[发明专利]一种防止路基边坡表层土体冲刷流失的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止路基边坡表层土体冲刷流失的方法，属于路基边坡坡面防护工程领域。

背景技术

降雨引起的渗流作用是路基坡面土体稳定性降低的主要因素之一，在持续的降雨或强降雨条件下，路基边坡经常因防护不当导致坡面土体被雨水冲刷流失、防护结构失稳、水流直接侵蚀路基填土，严重影响了路基边坡稳定性。空心砌块因构造简单、铺设方便而被广泛运用于铁路及公路的路基边坡防护工程，以防止路基边坡表层土体在降雨作用下冲刷流失，进而保证整个路基边坡的稳定性。实际工程中，普遍采用的空心砌块形状为内角为120°的正六边形，即正六棱空心砌块。该种形式的空心砌块在铺设是相邻棱边之间能够紧密接触而没有空隙，形成类似于蜂窝的网状结构，且砌块与砌块之间不能形成贯通整个坡面的细长通缝，避免了雨水沿着通缝流动造成的砌块棱边接触处的土体逐渐流失掏空、砌块松动变形、防护结构失稳。然而，正六棱空心砌块的边长、壁厚及高度都是基于经验确定，没有考虑砌块内土体的物理力学性质、边坡坡度以及降雨引起的渗流作用对砌块内土体稳定性的影响。在砌块内土体性质较差或边坡坡度较陡且砌块高度不足时，砌块内土体受雨水渗流作用产生冲蚀破坏，进而导致砌块底部脱空、防护结构局部坍塌，无法满足砌块内土体及路基边坡浅层稳定性要求。同样，对于六棱空心砌块内土体性质较好或边坡坡度较缓且砌块高度偏大的情况，将增加构造砌块的材料成本，造成不必要的浪费。并且，正六棱空心砌块的平面形状为接近圆的正六边形，在同样的水力坡降条件下砌块内雨水的渗流路径较长，其渗流冲蚀作用较强，砌块的防护效果相对较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止路基边坡表层土体冲刷流失的方法。该方法既能较好地防止路基边坡表层土体在降雨时冲刷流失，进而保证整个路基边坡的稳定性；又能避免砌块材料的浪费，降低了材料成本。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：一种防止路基边坡表层土体冲刷流失的方法，其步骤如下：

A.测定路基边坡坡面土体性质

根据《土工试验方法标准》(GBT50123-1999)，测定路基边坡坡面土体的密度ρ、含水率w、土粒比重G_s以及有效抗剪强度指标黏聚力c′、内摩擦角并换算得到土体饱和重度γ_sat和浮重度γ′；

B.浇筑制作直角六棱空心砌块

确定直角六棱空心砌块尺寸：所述直角六棱空心砌块左右两个内角为90°，其余四个内角为135°，两侧棱边长度为l，l＝10～24cm，上下棱边长度为l′，l′＝[1.2l]([·]表示取整运算)，壁厚为b，b＝0.25l，高度为h，h按下式计算：

式中，f_s为安全系数，其取值为2，α为路基边坡坡面与水平面的夹角；

按确定的直角六棱空心砌块边长、壁厚及高度进行制模，并在模具中浇筑强度不低于C25的混凝土，按标准养护7天后拆模，持续养护至28天后制得成型的直角六棱空心砌块；

C.铺设直角六棱空心砌块

清除路基边坡坡面浮土、填充坑凹，使坡面平整密实，然后自下而上铺设直角六棱空心砌块，铺设时确保90°的内角位于左右两侧，铺设完毕后，在直角六棱空心砌块内填土并夯实。

本发明的原理是：

本发明所用直角六棱空心砌块对防止坡面表层土体冲刷流失的作用主要体现在：空心砌块铺设形成凹凸不平的表面，对来自上面的水流具有消能作用，从而使水流速度减小，冲刷力减弱；空心砌块和块内土体相互约束、组合在一起铺设在坡面上，具有类似于浆砌片石或干砌片石满铺坡面的作用效果，防护结构的整体性较好；更为重要的是空心砌块把整个坡面土体分割成许多小块，并把各小块土体置于空心砌块内，使得来自坡顶的水流需越过空心砌块逐块向下渗流，避免了雨水的直接冲刷。通过在路基坡面铺设空心砌块从而将坡面冲刷问题转变成砌块内土体的渗流稳定问题。因此对于空心砌块这种坡面防护措施，只要保证砌块内土体的渗流稳定性，就可以起到防止路基边坡表层土体冲刷流失的效果。

直角六棱空心砌块的几何参数中，高度h对砌块内土体的渗流稳定性起决定性作用，合理确定空心砌块高度是本发明所用防护方法的核心。