[发明专利]变截面树根桩和膜袋混凝土联合排水绿化护坡结构及方法

权利要求书

1.变截面树根桩和膜袋混凝土联合排水绿化护坡结构的施工方法，所述变截面树根桩和膜袋混凝土联合排水绿化护坡结构包括多组自应力膨胀树根桩(1)，所述自应力膨胀树根桩(1)埋设在边坡土体内部，进而通过自应力膨胀树根桩(1)与边坡土体的相互作用，使其由边坡普通锚杆或单桩的单独受力变为树根桩与土共同受力，提高边坡抗滑性能；在边坡土体的表层铺设有土工膜袋(5)，所述土工膜袋(5)的内部填充有膜袋填充物(6)；所述土工膜袋(5)通过固定在自应力膨胀树根桩(1)顶部固定台座(2)进行固定；所述自应力膨胀树根桩(1)上等间距设置有刚性约束盘(3)，所述自应力膨胀树根桩(1)之间填充有普通水泥浆(16)和自应力膨胀水泥浆(4)；

所述自应力膨胀树根桩(1)直径为100～300mm，自应力膨胀树根桩(1)采用中空锚杆(15)作为钢筋材料，中空锚杆(15)上钻有注浆孔(7)，注浆管能够插入中空锚杆(15)中进行注浆；

所述刚性约束盘(3)以0.3～1m的间距固定在自应力膨胀树根桩(1)的钢筋上，相间隔的两个刚性约束盘(3)之间分别充填普通水泥浆(16)和自应力膨胀水泥浆(4)，使自应力膨胀树根桩(1)的桩身呈“糖葫芦”状，以提高桩体的边界摩阻力；

所述自应力膨胀水泥浆(4)由5％～30％的膨胀剂、水泥以及粉煤灰添加剂组成，添加粉煤灰来改善自应力膨胀水泥浆(4)的流动度和强度，添加5％～30％的膨胀剂后，能够使水泥浆液具有自应力膨胀的性能；

所述土工膜袋(5)由土工织物缝制而成，厚度为20～50cm，膜袋内部为多层结构，层数和每层的厚度按照膜袋的实际厚度和工程实际的需要设置，底层充填混凝土层(11)，防止雨水渗入，混凝土层(11)的混凝土中添加有纤维材料，减小混凝土的开裂；中层为储水保肥层(12)，由陶粒、木屑保水材料组成；膜袋表层(13)充填植被腐质充填物，为植被生长提供植生土壤；

其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：

步骤一，清理坡表：在铺设土工膜袋(5)施工前，先将边坡表面整平，防止出现尖锐石头割破、刺穿膜袋；

步骤二，树根桩的设计：对于加固边坡土体的网状结构自应力膨胀树根桩(1)设计，首先必须进行自应力膨胀树根桩(1)的布置，再按布置情况验算受力模式，对内力和外力进行计算分析；其内力计算公式如下：

其中：F_R为每根树根桩上作用的拉力，单位为kN；P为避免发生圆弧滑动而需增加的抵抗力，单位为kN/m；S₁为单位宽度1m中树根桩根数；β为树根桩与竖直方向的夹角；α为滑动力作用方向与水平线夹角；f为变截面树根桩桩身膨胀摩擦系数；

步骤三，钻孔：采用套管跟进法，钻机转速为200～220r/min，液压力为1.5～2.5MPa，配套供水压力为0.1～0.3MPa，钻孔到设计标高后必须清孔，控制供水压力的大小，直至孔口一处流出清水为止；

步骤四，吊放钢筋和注浆管：应尽可能一次吊放带有刚性约束盘(3)的钢筋，避免对孔壁造成影响，注浆管采用无缝铁管，在接头处采用内缩节，使外管壁光滑，便于拔出；

步骤五，桩体分段注浆：应有两台机器进行注浆，一台注普通水泥浆(16)，另一台注自应力膨胀水泥浆(4)，注浆时应计算好两根注浆管的提升长度，以区别开相邻段注浆浆液，同时应控制好注浆压力，使浆液均匀上冒注浆管能够在注浆过程中随注随拔，注浆管一定要埋在水泥浆中2～3m，以保证浆体质量；

步骤六，铺设膜袋：按照自应力膨胀树根桩(1)布置的间距，在土工膜袋(5)上预留好对应的安装孔，然后将土工膜袋(5)从上至下铺设在边坡表面，使得土工膜袋(5)上的预留孔与树根桩对齐；

步骤七，膜袋底面注浆：膜袋铺设完成后，将拌制好的水泥浆液注入第一层膜袋中；

步骤八，膜袋表层植被腐质物充填：底层的水泥浆液初凝后，再进行膜袋表层的植被腐质物充填，充填时遇到拥堵的情况时，采用脚踩挤压的方式疏通。

2.根据权利要求1所述变截面树根桩和膜袋混凝土联合排水绿化护坡结构的施工方法，其特征在于：所述固定台座(2)与土工膜袋(5)之间安装有钢制面板(8)，所述固定台座(2)的下表面设置一块承压板(10)，避免固定螺母(9)与土工膜袋(5)接触面太小而破坏膜袋混凝土，并均匀分散来自锚杆的拉力。