CN115217066A - 一种防渗加固的岛壁结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防渗加固的岛壁结构及其施工方法，岛壁结构包括水泥搅拌桩，还包括堤心块石、护底块石、护面块石，所述堤心块石在水泥搅拌桩加固完天然地基并铺设碎石垫层后抛填，所述碎石垫层下方设有土工布，所述护底块石采用抛石斜坡式，所述护面块石采用浆砌块石护面，并在所述堤心块石上方铺设二片石垫层，所述二片石垫层上方设有倒滤层，所述倒滤层上方设有袋装砂，在所述护面块石内侧设有混凝土胸墙，在所述袋装砂内侧回填中粗砂。本发明可以有效提高岛壁结构的整体性和防渗透性，进而使得岛壁更加稳固牢靠。且整体施工方法简单，易于施工。
Description
技术领域
本发明涉及岛屿岛壁加固技术领域，尤其涉及一种防渗加固的岛壁结构及其施工方法。
背景技术
岛屿，岛的总称，指四面环水并在涨潮时高于水面的自然形成的陆地区域且能维持人类居住或本身的经济生活。。从客观上说，可食用的食物、淡水和居住场所为可支持人类居住的岛的主要特征。只要这三个基本条件存在，我们就可以认为此岛能够维持人类居住，而无论其可维持多久，也不论这种居住是暂时性的还是永久性的，随着人口的增长及经济发展的需要，越来越多的沿海国家对领海范围的岛礁进行填海、加高，以满足海洋渔业甚至军事的要求。
在岛礁进行填海、加高过程中，一般采用先抛填后护岸的施工方法，该方法适用于掩蔽较好的海域，用驳船运送土石料在海上直接抛填，最后修建护岸设施。但传统抛填施工过程中，受自然条件影响较大，海浪及涨潮退潮及海上施工风浪等因素对会施工造成很大挑战。
而且岛礁填筑和深基坑施工过程中均可能引起桥梁墩台桩基产生附加弯矩、变形沉降，降低其承载能力，严重时桩基可能发生断裂破坏；再者岛体填筑不当时易出现拱淤、翻涌现象，导致岛体不均匀沉降。
发明内容
1.要解决的技术问题
本发明的目的是为了解决现有技术中岛礁填筑和深基坑施工过程中均可能引起桥梁墩台桩基产生附加弯矩、变形沉降，降低其承载能力，严重时桩基可能发生断裂破坏的问题，而提出的一种防渗加固的岛壁结构及其施工方法。
2.技术方案
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种防渗加固的岛壁结构，包括水泥搅拌桩、堤心块石、护底块石和护面块石，所述堤心块石在水泥搅拌桩加固完天然地基并铺设碎石垫层后抛填，所述碎石垫层下方设有土工布，所述护底块石采用抛石斜坡式，所述护面块石采用浆砌块石护面，并在所述堤心块石上方铺设二片石垫层，所述二片石垫层上方设有倒滤层，所述倒滤层上方设有袋装砂，在所述护面块石内侧设有混凝土胸墙，在所述袋装砂内侧回填中粗砂。
优选地，所述水泥搅拌桩桩径0.55m，桩中心间距1m，正方形布置，置换率24％，固化剂选择P.O.42.5强度普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45，水泥掺入量20％。加固至淤泥层下2m，桩长8.9-13.2m。
优选地，所述碎石垫层厚度50cm，采用的碎石粒径应在5～80mm，级配良好，碎石颗粒中细长及扁平颗粒含量应小于20％，碎石中不得含有粘土块、植物等杂质。
优选地，所述堤心块石为新鲜不成片状，无严重风化和裂缝的岩石，规格为10-100kg,浸透后单轴饱和极限抗压强度不低于30MPa,软化系数大于0.75。
优选地，所述护底块石和护面块石不仅要满足权利要求4所述的堤心块石(3)的要求，而且要满足吸水率(按孔隙体积比例计)不大于0.8，重度大于24kN/m3，最大边长与最小边长长度之比不大于1.5-2；所述护底块石和护面块石的坡度分别为1:2和1:1.5。
优选地，所述二片石垫层坡度为1:1，所述倒滤层(8)坡度为1:1.25，所述二片石垫层和倒滤层分段铺筑时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺断、混杂等现象，抛填理坡完成后迅速铺设土工布并抛理袋装砂；所述土工布拼制接缝形式为包缝，缝合强度不得小于原织物的％；所述袋装砂坡度为1:1.5，厚度为0.2～0.3m左右，砂袋之间要紧靠、挤密，不得在袋体之间出现通缝。
优选地，所述混凝土胸墙为L型胸墙，应在沉降基本稳定，工程后期施工，并预留沉降及找平层。
优选地，所述回填砂分为水下填砂和陆上填砂，采用分层回填的施工方法，回填过程中需打设塑料排水板，然后分级回填至堆载预压标高，沉降速率达到设计要求，将其卸载至设计标高振冲密实，表层松散部分振动碾压密实。
本发明中还提出了一种防渗加固的岛壁结构的施工方法，包括如下步骤：
步骤一：按设计要求在设计范围内施打水泥搅拌桩，所述水泥搅拌桩施打完成后且无侧限抗压强度不小于1.0MPa后，采用方驳上挖掘机进行上部50cm碎石垫层抛填，水泥搅拌桩施工出现的拱淤用挖泥船及时清除；
步骤二：在处理完成的地基上铺设50cm厚碎石垫层，再抛填10～100kg堤心块石至设计高程，碎石垫层施工要掌握潮流情况，尽量选择平潮作业，抛碎石一次成型，避免分层间夹有回淤的淤泥，堤心块石采用水上抛填结合陆上抛填两种方法分层抛填，抛石施工分粗抛、补抛和成型等三步作业；
步骤三：抛填堤心外侧护底块石，铺设二片石垫层，抛填护面块石至指定标高，浆砌块石护面应采用坐法筑，块石之前不宜直接触，应设置纵、横变形缝和排水孔，纵、横向变形缝间距均为5.0m，缝宽20mm，填充油浸木丝板；
步骤四：内侧铺设倒滤层和袋装砂，回填中粗砂至一半设计标高，打设排水板，浇筑混凝土胸墙，倒滤层分段铺筑时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺断、混杂等现象；土工布铺设时，应紧贴碎石垫层，并略有松弛，留有余量；袋装砂铺设应垂直堤身方向，铺设时按同一方向铺排；
步骤五：陆侧回填中粗砂至设计标高，完成完成陆侧道路施工；
步骤六：陆侧回填中粗砂至堆载预压顶高程，再卸载至设计标高。
优选地，所述步骤四、五、六中，回填砂含泥量不大于5％，渗透系数不小于5x10- 3cm/s。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本发明中，岛壁结构采用水泥搅拌桩复合地基，能有效提高地基承载力，增强岛壁结构的整体稳定性。
(2)本发明中，岛壁结构采用抛石斜坡式和浆砌块石护面，能够有效提高岛壁结构的防渗能力和防护性能，使得整个岛壁更加稳固牢靠。
(3)本发明中，岛壁结构采用混合倒滤层和土工布滤层，能够有效提高岛壁结构的防渗能力和整体性能。
(4)本发明中，岛壁结构采用的施工方法能够使岛壁施工时更加精准，可以达到更好的稳定性，各种加固材料的选取以及材料之间的整体作用，增强了岛壁结构的整体性和防渗透性，进而使得岛壁更加稳固牢靠。且整体施工方法简单，易于施工。
附图说明
图1为本发明岛礁岛壁的断面图；
图2为本发明水泥搅拌桩平面布置大样图；
图3为本发明水泥搅拌桩剖面示意图。
图中：1、水泥搅拌桩；2、碎石垫层；3、堤心块石；4、护底块石；5、二片石垫层；6、护面块石；7、土工布；8、倒滤层；9、袋装砂；10、混凝土胸墙；11、回填砂；12、天然地基。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
参照图1-3，一种防渗加固的岛壁结构，包括水泥搅拌桩1，还包括堤心块石3、护底块石4、护面块石6，堤心块石3在水泥搅拌桩1加固完天然地基12并铺设碎石垫层2后抛填，碎石垫层2下方设有土工布7，护底块石4采用抛石斜坡式，护面块石6采用浆砌块石护面，并在堤心块石2上方铺设二片石垫层5，二片石垫层5上方设有倒滤层8，倒滤层8上方设有袋装砂9，在护面块石6内侧设有混凝土胸墙10，在袋装砂9内侧回填中粗砂11。
本实施例中，水泥搅拌桩1桩径0.55m，桩中心间距1m，正方形布置，置换率24％，固化剂选择P.O.42.5强度普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45，水泥掺入量20％。加固至淤泥层下2m，桩长8.9-13.2m。
本实施例中，碎石垫层2厚度50cm，采用的碎石粒径应在5～80mm，级配良好，碎石颗粒中细长及扁平颗粒含量应小于20％，碎石中不得含有粘土块、植物等杂质。
本实施例中，堤心块石3为新鲜不成片状，无严重风化和裂缝的岩石，规格为10-100kg,浸透后单轴饱和极限抗压强度不低于30MPa,软化系数大于0.75。
本实施例中，护底块石4和护面块石6不仅要满足上述的堤心块石3的要求，而且要满足吸水率(按孔隙体积比例计)不大于0.8，重度大于24kN/m3，最大边长与最小边长长度之比不大于1.5-2。护底块石4和护面块石6的坡度分别为1:2和1:1.5。
本实施例中，二片石垫层5坡度为1:1，倒滤层8坡度为1:1.25，二片石垫层5和倒滤层8分段铺筑时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺断、混杂等现象，抛填理坡完成后迅速铺设土工布7并抛理袋装砂9；土工布7拼制接缝形式为包缝，缝合强度不得小于原织物的70％；袋装砂9坡度为1：1.5，厚度为0.2～0.3m左右，砂袋之间要紧靠、挤密，不得在袋体之间出现通缝。
本实施例中，混凝土胸墙10为L型胸墙，应在沉降基本稳定，工程后期施工，并预留沉降及找平层。
本实施例中，回填砂11分为水下填砂和陆上填砂，采用分层回填的施工方法，回填过程中需打设塑料排水板，然后分级回填至堆载预压标高，沉降速率达到设计要求，将其卸载至设计标高振冲密实，表层松散部分振动碾压密实。
实施例2：
实施例1中的防渗加固的岛壁结构的施工办法，包括如下步骤：
步骤一：按设计要求在设计范围内施打水泥搅拌桩1；水泥搅拌桩1施打完成后且无侧限抗压强度不小于1.0MPa后，采用方驳上挖掘机进行上部50cm碎石垫层2抛填，水泥搅拌桩1施工出现的拱淤用挖泥船及时清除。；
步骤二：在处理完成的地基上铺设50cm厚碎石垫层2，再抛填10～100kg堤心块石3至2.4m高程；碎石垫层2施工要掌握潮流情况，尽量选择平潮作业，抛碎石一次成型，避免分层间夹有回淤的淤泥；堤心块石3采用水上抛填结合陆上抛填两种方法分层抛填，抛石施工分粗抛、补抛和成型等三步作业。；
步骤三：抛填堤心外侧护底块石4，铺设二片石垫层5，抛填护面块石6至指定标高；浆砌块石护面6应采用坐法筑，块石之前不宜直接触，应设置纵、横变形缝和排水孔，纵、横向变形缝间距均为5.0m，缝宽20mm，填充油浸木丝板。
步骤四：内侧铺设倒滤层8和袋装砂9，回填中粗砂11至2.5m，打设排水板，浇筑混凝土胸墙10；倒滤层8分段铺筑时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺断、混杂等现象；土工布7铺设时，应紧贴碎石垫层，并略有松弛，留有余量；袋装砂9铺设应垂直堤身方向，铺设时按同一方向铺排；回填砂11含泥量不大于5％，渗透系数不小于5x10-3cm/s。
步骤五：陆侧回填中粗砂11至4.3m，完成完成陆侧道路施工；
步骤六：陆侧回填中粗砂11至堆载预压顶高程，再卸载至4.3m。
本发明中，岛壁结构采用上述施工方法能够使岛壁施工时更加精准，可以达到更好的稳定性，各种加固材料的选取以及材料之间的整体作用，增强了岛壁结构的整体性和防渗透性，进而使得岛壁更加稳固牢靠。且整体施工方法简单，易于施工。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防渗加固的岛壁结构，包括水泥搅拌桩(1)、堤心块石(3)、护底块石(4)和护面块石(6)，其特征在于，所述堤心块石(3)在水泥搅拌桩(1)加固完天然地基(12)并铺设碎石垫层(2)后抛填，所述碎石垫层(2)下方设有土工布(7)，所述护底块石(4)采用抛石斜坡式，所述护面块石(6)采用浆砌块石护面，并在所述堤心块石(2)上方铺设二片石垫层(5)，所述二片石垫层(5)上方设有倒滤层(8)，所述倒滤层(8)上方设有袋装砂(9)，在所述护面块石(6)内侧设有混凝土胸墙(10)，在所述袋装砂(9)内侧回填中粗砂(11)。
2.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述水泥搅拌桩(1)桩径0.55m，桩中心间距1m，正方形布置，置换率24％，固化剂选择P.O.42.5强度普通硅酸盐水泥，水灰比为0.45，水泥掺入量20％。加固至淤泥层下2m，桩长8.9-13.2m。
3.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述碎石垫层(2)厚度50cm，采用的碎石粒径应在5～80mm，级配良好，碎石颗粒中细长及扁平颗粒含量应小于20％，碎石中不得含有粘土块、植物等杂质。
4.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述堤心块石(3)为新鲜不成片状，无严重风化和裂缝的岩石，规格为10-100kg,浸透后单轴饱和极限抗压强度不低于30MPa,软化系数大于0.75。
5.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述护底块石(4)和护面块石(6)不仅要满足权利要求4所述的堤心块石(3)的要求，而且要满足吸水率(按孔隙体积比例计)不大于0.8，重度大于24kN/m3，最大边长与最小边长长度之比不大于1.5-2；所述护底块石(4)和护面块石(6)的坡度分别为1:2和1:1.5。
6.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述二片石垫层(5)坡度为1:1，所述倒滤层(8)坡度为1:1.25，所述二片石垫层(5)和倒滤层(8)分段铺筑时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺断、混杂等现象，抛填理坡完成后迅速铺设土工布(7)并抛理袋装砂(9)；所述土工布(7)拼制接缝形式为包缝，缝合强度不得小于原织物的70％；所述袋装砂(9)坡度为1:1.5，厚度为0.2～0.3m左右，砂袋之间要紧靠、挤密，不得在袋体之间出现通缝。
7.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述混凝土胸墙(10)为L型胸墙，应在沉降基本稳定，工程后期施工，并预留沉降及找平层。
8.根据权利要求1所述的一种防渗加固的岛壁结构，其特征在于，所述回填砂(11)分为水下填砂和陆上填砂，采用分层回填的施工方法，回填过程中需打设塑料排水板，然后分级回填至堆载预压标高，沉降速率达到设计要求，将其卸载至设计标高振冲密实，表层松散部分振动碾压密实。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种防渗加固的岛壁结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：按设计要求在设计范围内施打水泥搅拌桩(1)，所述水泥搅拌桩(1)施打完成后且无侧限抗压强度不小于1.0MPa后，采用方驳上挖掘机进行上部50cm碎石垫层(2)抛填，水泥搅拌桩(1)施工出现的拱淤用挖泥船及时清除；
步骤二：在处理完成的地基上铺设50cm厚碎石垫层(2)，再抛填10～100kg堤心块石(3)至设计高程，碎石垫层(2)施工要掌握潮流情况，尽量选择平潮作业，抛碎石一次成型，避免分层间夹有回淤的淤泥，堤心块石(3)采用水上抛填结合陆上抛填两种方法分层抛填，抛石施工分粗抛、补抛和成型等三步作业；
步骤三：抛填堤心外侧护底块石(4)，铺设二片石垫层(5)，抛填护面块石(6)至指定标高，浆砌块石护面(6)应采用坐法筑，块石之前不宜直接触，应设置纵、横变形缝和排水孔，纵、横向变形缝间距均为5.0m，缝宽20mm，填充油浸木丝板；
步骤四：内侧铺设倒滤层(8)和袋装砂(9)，回填中粗砂(11)至一半设计标高，打设排水板，浇筑混凝土胸墙(10)，倒滤层(8)分段铺筑时，应使接缝层次清楚，不得发生层间错位、缺断、混杂等现象；土工布(7)铺设时，应紧贴碎石垫层，并略有松弛，留有余量；袋装砂(9)铺设应垂直堤身方向，铺设时按同一方向铺排；
步骤五：陆侧回填中粗砂(11)至设计标高，完成完成陆侧道路施工；
步骤六：陆侧回填中粗砂(11)至堆载预压顶高程，再卸载至设计标高。
10.根据权利要求9所述的一种防渗加固的岛壁结构的施工方法，其特征在于，所述步骤四、五、六中，回填砂(11)含泥量不大于5％，渗透系数不小于5x10-3cm/s。
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