CN108277778A - 一种充填泥袋支撑复合筑堤结构及充填泥袋筑堤施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充填泥袋支撑复合筑堤结构及充填泥袋筑堤施工方法，所述充填泥袋支挡复合筑堤结构包括若干层由支挡结构及充填泥袋构成的复合结构，位于上层的复合结构建立在已固结的下层复合结构层之上，上层复合结构中的竖杆从上至下贯穿过下层复合结构的充填泥袋并进入硬土层，上层复合结构中的纵杆及横杆架设于下层复合结构的充填泥袋之上，上层复合结构中的充填泥袋堆叠于已部分固结的下层复合结构的充填泥袋之上并限定于上层复合结构的两侧透水挡板之间。本发明能较好地保证了充填过程中的堤身结构的稳定性，各层泥袋只沿竖向发生固结沉降，快速提高承载力，充填材料对降低成本、保护环境均有着重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及水运工程、海港工程等领域，涉及到一种就地取材，可以利用滩涂上的淤泥、淤泥质土、粉土、疏浚土或其他回填土等，进行筑堤的施工方法。
背景技术
目前，内河以及沿海地区的围填造陆、港口航道、建造防浪堤等工程应用中，修筑围堰、堤坝都是其中的关键环节。一般采用抛石或充填砂袋等填筑、挤淤方式进行堤坝的修筑，这种结构需要大量的礁石、砂等资源。随着砂石资源的日益紧缺，过度开采这些资源也造成极大的环境破坏。因此发掘新的筑堤材料对解决砂石资源紧缺和环境保护等问题具有重要的工程实践价值。滩涂上沉积有深厚淤泥、淤泥质土、粉土，以及港口航道疏浚过程中也产生的大量疏浚土，但采用这些土往往细粒含量高、粒径微小、含水率高、强度低、渗透性差、压缩性大，以其作为充填材料直接进行充填泥袋会产生下述问题：
(1)充填效率低。沿海地区的淤泥和淤泥质土，土体含水量大、颗粒细小，在一定的泵送压力下进行充填过程中，充填土料含水率极高，用传统的编织布缝制充填袋，细粒土随着水分通过编织布缝隙、泥袋的袖口、临时开口等排出袋体外。由于编织布缝隙细小，在排水的过程中，逐渐被细的泥颗粒土堵塞，排水效率大幅降低，造成泥水只能从袖口、临时开口直接排出，由于袖口、临时开口水流的流速快，将细颗粒的泥土一起排出，留下粒径较大的泥块、砂粒等沉积在泥袋内，充填土料流失率高，充填效率极低。
(2)固结时间。因为淤泥和淤泥质土的土颗粒粒径微小、渗透系数低、排水路径不畅，具有很大的压缩性，固结时间过长，加载速率缓慢，从而导致筑堤工期较长，无法满足施工要求。
(3)有效厚度不够。由于充填过程中充填材料流失率大，泥袋内厚度不均匀，土体固结沉降大，因此在每层泥袋固结完成后，袋体实际有效厚度不高，通常在10～40cm，造成袋体材料的极大浪费，形成的袋体表面高低不平。
(4)充填过程中，土工袋易发生错动、滑移。由于充填过程中，在泵送压力的作用下，泥袋很容易发生位置的错动，层与层间的土工袋也容易发生滑动，对于施工造成不便。
对上述问题而言，以淤泥、淤泥质土、粉土、疏浚土或其他回填土等作为充填料，从施工工艺、充填袋的材质、充填材料等方面进行综合分析，提出一种高效充填泥袋筑堤施工方法就显得很有必要了。
发明内容
本发明目的在于针对充填泥袋的特点与施工环境，提供一种高效充填泥袋筑堤施工方法。本方法可用于水运工程、海港工程护堤技术领域，且施工过程中可以利用淤泥、淤泥质土、粉土、疏浚土或其他回填土等，使其得到资源化利用，变废为宝；同时还减少了开采砂石对环境破坏这一问题。
为了实现上述目的的技术方案是，一种充填泥袋支挡复合筑堤结构，其包括若干层由支挡结构及充填泥袋构成的复合结构，
所述支挡结构包括插设于岸堤两侧并平行于堤轴线设置的若干组上部捆扎在一起的竖杆与斜杆，竖杆及斜杆底部插入地下并进入硬土层内，所述支挡结构还包括纵杆，纵杆至少包括捆扎于同侧竖杆底部的第一纵杆及捆扎于同侧竖杆上部的第二纵杆，同侧的第一纵杆、第二纵杆与竖杆所构成的平面上安装有透水挡板，所述支挡结构还包括横架于两侧相对竖杆之间的横杆，
所述充填泥袋包括摊铺于岸堤待处理地基与横杆之上且限定于两侧透水挡板之间的由土工材料制成的袋体及充填于袋体内腔的填料，袋体左侧位于左侧透水挡板内侧，袋体右侧位于右侧透水挡板内侧，袋体内腔为从袋体左侧贯通至袋体右侧的的整体充填腔室，整体充填腔室内设置有水平排水通道，
位于上层的复合结构建立在已固结的下层复合结构层之上，上层复合结构中的竖杆从上至下贯穿过下层复合结构的充填泥袋并进入硬土层，上层复合结构中的纵杆及横杆架设于下层复合结构的充填泥袋之上，上层复合结构中的充填泥袋堆叠于已部分固结的下层复合结构的充填泥袋之上并限定于上层复合结构的两侧透水挡板之间。
斜杆向堤岸外侧斜向伸出。
充填泥袋为预制好的土工袋，其顶部设有供泥浆输入的袋口。
充填泥袋为土工布现场缝合成的封闭袋体。
每层充填泥袋的充填厚度为0.6～1.0m。
所述部分固结是指袋体内充填料的含水率降至40～60％以下。
水平排水通道可以采用排水板、滤管、软式透水管或袋装砂中的一种或多种，水平排水通道垂直堤轴线方向平行布置，水平排水通道的两端伸出袋外，相邻水平排水通道的间距为0.5～1.5米。
填料为就地取材所获得的滩涂上的淤泥、或淤泥质土、或砂土、或疏浚土。
本发明还提供了一种充填泥袋筑堤施工方法，其包括如上任一所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，采用以下步骤进行：
(1)在需要筑堤的地基两侧安装首层支挡结构，在两侧竖杆之间摊铺首层土工布或土工袋，在土工布表面或土工袋内设置水平排水通道；水力充填或机械回填泥土，对于土工布需将土工布四周缝制闭合成土工袋，并逐步收紧土工袋，填料排水固结；
(2)待土工袋内充填料的含水率降至40～60％以下时，重复步骤(1)的操作，在首层充填泥袋外侧插设二层支挡结构并在首层充填泥袋之上摊铺二层土工布或土工袋，在土工布表面或土工袋内设置水平排水通道；水力充填或机械回填泥土并使填料排水固结，逐层往上堆叠到设计堤顶高度，并预留地基沉降和充填泥袋自身固结沉降；
(3)对充填袋进行位移监测，位移稳定后，拆除支挡结构。
所述步骤(1)中的逐步收紧土工袋，是在泥袋表面安装收紧器，随着填料固结沉降，收紧土工布，待铺设上层土工袋或土工布前，人工或用缝包机将收紧部分土工布缝合。
本发明的高效充填泥袋筑堤施工方法，具有以下优点：
(1)设置支挡结构，在泥袋两侧约束每层泥袋的水平滑移，能较好地保证了充填过程中的堤身结构的稳定性，提高每层泥袋的有效充填厚度，减少土工袋的浪费。
(2)可根据充填材料的颗粒特性以及透水性，针对淤泥、淤泥质土以及疏浚土采用透水性较强的无纺布或防淤堵土工布等，并在泥袋内部设置水平排水通道，加快充填过程的排水速度，使将泥颗粒快速沉淀到泥袋中，减少填料的流失，又能避免泥袋淤堵，提高充填效率。
(3)在支挡结构的约束作用下，各层泥袋在承载力低时不发生侧向挤出或滑移，只沿竖向发生固结沉降，快速提高承载力。
(4)充填材料不受砂源条件限制，可就地取材，对降低成本、保护环境均有着重要的意义。
附图说明
图1为支挡结构示意图；
图2为摊铺土工布并充填泥袋施工的步骤示意图；
图3为摊铺土工袋并充填泥袋施工的步骤示意图；
图4为完成各层充填泥袋筑堤断面示意图。
图中：斜杆1；竖杆2；横杆3；第一纵杆4.1；第二纵杆4.2；透水挡板5；地基原泥面6；土工布7；水平排水通道8；充填土料9；土工袋10。
具体实施方式
实施例1
如图4所示为本发明的一种充填泥袋支挡复合筑堤结构，其包括若干层由支挡结构及充填泥袋构成的复合结构，每层复合结构包括了其支挡结构及充填泥袋。
所述支挡结构包括斜杆1、竖杆2、横杆3、第一纵杆4.1、第二纵杆4.2、透水挡板5，斜杆1和竖杆2插设于岸堤两侧并平行于堤轴线设置，斜杆与其配对的竖杆的部捆扎在一起，竖杆从顶部向外侧斜伸出去。纵杆包括捆扎于同侧竖杆底部的第一纵杆4.1及捆扎于同侧竖杆上部的第二纵杆4.2，同侧的第一纵杆、第二纵杆与竖杆所构成的平面上安装有透水挡板5。横杆3横架于两侧相对的竖杆之间。
所述充填泥袋包括摊铺于岸堤待处理地基上且限定于两侧透水挡板之间的由土工材料制成的袋体及充填于袋体内腔的填料，袋体左侧位于左侧透水挡板内侧，袋体右侧位于右侧透水挡板内侧，袋体内腔为从袋体左侧贯通至袋体右侧的的整体充填腔室，整体充填腔室内设置有水平排水通道，
位于上层的复合结构建立在已固结的下层复合结构层之上，上层复合结构中的竖杆从上至下贯穿过下层复合结构的充填泥袋并进入硬土层，上层复合结构中的充填泥袋堆叠于已部分固结的下层复合结构的充填泥袋之上并限定于上层复合结构的两侧透水挡板之间。
实施例1为铺设土工布并用机械回填泥土的高效充填泥袋筑堤的施工方法，其施工步骤如图2结合图1所示：
(1)整平拟筑堤原地基泥面6，采用直径为5cm的建筑钢管作为标件，按1.5m间距将斜杆1、竖杆2插入地下并进入硬土层，平行堤安装纵杆4，垂直堤安装横杆3，各杆件连接处用扣件连接，安装透水档板5，透水档板采用竹材料制作的脚手板，从而安装好首层复合筑堤结构的支挡结构；
(2)拟建堤的底层宽度为16米，按宽20米，长30米在支档结构内，人工摊铺土工布7，土工布7采用200g/m2的编织布，编织布通过包缝连接成整体，宽度和长度需预留出2m用于缝制；
(3)在土工布7之上按1m间距垂直于堤轴线平行布置铺设水平排水通道8，排水通道8采用塑料排水板，两端穿透土工布7并伸出外面；
(4)用水上挖机在堤两侧一定安全距离外，就地取土作为充填土料9直接摊铺到土工布7之上，厚度按0.8m控制，整平压实，然后在压实后的泥面铺设一层200g/m2的编织布，与土工布7四周缝制闭合成土工袋10，从而得到首层复合筑堤结构的充填泥袋；
(5)在土工袋10表面安装收紧器，逐步收紧土工袋10；
(6)充填土料9的含水率降至50％以下时，用缝包机将收紧部分土工布缝合，并拆除收紧器。
(7)在首层复合结构的土工袋10之上，重复上述的步骤，安装二层支挡结构，逐层往上堆叠到设计堤顶高度以上增加1m。
(7)在整个充填泥袋的施工过程中，要对充填袋的沉降速率、土体水平位移进行监测，如果沉降速率过快或侧向位移过大，应暂停或减缓充填施工。当筑堤完成，堤顶沉降速率降至2mm/天时，拆除支挡结构。
实施例2
实施例2为铺设土工袋并用水力充填的高效充填泥袋筑堤的施工方法，其施工步骤如图3结合图1所示：
(1)整平拟筑堤原地基泥面6，采用直径为5cm的建筑钢管作为标件，按1.5m间距将斜杆1、竖杆2插入地下并进入硬土层，平行堤安装纵杆4，垂直堤安装横杆3，各杆件连接处用扣件连接，安装透水档板5，透水档板采用竹材料制作的脚手板；
(2)拟建堤的底层宽度为16米，按宽16米，长30米加工充填土工袋10，并人工摊铺在支档结构内，土工袋材料采用350g/m2的短纤针刺无纺布；
(3)在土工袋10内按1m间距垂直于堤轴线平行布置铺设水平排水通道8，排水通道8采用直径5cm的硬质塑料管加工而成，管壁上打上若干小孔，外壁用土工织物做滤水层并包裹住整个管壁，两端穿透土工袋10并伸出外面；
(4)用小绞吸船在堤两侧一定安全距离外，就地取土作为充填土料9，水力充填至土工袋10内，当有效厚度达到0.8m时，停止充填，如果有效厚度不足，可进行二次水力充填；
(5)在土工袋10表面安装收紧器，逐步收紧土工袋10；
(6)充填土料9的含水率降至50％以下时，用缝包机将收紧部分土工布缝合，并拆除收紧器。
(7)在土工袋10之上，重复上述的步骤，逐层往上堆叠到设计堤顶高度以上增加1m。
(8)在整个充填泥袋的施工过程中，要对充填袋的沉降速率、土体水平位移进行监测，如果沉降速率过快或侧向位移过大，应暂停或减缓充填施工。当筑堤完成，堤顶沉降速率降至3mm/天时，拆除支挡结构。
Claims (10)
1.一种充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：包括若干层由支挡结构及充填泥袋构成的复合结构，
所述支挡结构包括插设于岸堤两侧并平行于堤轴线设置的若干组上部捆扎在一起的竖杆与斜杆，竖杆及斜杆底部插入地下并进入硬土层内，所述支挡结构还包括纵杆，纵杆至少包括捆扎于同侧竖杆底部的第一纵杆及捆扎于同侧竖杆上部的第二纵杆，同侧的第一纵杆、第二纵杆与竖杆所构成的平面上安装有透水挡板，所述支挡结构还包括横架于两侧相对竖杆之间的横杆，
所述充填泥袋包括摊铺于岸堤待处理地基与横杆之上且限定于两侧透水挡板之间的由土工材料制成的袋体及充填于袋体内腔的填料，袋体左侧位于左侧透水挡板内侧，袋体右侧位于右侧透水挡板内侧，袋体内腔为从袋体左侧贯通至袋体右侧的的整体充填腔室，整体充填腔室内设置有水平排水通道，
位于上层的复合结构建立在已固结的下层复合结构层之上，上层复合结构中的竖杆从上至下贯穿过下层复合结构的充填泥袋并进入硬土层，上层复合结构中的纵杆及横杆架设于下层复合结构的充填泥袋之上，上层复合结构中的充填泥袋堆叠于已部分固结的下层复合结构的充填泥袋之上并限定于上层复合结构的两侧透水挡板之间。
2.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：斜杆向堤岸外侧斜向伸出。
3.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：充填泥袋为预制好的土工袋，其顶部设有供泥浆输入的袋口。
4.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：充填泥袋为土工布现场缝合成的封闭袋体。
5.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：每层充填泥袋的充填厚度为0.6～1.0m。
6.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：所述部分固结是指袋体内充填料的含水率降至40～60％以下。
7.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：水平排水通道可以采用排水板、滤管、软式透水管或袋装砂中的一种或多种，水平排水通道垂直堤轴线方向平行布置，水平排水通道的两端伸出袋外，相邻水平排水通道的间距为0.5～1.5米。
8.根据权利要求1所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，其特征在于：填料为就地取材所获得的滩涂上的淤泥、或淤泥质土、或砂土、或疏浚土。
9.一种充填泥袋筑堤施工方法，其特征在于，包括如权利要求1～8任一所述的充填泥袋支挡复合筑堤结构，采用以下步骤进行：
(1)在需要筑堤的地基两侧安装首层支挡结构，在两侧竖杆之间摊铺首层土工布或土工袋，在土工布表面或土工袋内设置水平排水通道；水力充填或机械回填泥土，对于土工布需将土工布四周缝制闭合成土工袋，并逐步收紧土工袋，填料排水固结；
(2)待土工袋内充填料的含水率降至40～60％以下时，重复步骤(1)的操作，在首层充填泥袋外侧插设二层支挡结构并在首层充填泥袋之上摊铺二层土工布或土工袋，在土工布表面或土工袋内设置水平排水通道；水力充填或机械回填泥土并使填料排水固结，逐层往上堆叠到设计堤顶高度，并预留地基沉降和充填泥袋自身固结沉降；
(3)对充填袋进行位移监测，位移稳定后，拆除支挡结构。
10.根据权利要求9所述的充填泥袋筑堤施工方法，其特征在于：所述步骤(1)中的逐步收紧土工袋，是在泥袋表面安装收紧器，随着填料固结沉降，收紧土工布，待铺设上层土工袋或土工布前，人工或用缝包机将收紧部分土工布缝合。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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