一种膨胀土挖方边坡的刚柔性组合支护结构及施工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114703871A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210053597.0(22)申请日2022.01.18(71)申请人华东建筑设计研究院有限公司上海地下空间与工程设计研究院地址200011上海市黄浦区西藏南路1368号(72)发明人王卫东吴江斌罗岚(74)专利代理机构杭州天昊专利代理事务所(特殊普通合伙)33283专利代理师何碧珩卓彩霞(51)Int.Cl.E02D17/20(2006.01)E02D5/76(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种膨胀土挖方边坡的刚柔性组合支护结构及施工方法(57)摘要本发明提供一种膨胀土挖方边坡的刚柔性组合支护结构及施工方法，采用本发明方法施工得到的刚柔性组合支护结构能够减少支护结构所受的膨胀力，适应膨胀土挖方边坡的胀缩变形，改善现有锚杆框架梁支护结构所受膨胀力太大，无法较好协调膨胀土边坡胀缩变形的情况。CN114703871ACN114703871A权利要求书1/2页1.一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，包括以下步骤：(1)对挖方边坡进行开挖，刷坡至设计坡率；(2)在坡体内施工全长粘结型锚杆；(3)在坡面施工钢筋混凝土框架梁；(4)在框架梁四周植入带钩弹簧膨胀螺栓，在框架梁框格内坡面插入弹簧锚杆；(5)在框格内铺设生态袋；(6)生态袋上方盖镀锌钢丝网，张紧，分别与带钩弹簧膨胀螺栓以及弹簧锚杆勾连；步骤(2)与(3)的顺序能够互换。2.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(1)中，所述设计坡率为1:1～1:2。3.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(4)中，每个框格布设的带钩弹簧膨胀螺栓、弹簧锚杆的总数量n采用以下方法计算得到：(4.1)获取膨胀土的物理力学参数，包括抗剪强度指标、膨胀力、自由膨胀率、有荷载作用下的膨胀率、大气影响深度、急剧影响深度；(4.2)采用以下公式计算膨胀土的自由膨胀位移S0，其中膨胀率取自由膨胀率：式中：ψe——膨胀变形量计算经验系数；δep——自由膨胀率；H——计算厚度，取大气影响深度；(4.3)作出膨胀力p与位移S的关系曲线，将膨胀土膨胀力与位移之间的关系简化为线性关系，获得膨胀力与位移的简化关系式：p＝‑mS+p0(1‑2)其中，横截距为计算自由膨胀位移S0，纵截距为实测膨胀力；(4.4)确定边坡的控制位移Sk，计算出控制膨胀力pk：pk＝‑mSk+p0(1‑3)(4.5)计算每个框格布设的带钩弹簧膨胀螺栓、弹簧锚杆的总数量n：式中：A——单框格面积；k——弹簧刚度。4.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(2)中，所述全长粘结型锚杆固定在坡体内，所述全长粘结型锚杆固定后与水平面的夹角为15～35°。5.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(3)中，所述钢筋混凝土框架梁包括多个连续的框格。6.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(4)中，所述弹簧锚杆插入坡体内长度为2.5～5m，所述弹簧锚杆的布置间距不小于1m，所述弹簧锚杆垂直于坡体表面布置。2CN114703871A权利要求书2/2页7.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(4)中，所述弹簧锚杆包括弹簧锚杆本体，所述弹簧锚杆本体的上端由下而上依次设有第一弹簧锚杆端板和第二弹簧锚杆端板，第一弹簧锚杆端板和第二弹簧锚杆端板之间设有第一弹簧，第二弹簧锚杆端板的上表面连接有第一弯钩。8.根据权利要求7所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(4)中，所述弹簧锚杆还包括第一限位杆，所述第一限位杆设置在第一弹簧锚杆端板和第二弹簧锚杆端板的侧部，所述第一限位杆由下而上穿过第一弹簧锚杆端板，其末端和第二弹簧锚杆端板固定连接，所述第一限位杆的下端设有第一限位块，所述第一弹簧锚杆端板能够沿所述第一限位杆活动。9.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(4)中，所述带钩弹簧膨胀螺栓包括丝杆，所述丝杆外设有套管，所述套管上连接有垫片、弹簧垫圈和螺母，所述丝杆的下端由上而下依次设有第一带钩弹簧膨胀螺栓端板和第二带钩弹簧膨胀螺栓端板，所述第一带钩弹簧膨胀螺栓端板和第二带钩弹簧膨胀螺栓端板之间设置第二弹簧，所述第二带钩弹簧膨胀螺栓端板的外表面连接第二弯钩。10.根据权利要求1所述的一种膨胀土挖方边坡刚柔性组合支护结构的施工方法，其特征是，步骤(4)