[发明专利]黄土边坡浅层加固及表层固结的方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤表层加固领域，具体为一种黄土边坡的加固方法。

背景技术

中国是世界上黄土分布最广、厚度最大的国家，黄土地貌主要分布在北纬30°～48°间自西而东的条形地带上，面积约64万平方公里，其中山西、陕西、甘肃等省是典型的黄土分布区，分布面积广，厚度大。该地区不仅黄土面积大，而且地表水含盐量较多，植被不丰富。

黄土具有目视可见的大孔和较发育的垂直节理，每当土层浸湿时或在重力作用的影响下，黄土层本身就失去了固结性能，常常引起强烈的沉陷和变形。黄土地区公铁路、农田水利等基础设施建设时，形成大量多级开挖边坡，为提高边坡的稳定性，保障基础设施安全运营，通常采用浆砌石传统护坡措施。特别是对于粉质黄土边坡，坡面初形成时，坡面整体结构基本稳定，受日晒、风化、降雨等影响，短期内将出现风化剥落、塌陷等突出坡面失稳和整体破坏等突出问题，采取浆砌石传统护坡措施，不但工期长、造价高，而且浆砌石护坡易受不均匀变型、低温冻融、降雨侵蚀的影响，而断裂、倒塌。

我国北方山西、陕西、甘肃等省的黄土主要为粉质黄土，土壤沙化严重，物候条件干燥，四季温差大，边坡的加固难度大，在道路工程、水利建设领域一直存在有对更有效的边坡加固技术的需求。

发明内容

为解决上述黄土地区边坡防护现存突出问题，本发明提出了黄土边坡浅层加固及表层固结的方法。

为实现上述目的，具体技术方案为：

一种黄土边坡浅层加固及表层固结的方法，包括步骤：

1）开挖截排水沟：在边坡外缘开挖截水沟。在平台内侧开挖横向排水沟，和/或在坡面上开挖纵向排水沟；

2）截排水沟塑型：在截排水沟表面喷涂水性聚氨酯树脂，即在步骤1）开挖的截水沟和排水沟表面喷涂水性聚氨酯树脂；

3）钻孔：垂直于坡面钻孔；

4）加固：钻孔后，在孔内注浆加固，所用的加固浆液为水泥粘土浆液、超细水泥浆液，水泥—水玻璃浆液、水玻璃—氯化钙浆、水性聚氨酯树脂浆液或丙烯酰胺浆液中的一种；

5）制备固结层：在浅层钻孔注浆加固的坡面上，喷涂水性聚氨酯，在坡面上形成固结层。

其中，所述步骤1）之前还包括清理黄土边坡层风化松散层的步骤。采用人工和机械相结合的方式清理坡面表层风化松散层，对于新形成的工程坡面则无需清理。

其中，所述步骤1）中的截排水沟沟宽30-100cm，沟深20-50cm。

其中，所述截排水沟包括截水沟和排水沟，其中截水沟沟宽40-100cm，沟深20-50cm；排水沟宽30-80cm，沟深20-40cm。

其中，所述截水沟位于坡面外边缘1.5-3m范围内；排水沟为平台横向排水沟，和/或坡面纵向排水沟；平台横向排水沟与截水沟相通，坡面纵向排水沟与平台横向排水沟垂向相通。

其中，所述步骤2）中喷涂水性聚氨酯树脂的入渗深度为3-7cm。水性聚氨酯以水为分散介质，浓度在8-20%（体积比），在制备和使用过程中不使用有机溶剂，具有不燃、无毒、不污染环境、易加工等优点。水性聚氨酯树脂在坡面上形成具有良好的弹性、强度、抗寒和防渗功能的固结层，在气温低至-20℃时结构不发生变化。该黄土边坡加固方法适用于各种黄土坡面，尤其适于粉质黄土坡面的加固，有效解决了黄土坡面风化、冻融和降雨冲蚀，坡面浅层湿陷性滑塌等难题。

其中，所述步骤3）中钻孔的纵横间距0.8-1.5m的距离，孔径3-10cm。

其中，所述步骤4）中的加固浆液为水玻璃—氯化钙或水性聚氨酯树脂。注浆技术是一项实用性强、应用范围广的工程技术，它是用液压、气压或电化学的方法，把能能使岩土体固结的浆液注入到岩土体的孔隙、裂隙或钻孔内，增强岩土体的强度、抗渗性、稳定性，从而达到改善岩土体的物理力学性质的目的。

其中，所述步骤5）中喷涂水性聚氨酯的入渗深度2-5cm，水性聚氨酯浓度5-15%。

本发明的有益效果在于：

通过对该坡面实施粉质黄土浅层加固及表层固结，有效增强了蓄水面以上坡面的稳定性，加固层土体的抗剪切强度比原素土抗剪切强度提高了近3倍，在坡面表层形成具有良好的弹性、强度、抗寒和防渗功能的固结层，彻底解决了表层风化剥落、坡面冲蚀问题。

附图说明

图1为坡面的正面示意图。图2为坡面的剖面侧视图。

图中，1为截水沟，2为平台，3为坡面，4为钻孔，5为坡面纵向排水沟，6为平台横向排水沟。

具体实施方式