一种陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法

本发明属于土体固化，具体涉及一种陕南地区新型固化土体梯田护坎及其制备方法。

背景技术：

1、陕南是指陕西南部地区，北靠秦岭、南倚大巴山，汉江自西向东穿流而过。为了保护耕地避免水土流失，以石头为原材料修建保护坎。但是2017年以来陕南大部分石场关停，区域附近无石场，外购石料距离长，运费高，且难以保证工程建设需要。鉴于这种情况，曾计划用混凝土预制构件作为保护坎，但经实际施工发现，成本大大增加。水泥、石灰作为高能耗、高碳排放材料，应尽量降低其使用量。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，该方法包括以下步骤：

2、(1)场地开挖：在每层梯田的底部开挖规定面积和深度的填筑区域，并将填筑区域底部整平，

3、(2)混合均匀：将挖出来的土壤与新型土壤固化剂充分混合，在混合后的土壤上洒水，使土壤含水率达到最优并在其上面覆盖塑料薄膜，进行焖料24h后得到用于填筑的填料；

4、(3)监测填料的含水率：在对填筑区域进行填料前，需要监测填料的含水率，保证其含水率在最优含水率的98-102％允许范围内，

5、(4)碾压夯实：待填料养护好后，将填料按照压实后每20cm一层的标准，利用小型碾压机器保证每层填料的压实度在93％以上，进行分层夯实；

6、(5)田坎修整：当填料分层夯实形成的土体高度达到田坎需要修筑的设计标高时，整平顶部并按坡度要求修整田坎边坡。

7、进一步地，与土壤固化剂混合的土壤需要在混合前进行充分破碎，然后采用旋耕机多次分批进行混合。

8、进一步地，当监测出填料的含水率低于最优含水率的98％时，及时采取洒水措施，当监测出填料的含水率高于最优含水率的102％时，应当采取晾晒措施，使填料含水率始终控制在最优含水率的允许范围内。

9、进一步地，最优含水率为土最容易夯实的含水率，根据土种类的不同而不同。

10、进一步地，洒水措施分为洒水闷湿和洒水搅拌两种方式；而晾晒措施采用松土翻晒，并适当减小填料晒层的厚度。

11、进一步地，在进行碾压夯实操作时，每层填料在填筑之前，必须保证其下层的土体已经夯实。

12、进一步地，修筑好的田坎上层部分较窄，在填料夯实时可采用小型蛙式打夯机进行夯实，夯实后在其表面喷洒养护溶剂进行养护。

13、进一步地，在对梯田护坎修筑过程中以及修筑完成后的24小时内要保证空气温度在10℃以上，之后应该保证空气温度在5℃以上持续7天。

14、进一步地，在进行混合均匀操作时，混合后的填料各成分所占的质量百分比为：土壤83％-87.5％，土壤固化剂1.5％-2.5％，无机胶凝材料0％-5％，水10％-15.5％。

15、进一步地，土壤固化剂分为a料和b料，a料所占填料的质量百分比为：1％-1.2％，b料所占填料的质量百分比为：0.5％-1.3％。

16、进一步地，进行碾压夯实操作时，选择小型碾压机器，采用全幅静压，先慢后快的方式进行碾压夯实，特别注意边缘附近的压实情况，以保证田坎的施工质量。

17、进一步地，田坎的坡度取65-80°，田坎修建高度不宜超过2米。

18、进一步地，所述的养护溶剂为水玻璃、羧甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羧乙基纤维素醚的一种或多种组合，溶于水后使用。

19、进一步地，所述土壤固化剂a料为油酸酰胺、磺化油、聚萘甲醛磺酸钠盐、聚丙烯酸酯、木质素磺酸盐、聚氧化乙烯、植物纤维素、松香酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或多种组合。

20、进一步地，所述土壤固化剂b料为聚丙烯酰胺、端羟基聚丁二烯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、丙烯酸乳液、丁苯乳液、硅丙乳液、木质素的一种或多种组合。

21、进一步地，所述的无机胶凝材料为水泥、石灰、钢渣、电石渣、矿渣粉、高钙粉煤灰、低钙粉煤灰的一种或多种的组合。

22、与现有技术相比，本发明所制备的梯田护坎具有以下优点：

23、1.解决了石坎梯地石料供应不足的矛盾，近年来随着环保督查力度不断加强，致使项目建设所用的石料、河砂、水泥等主要原材料价格暴涨，工程建设投资巨增。特别是很多采石厂和采砂厂关停，导致石料无法保证，影响了工程进展。新型土壤固化剂保护坎所用材料主要为新型土壤固化剂、养护溶剂，避免了开山取石对植被和山体的破坏，造成人为水土流失，保护了生态环境。

24、2.比传统土坎梯田结构稳定：新型土壤固化剂保护坎在材料上突破了传统土坎的限制，采用一种环境友好型有机土壤固化剂，相较于传统的固化剂防水、耐水效果更好，环境友好性更高，以土质条件最恶劣的湿陷型黄土合并盐渍土地区为例，新型固化剂与该地区的盐渍土充分拌合并夯实后，在水中浸泡一段时间，夯实的土体未发生土壤流失、土体崩解现象，经5次干湿循环，浸水24h，烘干至恒重为一个干湿循环，无侧限抗压强度没有下降，反而有一定程度的提升，使得本地区的土壤条件明显优于该地区其他土壤。

25、3.施工便捷：机械开挖一定深度，所挖的土直接混合新型土壤固化剂，就地施工、就地取材，施工方便，增强施工效率；无需新增多余施工场地，增加土地利用率，施工时可就地取材，生土垫下，熟土盖面，挖填结合。

26、4.施工完成后，夯实的土体与原土色泽一致，与周围环境浑然一体，具有古朴的美感；达到使用年限废弃后，可以直接破碎后复耕，不产生建筑垃圾，可在坎梗处植草，既可护埂，有一定的观赏效果。

27、5.采用原位固化后的土体代替石料或混凝土预制构件修建梯田田坎，固化后的土体具有防水、隔水、增加土体密实度与承载能力的作用。

技术特征：

1.一种陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，其特征在于，与土壤固化剂混合的土壤需要在混合前进行充分破碎，然后采用旋耕机多次分批进行混合。

3.根据权利要求1所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，其特征在于，当监测出填料的含水率低于最优含水率的98％时，及时采取洒水措施，当监测出填料的含水率高于最优含水率的102％时，应当采取晾晒措施，使填料含水率始终控制在最优含水率的允许范围内。

4.根据权利要求3所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，其特征在于，洒水措施分为洒水闷湿和洒水搅拌两种方式；

5.根据权利要求1所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，其特征在于，在进行碾压夯实操作时，每层填料在填筑之前，必须保证其下层的土体已经夯实。

6.根据权利要求5所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，其特征在于，修筑好的田坎上层部分较窄，在填料夯实时可采用小型蛙式打夯机进行夯实，夯实后在其表面喷洒养护溶剂进行养护。

7.根据权利要求6所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎及其制备方法，其特征在于，所述的养护溶剂为水玻璃、羧甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、羧乙基纤维素醚的一种或多种组合，溶于水后使用。

8.根据权利要求1-7任一项所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎及其制备方法，其特征在于，对梯田护坎修筑过程中以及修筑完成后的24小时内要保证空气温度在10℃以上，之后应该保证空气温度在5℃以上持续7天。

9.根据权利要求1所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎及其制备方法，其特征在于，在进行混合均匀操作时，混合后的填料各成分所占的质量百分比为：土壤83％-87.5％，土壤固化剂1.5％-2.5％，无机胶凝材料0％-5％，水10％-15.5％，

10.根据权利要求9所述的陕南地区新型固化土体梯田护坎及其制备方法，其特征在于，土壤固化剂分为a料和b料，a料所占填料的质量百分比为：1％-1.2％，b料所占填料的质量百分比为：0.5％-1.3％，

技术总结
本发明公开了一种陕南地区新型固化土体梯田护坎的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)在每层梯田的坡底边缘开挖规定面积和深度的填筑区域；(2)将挖出来的土壤与土壤固化剂充分混合，在混合后的土壤上洒水，并在其上面覆盖塑料薄膜，进行焖料24h后得到用于填筑的填料；(3)在对填筑区域进行填料前，需要监测填料的含水率，(4)将填料按照压实后每20cm一层的标准，进行分层夯实；(5)当填料分层夯实形成的土体高度达到田坎需要修筑的设计标高时，整平顶部并按坡度要求修整田坎边坡。本发明制备的田坎具有良好的环境效益、施工便捷、缓解石坎梯地石料供应不足的矛盾，造价低廉，且与传统土坎相比，能够达到稳定梯田结构的目的。

技术研发人员：刘云霄,尚顺其,顾凡,李邱,周辉
受保护的技术使用者：长安大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15