨脹力得到有效消減；隨著膨脹土(巖)失水收縮開裂，膨脹力變小，該結構層跟隨著發生回彈變形，該結構層始終與膨脹土(巖)保持緊密接觸，避免了墻背出現過大裂縫而引起墻頂平臺開裂，避免了地表水下滲，使支擋結構更加穩定。

其中，所述反濾層2與減脹排水層1之間可以單獨設置，也可以將所述反濾層2復合于減脹排水層1上。當反濾層2為砂礫石結構時，反濾層2與減脹排水層1之間分層單獨設置，當反濾層2為聚丙烯或聚酯土工布反濾層時，反濾層2復合包裹于減脹排水層1外部。

本發明一種膨脹土(巖)路基支擋減脹結構的施工步驟為：待路塹土石方開挖及錨固樁施工完成后，施作側溝6、施工側溝平臺5和板底混凝土找平，然后吊裝擋土板3，邊安裝擋土板3，邊鋪設減脹排水層1和反濾層2，最后施工板頂混凝土平臺4。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、均包含在本發明的保護范圍之內。