CN117364705A - 一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法。新型结构海堤从外观看类似传统土石结构海堤，形成了桩基础框架结构堤身减载、外侧抛石堤抗浪和内侧闭气土防渗的整体结构，由于新型海堤充分利用了桩基础框架结构和传统土石堤的优点，具有1、海堤断面较小，节省海堤土地和海洋资源；2、结构稳定性和耐久性较好；3、堤身荷载较小、施工期沉降和工后沉降变形较小；4、石料用量较少，有利于水土保持和环境保护；5、海堤内外坡适宜动植物生长、具有较好的生态效应；6、可充分利用堤身内部空间用于城市管廊、提高土地利用效率；7、运行期易维修养护；8、即使外坡紧邻潮流陡坡等不利地形地质条件，海堤稳定性较好等特点。

Description

一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法

技术领域

本发明涉及水利与海洋工程技术领域，具体为一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法。

背景技术

淤泥质软土地基广泛分布于中国沿海，具有低强度、低渗透性、高压缩性等特点。在深厚软土地基、强风浪海域建设海堤，传统土石堤采用前石后土的结构，即外海侧采用抛石堤身，人工块体护坡，陆域侧采用涂泥闭气防渗。传统土石堤具有①堤身荷载较大，由于地基软弱，导致海堤断面宽大；②石料用量巨大，不利于水土保持和环境保护；③海堤占用土地和海域面积较大；④海堤施工期和运行期工后沉降较大，运行期持续沉降变形导致海堤运行期容易出现开裂、塌陷等现象；⑤且堤身内部空间较难兼容用于地下空间开发；⑥外坡紧邻潮流陡坡等不利地形地质条件，海堤容易失稳等缺点。

本发明提供了一种适应深厚软土地基、强风浪海域的新型结构海堤——类土石堤结构海堤。结构包括中部桩基础钢筋混凝土框架结构堤身，外侧抛石斜坡堤和内侧闭气土方防渗体。新型结构海堤从外观看类似传统土石结构海堤，形成了桩基础框架结构堤身减载、外侧抛石堤抗浪和内侧闭气土防渗的整体结构。由于新型海堤充分利用了桩基础框架结构和传统土石堤的优点，具有①海堤断面较小，节省海堤土地和海洋资源；②结构稳定性和耐久性较好；③堤身荷载较小、施工期沉降和工后沉降变形较小；④石料用量较少，有利于水土保持和环境保护；⑥海堤内外坡适宜动植物生长、具有较好的生态效应；⑦可充分利用堤身内部空间用于城市管廊、提高土地利用效率；⑧运行期易维修养护；⑨即使外坡紧邻潮流陡坡等不利地形地质条件，海堤稳定性较好等特点。

随着块石等天然石材资源越来越匮乏，获得大量石料越来越困难，导致海堤造价越来越高；同时随着海堤所处滩涂越来越低，传统土石结构海堤堤身荷载加大，导致海堤占地和用海面积、海堤沉降进一步变大，海堤运行期更难以沉降稳定，由于沉降变形，导致更容易出现海堤堤身结构开裂和沉陷的险况。而单独采用桩基础钢筋混凝土框架海堤，在长周期波浪的巨大波浪力作用下，桩基承受巨大水平荷载，桩基投资较大。且钢筋混凝土框架结构在波浪力作用下容易开裂，进而引起钢筋锈蚀，混凝土进一步开裂。

因此，有必要采用本发明的类土石堤结构新型海堤，充分利用了桩基础框架结构和传统土石堤的优点，桩基础钢筋混凝土框架结构堤身挡潮，并实现减载目标，减小堤身断面宽度、降低堤身荷载；外侧抛石堤消浪，保护桩基础钢筋混凝土框架结构堤身；内侧闭气土防渗。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法，包括堤身、位于所述堤身外侧的抛石斜坡堤、迎潮面护坡结构和位于所述堤身内侧的闭气土方防渗体、内坡生态绿化及堤脚石渣子堤，所述堤身为空心钢筋混凝土框架结构，所述堤身基础为中部桩基础。

优选的，所述抛石斜坡堤为传统抛石斜坡堤迎水面结构，所述抛石斜坡堤堤身采用桩基础钢筋混凝土框架结构，所述抛石斜坡堤堤芯采用抛石填筑，所述抛石斜坡堤表层护坡结构采用人工块体消浪。

优选的，所述闭气土方防渗体位于所述堤身陆域侧，所述闭气土方防渗体内侧坡脚填筑子堤。

优选的，所述抛石斜坡堤以及所述闭气土方防渗体底部采用水泥搅拌桩工艺处理地基。

优选的，所述抛石斜坡堤以及所述闭气土方防渗体底部采用水泥搅拌桩高压旋喷桩工艺处理地基。

优选的，所述迎潮面护坡结构采用多孔隙的人工块体消浪，并作为生态礁石，所述内坡生态绿化表面种植有耐盐碱能力的植被，所述内坡生态绿化表面植被种类包括碱蓬、柽柳、秋茄、海马齿。

一种类土石堤的新型海堤结构施工方法，包括如下步骤：

S1、海堤两侧采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩等工艺处理地基，形成承载力和抗剪强度较高的复合地基。海堤外侧回填抛石、内侧回填石渣子堤，中部回填涂泥适当抬升基面。

S2、堤身中部打设桩基础，现浇堤身框架钢筋混凝土结构。

S3、堤身外侧抛石和内侧闭气土进一步加高。

S4、堤身外侧安放多孔隙人工块体，形成外侧护坡结构；内侧闭气土表层生态绿化。

S5、堤顶绿化及中部钢筋混凝土框架结构堤身饰面施工。

(三)有益效果

本发明提供了一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法。具备以下有益效果：

1、本方案海堤堤身采用桩基础钢筋混凝土框架结构，可充分利用堤身内部空间用于城市管廊、提高土地利用效率，堤身荷载较轻，堤身荷载经桩基础传递至地基深部；且堤身外侧抛石斜坡堤和内侧闭气土方范围内采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩等复合地基工艺处理软土地基；通过以上措施，本发明海堤堤身断面较小，节省海堤土地和海洋资源。

2、本方案堤身两侧采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩等复合地基工艺处理软土地基，因此，海堤结构稳定性较好，即使外坡紧邻潮流陡坡等不利地形地质条件，海堤仍然具有较好的稳定性。

3、本方案海堤迎潮面利用抛石斜坡堤这种柔性散体结构堤防承受外海波浪力的侵袭，避免堤身钢筋混凝土框架结构直接承受波浪力，提高钢筋混凝土结构的耐久性。同时，抛石斜坡堤为柔性散体结构，遭遇强风浪侵袭，可保护内部钢筋混凝土结构堤身。即使外海侧护坡结构局部破损，台风侵袭后也容易在短期内修复，比修复整体浇筑的钢筋混凝土结构要容易的多。因此，海堤结构耐久性较好，且运行期较易维修养护。

4、本方案堤身两侧采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩等复合地基工艺处理软土地基，堤身荷载较小、施工期沉降和工后沉降变形较小，海堤石料用量较少，有利于水土保持和环境保护。

5、本方案海堤外侧护坡采用多孔隙的人工块体消浪，同时可兼作生态礁石；海堤内坡闭气土表面可种植碱蓬、柽柳、秋茄、海马齿等耐盐碱能力较强的植被，提高海堤的生态景观效果，因此新型结构海堤内外坡适宜动植物生长、具有较好的生态效应。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图。

图中：1、抛石斜坡堤；2、堤身；3、闭气土方防渗体；4、堤脚石渣子堤；5、迎潮面护坡结构；6、中部桩基础；7、复合地基；8、内坡生态绿化。

具体实施方式

本发明实施例提供一种类土石堤的新型海堤结构及施工方法，如图1所示，包括堤身2、位于堤身2外侧的抛石斜坡堤1、迎潮面护坡结构5和位于堤身2内侧的闭气土方防渗体3、内坡生态绿化8及堤脚石渣子堤4，堤身2为空心钢筋混凝土框架结构，堤身2基础为中部桩基础6，利用桩基础将堤身2荷载传递至地基土深部，堤身2结构不易产生沉降，且对两侧地基土不产生附加应力，两侧反压结构较小。

桩基础根据地质条件可采用钻孔灌注桩、沉管灌注桩、预制管桩、薄壁筒桩等。

抛石斜坡堤1为传统抛石斜坡堤迎水面结构，抛石斜坡堤1堤身采用桩基础钢筋混凝土框架结构，能够充分利用堤身内部空间用于城市管廊、提高土地利用效率，抛石斜坡堤1堤芯采用抛石填筑，抛石斜坡堤1表层护坡结构采用人工块体消浪，抛石斜坡堤1为柔性散体结构，具有抗浪能力强，容易修复的特点，利用抛石斜坡堤这种柔性散体结构堤防承受外海波浪力的侵袭，避免堤身钢筋混凝土框架结构直接承受波浪力，提高钢筋混凝土结构的耐久性，同时，由于抛石斜坡堤1为柔性散体结构，遭遇强风浪侵袭，能够保护内部钢筋混凝土结构堤身，即使外海侧护坡结构局部破损，台风侵袭后也容易在短期内修复，降低修复整体浇筑的钢筋混凝土结构的难度。

闭气土方防渗体3位于堤身2陆域侧，闭气土方防渗体3内侧坡脚填筑子堤，闭气土方防渗体3开采自周边滩涂表层涂泥，具有透水性极低、防渗能力较强的特点，且涂泥来源广泛、造价较低。

为降低闭气土方占地，在内侧坡脚填筑采用石渣等材料填筑形成子堤。

抛石斜坡堤1以及闭气土方防渗体3底部采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩处理地基，形成承载力和抗剪强度较高的复合地基，承担外侧抛石斜坡堤与内侧闭气土方产生的荷载，保持内外边坡稳定。

迎潮面护坡结构5采用多孔隙的人工块体消浪，并作为生态礁石，，便于牡蛎等潮间带生物在外海侧护坡结构内部繁殖，内坡生态绿化8表面种植有耐盐碱能力的植被，内坡生态绿化8表面植被种类包括碱蓬、柽柳、秋茄、海马齿。

一种类土石堤的新型海堤结构施工方法，包括如下步骤：

S1、海堤两侧采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩等工艺处理地基，形成承载力和抗剪强度较高的复合地基7。抛石斜坡堤1内抛石、堤脚石渣子堤4内填石渣子以及中部回填涂泥适当抬升基面。

S2、堤身2中部打设桩基础6，现浇堤身2框架钢筋混凝土结构。

S3、抛石斜坡堤1和闭气土方防渗体3进一步加高。

S4、堤身2外侧安放迎潮面护坡结构5，形成外侧护坡结构；内侧闭气土表层生态绿化。

S5、堤身2顶绿化及中部钢筋混凝土框架结构堤身2饰面施工。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：包括堤身(2)、位于所述堤身(2)外侧的抛石斜坡堤(1)、迎潮面护坡结构(5)和位于所述堤身(2)内侧的闭气土方防渗体(3)、内坡生态绿化(8)及堤脚石渣子堤(4)；

所述堤身(2)为空心钢筋混凝土框架结构，所述堤身(2)基础为中部桩基础(6)。

2.根据权利要求1所述的一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：所述抛石斜坡堤(1)为传统抛石斜坡堤迎水面结构，所述抛石斜坡堤(1)堤身采用桩基础钢筋混凝土框架结构，所述抛石斜坡堤(1)堤芯采用抛石填筑，所述抛石斜坡堤(1)表层护坡结构采用人工块体消浪。

3.根据权利要求1所述的一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：所述闭气土方防渗体(3)位于所述堤身(2)陆域侧，所述闭气土方防渗体(3)内侧坡脚填筑子堤。

4.根据权利要求3所述的一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：所述抛石斜坡堤(1)以及所述闭气土方防渗体(3)底部采用水泥搅拌桩工艺处理地基。

5.根据权利要求3所述的一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：所述抛石斜坡堤(1)以及所述闭气土方防渗体(3)底部采用水泥搅拌桩高压旋喷桩工艺处理地基。

6.根据权利要求1所述的一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：所述迎潮面护坡结构(5)采用多孔隙的人工块体消浪，并作为生态礁石，所述内坡生态绿化(8)表面种植有耐盐碱能力的植被。

7.根据权利要求6所述的一种类土石堤的新型海堤结构，其特征在于：所述内坡生态绿化(8)表面植被种类包括碱蓬、柽柳、秋茄、海马齿。

8.一种类土石堤的新型海堤结构施工方法，应用于上述权1-7任意一项权利要求所述的新型海堤结构，其特征在于：包括如下步骤：

S1、海堤两侧采用水泥搅拌桩或高压旋喷桩等工艺处理地基，形成承载力和抗剪强度较高的复合地基7，抛石斜坡堤1内抛石、堤脚石渣子堤4内填石渣子以及中部回填涂泥适当抬升基面。

S2、堤身2中部打设桩基础6，现浇堤身2框架钢筋混凝土结构。

S3、抛石斜坡堤1和闭气土方防渗体3进一步加高。

S4、堤身2外侧安放迎潮面护坡结构5，形成外侧护坡结构；内侧闭气土表层生态绿化。

S5、堤身2顶绿化及中部钢筋混凝土框架结构堤身2饰面施工。