一种裂隙土边坡的生态护坡结构及施工方法

1.本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种裂隙土边坡的生态护坡结构及施工方法。


背景技术：

2.裂隙土是一种吸水膨胀、失水收缩、具有较大胀缩变形能力的高塑性粘性土，它具有透水性差、强度变化大、失水收缩固结、遇水强度锐减等特性。典型裂隙土包括红黏土、膨胀土、黄土和其它胀缩性黏土。裂隙土失水收缩，从而容易产生裂隙，裂隙导致土坡强度降低，边坡稳定性下降，容易引发边坡垮塌等工程病害，所以必须对裂隙土边坡进行防护治理。常见的边坡防护治理工程措施有工程护坡、网格植草护坡、草皮护坡等。单纯的工程护坡属于刚性结构，不能适应边坡的变形，造价高且不利于生态保护；网格植草护坡和草皮虽然有利环境保护，但由于没有对边坡土进行改良处理，均不能有效防止边坡裂隙的产生及发展，从而也容易产生边坡工程病害。因此，需要根据裂隙土的土质条件，提出一种适合裂隙土的护坡结构，达到生态治理裂隙土边坡的目的。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，提供一种裂隙土边坡的生态护坡结构及施工方法，以解决上述技术所存在的不足。本发明不但可以显著提高裂隙土的强度和边坡稳定性，还通过对边坡裂隙土改良实现就地取材和废物利用，有利于当地的生态环境保护，符合国家所倡导的“资源再利用、生态中国、绿色施工”等观念。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
5.第一方面，本发明提供一种裂隙土边坡的生态护坡结构，包括铁丝网、固化土层、剑麻纤维+生物炭改良土层、pam+na2so4改良土层和植被层。
6.所述铁丝网顶部高度距离未处理的裂隙土坡面60mm～70mm，铁丝网覆盖于坡顶、坡面与坡脚，用于锚固所填充的固化土，并且铁丝网每隔一个连接点安装一个锚固钢筋，钢筋用于固定铁丝网。
7.所述固化土层为裂隙土、水和固化剂形成的固化土，固化土28天无侧限抗压强度在0.4mpa-1mpa之间，优选28天无侧限抗压强度为0.5-0.9mpa，流动度为150mm-200mm之间，覆盖于铁丝网上，进一步提高裂隙土边坡的稳定性，固化土层厚度为80mm～120mm。
8.所述剑麻纤维+生物炭改良土层为裂隙土、剑麻纤维、生物炭和水形成的剑麻纤维+生物炭改良土，覆盖在固化土层之上，剑麻纤维+生物炭改良土的裂隙率不大于5％，裂隙平均宽度不大于2mm，厚度为40mm～60mm，剑麻纤维+生物炭改良裂隙土形成的剑麻纤维+生物炭改良土可抑制裂缝的产生和发展，以减少雨水的渗入，提高边坡的稳定性。
9.所述pam+na2so4改良土层为裂隙土、聚炳烯酰胺(pam)、硫酸钠(na2so4)和水形成的pam+na2so4改良土，覆盖在剑麻纤维+生物炭改良土层之上，pam+na2so4改良土的28天无侧限抗压强度在0.5mpa-1mpa之间，崩解时间不小于300min，其厚度为90mm～110mm。pam+
na2so4改良土可降低雨水渗透、减少土中水分蒸发、提高裂隙土的肥力以及抵抗雨水对边坡的冲刷，有助于植被生长。
10.所述植被层种植在pam+na2so4改良土层上，所选植物适应当地气候环境和土层，植被层有利于生态环境保护，防止水土流失，进一步加强裂隙土边坡的稳定性。
11.所述固化土中各物质的质量比的取值范围为：
12.裂隙土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:(30-110):(110-30):(7-100):(4-15):(2-15):(700-900)；
13.所述剑麻纤维+生物炭改良土中剑麻纤维的长度范围为10-30mm，剑麻纤维的掺量范围为0.1％-0.5％，生物炭的掺量范围为4％-10％。
14.所述pam+na2so4改良土中pam的掺量取值范围为0.01％-0.15％，硫酸钠的掺量取值范围为0.5％-3％。
15.所述固化土层、剑麻纤维+生物炭改良土层、pam+na2so4改良土层具体配比可根据裂隙土性能的不同在上述范围内选择最优最经济的配方，使得各层能够满足各层的性能要求，且能达到对裂隙土控裂防护的作用。
16.第二方面，本发明还提供所述裂隙土边坡的生态护坡结构的施工方法，包括以下步骤：
17.(1)按设计边坡坡率开挖，在边坡指定位置钻孔并植入钢筋，然后在钢筋上绑扎铁丝网，使铁丝网平行于边坡；
18.(2)按配合比拌和固化土，然后将其平铺在裂隙土坡面并人工碾压密实，覆盖塑料薄膜养护7-14天；
19.(3)按配合比拌和剑麻纤维+生物炭改良土，将其铺筑在固化土层上并人工碾压密实；
20.(4)按配合比拌和pam+na2so4改良土，将其铺筑在剑麻纤维+生物炭改良土层上并进行人工整平；
21.(5)在pam+na2so4改良土层上撒播草籽，浇水后覆盖塑料薄膜进行养护7-14天。
22.第三方面，本发明提供一种裂隙土边坡的生态护坡施工方法，包括以下步骤：
23.步骤1，裂隙土边坡的认定在疑似裂隙土的边坡场地，采集土壤样本并风干，开展颗粒分析实验、液塑限实验和收缩实验，根据实验指标确定边坡土是否属于黏性土且线性收缩率是否大于2.5％，若为黏性土且线性收缩率大于2.5％则该边坡土为裂隙土；
24.步骤2，实验室改良土制作及检测
25.步骤2.1，固化土
26.采集边坡裂隙土土样，以矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠等为固化剂材料，加入适量的水，进行充分拌合并压实成型，养护28天，进行无侧限抗压试验和流动度试验，测试固化土的抗压强度和流动度，根据固化土的综合性能确定最佳固化土配合比；
27.步骤2.2，剑麻纤维+生物炭改良土
28.选取不同长度和不同掺量的剑麻纤维、不同掺量的生物炭均匀掺入到裂隙土中，焖料48小时后压实制样，进行室内开裂试验，测定其裂隙率和裂隙平均宽度等指标，根据实验指标确定最佳掺量及配合比；
29.步骤2.3，pam+na2so4改良土
30.选取不同掺量pam与na2so4，分别进行干掺与液掺(先把pam与na2so4在水中溶解)到裂隙土中，焖料48小时后压实制样，然后养护28天，开展无侧限抗压和崩解试验，测定抗压强度和崩解时间等指标，根据实验指标确定外加剂最佳掺入方式及最佳掺量；
31.步骤3，现场施工
32.步骤3.1，施工准备
33.现场按照设计边坡坡率开挖边坡，整理成型，用石灰粉画出需要加固的裂隙土边坡区域；制作铁丝网片；取现场裂隙土土样，测量含水量，依据步骤2确定的最佳掺量和配合比，在裂隙土掺入不同改良剂得到不同改良土备用；所述固化土中的改良剂为固化剂，所述剑麻纤维+生物炭改良土中的改良剂为剑麻纤维和生物炭，所述pam+na2so4改良土中的改良剂为pam与na2so4；
34.步骤3.2，铁丝网施工
35.先在裂隙土边坡测量放线，确定需要锚固钢筋的位置，然后在指定位置插入钢筋，要求稳固不松动，最后在锚固钢筋上绑扎铁丝网，要求铁丝网距离坡面60-70mm；
36.步骤3.3，固化土层施工
37.在边坡坡面从上至下沿铁丝网上分层浇入备好的固化土混合物，人工压实并大致抹平，表面高差不超过20mm，固化土厚度为80-120mm，并在表面覆盖薄膜进行养护；
38.步骤3.4，剑麻纤维+生物炭改良土层施工
39.待固化土层养护一周形成初步强度后，可以在其上进行剑麻纤维+生物炭改良土层的施工，把现场备好的剑麻纤维+生物炭改良土，沿坡面由坡底至坡顶进行分层铺筑，采用人工压实成型，保证表面初步平整，表面高差不超20mm，土层厚度为40-60mm；
40.步骤3.5，pam+na2so4改良土层施工
41.把现场备好的pam+na2so4改良土，沿坡面由坡底至坡顶分两层铺筑在剑麻纤维+生物炭改良土层上，下层采用人工压实且厚度为70-90mm，上层不需压实且厚度为20mm；
42.步骤3.6，植被层的施工
43.在pam+na2so4改良土层表面播散适宜当地生长的草籽，然后在土层上喷水，让草籽与土层粘结紧密，最后覆盖塑料薄膜养护7-14天；
44.步骤4，生态护坡竣工验收
45.步骤3完成3-6个月后，待草籽生长形成植被层，可以进行生态护坡的竣工验收，包括检测坡面平整度、完整度、植被生长率和高度等相关指标。
46.相对于现有技术，本发明的有益效果为：
47.1.本发明生态护坡结构由多种改良土层组合，固化土层可以封闭开挖裂隙土边坡并大幅提高边坡土的强度，剑麻纤维+生物炭改良土层可以抑制裂隙的产生和扩展，pam+na2so4改良土层在提高裂隙土强度的同时且能减少外界水分的进入和内部水分的蒸发，剑麻纤维+生物炭改良土和pam+na2so4改良土的固化土都有助于植被的生长，植被层能减缓水土流失和保护生态环境。本发明生态护坡结构通过三层改良土层的协同作用能控制裂隙的产生和发展，以达到控制裂隙产生、提高边坡稳定性、减少水土流失、促进边坡植被生长的目的。
48.2.本发明施工方法中每种改良土层具有不同的配合比、特性和功能，通过对裂隙土进行科学的改良和合理的分层设置，达到最控裂效果最好、经济性最优的生态防护结构。
49.3.本发明中采用的固化土、剑麻纤维+生物炭改良土、pam+na2so4改良土可根据不同裂隙土类型及施工要求，配制不同的配合比，满足各种裂隙土边坡的要求。
50.4.本发明采用的剑麻纤维、生物炭及pam均属于生态环保材料，有利于生态环境保护；本发明使用的生物炭，其原料为稻草、麦杆、种子壳、动物粪便和其它农作物，还有人类制造的垃圾—比如下水污泥或其他生活垃圾，使用垃圾废料生产生物炭具有双重减碳的效果。
51.5.本发明采用裂隙土作为边坡材料，能够充分利用不良土壤，从而降低施工成本，减少弃土占用土地资源的问题。
52.6.本发明采用的生态护坡结构简单，施工难度低，可节省施工时间和成本，适用范围广。
附图说明
53.图1为本发明裂隙土边坡的生态护坡结构剖面示意图；
54.图2为本发明裂隙土边坡的生态护坡铁丝网布局示意图；
55.图3为本发明裂隙土边坡的生态护坡治理层立体结构图；
56.图4为实施例1中的裂隙土颗粒分析结果图；
57.图5为实施例2中的裂隙土颗粒分析结果图。
58.其中，1边坡裂隙土层，2铁丝网层，3固化土层，4剑麻纤维+生物炭改良土层，5pam+na2so4改良土层，6植被层。
具体实施方式
59.下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步说明，阐述具体的施工方法，是对本发明的具体说明，不应看作是对本发明的限定。
60.本发明裂隙土边坡的生态护坡结构(参见图1-3)，包括铁丝网层2、固化土层3、剑麻纤维+生物炭改良土层4、pam+na2so4改良土层5和植被层6；所述固化土层以裂隙土为基础利用矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠等进行改良，覆盖于铁丝网层上；所述剑麻纤维+生物炭改良土层4，以生物炭和剑麻纤维改良土壤抑制裂缝；pam+na2so4改良土层以聚炳烯酰胺、硫酸钠改良土壤提高肥力和雨水渗透性。
61.所述铁丝网顶部高度距离未处理的裂隙土坡面60mm～70mm，铁丝网覆盖于边坡裂隙土层1的坡顶、坡面与坡脚，用于锚固所填充的固化土，并且铁丝网每隔一个连接点安装一个锚固钢筋(参见图2)，钢筋用于固定铁丝网。
62.本发明针对裂隙土对其进行三种方式的改良，形成三种改良层，固化土层3、剑麻纤维+生物炭改良土层4、pam+na2so4改良土层5三者协同作用达到控制裂隙产生并发展，有效防止水分进入和蒸发，实现了对裂隙土边坡的有效防护。
63.实施例1，一种裂隙土边坡的生态护坡结构及施工方法，包括以下步骤：
64.步骤1，在疑似裂隙土的边坡场地，采集土壤样本并风干，开展颗粒分析实验、液塑限实验和收缩实验，所测得土壤的基础性质指标如表1，颗粒分析结果见附图4，由图上可看到该土壤中的砂粒(0.075mm-2mm)比例为2.5％，粉粒(0.005mm-0.075mm)比例为19.7％，黏粒(＜0.005mm)比例为77.8％，该土样其他性质指标所测值见表1
65.表1：裂隙土基本物理性质
66.土粒比重缩限/％体缩率/％线收缩率/％液限/％塑限/％塑性指数2.7216.314.054.8767.7％28.3％39.4
67.由上表可得出，在本实施例中所选择的边坡土的线收缩率为4.87％＞2.5％，判定该边坡土为裂隙土，根据颗粒分析进一步判断为高液限黏土。
68.步骤2，实验室改良土制作及检测
69.步骤2.1固化土的制作
70.采集边坡裂隙土土样，以矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠等为固化材料，加入适量的水，进行充分拌合并压实成型。其中，在本实施例中，矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠以及水的掺量如下；
71.方案一：
72.裂隙土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:32.4:72.0:7.2:4.8:3.6:800
73.方案二裂隙土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:57.6:57.6:8.4:10.8:7.2:850
74.方案三：
75.裂隙土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:72.0:32.4:9.6:14.4:14.4:900
76.按照方案一、二、三制作而成的固化土，其28天无侧限抗压强度和流动度如下：
77.表2：固化土抗压强度值(峰值强度)
78.组号方案一方案二方案三28d抗压强度0.497mpa0.896mpa0.917mpa
79.表3：固化土流动度值
80.组号方案一方案二方案三流动度182mm196mm209mm
81.最后，经检测方案二的抗压强度值与流动度值均满足28天无侧限抗压强度在0.5mpa-1mpa之间，流动度为150mm-200mm之间，且综合经济性，确定最优掺量为方案二。
82.步骤2.2，剑麻纤维+生物炭改良土制作
83.选取不同长度和不同掺量的剑麻纤维、不同掺量的生物炭均匀掺入到裂隙土中，焖料48小时后压实制样后进行室内开裂试验，测定其裂隙率和裂隙平均宽度等指标，其中，在本实施例中，剑麻纤维(sf)的长度取为10mm、20mm和30mm，其掺量选择为0.15％、0.3％和0.45％，生物炭(b)掺量设置为4％、6％、8％。其具体试验结果如表4与表5：
84.表4：剑麻纤维+生物炭改良土裂隙率
85.掺量4％b6％b8％b10mm/0.15％sf7.12％7.09％7.02％10mm/0.30％sf7.08％7.01％6.94％10mm/0.45％sf7.02％6.98％6.89％20mm/0.15％sf6.84％6.77％6.69％20mm/0.30％sf5.99％5.89％5.76％
20mm/0.45％sf5.26％5.17％5.09％30mm/0.15％sf5.11％5.04％5.01％30mm/0.30％sf5.07％4.91％4.61％30mm/0.45％sf4.72％4.68％4.12％
86.表5：剑麻纤维+生物炭改良土平均裂隙宽度
87.掺量4％b6％b8％b10mm/0.15％sf3.23mm3.91mm2.74mm10mm/0.30％sf2.83mm3.51mm2.52mm10mm/0.45％sf2.91mm3.66mm2.68mm20mm/0.15％sf2.45mm2.92mm2.13mm20mm/0.30％sf2.21mm2.36mm1.72mm20mm/0.45％sf1.92mm2.14mm1.64mm30mm/0.15％sf2.35mm2.63mm2.11mm30mm/0.30％sf1.94mm2.02mm1.89mm30mm/0.45％sf2.04mm2.6mm1.99mm
88.最后根据表4与表5可知，同时满足裂隙率小于5％，裂隙平均宽度小于2mm的掺量比有：30mm/0.30％sf+8％b与30mm/0.45％sf+8％b，在结合经济性原则，最佳掺和方案为30mm/0.30％sf+8％b。
89.步骤2.3，pam+na2so4改良土制作
90.选取不同掺量pam与na2so4，分别进行干掺与液掺(先把pam与na2so4在水中溶解)到裂隙土中，焖料48小时后压实制样，然后养护28天，开展无侧限抗压和崩解试验，测定抗压强度和崩解时间等指标，其中在本实施例中，pam的掺量设置为0.03％，0.06％，0.09％，硫酸钠掺量设置为1％，2％，其具体试验结果如表6与表7：
91.表6：pam+na2so4改良土抗压强度值(峰值强度)
[0092][0093][0094]
表7：pam+na2so4改良土崩解时间
[0095]
掺量1％na2so42％na2so40.03％pam(干)261min249min0.06％pam(干)297min284min0.09％pam(干)281min267min
0.03％pam(液)294min286min0.06％pam(液)329min307min0.09％pam(液)305min299min
[0096]
结合表6与表7，抗压强度与崩解时间均满足28天无侧限抗压强度在0.5mpa-1mpa之间，崩解时间大于300min的组别有三组，分别是0.06％pam(液)+1％na2so4、0.06％pam(液)+2％na2so4和0.09％pam(液)+1％na2so4，但是比较抗压强度及崩解时间，明显可看出最优掺和比为：0.06％pam(液)+1％na2so4。
[0097]
步骤3，现场施工
[0098]
步骤3.1，施工准备
[0099]
现场按照1：1.75开挖边坡，整理成型，用石灰粉画出需要加固的裂隙土边坡区域；制作铁丝网片；取现场裂隙土土样，测量含水量为17.9％，依据步骤2确定的最佳掺量和配合比，在裂隙土掺入不同改良剂得到不同改良土备用；
[0100]
步骤3.2，铁丝网施工
[0101]
先在裂隙土边坡测量放线，确定需要锚固钢筋的位置，然后在指定位置插入钢筋，要求稳固不松动，最后在锚固钢筋上绑扎铁丝网，铁丝网距离坡面70mm；
[0102]
步骤3.3，固化土层施工
[0103]
在边坡坡面从上至下沿铁丝网上分层浇入备好的固化土，人工压实并大致抹平，表面高差不超过20mm，固化土厚度为100mm，并在表面覆盖薄膜进行养护；
[0104]
步骤3.4，剑麻纤维+生物炭改良土层施工
[0105]
待固化土层养护一周形成初步强度后，可以在其上进行剑麻纤维+生物炭改良土层的施工，把现场备好的剑麻纤维+生物炭改良土，沿坡面由坡底至坡顶进行分层铺筑，采用人工压实成型，保证表面初步平整，表面高差不超20mm，土层厚度为50mm；
[0106]
步骤3.5，pam+na2so4改良土层施工
[0107]
把步骤3.1备好的pam+na2so4改良土，沿坡面由坡底至坡顶分两层铺筑在剑麻纤维+生物炭改良土层上，下层采用人工压实且厚度为80mm，上层不需压实且厚度为20mm；
[0108]
步骤3.6，植被层的施工
[0109]
在pam+na2so4改良土层表面播撒苦草、马尾草草籽，然后在土层上喷水，让草籽与土层粘结紧密，最后覆盖塑料薄膜养护14天。
[0110]
步骤4，生态护坡竣工验收
[0111]
步骤3完成6个月后，草籽生长形成植被层，进行生态护坡的竣工验收，包括检测坡面平整度、完整度、植被生长率和高度等相关指标，最后测得各指标均大于规范标准，改良效果良好，且控裂效果良好。
[0112]
实施例2，已知膨胀土边坡的生态护坡结构及施工方法，包括以下步骤：
[0113]
步骤1，在已知是膨胀土的边坡场地，采集膨胀土样本并风干，开展颗粒分析实验、液塑限实验和收缩实验，所测得膨胀土的基础性质指标如表8，颗粒分析结果见图5。
[0114]
表8：膨胀土基本物理性质
[0115]
自由膨胀率/％胀缩总率/％线收缩率/％液限/％塑限/％塑性指数45％7.19％2.89％47％20.3％26.7
[0116]
所以根据自由膨胀率为45％和线收缩率2.89％＞2.5％，在本实施例中，所选膨胀
土为弱膨胀土且为裂隙土。
[0117]
步骤2，实验室改良土制作及检测
[0118]
步骤2.1固化土的制作
[0119]
采集膨胀土边坡裂隙土土样，以矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠等为固化材料，加入适量的水，进行充分拌合并压实成型。其中，在本实施例中，矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠以及水的掺量如下；
[0120]
方案一：
[0121]
膨胀土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:67.2:100.8:42:8.4:3.6:870
[0122]
方案二：
[0123]
膨胀土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:86.4:57.6:36:7.2:2.4:870
[0124]
方案三：
[0125]
膨胀土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:100.8:67.2:48:9.6:4.8:870
[0126]
按照方案一、二、三制作而成的固化土，其28天无侧限抗压强度与流动度如下：
[0127]
表9：固化土抗压强度值(峰值强度)
[0128]
组号方案一方案二方案三28d抗压强度0.499mpa0.796mpa0.926mpa
[0129]
表10：固化土流动度值
[0130]
组别方案一方案二方案三流动度179mm183mm187mm
[0131]
综合表9和表10可知、方案二与方案三均满足28天无侧限抗压强度在0.5mpa-1mpa之间，流动度为150mm-200mm之间，但结合经济性，方案三水泥用量远多于方案二，其造价更高，所以确定最优掺量为方案二。
[0132]
步骤2.2，剑麻纤维+生物炭改良土制作
[0133]
选取不同长度和不同掺量的剑麻纤维、不同掺量的生物炭均匀掺入到膨胀土中，焖料48小时后压实制样后进行室内开裂试验，测定其裂隙率和裂隙平均宽度等指标，其中，在本实施例中，剑麻纤维的长度取为10mm、20mm、30mm，其掺量选择为0.15％、0.3％、0.45％，生物炭掺量设置为3％、5％、7％。具体实验结果见表11与表12：
[0134]
表11：剑麻纤维+生物炭改良土裂隙率
[0135]
掺量3％b5％b7％b10mm/0.15％sf7.32％7.26％7.12％10mm/0.30％sf7.25％7.09％7.01％10mm/0.45％sf7.18％7.02％6.86％20mm/0.15％sf6.82％6.79％6.77％20mm/0.30％sf6.12％6.04％5.92％20mm/0.45％sf5.91％5.64％5.23％30mm/0.15％sf5.15％5.09％5.01％30mm/0.30％sf5.06％4.92％4.81％30mm/0.45％sf5.02％4.96％4.26％
[0136]
表12：剑麻纤维+生物炭改良土平均裂隙宽度
[0137]
掺量3％b5％b7％b10mm/0.15％sf3.54mm4.02mm3.29mm10mm/0.30％sf2.99mm3.42mm2.78mm10mm/0.45％sf3.21mm3.76mm2.76mm20mm/0.15％sf2.54mm3.02mm2.23mm20mm/0.30％sf2.30mm2.62mm1.83mm20mm/0.45％sf2.03mm2.26mm1.74mm30mm/0.15％sf2.46mm2.84mm2.23mm30mm/0.30％sf2.02mm2.17mm1.98mm30mm/0.45％sf2.23mm2.81mm2.09mm
[0138]
最后根据表11与表12可知，同时满足裂隙率须小于5％，裂隙平均宽度须小于2mm，掺量比只有：30mm/0.30％sf+7％b，所以最佳掺和方案就是30mm/0.30％sf+7％b。
[0139]
步骤2.3，pam+na2so4改良土制作
[0140]
选取不同掺量pam与na2so4分别进行干掺与液掺(先把pam与na2so4在水中溶解)到膨胀土中，焖料48小时后压实制样，然后养护28天，开展无侧限抗压和崩解试验，测定抗压强度和崩解时间等指标，其中在本实施例中，pam的掺量设置为0.03％、0.05％、0.07％，硫酸钠掺量设置为1％、2％，具体试验结果如下：
[0141]
表13：pam+na2so4改良土抗压强度值(峰值强度)
[0142]
养护龄期1％na2so42％na2so40.03％pam(干)0.409mpa0.387mpa0.05％pam(干)0.484mpa0.472mpa0.07％pam(干)0.579mpa0.561mpa0.03％pam(液)0.427mpa0.411mpa0.05％pam(液)0.501mpa0.493mpa0.07％pam(液)0.619mpa0.596mpa
[0143]
表14：pam+na2so4改良土崩解时间
[0144]
养护龄期1％na2so42％na2so40.03％pam(干)212min202min0.05％pam(干)264min249min0.07％pam(干)309min297min0.03％pam(液)223min211min0.05％pam(液)274min236min0.07％pam(液)349min323min
[0145]
结合表13与表14，抗压强度与崩解时间均满足28天无侧限抗压强度在0.5mpa-1mpa之间，崩解时间须大于300min的组别有三组，分别是0.07％pam(干)+1％na2so4、0.07％pam(液)+1％na2so4和0.07％pam(液)+2％na2so4，但是比较抗压强度及崩解时间，明显可看出最优掺和比为：0.07％pam(液)+1％na2so4。
[0146]
步骤3，现场施工
[0147]
步骤3.1，施工准备
[0148]
现场按照1：1.75开挖边坡，整理成型，用石灰粉画出需要加固的膨胀土边坡区域；制作铁丝网片；取现场膨胀土土样，测量含水量为16％，依据步骤2确定的最佳掺量和配合比，在膨胀土掺入不同改良剂得到不同改良土备用；
[0149]
步骤3.2，铁丝网施工
[0150]
先在膨胀土边坡测量放线，确定需要锚固钢筋的位置，然后在指定位置插入钢筋，要求稳固不松动，最后在锚固钢筋上绑扎铁丝网，铁丝网距离坡面60mm；
[0151]
步骤3.3，固化土层施工
[0152]
在边坡坡面从上至下沿铁丝网上分层浇入备好的固化土，人工压实并大致抹平，表面高差不超过20mm，固化土厚度为80mm，并在表面覆盖薄膜进行养护；
[0153]
步骤3.4，剑麻纤维+生物炭改良土层施工
[0154]
待固化土层养护一周形成初步强度后，可以其上进行剑麻纤维+生物炭改良土层的施工，把现场备好的剑麻纤维+生物炭改良土，沿坡面由坡底至坡顶进行分层铺筑，采用人工压实成型，保证表面初步平整，表面高差不超20mm，土层厚度为40mm；
[0155]
步骤3.5，pam+na2so4改良土层施工
[0156]
把步骤3.1备好的pam+na2so4改良土，沿坡面由坡底至坡顶分两层铺筑在剑麻纤维+生物炭改良土层上，下层采用人工压实且厚度为60mm，上层不需压实且厚度为20mm；
[0157]
步骤3.6，植被层的施工
[0158]
在pam+na2so4改良土层表面播散马尾草、芒草草籽，然后在土层上喷水，让草籽与土层粘结紧密，最后覆盖塑料薄膜养护10天。
[0159]
步骤4，生态护坡竣工验收
[0160]
步骤3完成5个月后，草籽生长形成植被层，进行生态护坡的竣工验收，包括检测坡面平整度、完整度、植被生长率和高度等相关指标，测得各指标均符合规范标准，表示改良效果良好。
[0161]
本发明未述及之处适用于现有技术。

技术特征：
1.一种裂隙土边坡的生态护坡结构，其特征在于，所述结构包括铁丝网、固化土层、剑麻纤维+生物炭改良土层、pam+na2so4改良土层和植被层；所述铁丝网顶部高度距离未处理的裂隙土坡面60mm～70mm，铁丝网覆盖于坡顶、坡面与坡脚，并且铁丝网的连接点安装锚固钢筋，钢筋用于固定铁丝网；所述固化土层为裂隙土、水和固化剂形成的固化土，所述固化土28天无侧限抗压强度在0.4mpa-1mpa之间，流动度为150mm-200mm之间，覆盖于铁丝网上；所述固化土层厚度为80mm～120mm；所述剑麻纤维+生物炭改良土层为裂隙土、剑麻纤维、生物炭和水形成的剑麻纤维+生物炭改良土，覆盖在固化土层之上，剑麻纤维+生物炭改良土的裂隙率不大于5％，裂隙平均宽度不大于2mm，厚度为40mm～60mm；所述pam+na2so4改良土层为裂隙土、聚炳烯酰胺(pam)、硫酸钠(na2so4)和水形成的pam+na2so4改良土，覆盖在剑麻纤维+生物炭改良土层之上，pam+na2so4改良土的28天无侧限抗压强度在0.5mpa-1mpa之间，崩解时间不小于300min，所述pam+na2so4改良土层厚度为90mm～110mm；所述植被层种植在pam+na2so4改良土层上。2.根据权利要求1所述的裂隙土边坡的生态护坡结构，其特征在于，所述固化剂包括矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠；所述生物碳包括农作物、动物粪便、人类制造的垃圾中的至少一种，所述农作物包括稻草、麦杆、种子壳中的至少一种，所述人类制造的垃圾包括下水污泥或生活垃圾。3.根据权利要求1所述的裂隙土边坡的生态护坡结构，其特征在于，所述固化土中各物质的质量比的取值范围为：裂隙土：水泥：矿渣：钢渣：石膏：硫酸钠：水＝1200:(30-110):(110-30):(7-100):(4-15):(2-15):(700-900)；所述剑麻纤维+生物炭改良土中剑麻纤维的长度范围为10-30mm，剑麻纤维的掺量范围为0.1％-0.5％，生物炭的掺量范围为4％-10％。所述pam+na2so4改良土中pam的掺量取值范围为0.01％-0.15％，硫酸钠的掺量取值范围为0.5％-3％。4.根据权利要求1所述的裂隙土边坡的生态护坡结构，其特征在于，所述裂隙土包括红黏土、膨胀土、黄土和其它胀缩性黏土中的至少一种。5.一种权利要求1所述的裂隙土边坡的生态护坡结构的施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：(1)按设计边坡坡率开挖，在边坡指定位置钻孔并植入钢筋，然后在钢筋上绑扎铁丝网，使铁丝网平行于边坡；(2)拌和固化土，然后将其平铺在裂隙土坡面并人工碾压密实，覆盖塑料薄膜养护7-14天；(3)拌和剑麻纤维+生物炭改良土，将其铺筑在固化土层上并人工碾压密实；(4)拌和pam+na2so4改良土，将其铺筑在剑麻纤维+生物炭改良土层上并进行人工整平；(5)在pam+na2so4改良土层上撒播草籽，浇水后覆盖塑料薄膜进行养护7-14天。6.一种裂隙土边坡的生态护坡施工方法，其特征在于，所述施工方法包括以下步骤：
步骤1，裂隙土边坡的认定在疑似裂隙土的边坡场地，采集土壤样本并风干，开展颗粒分析实验、液塑限实验和收缩实验，根据实验指标确定边坡土是否属于黏性土且线性收缩率是否大于2.5％，若为黏性土且线性收缩率大于2.5％则该边坡土为裂隙土；步骤2，实验室改良土制作及检测步骤2.1，固化土采集边坡裂隙土土样，以矿渣、水泥、石膏、钢渣和硫酸钠为固化剂材料，加入水，进行充分拌合并压实成型，养护28天，进行无侧限抗压试验和流动度试验，测试固化土的抗压强度和流动度，根据固化土的综合性能确定最佳固化土配合比；步骤2.2，剑麻纤维+生物炭改良土选取不同长度和不同掺量的剑麻纤维、不同掺量的生物炭均匀掺入到裂隙土中，焖料48小时后压实制样，进行室内开裂试验，测定其裂隙率和裂隙平均宽度指标，根据实验指标确定最佳掺量及配合比；步骤2.3，pam+na2so4改良土选取不同掺量pam与na2so4，分别进行干掺与液掺到裂隙土中，焖料48小时后压实制样，然后养护28天，开展无侧限抗压和崩解试验，测定抗压强度和崩解时间指标，根据实验指标确定外加剂最佳掺入方式及最佳掺量；步骤3，现场施工步骤3.1，施工准备现场按照设计边坡坡率开挖边坡，整理成型，画出需要加固的裂隙土边坡区域；制作铁丝网片；取现场裂隙土土样，测量含水量，依据步骤2确定的最佳掺量和配合比，在裂隙土中掺入不同改良剂得到不同改良土备用；步骤3.2，铁丝网施工先在裂隙土边坡测量放线，确定需要锚固钢筋的位置，然后在指定位置插入钢筋，要求稳固不松动，最后在锚固钢筋上绑扎铁丝网，要求铁丝网距离坡面60-70mm；步骤3.3，固化土层施工在边坡坡面从上至下沿铁丝网上分层浇入备好的固化土，人工压实并抹平，表面高差不超过20mm，固化土层厚度为80-120mm，并在表面覆盖薄膜进行养护；步骤3.4，剑麻纤维+生物炭改良土层施工待固化土层养护一周形成初步强度后，在其上进行剑麻纤维+生物炭改良土层的施工，把现场备好的剑麻纤维+生物炭改良土，沿坡面由坡底至坡顶进行分层铺筑，采用人工压实成型，保证表面初步平整，表面高差不超过20mm，剑麻纤维+生物炭改良土层厚度为40-60mm；步骤3.5，pam+na2so4改良土层施工把现场备好的pam+na2so4改良土，沿坡面由坡底至坡顶分两层铺筑在剑麻纤维+生物炭改良土层上，下层采用人工压实且厚度为70-90mm，上层不需压实且厚度为15-22mm；步骤3.6，植被层的施工在pam+na2so4改良土层表面播散适宜当地生长的草籽，然后在pam+na2so4改良土层上喷水，让草籽与土层粘结紧密，最后覆盖塑料薄膜养护7-14天；
步骤4，生态护坡竣工验收步骤3完成3-6个月后，待草籽生长形成植被层，进行生态护坡的竣工验收，包括检测坡面平整度、完整度、植被生长率和高度。

技术总结
本发明为一种裂隙土边坡的生态护坡结构及施工方法，所述结构包括铁丝网、固化土层、剑麻纤维+生物炭改良土层、PAM+Na2SO4改良土层和植被层；所述铁丝网顶部高度距离未处理的裂隙土坡面60mm～70mm；所述固化土层为裂隙土、水和固化剂形成的固化土，厚度为80mm～120mm；所述剑麻纤维+生物炭改良土层为裂隙土、剑麻纤维、生物炭和水形成的剑麻纤维+生物炭改良土，覆盖在固化土层之上，厚度为40mm～60mm；所述PAM+Na2SO4改良土层为裂隙土、聚炳烯酰胺、硫酸钠和水形成的PAM+Na2SO4改良土，厚度为90mm～110mm；所述植被层种植在PAM+Na2SO4改良土层上。不但可以显著提高裂隙土的强度和边坡稳定性，还通过对边坡裂隙土改良实现就地取材和废物利用，有利于当地的生态环境保护。有利于当地的生态环境保护。有利于当地的生态环境保护。


技术研发人员：陈爱军 张旭 赵珊珊 丁传洋 刘艳平 李超华 杨柏 罗俊峰
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/6