[发明专利]一种提高膨胀土边坡稳定性和控制膨胀土结构破坏的方法

说明书

技术领域

本发明提供了膨胀土边坡治理方法，属于岩土工程领域，具体涉及一种提高膨胀土边坡稳定性和控制膨胀土结构破坏的方法防止膨胀土膨胀造成边坡裂隙的方法。

背景技术

由于膨胀土所具有的吸水膨胀、失水收缩的特性，使其土体极容易形成裂隙，而裂隙的形成与发展又是边坡失稳的主要影响因素。我国膨胀土分布较广，且我国正处于高速发展建设期，难免工程项目就选在膨胀土分布区。膨胀土边坡经常会发生崩塌、滑坡等灾害，一旦发生，其对当地人民、建筑物、工程的影响是巨大的。所以对膨胀土边坡进行处理以防止其发生失稳等破坏是极有必要的。目前工程上对膨胀土边坡的处理一般是打锚钉，砌混凝土加固和加强排水等。以上技术措施治理膨胀土边坡虽有一定效果，但长时间后仍然会出现裂隙等影响膨胀土边坡稳定的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种提高膨胀土边坡稳定性和控制膨胀土结构破坏的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的一种提高膨胀土边坡稳定性和控制膨胀土结构破坏的方法，其步骤依次为：

（1）将待处理的膨胀土边坡开挖至设计图纸标明的高程；

（2）对膨胀土边坡表面采用土工膜包盖，土工膜根据需要分为若干台阶铺设，当边坡高差较大时，应分级放坡；

（3）在开挖出的膨胀土边坡表面铺设挡墙；除驳岸挡墙外，其余各级挡墙均采用柔性支护结构，对各级挡墙内侧坡脚处进行超挖，各级挡墙内侧横向开挖长度d不小于非膨胀土或者改良膨胀土的覆盖厚度h；

（4）在土工膜上覆盖厚度h的非膨胀土或改良膨胀土，通过膨胀土胀缩表征参数的测量装置测量膨胀土的发生胀缩变形而引起结构破坏的临界荷载，所覆盖土的荷载须大于临界荷载，使土工膜下的膨胀土结构能长期保持稳定，达到强度不显著降低的目的；

（5）再在各级柔性挡墙后和土工膜上铺设一层透水砂砾料，并用非膨胀土或改良土回填覆盖边坡，回填土和柔性结构面层通过分层铺设有土工格栅连接成一个整体加筋土边坡或加筋土挡土结构形式。

本发明通过在膨胀土边坡铺设土工膜且覆盖一定厚度的非膨胀土或改良膨胀土，阻止了膨胀土与外面空气的接触，且在膨胀土表层覆盖防水土工膜并设排水设施，可有效降低膨胀土中含水率变化幅度和胀缩变形量以及防止裂隙的产生与发展；各级挡墙采用柔性支护结构，可避免膨胀土与结构间的不协调变形使挡土结构发生破坏，具有较强适应能力和抗倾覆能力，且可达到生态美观的效果。施工简单、方便，效果好。

作为优选，所述步骤（1）中对膨胀土边坡开挖时，对于综合坡比较大，易滑动的膨胀土边坡采用阶梯形开挖；若坡面较缓，防水土工膜不会滑动，膨胀土表面也可采用斜坡形式。

作为优选，所述步骤（2）中土工膜为防水性土工膜。

作为优选，所述步骤（3）中对墙内侧水平向开挖长度d应能保证坡非膨胀土或改良土的水平向抗剪强度大于坡内膨胀土的侧向土压力。

作为优选，所述步骤（4）中非膨胀土或改良膨胀土厚度的确定需通过膨胀土胀缩表征参数的测量装置试验测量得到膨胀土保持结构稳定的临界上覆荷载得到，测量装置通过对膨胀土试样施加设定达法向应力，待试样变形稳定后测量其变形量；对膨胀土试样进行渗水饱和膨胀，待试样膨胀稳定后测定其膨胀变形量；在保持法向压力不变的情况下再对前述渗水膨胀后的试样进行电加热，使其失水收缩，当试样达到预定含水率后测量其收缩变形量；具体步骤如下：

（1）膨胀变形：将制好的原状样装入膨胀土胀缩表征参数的测量装置中，待准备工作一切就绪后，调节气压调压筒，施加竖向荷载，待土样压缩稳定，开始向水槽内注入纯水，记录数据至膨胀稳定；

（2）收缩变形：对膨胀稳定的试样，保持法向应力不变，打开温度测控仪，对其进行电加热，使试样失水至饱和度达到50%到70%，记录数据计算收缩变形；

（3）临界荷载的确定：根据试样在不同竖向荷载作用下，干湿循环过程中的胀缩变形试验，可以得到试样的膨胀率、收缩率与荷载的变化关系曲线.试验结果表明在干湿循环过程中，收缩率和膨胀率都不超过3%时，土体结构不会发生明显破坏，土体长期强度较高，由收缩率和膨胀率都不超过3%即可确定土体上覆临界荷载P_cr，如图2和图3所示的土体临界荷载P_cr为60kPa.