本發明邊坡工程領域，具體涉及一種利用根錨體系加固填方邊坡的方法。

背景技術：

對于坡度不是很陡的邊坡工程，目前主要通過撒草種、鋪草皮、液壓噴播植草、三維網植草、格構梁骨架植草等方法進行生態防護。但是這些生態護坡方法只能發揮草本植物淺層根系的加筋加固作用，難以加固到邊坡潛在較深的滑動面。在一些礦渣和固體廢棄物填方邊坡工程中，由于堆填方土層較厚，也會形成填方體的滑坡，草本植物淺層根系的生態護坡方法難以加固到滑動面。而在我國大面積的碦斯特地貌的山區和干熱河谷地區，由于邊坡陡峭、立地條件難以建立、持水保土難度大，生態護坡和植被種植極其困難。

技術實現要素：

為了克服現有的邊坡工程生態防護技術的不足，本發明提供一種根錨體系加固填方邊坡的生態護坡方法，以實現填方邊坡的深層加固和生態防護。

針對本發明的目的，本發明提供一種根錨體系加固填方邊坡的生態護坡方法：先在原有硬質邊坡坡面上沿坡向埋設若干列鋼筋錨桿，在錨桿露出硬質邊坡坡面的頂部處澆筑混凝土板錨頭，在每個混凝土板錨頭上安裝一個轉動方向沿順坡向的定滑輪，同時在硬質邊坡坡腳處修筑護腳擋墻，每一個定滑輪配備一根柔性拉索，所述拉索繞過該定滑輪，一端垂直拉伸到填方設計的坡面高度，另一端再繞過與該定滑輪同列且位于該定滑輪下方坡向的定滑輪埋設固定在擋墻背面，每列錨桿沿坡向的最后一根錨桿對應的定滑輪的拉索的這一端直接埋設固定在擋墻背面，然后填方至設計坡面高度，在填方坡面修筑混凝土格構梁，并將每根拉索垂直拉伸至填方坡面高度的端頭穿過混凝土格構梁牽拉張緊后錨固。

在本發明的上述技術方案中，在牽繞拉索之前，最好在混凝土板錨頭上澆筑一段用于將定滑輪和填土隔開的垂直于坡面的套管段，將拉索繞過該定滑輪牽引的過程中，根據拉索的牽引位置，將拉索穿過與長度匹配的用于將拉索與填土隔開的套管，所述套管與套管段銜接連通。所述套管和套管段能保護定滑輪和拉索，保證定滑輪順利轉動，方便拉索拉動，同時垂直拉伸到填方坡面的拉索段對應的塑料套管起到了抗滑樁的作用。所述套管和套管段優選為塑料套管和塑料套管段。

在本發明的上述技術方案中，修筑混凝土格構梁時，最好以每根拉索垂直拉伸至填方坡面高度的端頭處為混凝土格構梁框的交點，使拉索的端頭錨固在混凝土格構梁框的交點處。

在本發明的上述技術方案中，最好在填方坡面混凝土格構梁框格內種植草本植物、灌木和喬木，在填方的淺層形成根墊層，有利于加固淺層填土。

在本發明的上述技術方案中，拉索的一端埋設固定在擋墻背面的方式可以是：在修筑護腳擋墻的過程中，在護腳擋墻中橫向埋設固定一根鋼筋，將每一根拉索的端頭纏繞固定在該鋼筋上，再共同埋設在護腳擋墻中。

在本發明的上述技術方案中，所述鋼筋錨桿的列間距優選為2～3m，每列相鄰兩個錨桿之間的間距優選為2～3m。

在本發明的上述技術方案中，所述鋼筋錨埋入硬質邊坡的深度應不小于0.5m,最好大于1m。

在本發明的上述技術方案中，所述鋼筋錨桿最好包裹有塑料或瀝青防銹層。

在本發明的上述技術方案中，所述拉索選用鍍鋅過塑鋼絲拉索。

在本發明的上述技術方案中，拉索和錨桿模擬的深層仿生根，與植物的淺層根墊層、和具有抗滑樁作用的塑料套管構成根錨體系。

本發明得到自然科學基金面上項目(No:51579167)的資助。

本發明方法中根錨體系的作用原理：

填方之后，原有邊坡上填土的自重可以分解為法向正壓力和坡向下滑力，填土的下滑推力傳遞到護腳擋墻的墻背上。當降雨入滲到土坡中時，填土開始產生下滑趨勢，墻背受到增大的下滑推力產生滑移趨勢，從而拉動拉索；原來已經預張拉的拉索通過硬質坡面上的定滑輪把所受的拉力傳遞到坡面的格構梁上，從而對填土產生正壓力增量。根據摩爾-庫倫定理，填土抗滑力增加，從而減小了填土下滑趨勢，實現了填土的受力自平衡和穩定性。體系的受力自平衡見圖4。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1.本發明所述方法利用錨桿和拉索起到仿生根的作用加固填方邊坡的深層(植被根系達不到的深度范圍)坡土，利用體系的受力自平衡把作用在護腳擋墻上的剩余下滑推力轉換為坡土的法向正應力，提高坡土和根墊層的抗剪強度，從而有效加固邊坡，解決現有生態護坡技術不能加固深層坡土的問題。

2.本發明方法簡單、易于施工、成本低、易于推廣。

附圖說明

圖1是本發明所述方法中加固填方邊坡的受力自平衡根錨體系的側視圖。

圖2是本發明所述方法中加固填方邊坡的受力自平衡根錨體系的平面圖。

圖3是本發明所述方法中錨桿、錨頭上定滑輪和拉索布置方式圖。

圖4是本發明所述方法中根錨體系加固填方邊坡受力自平衡的力系示意圖。

圖中，1—擋墻，2—硬質邊坡，3—鋼筋錨桿，4—混凝土板錨頭，5—定滑輪，6—拉索，7—套管段，8—填方(填土)，9—混凝土格構梁，10—喬灌草植被(包括根墊層)，11—套管。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明所述根錨體系加固填方邊坡的生態護坡方法作進一步說明。

實施例

根錨體系加固填方邊坡的生態護坡方法，先在原有硬質邊坡2坡面上沿坡向鉆孔埋設若干列包裹有塑料或瀝青防銹層的鋼筋錨桿3，鋼筋錨桿的列間距約為2m，每列相鄰兩個錨桿之間的間距約為2m。在每根錨桿露出硬質邊坡坡面的頂部澆筑混凝土板錨頭4，在每個混凝土板錨頭上順坡向安裝一個定滑輪5，在每個混凝土板錨頭上澆筑用于將定滑輪和填土隔開的垂直于坡向的塑料套管段7；同時在硬質邊坡坡腳處修筑護腳擋墻1，每一個定滑輪配備一根柔性鍍鋅過塑鋼絲拉索6，所述拉索繞過該定滑輪，一端垂直拉伸到填方設計的坡面高度，另一端再繞過與該定滑輪同列且位于該定滑輪沿坡向下方的定滑輪，埋設固定在護腳擋墻背面。在牽繞拉索的過程中，根據拉索的牽引位置，將拉索穿過長度匹配的用于將拉索與填土8隔開的塑料套管11，并將這些塑料套管與定滑輪的垂直向塑料套管段銜接連通。每列錨桿沿坡向的最后一根錨桿對應的定滑輪的拉索末端直接埋設固定在擋墻背面。拉索的一端埋設固定在擋墻背面的方式為在修筑護腳擋墻的過程中，在護腳擋墻中橫向埋設一根帶彎頭的鋼筋，將每一根拉索的端頭纏繞固定在該鋼筋上，再共同埋設在護腳擋墻中。然后填方至設計坡面高度，在填方坡面修筑混凝土格構梁9，在修筑混凝土格構梁時，以每根拉索垂直拉伸至填方坡面高度的端頭處為混凝土格構梁框的交點，并將每根拉索垂直拉伸至填方坡面高度的端頭穿過混凝土格構梁牽拉張緊后錨固，使拉索的端頭錨固在混凝土格構梁框的交點處。在填方坡面混凝土格構梁框格內種植草本植物、灌木和喬木10。植物的根系扎入地下形成根墊層。這樣，形成了植物的淺層根墊層、拉索和錨桿模擬深層仿生根和塑料管樁(作為小型抗滑樁)構成的根錨體系。

拉索和錨桿模擬的深層仿生根，與植物的淺層根墊層、和具有抗滑樁作用的塑料套管構成根錨體系，如圖1-3所示。根錨體系的受力平衡見圖4所示。填方之后，填土的自重可以分解為法向正壓力和坡向下滑力，填土的下滑推力傳遞到護腳擋墻的墻背上。當降雨入滲到土坡中時，填土開始產生下滑趨勢，墻背受到增大的下滑推力產生滑移趨勢，從而拉動拉索，原來已經預張拉的拉索通過硬質坡面上的定滑輪把所受的拉力傳遞到坡面的格構梁上，從而對填土產生正壓力增量。此時，如圖4(a)所示，格構梁被拉索拉動受力T₁和T₂后，在填方坡面產生正壓力P₁和P₂，根據摩爾-庫倫定理，增加了填方的抗滑力和抗剪強度，從而減小了填土下滑趨勢，同時也實現了格構梁受力的自平衡。如圖4(b)所示，定滑輪改變拉索所受拉力T₁和T₂的方向，分不同方向傳遞給格構梁和擋墻，實現了格構梁、錨桿和擋墻綜合受力的自平衡。如圖4(c)所示，擋墻受到填土下滑推力E、擋墻的自重G、擋墻的地基反力N、擋墻與地基的摩擦力F、以及拉索的拉力T₁和T₂，實現了擋墻受力體系的自平衡。