CN216041253U - 一种淤泥质软土地基土石围堰结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种淤泥质软土地基土石围堰结构，包括受力支撑体系、防渗体系和防护体系，所述受力支撑体系为围堰结构的支撑结构，处于所述围堰结构的下部，所述防渗体系位于所述受力支撑体系的上游侧，所述防护体系位于受力支撑体系和防渗体系的侧面，所述防护体系由上游坡脚抛石防护区(5)和下游坡脚抛石防护区(8)组成，上游坡脚抛石防护区(5)设置在防渗体系的上游侧，下游坡脚抛石防护区(8)设置在受力支撑体系的下游侧。本实用新型可解决水下施工淤泥质软土地基上围堰的稳定问题，同时保证围堰结构合理、变形可控、防渗体系安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利水电工程建设领域，具体涉及一种淤泥质软土地基土石围堰结构。
背景技术
在水利水电工程建设领域，围堰属于临时性水工建筑物，用于围护永久水工建筑物施工，在基坑排水后，形成干地施工条件，以保证永久建筑物顺利施工。水工建设中经常遇到近代海湖相沉积的软黏土、冲填土及淤泥或淤泥质土等高压缩性软土，这些土天然孔隙比常在1.0以上，饱和度大于95％，压缩系数大于0.5MPa-1，内摩擦角小于5°，在这些地基上修筑围堰常存在以下难点：水下施工围堰，一般机械与物料组织实施方式难以满足要求；淤泥质地基承载力极低，以往的土石围堰结构及施工方法难以保证围堰成型、稳定；通常的软基处理方式，如挖除、碎石桩、灌注桩等大规模处理，耗时长、费用高，不适合围堰临时性建筑物。
实用新型内容
针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种淤泥质软土地基土石围堰结构。本实用新型可解决水下施工淤泥质软土地基上围堰的稳定问题，同时保证围堰结构合理、变形可控、防渗体系安全可靠。
为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案实现：
一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：包括受力支撑体系、防渗体系和防护体系，所述受力支撑体系为围堰结构的支撑结构，处于所述围堰结构的下部，所述防渗体系位于所述受力支撑体系的上游侧，所述防护体系位于受力支撑体系和防渗体系的侧面，所述防护体系由上游坡脚抛石防护区和下游坡脚抛石防护区组成，上游坡脚抛石防护区设置在防渗体系的上游侧，下游坡脚抛石防护区设置在受力支撑体系的下游侧。
进一步的：所述受力支撑体系由戗堤底部抛石挤淤复合区、戗堤区、堰体下游底部拋填土石混合料区、堰体下游土石混合料区、戗堤上部土石混合料区组成，所述堰体下游底部拋填土石混合料区、堰体下游土石混合料区和戗堤上部土石混合料区设置在戗堤底部抛石挤淤复合区和戗堤区的下游侧。
进一步的：所述防渗体系包括由下至上依次设置的堰体上游底部拋填防渗土料区、堰体上游防渗土料区、上部防渗土料区、顶部防渗土料区，所述堰体上游底部拋填防渗土料区的填筑高度与软土基础表面区相持平。
进一步的：所述防护体系由上游坡脚抛石防护区和下游坡脚抛石防护区组成，所述上游坡脚抛石防护区和下游坡脚抛石防护区的填筑高度与软土基础表面区相持平。
进一步的：所述堰体下游底部拋填土石混合料区和戗堤底部抛石挤淤复合区的填筑高度与软土基础表面区相持平，戗堤区设置在戗堤底部抛石挤淤复合区上部，所述戗堤区和戗堤底部抛石挤淤复合区拦河设置。
进一步的：所述堰体下游底部拋填土石混合料区上方设置堰体下游土石混合料区，堰体下游土石混合料区和戗堤区的上方设置戗堤上部土石混合料区。
进一步的：所述上游坡脚抛石防护区和下游坡脚抛石防护区采用坚硬、新鲜的块石组成，母岩饱和抗压强度不小于30MPa，软化系数不小于0.7。
进一步的：所述受力支撑体系部分由戗堤上部土石混合料区构成，所述顶部防渗土料区设置在上部防渗土料区和戗堤上部土石混合料区的上方，上部防渗土料区靠在戗堤上部土石混合料区的上游侧。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本实用新型不需对软基进行挖除和打桩等加固，在填筑上、下游堰体的侧面同时进行坡脚抛石防护，具有施工速度快、费用节省的优点；本实用新型防护体系位于受力支撑体系和防渗体系的侧面，保证围堰结构合理、变形可控、防渗体系安全可靠。并且，本实用新型采用抛石护脚的方法有效阻止了坡脚土体滑出，提高了边坡和堰体的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型土石围堰结构布置图；
图2是本实用新型的土石围堰结构剖面图。
附图标记：1-戗堤底部抛石挤淤复合区；2-戗堤区；3-堰体上游底部拋填防渗土料区；4-堰体上游防渗土料区；5-上游坡脚抛石防护区；6-堰体下游底部拋填土石混合料区；7-堰体下游土石混合料区；8-下游坡脚抛石防护区；9-戗堤上部土石混合料区；10-上部防渗土料区；11-顶部防渗土料区；12-软土基础表面区。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例对本实用新型的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
如图1至2所示，一种淤泥质软土地基土石围堰结构，包括受力支撑体系、防渗体系和防护体系，所述受力支撑体系为围堰结构的支撑结构，处于所述围堰结构的下部，所述防渗体系位于所述受力支撑体系的上游侧，所述防护体系位于受力支撑体系和防渗体系的侧面，所述防护体系由上游坡脚抛石防护区5和下游坡脚抛石防护区8组成，上游坡脚抛石防护区5设置在防渗体系的上游侧，下游坡脚抛石防护区8设置在受力支撑体系的下游侧。
所述受力支撑体系由戗堤底部抛石挤淤复合区1、戗堤区2、堰体下游底部拋填土石混合料区6、堰体下游土石混合料区7、戗堤上部土石混合料区9组成，所述堰体下游底部拋填土石混合料区6、堰体下游土石混合料区7和戗堤上部土石混合料区9设置在戗堤底部抛石挤淤复合区1和戗堤区2的下游侧。
所述防渗体系包括由下至上依次设置的堰体上游底部拋填防渗土料区3、堰体上游防渗土料区4、上部防渗土料区10、顶部防渗土料区11，所述堰体上游底部拋填防渗土料区3的填筑高度与软土基础表面区12相持平。所述防渗体系设置在所述戗堤底部抛石挤淤复合区1和戗堤区2的上游侧。
所述防护体系由上游坡脚抛石防护区5和下游坡脚抛石防护区8组成，所述上游坡脚抛石防护区5和下游坡脚抛石防护区8的填筑高度与软土基础表面区12相持平。
所述堰体下游底部拋填土石混合料区6、戗堤底部抛石挤淤复合区1和戗堤区2设的填筑高度与软土基础表面区12相持平，戗堤区2设置在戗堤底部抛石挤淤复合区1上方，所述戗堤区2和戗堤底部抛石挤淤复合区1拦河设置。
所述堰体下游底部拋填土石混合料区6上方设置堰体下游土石混合料区7，堰体下游土石混合料区7和戗堤区2的上方设置戗堤上部土石混合料区9。
所述上游坡脚抛石防护区5和下游坡脚抛石防护区8采用坚硬、新鲜的块石组成，母岩饱和抗压强度不小于30MPa，软化系数不小于0.7。
所述受力支撑体系部分由戗堤上部土石混合料区9构成，所述顶部防渗土料区11设置在上部防渗土料区10和戗堤上部土石混合料区9的上方，上部防渗土料区10靠在戗堤上部土石混合料区9的上游侧。
所述上游坡脚抛石防护区5和下游坡脚抛石防护区8由临近堰体向上、下游拋填形成，所述堤底部抛石挤淤复合区1、戗堤区2、堰体上游底部拋填防渗土料区3、堰体上游防渗土料区4、堰体下游底部拋填土石混合料区6、堰体下游土石混合料区7、戗堤上部土石混合料区9、上部防渗土料区10以及顶部防渗土料区11采用进占法填筑。
本实施例还提供一种淤泥质软土地基土石围堰结构的施工方法，包括如下步骤：
S1、戗堤底部抛石挤淤复合区1和戗堤区2进占施工：
采用单向进占或双向进占法，利用推土机和长臂反铲从河床一岸或两岸的进占起始端部对戗堤底部抛石挤淤复合区1进行拋填施工，戗堤底部抛石挤淤复合区1的颗粒粒径应当满足散式挤淤粒径要求
m为比例系数，Cu淤泥取0.75～0.8，为淤泥快剪强度，γg、γs分别为块石、淤泥容重；为满足承载力要求，底部抛石挤淤复合区1超前于戗堤3～4m进占施工，戗堤区2粒径应保证水流情况下堤头稳定。戗堤底部抛石挤淤复合区1循环施工直至河床截流。
所述戗堤底部抛石挤淤复合区1采用散式挤淤后对地基淤泥层进行了镶嵌式结构改造，大幅提高原纯淤泥层的承载力和抗变形能力。
S2、施工堰体上游底部拋填土料区3及堰体上游防渗土料区4：
采用单向进占或双向进占法，利用推土机和长臂反铲从河床一岸或两岸的进占起始端部对堰体上游底部拋填土料区3及堰体上游防渗土料区4进行抛填施工，为满足承载力要求，堰体上游底部拋填土料区3进占端部超前于堰体上游防渗土料区4进占端部3～4m进占施工。堰体上游底部拋填土料区3和堰体上游防渗土料区4逐步循环施工推进，直至全部完成。
所述堰体上游底部拋填土料区3应采用具备防渗性能的掺砾土料，一方面利于土料沉底，另一方面具备防渗性能，渗透系数不大于1×10-5cm/s；堰体上游防渗土料区4渗透系数不大于1×10-5cm/s。
S3、施工上游坡脚抛石防护区5及围堰上游修坡：
滞后于堰体上游底部拋填防渗土料区3和堰体上游防渗土料区4的施工，利用位于堰体上游防渗土料区4顶部的推土机和长臂反铲向上游坡脚推落、拋填块石，形成上游坡脚抛石防护区5，上游坡脚抛石防护体5进占端部滞后堰体上游防渗土料区4进占端部距离不大于5m。
抛填完成后，应采用长臂反铲对围堰上游面进行修坡至设计坡比(坡度要求在1.2～1.3之间)，并用平板振动夯进行夯实，以保证围堰稳定。
S4、施工堰体下游底部拋填料填土石混合料区6及堰体下游土石混合料区7：
采用单向进占或双向进占法，利用推土机和长臂反铲从河床一岸或两岸的进占起始端部对堰体下游底部拋填料填土石混合料区6及堰体下游土石混合料区7进行抛填施工，为满足承载力要求，堰体下游底部拋填料填土石混合料区6超前于下游土石混合料3～4m进占施工。
S5、下游坡脚抛石防护区8施工：
滞后于堰体下游底部拋填料填土石混合料区6及堰体下游土石混合料区7的施工，利用位于堰体下游土石混合料区7顶部的推土机和长臂反铲向下游坡脚推落、拋填块石，形成下游坡脚抛石防护区8，下游坡脚抛石防护区8进占端部与堰体下游土石混合料区7进占端部距离不大于5m。
S6、戗堤上部土石混合料区9、上部防渗土料区10、顶部防渗土料区11的填筑：
在已形成的戗堤区2、堰体上游防渗土料区4、堰体下游土石混合料区7的顶面，利用推土机分层铺摊戗堤上部土石混合料区9、上部防渗土料区10，分层厚度在60～80cm，采用振动碾碾压至设计压实度或孔隙率；
S7、在已形成戗堤上部土石混合料区9、上部防渗土料区10顶面利用推土机分层铺摊顶部防渗土料区11，分层厚度在60～80cm，采用振动碾碾压至设计压实度或孔隙率。
依据本实用新型的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本实用新型的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，并且能够产生本实用新型所记载的积极效果。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：包括受力支撑体系、防渗体系和防护体系，所述受力支撑体系为围堰结构的支撑结构，处于所述围堰结构的下部，所述防渗体系位于所述受力支撑体系的上游侧，所述防护体系位于受力支撑体系和防渗体系的侧面，所述防护体系由上游坡脚抛石防护区(5)和下游坡脚抛石防护区(8)组成，上游坡脚抛石防护区(5)设置在防渗体系的上游侧，下游坡脚抛石防护区(8)设置在受力支撑体系的下游侧。
2.根据权利要求1所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述受力支撑体系由戗堤底部抛石挤淤复合区(1)、戗堤区(2)、堰体下游底部拋填土石混合料区(6)、堰体下游土石混合料区(7)、戗堤上部土石混合料区(9)组成，所述堰体下游底部拋填土石混合料区(6)、堰体下游土石混合料区(7)和戗堤上部土石混合料区(9)设置在戗堤底部抛石挤淤复合区(1)和戗堤区(2)的下游侧。
3.根据权利要求1所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述防渗体系包括由下至上依次设置的堰体上游底部拋填防渗土料区(3)、堰体上游防渗土料区(4)、上部防渗土料区(10)、顶部防渗土料区(11)，所述堰体上游底部拋填防渗土料区(3)的填筑高度与软土基础表面区(12)相持平。
4.根据权利要求1所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述上游坡脚抛石防护区(5)和下游坡脚抛石防护区(8)的填筑高度与软土基础表面区(12)相持平。
5.根据权利要求2所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述堰体下游底部拋填土石混合料区(6)和戗堤底部抛石挤淤复合区(1)的填筑高度与软土基础表面区(12)相持平，戗堤区(2)设置在戗堤底部抛石挤淤复合区(1)上部，所述戗堤区(2)和戗堤底部抛石挤淤复合区(1)拦河设置。
6.根据权利要求2所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述堰体下游底部拋填土石混合料区(6)上方设置堰体下游土石混合料区(7)，堰体下游土石混合料区(7)和戗堤区(2)的上方设置戗堤上部土石混合料区(9)。
7.根据权利要求1所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述上游坡脚抛石防护区(5)和下游坡脚抛石防护区(8)采用坚硬、新鲜的块石组成，母岩饱和抗压强度不小于30MPa，软化系数不小于0.7。
8.根据权利要求3所述的一种淤泥质软土地基土石围堰结构，其特征在于：所述受力支撑体系部分由戗堤上部土石混合料区(9)构成，所述顶部防渗土料区(11)设置在上部防渗土料区(10)和戗堤上部土石混合料区(9)的上方，上部防渗土料区(10)靠在戗堤上部土石混合料区(9)的上游侧。
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