一种海堤软土路基加固处理方法与流程

1.本发明涉及软基处理技术领域，尤其涉及一种海堤软土路基加固处理方法。


背景技术：

2.目前国内外常用的软基处理技术有很多，软基处理方法的选用需要综合考虑各种实际工况的影响，例如：软土的物理力学性能、软土层的厚度、软土层的埋置深度、现场材料条件、路堤的回填高度、施工期和运营期的沉降标准等因素。软基处理方案的选用不仅要考虑以上种种因素的影响，还要结合各种处理方案的经济效益、施工功效和工期长短等因素综合考量，选用既能够满足软土处理标准又能够满足成本效益的最佳方案。
3.目前国内外常用的软基处理技术包括主要包括两大类，一种为换填法，例如换填垫层、抛石挤淤、爆炸挤淤等；另外一种为加固土法，例如竖向排水体、真空预压、真空堆载联合预压、粒料桩、加固土桩、刚性桩及强夯等。
4.各种处理方法由于工艺原理、设备选型等的不同，每种处理方案均有其不同的针对性和适用性。换填法一般适用于处理软土地基厚度较小、埋置较浅的情况，如果软基层厚较大，埋深较深的情况，采用换填法则不满足成本效益，且施工难度极大。加固土法加固软土则对软土的初始抗剪强度均有一定的要求，以满足施工设备或回填材料的施工荷载不会造成软土地基的失稳，当软土初始不排水抗剪强度极小，不能够满足施工荷载的稳定性要求的情况下，就需要对加固土处理软土路基的处理方案进行改良。
5.综合目前国内外常用的软基处理方案均有其较强的针对性和局限性，对于软土厚度大、软土埋置深、不排水抗剪强度小、施工期及运营期沉降标准高的情况，目前国内外常用的软基处理方案均不能够满足要求。


技术实现要素：

6.本发明为解决上述问题，提供了一种海堤软土路基加固处理方法。
7.本发明所采取的技术方案：
8.一种海堤软土路基加固处理方法，其施工步骤为：
9.s1.竹桩制作及打设：
10.结合施工现场实际作业工况，进行竹桩制作及打设施工，竹桩布置在软土路基两侧坡脚位置，沿道路纵向布置，横纵向间距1m，桩顶标高为海床标高，根据水上陆上施工工况的不同，选用适宜的竹桩沉设设备，同时采用沉桩定位架工艺，能够较好地保证沉桩位置的精度；
11.s2.竹排绑扎：
12.原竹采用交通船进行海上运输，在海上进行竹排绑扎施工，竹排绑扎采用mm尼龙绳，竹子接长采用mm尼龙绳横纵向交叉绑扎成整体，在路基底部设置竹排筏板，覆盖整个路基底宽；
13.s3.铺设土工聚合物：
14.在竹排顶面设置两层单向机织土工布，分别沿竹排的横向和纵向，横向机织土工布宽度与竹排顶宽一致，直接铺设于竹排顶面；纵向机织土工布与竹排纵向长度一致，铺设于横向机织土工布上方，横纵方向的机织土工布接缝均采用搭接布置；
15.s4.土工管袋施工：
16.充填土工管袋设置于路基两侧坡脚位置，竹桩正上方，作为堆载填料挡埝使用，防止堆载填料回填施工过程中由于潮汐海浪影响造成堆载填料过度流失；
17.s5.塑料排水板打设
18.为提升软土地基固结度及缩短固结时间，在竹排空隙内，设置竖向塑料排水板，排水板呈方形布置，排水板间距同竹排空隙间距，排水板顶标高与第一层堆载填料标高一致，结合排水板长度，选用适宜的排水板打设设备；
19.s6.分层回填剩余层堆载填料及固结沉降：
20.考虑到一次性堆载预压或过快的回填速度均会对软基产生不利影响，为满足堆载预压稳定性的要求，采用分阶段进行堆载预压施工，施工中对整体堆载填料高度进行划分，每一个阶段回填结束后，等待软基的固结沉降期，待软基固结度满足下一层堆载填料荷载稳定性要求的情况下，再在进行下一层堆载填料回填施工。
21.所述的竹桩制作时采用竹桩绑扎胎架，同时采用紧张器对原竹进行临时捆绑加固，之后采用尼龙绳进行绑扎，同时在竹桩中间部位打设竹销加固。
22.所述的竹桩打设采用方驳和吊机组配合沉桩定位架打设工艺。
23.制作的所述的竹桩定位架尺寸10m
×
10m，其与方驳铰接固定，左右侧采用浮筒撑起，定位孔两侧采用10cm槽钢焊接桁架与定位框架进行连接加固，上下两端使用10#角钢加固在桁架上，确保定位孔在施工过程中不会出现偏移，单个定位孔高1.2m，上口直径为0.6m，下口直径为0.55m，壁厚4.0mm。
24.所述的s3步骤中横纵方向机织土工布搭接时横向机织土工布在横向上搭接5m，纵向上搭接30cm，纵向机织土工布在横向上搭接30cm，纵向上搭接长度5m。
25.所述的s4步骤中所述的土工管袋尺寸为2.1m
×
1.2m
×
21m，单个土工管袋用砂量52.92m3，土工管袋围堰采用抽砂泵配合高压水泵进行充填施工。
26.本发明的有益效果：采用组合竹桩、组合竹排、高强机织布、塑料排水板对海堤基础进行加固处理后，快速提高了海堤路基的承载力，避免了路基加载初期软土地基失稳的风险，为大型机械施工提供稳定的作业平台，还可以均匀分散路堤填土载荷，确保路堤在填筑过程中的稳定性；采用塑料排水板加堆载预压技术极大的缩短了土体的固结周期、提高了路基的稳定性，进而加快了施工效率、减少工后沉降。弥补了目前国内外常用的软基处理方案的局限性，对于软土厚度大、软土埋置深、不排水抗剪强度小、施工期及运营期沉降标准高的情况，能够采用该方案进行软基处理。
附图说明
27.图1为本发明的结构示意图。
28.图2为本发明的竹桩横断面示意图。
29.图3为本发明的竹桩侧视图。
30.图4为本发明的端面示意图。
31.其中：1-竹销；2-海床；3-竹桩；4-竹排；5-机织土工布；6-土工管袋；7-排水板；8-堆载填料；9-原竹；10-尼龙绳。
具体实施方式
32.一种海堤软土路基加固处理方法，其施工步骤为：
33.s1.竹桩制作及打设：
34.结合施工现场实际作业工况，进行竹桩3制作及打设施工，竹桩3布置在软土路基两侧坡脚位置，沿道路纵向布置，横纵向间距1m，桩顶标高为海床2标高，根据水上陆上施工工况的不同，选用适宜的竹桩3沉设设备，同时采用沉桩定位架工艺，能够较好地保证沉桩5位置的精度；
35.所述的竹桩3制作时采用竹桩绑扎胎架，同时采用紧张器对原竹9进行临时捆绑加固，之后采用尼龙绳10进行绑扎，同时在竹桩3中间部位打设竹销1加固；
36.所述的竹桩3打设采用1000t方驳和50t吊机组配合沉桩定位架打设工艺，能够较好地适应近海浅滩工况并能保证沉桩位置的精度及施工质量。
37.制作的所述的竹桩定位架尺寸10m
×
10m，其与方驳铰接固定，左右侧采用浮筒撑起，定位孔两侧采用10cm槽钢焊接桁架与定位框架进行连接加固，上下两端使用10#角钢加固在桁架上，确保定位孔在施工过程中不会出现偏移，单个定位孔高1.2m，上口直径为0.6m，下口直径为0.55m，壁厚4.0mm。竹桩还可以限制路基施工期及运营期的侧向位移，提高施工的安全性；
38.s2.竹排绑扎：
39.原竹9采用交通船进行海上运输，在海上进行竹排4绑扎施工，竹排4绑扎采用8mm尼龙绳，竹子接长采用4mm尼龙绳10横纵向交叉绑扎成整体，在路基底部设置竹排4筏板，覆盖整个路基底宽；
40.所述的s2步骤中竹排4采用单根直径7-10cm，长度为8m的竹子横纵向交叉绑扎，相邻两层组排一横一纵交错布置，每层竹排4均为单向布置，横纵向原竹9相邻节点位置采用8mm尼龙绳10进行绑扎，竖向堆叠形成整体竹排系统。
41.根据软基原位不排水抗剪强度指标，结合施工期施工设备及回填材料等施工荷载，验算竹排单元的抗弯刚度、强度设计值等力学性能参数。采用竹桩竹排系统，大幅改善常用土工材料抗拉强度和抗弯刚度不足的局限性，提高软土路基的原位承载能力，以满足施工期施工设备、回填材料等施工荷载的承载力及稳定性；
42.s3.铺设土工聚合物：
43.在竹排4顶面设置两层单向机织土工布5，分别沿竹排4的横向和纵向，横向机织土工布5宽度与竹排4顶宽一致，直接铺设于竹排4顶面；纵向机织土工布5与竹排4纵向长度一致，铺设于横向机织土工布5上方，横纵方向的机织土工布5接缝均采用搭接布置；
44.横纵方向机织土工布5搭接时横向机织土工布5在横向上搭接5m，纵向上搭接30cm，纵向机织土工布5在横向上搭接30cm，纵向上搭接长度5m；
45.s4.土工管袋施工：
46.充填土工管袋6设置于路基两侧坡脚位置，竹桩3正上方，作为堆载填料8挡埝使用，防止堆载填料8回填施工过程中由于潮汐海浪影响造成堆载填料8过度流失；
47.土工管袋6尺寸为2.1m
×
1.2m
×
21m，单个土工管袋6用砂量52.92m3，土工管袋6围堰采用抽砂泵配合高压水泵进行充填施工；
48.s5.塑料排水板打设
49.为提升软土地基固结度及缩短固结时间，在竹排4空隙内，设置竖向塑料排水板7，排水板7呈方形布置，排水板7间距同竹排4空隙间距，排水板7顶标高与第一层堆载填料8标高一致，结合排水板7长度，选用适宜的排水板7打设设备；通过在软土路基设置纵向排水板7，为软土地基提供竖向排水通道，提升软基的固结度、固结沉降速度、稳定性，降低软土液化趋势；
50.s6.分层回填剩余层堆载填料及固结沉降：
51.考虑到一次性堆载预压或过快的回填速度均会对软基产生不利影响，为满足堆载预压稳定性的要求，采用分阶段进行堆载预压施工，施工中对整体堆载填料8高度进行划分，每一个阶段回填结束后，等待软基的固结沉降期，待软基固结度满足下一层堆载填料8荷载稳定性要求的情况下，再在进行下一层堆载填料8回填施工。
52.分级堆载预压：针对地表下软土层厚，埋置深，而且不排水抗剪强度低的软土地基，填筑材料荷载和填筑速率对软基的稳定性存在较大影响，一次性堆载预压或过快的回填速度均会对软基产生不利影响。为满足路基填筑稳定性的要求，采用分阶段进行堆载预压施工，在分级加载施工过程中，每级加载都是在不排水条件下进行的，然后在排水条件下进行路基软土土体的固结，使土体孔隙压力消散，土体强度增加，以满足填土荷载不同阶段的稳定性均能够满足规范要求。
53.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
54.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
55.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。