一种软地层边坡上的护岸基础加固处理技术的制作方法

本发明属于软基处理技术领域，尤其涉及一种软地层边坡护岸基础加固处理方法。

背景技术：

软地层基础是指由软土层构成的地基。软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑～流塑状态的黏性土。工程上常将软土细分为软黏性上、淤泥质土、淤泥、泥炭质上和泥炭等。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。因其工程特性决定了软地层地基承载力低、地基变形大，不均匀变形也大，变形历时较长，常常导致软地层上构筑物发生沉降、倾斜等危害，严重可导致构筑物倒塌或无法正常使用的情况。

近年来，在我国沿江、沿湖、沿海等处广泛分布着软地层基础，这些地区一般又是经济发达地区，对工程需要迫切，尤其是要发展大型工程。软地层地基承载能力较差，滑动破坏往往是软地层地基方面的问题引起的。针对软地层基础的工程特性，在多年理论研究和实践的基础上形成了多种软地层加固处理方法，如换填垫层技术、预压地基技术、压实和夯实地基技术、复合地基技术、注浆加固技术等，加固机理、施工工艺、适用范围及优缺点互有异同，简述如下：

方法1：化学加固技术。即采用深层搅拌、高压旋喷、注浆等方法，形成桩柱体。相比于软地层，桩柱体具有高强度、刚度的特点，并于软地层形成复合地基共同承担上部结构荷载，从而达到提高软地层地基承载力，减小形变量。该方法适用范围广泛、加固效果显著。但施工时需要配备专业施工机械设备，且占地面积较大；且施工过程振动较大，不适用离建筑物较近区域，容易产生扰动和扰民；土方含水量指标控制较为严格，易造成橡皮土，需要专门进行研究使用。

方法2：预压地基技术。即在地基上进行堆载预压或真空预压，或联合使用堆载和真空预压，形成固结压密后的地基。主要是指砂井加载预压地基，它具有固结速度快、施工工艺简单、效果好等特点，使用范围较广。它在含有饱和水的软黏土或冲积土地基中，打入一批排水砂井，桩顶铺设砂垫层，先在砂垫层上分期加荷预压，使土层中孔隙水不断通过砂井上升，至砂垫层排出地表，在建筑物施工之前，地基土大部分先期排水固结，减小建筑物的沉降量，增强了地基稳定性。预压地基适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基，需要准备专门的施工设备、施工工艺要求较高，适合大面积平整场地的加固处理，工期长，造价较高。

方法3：换填垫层技术。即挖除基础底面下一定范围内的软弱土层或不均匀土层，回填其他性能稳定、无侵蚀性、强度较高的材料，并夯实密实形成的垫层。在对软土地基进行换填垫层技术处理时，应首先对地质进行详细的分析，并制定合理的施工计划；其次，要根据实际情况选择合适的换填材料或者换填土壤，通常情况下回填用的材料主要由土料、块石以及塘渣等；最后，再对换填密度加以控制，通过人工或者机械设备等方式对换填材料进行一定程度的碾压和夯实，确保工程质量。此种处理方式仅适用浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理，换填厚度为0.5m～3.0m。施工工艺简单、施工设备简便，材料易获取。

方法4：松木桩技术。对于部分中小型水利工程护岸基础，常采用4.0m长小松木桩进行软地层加固处理。这些中小型水利工程软地层深度一般不大于3.0m，作用于软地层应力不高，而中小型水工建筑物常呈线型，在这种情况下，如采用大型常规软地层处理技术，则有大型设备转场困难、施工场地条件差、施工材料运输困难、基础过度处理、成本费用高、工期长等问题。综合经济、技术、质量、进度等多方面因素考虑，工程中常进行松木桩处理施工，进度快、费用少。这种技术的关键是松木桩要穿过地质条件较差的软地层甚至是流塑态土层，达到比较坚硬的持力层，以发挥桩基作用，否则松木桩就会随软土一起滑动，地基不稳，上部结构产生滑动破坏，无法正常使用。

上述几种现有技术可以起到加固地基作用，但在河道防护过程中，软地层处于老河道位置，且处于护岸边坡时，现有技术的加固方式会产生问题，处理后的边坡在上部结构荷载作用下会随软土一起滑动，进而使得地基不稳，导致上部结构无法满足正常使用要求。

如中国专利申请号为：cn201710996795.x的专利公布了一种高陡边坡加固绿化装置和高陡边坡加固绿化方法。本发明包括加筋三维聚丙烯网垫、u型钉、锚杆、植被种子、土壤改良纤维混合物、抗侵蚀纤维混合物、纤维过滤管和楔子。本发明施工工艺简单、操作方便，将所述加筋三维聚丙烯网垫通过所述锚杆和所述u型钉固定设置于高陡边坡的坡面后，在铺设纤维过滤管，在顺次喷播植被种子和土壤改良纤维混合物的混合物和植被种子和抗侵蚀纤维混合物的混合物。该发明能有效的改善植物生长的土壤生境，为植物提供生长代谢必需的营养元素，解决现有的高陡边坡加固方法容易受暴雨冲刷，引发二次滑坡、坍塌保水性差，同时会给环境造成二次污染的技术缺陷。但是，该发明不能直接应用于河道防护过程。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种软地层边坡护岸基础加固处理方法，包括如下步骤：

步骤1，清理软土地层：

步骤1.1，采用静压力将圆锥形探头按恒定速率匀速压入土，圆锥形探头中的传感器以电信号的形式输入到记录仪并记录下来，然后通过率定系数换算成压力，得随深度变化的压力曲线，进而按照曲线划分施工区域内的土层，确定软土地层深度及范围；

步骤1.2，沿软土地层范围边缘开挖排水沟及集水井,排水沟宽50cm，深度80cm；集水井2m×3m，深度2m；

步骤1.3，在挖掘机履带行进路线上铺设钢板，采用挖掘机配合自卸车挖掘清理软土；

步骤2，回填粉质黏土层：

步骤2.1，将粉质黏土分层回填至护岸结构底部设计标高线，采用水准仪测量填埋场地地面高程；

步骤2.2，粉质黏土层铺设完成后，先进行一遍静碾并整平，再进行振动碾压，行进速度为1.5～2.0km/h，前进后退法碾压，软土地层范围重复压2遍，前进时交叠1/2轮宽，再原位退回，往复至全段，即为2遍，再循环1次即为4遍；振动碾压6遍后，再进行一次静碾；

步骤3，设置松木桩：

步骤3.1，采用挖掘机静压方式施工松木桩至软土地层中，形成复合地基，松木桩施工按照梅花型布置；

步骤3.2，在距离松木桩两侧50cm处支立模板，浇筑混凝土,混凝土厚度为10cm～20cm；采用平板振捣器沿河道方向进行振捣，平板振捣器与混凝土充分接触，每处振捣至少1min，振捣至表面出浆，停止沉降后，缓慢向前移动至平板振捣器覆盖已振实部分的边缘，重复振捣步骤；

步骤4，检测沉降状态：

步骤4.1，采用木桩与钢钎钉入土中，并用水准仪进行观测的方法检测沉降量；如沉降量满足相关规范要求，则进行上部护岸结构施工；如不满足，则进行抛石处理，坡脚防护后，再进行依照设计断面线进行轮廓修整，并进行沉降观测；

进一步地，步骤2中，软土层范围大于河底高程以下2m时，将河道中心至河底坡脚范围内的土方，自河底高程向下换填厚度为80cm～100cm的塘渣层作为基底并压实；

进一步地，步骤2.1中，粉质黏土每层设置厚度为25cm。

进一步地，步骤3.1中，将松木桩端部削成锥状，在打桩时能够顺利贯入地基，减少阻力。

进一步地，步骤3.1中，松木桩桩长4.0m～6.0m，稍径大于12cm，间距1m，排距0.5m，桩顶高程高于护岸结构底部设计标高线5cm；

本发明的有益效果是：

1.本发明所述软地层边坡护岸基础加固处理方法，由于清除软地层回填粉质粘土并碾压，沉降时间缩短，降低不均匀沉降的风险；由于松木桩加固，增加地基挤密效果，增加地基承载力；塘渣回填增加边坡地基承载能力，增大基底与换填黏土层的摩擦力，防止河道边坡基础出现滑动破坏。

2.本发明所述软地层边坡护岸基础加固处理方法，施工工艺简单，对场地适应性强，施工场地占用小；施工时无其他噪音，不发生扰民等事件。

附图说明

图1为本发明所述软地层边坡护岸基础加固处理方法的加固结构示意图；

图2为本发明所述软地层边坡护岸基础加固处理方法的松木桩布置结构示意图；

图3为本发明所述软地层边坡护岸基础加固处理方法对淤泥较厚的边坡基础加固处理时的结构示意图；

图中：1-粉质黏土层，2-淤泥层，3-松木桩，4-护岸结构底部设计标高线，5-塘渣层，6-河底。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明做进一步说明。

实施例1

如图1所示，所述软地层边坡护岸基础加固处理方法，包括如下步骤：

步骤1，清理软土地层：

步骤1.1，采用静压力将圆锥形探头按恒定速率匀速压入土，圆锥形探头中的传感器以电信号的形式输入到记录仪并记录下来，然后通过率定系数换算成压力，得随深度变化的压力曲线，进而按照曲线划分施工区域内的土层，确定软土地层的深度及范围；

步骤1.2，沿软土地层范围边线开挖排水沟及集水井；排水沟宽50cm，深度60cm；集水井长宽高为2m×2m×1.5m；

步骤1.3，在挖掘机履带行进路线上铺设钢板，采用挖掘机配合自卸车挖掘清理软土；

步骤2，回填粉质黏土层1：

步骤2.1，将粉质黏土分层回填至护岸结构底部设计标高线4，粉质黏土每层设置厚度为25cm，采用水准仪测量填埋场地地面高程；

步骤2.2，粉质黏土层1铺设完成后，先进行一遍静碾并整平，再进行振动碾压，行进速度为1.5～2.0km/h，前进后退法碾压，软土地层范围重复压2遍，前进时交叠1/2轮宽，再原位退回，往复至全段，即为2遍，再循环1次即为4遍；振动碾压6遍后，再进行一次静碾；

步骤3，设置松木桩3：

步骤3.1，采用挖掘机静压方式施工松木桩3至软土地层中，形成复合地基，松木桩3施工按照梅花型布置，松木桩3桩长6.0m，稍径不小于12cm，间距1m，排距0.5m，松木桩3的桩顶高程高于护岸结构底部设计标高线5cm；

步骤3.2，在距离松木桩3两侧50cm处支立模板，浇筑混凝土，混凝土厚度为10cm，

采用平板振捣器沿河道方向进行振捣，平板振捣器与混凝土充分接触，每处振捣至少1min，振捣至表面出浆，停止沉降后，缓慢向前移动至平板振捣器覆盖已振实部分的边缘，重复振捣步骤；确保混凝土浇筑质量，保证松木桩3、换填黏土层整体稳定性；

步骤4，检测沉降状态：

步骤4.1，采用木桩与钢钎钉入土中，并用水准仪进行观测的方法检测沉降量，沉降量满足相关规范要求，进行上部护岸结构施工；

进一步地，步骤3.1中，将松木桩3端部削成锥状，在打桩时能够顺利贯入地基，减少阻力。

实施例2

在实施例1的基础上，针对淤泥较厚的边坡基础加固处理时，在实施例1的基础上，如图3所示，所述软地层边坡护岸基础加固处理方法，包括如下步骤：

步骤1，清理软土地层：

步骤1.1，采用静压力将圆锥形探头按恒定速率匀速压入土，圆锥形探头中的传感器以电信号的形式输入到记录仪并记录下来，然后通过率定系数换算成压力，得随深度变化的压力曲线，进而按照曲线划分施工区域内的土层，确定软土地层深度及范围；

步骤1.2，沿软土地层范围边线开挖排水沟及集水井；排水沟宽50cm，深度80cm；集水井长宽高为2m×3m×2m。

步骤1.3，在挖掘机履带行进路线上铺设钢板，采用挖掘机配合自卸车挖掘清理软土；

步骤2，换填河底：

软土层范围大于河底高程以下2m，河道中心线至坡脚范围内，由河底6的高程向下换填厚度为80cm的塘渣层5作为基底并压实，以增强河底整体刚性及稳定性，并与松木桩3相互挤密，使松木桩3与塘渣基底之间产生较大的摩擦力，从而提高地基承载能力；

步骤3，回填粉质黏土层1：

步骤3.1，将粉质黏土分层回填至护岸结构底部设计标高线，采用水准仪测量填埋场地地面高程，粉质黏土每层设置厚度为25cm；

步骤3.2，粉质黏土层1铺设完成后，先进行一遍静碾并整平，再进行振动碾压，行进速度为1.5～2.0km/h，前进后退法碾压，软土地层范围重复压2遍，前进时交叠1/2轮宽，再原位退回，往复至全段，即为2遍，再循环1次即为4遍；振动碾压6遍后，再进行一次静碾；

步骤4，设置松木桩3：

步骤4.1，采用挖掘机静压方式施工松木桩3至软土地层中，形成复合地基，松木桩3施工按照梅花型布置，松木桩3桩长6.0m，稍径不小于12cm，间距1m，排距0.5m，松木桩3的桩顶高程高于护岸结构底部设计标高线5cm；

步骤4.2，在距离松木桩3两侧50cm处支立模板，浇筑混凝土，混凝土厚度为10cm；采用平板振捣器沿河道方向进行振捣，平板振捣器与混凝土充分接触，每处振捣至少1min，振捣至表面出浆，停止沉降后，缓慢向前移动至平板振捣器覆盖已振实部分的边缘，重复振捣步骤；确保混凝土浇筑质量，保证松木桩3、换填黏土层整体稳定性；

步骤5，检测沉降状态：

步骤5.1，采用木桩与钢钎钉入土中，并用水准仪进行观测的方法检测沉降量，沉降量满足相关规范要求，进行上部护岸结构施工。

进一步地，步骤4.1中，将松木桩3端部削成锥状，在打桩时能够顺利贯入地基，减少阻力。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。