专利名称：袋装固化淤泥的堤坝填筑方法
技术领域：
本发明是一种固化淤泥土在路堤和堤防工程的应用方法，适用于疏浚与堤坝填筑综合处置工程，属于路堤和堤防工程的技术领域。
背景技术：
随着我国经济的迅速发展，港口工程、航道工程、水利工程等建设项目迅速增加，在各种航道的疏浚过程和港口新建、扩建工程中，通常会产生大量的疏浚泥土。据不完全统计，我国每年废弃的疏浚淤泥达到10000万m3以上，疏浚淤泥处理的工程量是非常大的。在沿海或者沿湖平原高速公路建设中存在路堤填料不足的情况，在工程建设中花耗大量的经费从外地借土，致使工程造价增多。为了减小工程造价，可采用淤泥堆积自然晾晒形成堤坝。
路堤疏浚淤泥的自然堆积晾晒形成堤坝的过程如下将疏浚工程产生的淤泥自然堆积在拟修筑堤坝的位置，由于疏浚淤泥中含有大量的水份(通常含水量大于80％)，流动性好，因此，淤泥向堤坝两边滑流，经过一段时间的自然晾晒，淤泥含水量降低，强度提高，成为较好的路堤填料；再在已经晾晒成形的堤坝上填筑一层疏浚淤泥，再经过一段时间的自然晾晒形成堤坝，如此循环多次，直到堤坝达到设计堤高。
采用淤泥堆积自然晾晒形成堤坝的方法存在以下几点不足之处(1)淤泥堆积自然晾晒形成的堤坝边坡平缓，达到1∶6～1∶8，疏浚淤泥的用量大，因此疏浚淤泥运输成本大，同时增加了疏浚淤泥运输过程中二次环境污染；(2)淤泥堆积自然晾晒形成的堤坝边坡平缓，达到1∶6～1∶8，路堤荷载占地面积大；同时由于堤坝荷载的作用宽度大，影响深度大，堤坝以下需要进行处理的软基范围也相应很大，并且处理深度增加，加大了软基处理的难度。因此需要花费昂贵的地基处理费用。
发明内容
技术问题本发明针对上述存在问题，提出袋装固化淤泥的堤坝填筑方法来处理疏浚淤泥和填筑堤坝。采用袋装淤泥固化工法可以增大堤坝的边坡坡度，在显著减少淤泥用量的同时减少堤坝荷载的作用宽度和影响深度，从而减少软基处理范围，节省工程造价。
技术方案本发明的袋装固化淤泥的堤坝填筑方法就是针对传统的淤泥堆积自然晾晒法填筑形成堤坝边坡过于平缓、占地面积大，软基处理范围大，工程造价高的局限性，对其进行改进。采用袋装淤泥固化工法填筑拟修建堤坝的边坡，其边坡斜率可以达到1∶1～1.7∶1(边坡可达坡度45°～60°)。袋装淤泥中掺入3～5％的水泥作为固化剂，袋装淤泥形成堤坝的边坡围护，然后向围护内部填充疏浚淤泥，其中掺入更少的水泥(2～3％)作为固化剂，直至堤坝的设计高度。随着龄期的增加，水泥固化淤泥土强度将会增加，固化淤泥硬化，形成堤坝。
该项发明主要是利用袋装固化淤泥显著提高堤坝的边坡坡度，减少堤坝的疏浚淤泥用量、运输成本和堤坝荷载的影响范围，从而减少堤坝下需要处理的软基工程量，缩短工期，节省工程造价。
具体施工操作步骤如下(1)进行待固化淤泥的室内固化试验，确定待固化淤泥的最低水泥掺入比(即当水泥掺入比小于该值时，水泥的加入对土体强度没有改变；当水泥掺入比大于该值时，固化土强度显著增加)，一般为2～5％；(2)将疏浚淤泥和淤泥重量3～5％的水泥混和料搅拌均匀，装入麻袋，按照设计边坡斜率(1∶1～1.7∶1)堆砌，形成堤坝边坡围护，在围护内填筑疏浚淤泥，并掺入2-3％的水泥固化剂，搅拌均匀；(3)重复步骤(3)，如此循环多次，直至堤坝设计高度。
有益效果袋装淤泥固化方法的优势主要体现在以下几点(1)袋装淤泥固化方法将疏浚淤泥处理后进行堤坝填筑，可以显著的提高堤坝边坡的坡度。传统的淤泥堆积自然晾晒形成的堤坝边坡平缓，达到1∶6～1∶8，而疏浚淤泥经过袋装淤泥固化方法后填筑堤坝的斜率只有1∶1～1.7∶1。因此，填筑相同高度和顶宽的堤坝，袋装淤泥固化工法处理后的填筑的堤坝淤泥用量大幅度降低，从而显著节省了疏浚淤泥的运输成本，同时减少了疏浚淤泥运输过程中二次环境污染。
(2)袋装淤泥固化方法处理后填筑的堤坝荷载作用宽度较传统的淤泥堆积自然晾晒形成的堤坝大幅度降低，堤坝荷载影响深度减少。一方面可以显著减少软基处理的工程量，缩短工期，节省工程造价；另一方面，减少了软基处理深度，从而简化了软基处理的难度，深厚软基处理一直是工程界没有很好解决的难题。
(3)袋装淤泥固化方法具有很好的经济效应。以堤坝顶面宽4m，堤坝高度4m为例，简单对比分析传统的淤泥堆积自然晾晒法和袋装淤泥固化工法修筑堤坝的工程造价。传统的淤泥堆积自然晾晒形成的堤坝边坡取值1∶6，袋装淤泥固化工法形成的堤坝边坡取值1∶1，疏浚淤泥的运输单价为10元/m3；疏浚淤泥含水量为80％，容重1.6g/cm3，固化淤泥时水泥掺入比为5％，水泥单价为300元(人民币)/吨；软基处理深度10m，采用打设塑料排水板排水固结法，间距1.5m，塑料排水板工程单价为3元/m。
每单位长度(1m)堤坝造价对比
从上表可以看出，不考虑袋装淤泥固化方法减少的淤泥运输过程的二次环境污染、缩短的工期效应、软基处理深度减少产生的简化软基处理难度等等，袋装淤泥固化方法较传统的淤泥堆积自然晾晒法修筑堤坝节省工程造价达到了48％。
图1为传统的淤泥堆积自然晾晒法填筑形成的堤坝横截面示意图；
图2为袋装淤泥固化方法填筑形成的堤坝横截面示意图。
以上的图中有自然晾晒淤泥1、袋装固化淤泥2、低水泥用量淤泥3。
具体实施例方式
某沿湖道路在设计需同时考虑到湖泊的清淤，拟采用湖泊淤泥作为路基填料。为此采用该袋装淤泥固化技术进行处理。该道路设计高度为2.5m，宽度为28m(双向4车道)。
1)取湖泊淤泥进行室内配合比试验，测得固化后淤泥的无侧限抗压强度与掺入水泥用量的关系。当水泥掺入比小于2.5％时水泥固化土的强度基本与淤泥的强度相同，而当水泥掺入比大于该值时，固化土的强度显著增加。为此，该固化淤泥的最低水泥掺入比为2.5％；2)将疏浚淤泥和淤泥重量4％的水泥搅拌均匀并装入麻袋，按照1∶1的设计边坡堆砌，形成0.5m高的道路边坡围护；3)在围护内填筑疏浚淤泥，并掺入疏浚淤泥重量2.5％的水泥，搅拌均匀。施工结束30天后，淤泥固化土基本成型，采用压路机将已填筑的路堤压实；4)在压实后路堤上重复第2步和第3步，直到路堤的设计高度。
权利要求
1.一种袋装固化淤泥的堤坝填筑方法，其特征在于操作包含如下步骤1).进行待固化淤泥的室内固化试验，确定待固化淤泥的最低水泥掺入比；2).将疏浚淤泥和水泥混和料搅拌均匀，装入袋子，按照设计边坡斜率堆砌，形成堤坝边坡围护；3).在堤坝边坡围护内填筑疏浚淤泥，并大于最低掺入比的水泥，搅拌均匀；4)重复步骤2)和步骤3)，如此循环多次，直至堤坝设计高度。
2.根据权利要求1所述的袋装固化淤泥的堤坝填筑方法，其特征在于其中水泥掺入量为2～5％。
3.根据权利要求1所述的袋装固化淤泥的堤坝填筑方法，其特征在于所述的边坡斜率为1∶1～1.7∶1。
全文摘要
袋装固化淤泥的堤坝填筑方法是一种固化淤泥土在路堤和堤防工程的应用方法，适用于疏浚与堤坝填筑综合处置工程，其操作包含如下步骤1)进行待固化淤泥的室内固化试验，确定待固化淤泥的最低水泥掺入比；2)将疏浚淤泥和水泥混和料搅拌均匀，装入袋子，按照设计边坡斜率堆砌，形成堤坝边坡围护；3)在堤坝边坡围护内填筑疏浚淤泥，并大于最低掺入比的水泥，搅拌均匀；4)重复步骤2)和步骤3)，如此循环多次，直至堤坝设计高度。采用袋装淤泥固化工法可以增大堤坝的边坡坡度，在显著减少淤泥用量的同时减少堤坝荷载的作用宽度和影响深度，从而减少软基处理范围，节省工程造价。
文档编号E02D3/12GK1818220SQ200610038969
公开日2006年8月16日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者洪振舜, 邓永锋, 沈水龙 申请人:东南大学