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生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体及其施工方法

摘要

本发明提供了一种生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体及其施工方法,堆筑体包括:设在基底上的堆筑体本体、设在堆筑体本体内的排水盲管、设在堆筑体本体至少一侧的侧面的挡墙组件和设在所述挡墙组件上方的土工格栅,其中,在细圆砾土层与基底层之间由下至上依次包括:土工布层和垫层,垫层的厚度为0.4‑0.8m,垫层由下至上依次为:中粗砂层、砂夹砾石层和碎石层,其中土工布层纵、横向抗拉断裂强度≥12KN/m,纵、横向撕破强力≥0.4KN,CBR顶破强力≥1.5KN,梯度比GR≤3。根据本发明的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体,整个堆筑体的稳定性大幅提高,合理得利用了建筑余土进行堆筑体建设,便于更有效地对了生态环境进行改造,具有良好的应用前景。

著录项

  • 公开/公告号CN109653240A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2019-04-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 扬州市市政建设处;扬州大学;

    申请/专利号CN201811622515.X

  • 发明设计人 余郁;陈晓飞;费康;李园;吴健翔;

    申请日2018-12-28

  • 分类号

  • 代理机构北京东方灵盾知识产权代理有限公司;

  • 代理人王君昌

  • 地址 225002 江苏省扬州市史可法路37号

  • 入库时间 2024-02-19 08:55:43

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-07-07

    授权

    授权

  • 2019-05-14

    实质审查的生效 IPC(主分类):E02D29/02 申请日:20181228

    实质审查的生效

  • 2019-04-19

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及园林建筑技术领域,具体而言,特别涉及一种生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体堆筑体及其施工方法

背景技术

随着经济的快速发展和城市规模不断扩大,城市用地紧张等问题的突显,城市地下空间的开发越来越受到重视。地下建筑物、构筑物、市政交通工程等的不断施工,与之而来的是越来越多的建筑余土,“渣土围城”成为很多城市的痛点,制约了城市的可持续发展。而现今生态环境的改造,生活环境的改善越来越被政府重视。未来城市建设理念的不断发展,如何通过“变废为宝”,采用城市建筑余土人工堆筑山体工程的应用前景也会越来越广泛。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。有鉴于此,本发明一方面提供一种易于实施、可靠性高的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体。本发明的另一方面提供一种生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法。

根据本发明的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体包括:设在基底上的堆筑体本体、设在所述堆筑体本体内的排水盲管、设在所述堆筑体本体至少一侧的侧面的挡墙组件和设在所述挡墙组件上方的土工格栅,所述挡墙组件包括:厚度为0.8m-1.2m的三七灰土层、设在所述三七灰土层上方的模块式加筋土档墙、设在所述三七土层上并位于所述模块式加筋土档墙外侧的卵石截洪沟、设在所述模块式加筋土档墙与堆筑体本体之间的细圆砾土层、设在所述细圆砾土层上方的透水土工布和设在所述细圆砾土层与所述堆筑体本体之间的厚袋装砂砾石反滤层,其中,在所述细圆砾土层与所述基底层之间由下至上依次包括:土工布层和垫层,所述垫层的厚度为0.4-0.8m,所述垫层由下至上依次为:中粗砂层、砂夹砾石层和碎石层,其中所述土工布层纵、横向抗拉断裂强度≥12KN/m,纵、横向撕破强力≥0.4KN,CBR顶破强力≥1.5KN,梯度比GR≤3。

根据本发明的实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体,整个堆筑体的稳定性大幅提高,合理得利用了建筑余土进行堆筑体建设,便于更有效地对了生态环境进行改造,具有良好的应用前景。

另外,根据本发明上述实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体还可以具有如下附加的技术特征:

根据本发明的一个实施例,在所述细圆砾土层内设有多个土压力盒,在所述土工格栅上设有位移监测桩。

根据本发明的一个实施例,所述模块式加筋土档墙包括具有第一预定高度的第一模块式加筋土档墙和具有第二预定高度的第二模块式加筋土档墙,所述第一模块式加筋土档墙和所述第二模块式加筋土档墙之间构造成台阶形,以在所述第一模块式加筋土档墙一侧形成一级挡墙组件和在所述第二模块式加筋土档墙的一侧形成二级挡墙组件。

根据本发明的一个实施例,在所述堆筑体本体内设有用于对所述基底沉降监测的沉降板。

根据本发明的一个实施例,所述垫层被设置成台阶形。

根据上述生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法,包括以下步骤:

S1:对基底的表面进行处理,并在基底上设置高度小于0.6m、宽度大于1.0m的台阶,所述台阶与堆筑体本体的陡坡处对应;

S2:对所述堆筑体本地基底填土层进行压实,并在模块式加筋土挡墙的基底处换填三七灰土并压实,在山体基底在坡脚20m-25m范围以内铺设垫层,在所述垫层表层铺设一层土工布;

S3:对所述堆筑体本体分区分层填充、分层压实,且所述堆筑体本体采用粉土填充,所述堆筑体主峰周围采用黏土填筑,其中,所述粉土的压实系数K不小于0.9,地基系数K/30不小于80MPa/m;所述黏土厚度为0.4m-0.6m,压实系数K不小于0.9,地基系数K/30不小于80MPa/m,分层厚度为压实后0.3m一层,每压实一层后对地基的压实质量进行压实系数K和地基系数K30检验,检测数量为每2000m2不小于4处;

S4:使用所述模块式加筋土挡墙进行收坡,且采用的所述模块式加筋土挡墙的高度为2.83m-7.02m;

S5:采用边坡包裹体对所述堆筑体陡于1:4的边坡进行加固加固,并在所述边坡包裹体下方设置碎石和浆砌片石基础;

S6:在所述模块式加筋土挡墙下部设置排水盲沟,并在所述排水盲沟底部铺设复合土工膜。

根据本发明的实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法,整个堆筑体的稳定性大幅提高,合理得利用了建筑余土进行堆筑体建设,便于更有效地对了生态环境进行改造,具有良好的应用前景。

另外,根据本发明上述实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法还可以具有如下附加的技术特征:

根据本发明的一个实施例,进一步包括以下步骤:S7:根据工程概况确定堆筑体X、Y、Z三个方向的尺寸,建立三维模型,对所述三维模型划分网格后,通过在三维模型中设置多个位移监测点、多个应力监测点对所述模块式加筋土挡墙的最高断面的受力、变形及稳定性进行分析。

根据本发明的一个实施例,对堆筑体进行沉降观测和水平位移观测,以在发生以下至少一种情况时发出报警:

边坡支护结构坡顶的最大水平位移已大于填土高度的1/500或20mm,以及水平位移速率已连续3天大于2mm/d;

填筑期地表沉降速率大于10mm/d;

边坡底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆;

坡顶附近出现新裂缝;

根据经验判断认为,已出现其他必须报警的情况。

根据本发明的一个实施例,,S4中,在所述模块式加筋土挡墙的面层布置混凝土预制模块,且相邻的所述混凝土预制块之间设有伸缩缝。

根据本发明的一个实施例,S5中:所述边坡包裹体包括双向拉伸料土工格栅及土工布,所述双向拉伸料土工格栅内填充有加入炭黑量大于2%的聚丙烯在S6中:所述排水盲沟呈梅花形布置,所述复合土工膜采用无纺土工布贴附加入炭黑的高密度聚乙烯膜,高密度聚乙烯膜的膜厚大于0.3mm。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的结构示意图。

图2是根据本发明的另一个实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的结构示意图;

图3是图2中A处的放大示意图。

图4是根据本发明的一个实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

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”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。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

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;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。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。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-3所示,根据本发明的实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体100,包括:设在基底200上的堆筑体本体10、设在堆筑体本体10内的排水盲管11、设在堆筑体本体10至少一侧的侧面的挡墙组件20和设在挡墙组件20上方的土工格栅30。

挡墙组件20可以包括:厚度为0.8m-1.2m的三七灰土层21、设在三七灰土层21上方的模块式加筋土档墙22、设在三七土层21上并位于模块式加筋土档墙22外侧的卵石截洪沟23、设在模块式加筋土档墙22与堆筑体本体10之间的细圆砾土层24、设在细圆砾土层24上方的透水土工布25和设在细圆砾土层24与堆筑体本体10之间的厚袋装砂砾石反滤层26。

其中,在细圆砾土层24与基底层200之间由下至上依次包括:土工布层27和垫层28,垫层28的厚度为0.4-0.8m,垫层28由下至上依次为:中粗砂层、砂夹砾石层和碎石层,其中土工布层27纵、横向抗拉断裂强度≥12KN/m,纵、横向撕破强力≥0.4KN,CBR顶破强力≥1.5KN,梯度比GR≤3。

如图3所示,模块式加筋土档墙22可以包括具有第一预定高度的第一模块式加筋土档墙221和具有第二预定高度的第二模块式加筋土档墙222,第一模块式加筋土档墙221和第二模块式加筋土档墙222之间构造成台阶形,以在第一模块式加筋土档墙一侧形成一级挡墙组件201和在第二模块式加筋土档墙222的一侧形成二级挡墙组件202。

根据本发明的实施例,通过设置一级挡墙组件201和二级挡墙组件202两级加筋土挡墙相比较于单级加筋土挡墙而言,主要有着结构差异、破坏模型差异和设计方法三方面的差异。

结构差异:两级加筋土挡墙上下两级墙体之间的台阶与筋材、筋材与墙面板填料相互影响,一起组成两级加筋土挡墙的结构。在台阶作用下,下部墙体会受到挡墙上部荷载应力扩散的较大影响,比如当台阶宽度很大时,台阶作用比较明显;当台阶宽度较小时,两级挡墙也就可以视为单级挡墙来进行设计,台阶影响忽略不计。

破坏模型差异:两级加筋土挡墙的破坏既相互独立,又相互联系。由于上墙基础设置在下墙的墙体之上,故下墙的承载力与稳定性直接关系到上墙的稳定与安全性,相比之下,上部墙体的变形破坏则对下部墙体的影响较小。

参见图1-3,可以理解的是,在对堆筑体100进行施工时,可以在堆筑体柱体10的一侧设置模块式加筋土档墙22进行收坡,加筋土档墙22的墙高可以为2.83m-7.02m。加筋土挡墙胸背坡坡比1:0.05。加筋土挡墙22的加筋材料宜选用单向拉伸聚乙烯塑料土工格栅,炭黑量≥2%并均匀分布,土工格栅纵向极限抗拉强度≥120KN/m,纵向标称伸长率≤11.5%。土工格栅长7m-9m,竖向间距Sy=0.3m。土工格栅回折长不小于1.5m,幅间搭接0.1m,采用骑马钉按间距1m固定在填土上。砂加砾石包裹体。加筋土挡墙填料采用洁净的级配良好的细圆砾土。

进一步地,强降雨工况下,山体渗流对山体稳定性影响较大,为减小影响,宜减小山上地表水下渗,并加强山体内地下水排出。

主峰范围内填高最大其安全稳定性最低,需重点设计,故增设防渗粘土层,减小地表水下渗,并将其引向安全区域。加筋土挡墙22采用细圆砾土,墙背向山体内铺设梅花形布置的排水盲管,加强地下水排出。山体四周坡脚向山体内20m-30m范围内设排水垫层,加地下水排出。

排水盲沟11适于设置在袋装砂砾石反滤层右侧垫层以上3m的位置处,排水盲沟11截面采用0.3m*0.3m,纵向间距5m,呈梅花形布置。盲沟底部复合土工膜采用无纺布复合土工膜,二布一膜结构。复合土工膜纵、横向抗拉断裂强度≥20KN/m,CBR顶破强力≥2.5KN,垂直渗透系数≤1.0×10-11cm/s,膜材采用加入炭黑的高密度聚乙烯,膜厚≥0.3mm。

在堆筑体填筑期间和填筑完成后可以进行挡墙土压力、拉筋内力和山体沉降变形(含地基和本体)连续监测。通过对挡墙土压力、土工格栅拉力和沉降变形等进行系统的观测与分析评估,在填筑过程中,指导控制填土速率。具体地,根据本发明的一些实施例,在细圆砾土层24内设有多个土压力盒41,在土工格栅30上设有位移监测桩42。在堆筑体本体内10设有用于对基底200沉降监测的沉降板43。

根据本发明的一个实施例,为了便于施工,垫层28可以被设置成台阶形。

根据本发明的实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体100,整个堆筑体的稳定性高,合理得利用了建筑余土进行堆筑体建设,便于更有效地对了生态环境进行改造,具有良好的应用前景。

下面参考图4描述根据本发明的实施例的生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法,该施工方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1:对基底的表面进行处理,并在基底上设置高度小于0.6m、宽度大于1.0m的台阶,所述台阶与堆筑体本体的陡坡处对应;

S2:对所述堆筑体本地基底填土层进行压实,并在模块式加筋土挡墙的基底处换填三七灰土并压实,在山体基底在坡脚20m-25m范围以内铺设垫层,在所述垫层表层铺设一层土工布;

S3:对所述堆筑体本体分区分层填充、分层压实,且所述堆筑体本体采用粉土填充,所述堆筑体主峰周围采用黏土填筑,其中,所述粉土的压实系数K不小于0.9,地基系数K/30不小于80MPa/m;所述黏土厚度为0.4m-0.6m,压实系数K不小于0.9,地基系数K/30不小于80MPa/m,分层厚度为压实后0.3m一层,每压实一层后对地基的压实质量进行压实系数K和地基系数K30检验,检测数量为每2000m2不小于4处;

S4:使用所述模块式加筋土挡墙进行收坡,且采用的所述模块式加筋土挡墙的高度为2.83m-7.02m;

S5:采用边坡包裹体对所述堆筑体陡于1:4的边坡进行加固加固,并在所述边坡包裹体下方设置碎石和浆砌片石基础;

S6:在所述模块式加筋土挡墙下部设置排水盲沟,并在所述排水盲沟底部铺设复合土工膜。

可以理解的是,在施工前,需要对基底(地基)做表层处理和加固处理,具体地:

地基表层处理:

1)山体填筑施工前排水疏干地表,整平地面;原地面清除表土,按规定回填、压实,其标准同山体要求;

2)山体地基横、纵向坡度陡于1:10地段,基底挖台阶,台阶高度不大于0.6m,台阶宽度不小于1.0m,台阶底设4%向外倾斜的坡度。

地基加固处理:

1)沿省道山体边坡设置300m两级加筋挡土墙,一级加筋土挡墙基底挖除换填不小于1.0m厚的三七灰土+重型碾压。三七灰土采用挖除的原地基土,剔除碎砖后就地掺30%(配比按体积计)灰改良。三七灰土压实标准采用压实系数K不小于0.90,7d饱和无侧限抗压强度不小于300kPa。换填三七灰土后地基的地基承载力特征值达到180kPa。

2)山体基底填土层进行压实处理,其中填土层厚大于2.5m的地段基底采用冲击碾压压实,其它地段采用重型碾压,碾压后地基的压实系数不小于0.9。

3)山体南坡原地面以上,靠坡脚20~25m范围以内铺垫一层土工布+0.6m厚垫层(0.15m厚中粗砂+0.15m厚砂夹砾石+0.3m厚碎石),较陡地段需做台阶式垫层处理。

在对堆筑体主体10进行填筑时,其填料可以分为两部分,山体本体粉土填筑和山体表层黏土填筑;施工前应严格控制填料的含水量,当填料的含水量大于最优含水量时,采用翻松、晾晒、风干或换土回填、均匀掺入干土等措施来降低含水量,若填料含水量过大夯实时产生橡皮土,应翻松晾干至最佳含水量时再填筑。若含水量偏低,可采用预先洒水润湿。严格控制填料的含水量,确保山体土方填筑质量;山体堆筑以冲击碾压为主,局部采用重型碾压;山体本体填筑粉土,压实系数K不小于0.9,地基系数K/30不小于80MPa/m;山体表层填筑0.5m厚的黏土,压实系数K不小于0.9,地基系数K/30不小于80MPa/m;填料采用推土机摊铺,16T以上压路机碾压6-8遍,分区分层压实,分层厚度为压实后0.3m一层,每压实一层后对地基的压实质量进行压实系数K和地基系数K30检验,检测数量为每2000m2不小于4处。山体表层按设计要求填筑0.5m粘土,填筑方法为每一区段15m-20m山体粉土填筑碾压完成后,由挖掘机进行修整,然后铺设粘土整平(分两层铺土碾压),最后采用压路机沿等高线压实(压路机倾斜不大于10度时),大于10度时采用上下坡碾压。

在对堆筑体的边坡进行防护时,山体边坡采用土工格栅加固,宽度为6.0m,层间距0.6m。土工格栅采用双向拉伸塑料土工格栅,材质为加入炭黑的聚丙烯,炭黑含量≥2%并均匀分布,抗拉强度纵、横向抗拉强度不小于50kN/m,纵/横向标称伸长率≤15/13%。

山体表面满铺设易降解的三维土工网垫,网垫幅宽不小于5.0m,材料基本性能满足相关要求。纵横向每隔1m左右用不短于15cm竹钉垂直打入边坡固定网垫;网垫搭接宽度不小于2cm,搭接部位适当加密竹钉。铺设完成后需对坡面夯拍一遍,使网垫与坡面密贴,在山体表面撒播草籽绿化。

坡脚加固:山体东、西、南坡设置卵石截洪沟和坡脚挡墙,坡脚挡墙上设置排水管,山体雨水能顺利排入截洪沟内。

排水盲沟的设置,袋装砂砾石反滤层右侧垫层以上3m于适宜位置设纵向排水盲沟,盲沟截面采用0.3m*0.3m,纵向间距5m,呈梅花形布置。盲沟底部复合土工膜采用无纺布复合土工膜,二布一膜结构。复合土工膜纵、横向抗拉断裂强度≥20KN/m,CBR顶破强力≥2.5KN,垂直渗透系数≤1.0×10-11cm/s,膜材采用加入炭黑的高密度聚乙烯,膜厚≥0.3mm。山体坡地面以上靠坡脚20~25m范围以内铺垫一层0.6m厚排水垫层,通过PVC泄水管排入卵石截洪沟中。

在对堆筑体进行检测时,山体西坡、南坡地面以上靠坡脚20~25m范围以内铺垫一层0.6m厚排水垫层,通过PVC泄水管排入卵石截洪沟中。边坡坡顶水平位移和垂直位移观测桩采用直径100mm的松原木制作,长1m,桩顶中心埋设一小钢钉。开始施工后即可布设坡脚和挡土墙外侧的位移观测桩,坡脚和挡土墙顶部位移观测桩待施工至相应高程后埋设,并测试其初读数。

本工程地基沉降和边坡坡顶位移按采用三等位移监测网的要求测量。采用裂缝计量测挡土墙顶部1.5H(H为边坡高度)范围内地表裂缝发展情况。监测精度不低于1mm。

土压力传感器安装前应标定,安装时,将土压力盒受力膜(承压膜)面朝上,土压力盒底部填入约5cm中细砂压实垫平,用水平尺控制将土压力盒安装水平。安装好土压力盒后在其周围覆盖10cm厚的中细砂,压实。压力监测传感器(土压力盒)精度不宜大于5%FS(满量程);

柔性位移计安装前应标定,当土工隔栅下层填土碾压完成后,将土工隔栅按照设计长度铺设在填筑碾压完成的平面上,牢固安装柔性位移计,并用细砂将柔性位移计底部垫平、密实。在其周围覆盖20cm的细砂或中砂压实。柔性位移计测试精度不宜大于0.01m。

监测频率、周期,所有元件埋设后,必须测试初始读数,在山体正式填筑前,必须对所有元件进行复测,作为正式初始读数。监测工程观测的频次不应低于下表要求,当外部环境条件(天气、施工等)发生变化时应及时观测。填筑完成沉降变形观测期不少于6个月,并应经过一个雨季。

监测技术标准与警戒值,工作基准点按按二等水准测量的要求进行精确测量,沉降观测和水平位移观测按三等水准测量的要求进行精确测量。若遇到下列可能影响基坑安全的情况之一时,应立即报警:

边坡支护结构坡顶的最大水平位移已大于填土高度的1/500或20mm,以及水平位移速率已连续3天大于2mm/d;

填筑期地表沉降速率大于10mm/d;

边坡底部或周围土体出现可能导致剪切破坏的迹象或其他可能影响安全的征兆(如少量流砂、涌土、隆起、陷落等);

坡顶附近出现新裂缝;

根据经验判断认为,已出现其他必须报警的情况。

根据本发明的一个实施例,生态修复工程中城市余泥渣土堆筑体的施工方法,进一步包括以下步骤:S7:根据工程概况确定堆筑体X、Y、Z三个方向的尺寸,建立三维模型,对所述三维模型划分网格后,通过在三维模型中设置多个位移监测点、多个应力监测点对所述模块式加筋土挡墙的最高断面的受力、变形及稳定性进行分析。

根据本发明的一个实施例,S4中,在所述模块式加筋土挡墙的面层布置混凝土预制模块,且相邻的所述混凝土预制块之间设有伸缩缝。

根据本发明的一个实施例,S5中:所述边坡包裹体包括双向拉伸料土工格栅及土工布,所述双向拉伸料土工格栅内填充有加入炭黑量大于2%的聚丙烯在S6中:所述排水盲沟呈梅花形布置,所述复合土工膜采用无纺土工布贴附加入炭黑的高密度聚乙烯膜,高密度聚乙烯膜的膜厚大于0.3mm。

可以理解的是,在S1中,对基底的表面进行处理,并在基底上设置台阶,台阶与堆筑体的陡坡处对应。S1可以理解为:对地基表层进行处理的步骤,具体底,在对堆筑体,例如为山体,填筑施工前应排水疏干地表,整平地面;地基不处理地段清除表土,按规定回填、压实,其标准同山体要求。山体地基横、纵向坡度陡于1:10地段,基底应挖台阶,台阶高度小于0.6m,台阶宽度大于1.0m,台阶底设4%向外倾斜的坡度。

S2中,对所述堆筑体基底填土层进行压实,并在模块式加筋土挡墙的基底处换填三七灰土并压实,在山体基底在坡脚20m-25m范围以内铺设垫层,垫层可以被设置成台阶形,在垫层表层铺设一层土工布。S2可理解为,对地基进行加固处理的步骤,具体地,可以在模块式加筋土挡墙基底挖除换填的三七灰土并采用重型碾压。三七灰土采用挖除的原地基土掺灰改良。三七灰土底面地基土碾压后的地基承载力特征值要求达到150kPa,换填三七灰土后地基的地基承载力特征值要求达到180kPa。山体基底填土层进行压实处理,其中填土层厚大于2.5m的地段基底采用冲击碾压压实,其它地段采用重型碾压,碾压后地基的压实系数不小于0.9。

S3中,对堆筑体分区分层填充、分层压实,且堆筑体采用粉土填充,堆筑体主峰周围采用黏土填筑。S3可以理解为:对堆筑体进行填充的步骤,具体地,堆筑体可以理解为山体,山体主峰周围填筑厚度大于0.6m的黏土,压实系数K不小于0.9,地基系数K30建议不小于80MPa/m。山体可以采用粉土填筑,压实系数K不小于0.9,地基系数K30建议不小于80MPa/m。山体填料需分区分层填筑,分层压实,填料压实标准采用压实系数与地基系数结合作为控制指标。

S4中,使用模块式加筋土挡墙进行收坡,且采用的模块式加筋土挡墙的高度为2.83m-7.02m。

S5中,采用边坡包裹体对所述堆筑体陡于1:4的边坡进行加固加固,并在边坡包裹体下方设置碎石和浆砌片石基础;S5可以理解为:边坡防护的步骤,具体地,山体陡于1:4的边坡采用包裹体加固,每0.3m一层用土工格栅加土工布包裹,宽度不小于4.0m。

S6中,在模块式加筋土挡墙下部设置排水盲沟,并在排水盲沟底部铺设复合土工膜。S5可以理解为:山体排水工程的步骤。

根据本发明的实施例的堆筑体施工方法,整个堆筑体的稳定性大幅提高,合理得利用了建筑余土进行堆筑体建设,便于更有效地对了生态环境进行改造,具有良好的应用前景。

根据本发明的一个实施例,在S2中山体基底在坡脚20m-25m范围以内铺垫一层的垫层,其中,中粗砂的厚度可以为0.15m,厚砂夹砾石的厚度可以为0.15m,厚碎石的厚度可以为0.3m,垫层表层铺设一层土工布,较陡地段需做台阶式垫层处理。

根据本发明的一个实施例,例如,根据工程概况,加筋土挡墙墙高2.83-7.02m。选填土厚度较大,。整个模型宽度(X方向)取60m,挡墙底部以外取10.8m宽;竖直(Z方向)向模型底部标高为零;水平厚度(Y方向)取0.5m。

本数值计算可以应用FLAC3D快速拉格朗日差分分析软件。根据上述模型及各地质单元尺寸,借助ansys软件建立假三维模型,划分网格后导入FLAC3D进行计算及后处理。建好的模型如图2所示。单元类型为六面体单元,模型总计7836个节点,3796个单元。

根据边坡及加筋土挡墙特征,设置1、2、3共3个位移监测点,分别位于填土顶部、斜坡中部、加筋土挡墙顶部;设置1个测斜孔,位于斜坡中部,深度为10m;设置4、5、6共3个应力监测点,位于混凝土面板和填料接触界面,4号测点位于加筋土挡墙顶部往下2.5m,5号测点位于加筋土挡墙顶部往下5m,6号测点位于混凝土面板底部和加筋土挡墙填料交界处。土工格栅为结构单元,无法在其中布置监测点,其应力可以通过计算结果显示。

采用FLAC3D快速拉格朗日差分分析软件,以上述模型及材料参数进行以下工作:

第一,初始应力场计算。该状态下采用弹性模型进行天然状态下初始应力场计算,地层在自重应力场下固结。通过计算结果,即应力场和位移场,可判断模型是否正常。

第二,加筋土挡墙的计算。清零前阶段产生的位移场,为该阶段计算做准备。该状态激活土工格栅结构单元geogrid。利用摩尔-库伦模型计算挡墙及边坡的变形及稳定性。

第三,分以下情况进行计算。

(1)不同土工格栅弹性模量:10GPa、26GPa、52GPa、78GPa。

(2)不同土工格栅间距:30cm、45cm、60cm、75cm。

(3)不同加筋土挡墙填料粘聚力:0、0.1kPa、1kPa、10kPa。

(4)不同加筋土挡墙填料弹性模量:1MPa、10MPa、50MPa、100MPa。

(5)不同加筋土挡墙填料摩擦角:20°、25°、30°、35°。

根据本发明的一个实施例,数值模拟计算主要分析加筋土挡墙最高断面,该断面为整个加筋土挡墙边坡最危险断面,通过对该断面的受力、变形及稳定性分析,只要改断面的变形及稳定性满足安全要求,则整个加筋土挡墙边坡满足安全性要求。此外,考虑不同土工格栅强度参数、不同土工格栅间距、不同加筋土挡墙填料强度参数,分析这些参数对加筋土挡墙变形及稳定性的影响规律。由于稳定性安全系数计算采用的强度折减迭代方法计算时间较长,本次数值计算只对设采用的状态参数下的最不利断面的稳定性安全系数进行计算分析。

因数值计算无法精确分层碾压过程中土层的施工变形,本次数值计算采用弹性模型计算使其平衡后位移场清零,再利用摩尔-库伦模型计算最终变形和稳定性。鉴于数值计算的目的和效果,位移场在定性上能反应变形趋势,在定量上可能和实际变形大学有一些误差,尤其是考虑荷载的情况下。和设计计算相比,数值计算稳定性安全系数计算过程采用强度折减法,因此更能反映边坡实际破坏过程,稳定性分析和设计计算相比较为可靠。最不利断面分析:对天然状态下初始应力场进行计算如果应力场呈层状均匀分布,无异常状态,随着地层越深应力越大。说明该数值计算模型无网格划分错误,可进行下一步计算。

无超载情况:

位移分析,位移较大区在加筋土挡墙及其后的边坡约30m范围内。加筋土挡墙的总位移在16mm-28mm范围内,由于承受挡墙的推力作用,挡墙底角前反压的土体位移最大,表现为隆起,最大隆起量35mm左右;挡墙后的土体位移最大部位在加筋土挡墙顶部背后的坡体表层,最大水平位移约12mm,最大沉降约20mm。加筋土挡墙的位移比墙后土体位移小,并且挡墙上下位移差异很小。位移矢量场显示坡体及挡墙的位移矢量场较均匀,没有出现位移突变的区域。如果挡墙和坡体随着计算过程位移变化曲线相近,都是随着计算过程不断增大,加筋土挡墙顶部的位移比坡体中部和坡体顶部大,为坡体中部和顶部的位移十分相近。开始时加筋土挡墙顶部的沉降十分缓慢,坡体的沉降比较突然,一定时间后挡墙沉降速率才变大,这是因为挡墙混凝土结构自身变形很小,当墙后和墙底的土体变形后才会引起挡墙变形。最终,墙顶的沉降量比坡体的沉降量小,监测点的沉降均小于9mm。

受力分析,加筋土挡墙底部和挡墙中下部填土出现最大主应力集中。墙底应力集中是由于挡墙的推力造成,挡墙填土应力集中是由于坡体的下滑力作用于整个加筋土填料后部,说明加筋土挡墙对边坡起到很好的拦挡效果。加筋土挡墙的面板是小主应力集中区,由于挡墙后的土体推力作用,挡墙处理张拉趋势,并出现拉应力,但拉应力量值很小。

稳定性分析,加筋土挡墙以及边坡的未出现剪应变率明显增大区带,挡墙面层和填土间因为挤压作用其剪应变有所增大。挡墙底部前缘的地面剪应变率较大,由于该处地面隆起过大引起,因此应该采取重力反压措施。

根据本发明的一个实施例,砂夹加砾石用包裹体包装,包裹体为塑料编织袋,包裹体压载宽度大于0.5m。由此,可以便于施工,降低施工成本。

根据本发明的一个实施例,S4中,模块式加筋土挡墙包括炭黑量≥2%的单向拉伸聚乙烯塑料制成的土工格栅,所述土工格栅长7m-9m,竖向间距大于0.3m,所述土工格栅回折长大于1.5m,幅间搭接大于0.1m。优选地,模块式加筋土挡墙内的填料采用细圆砾土。优选地,S4中,在模块式加筋土挡墙的面层布置混凝土预制模块,且相邻的所述混凝土预制块之间设有伸缩缝。土工格栅采用双向拉伸塑料土工格栅,材质为加入炭黑的聚丙烯,炭黑含量大于等于2%并均匀分布,抗拉强度纵、横向抗拉强度不小于50kN/m,纵/横向标称伸长率小于等于15/13%。土工布采用无纺土工布,土工布纵、横向抗拉断裂强度大于等于12KN/m,纵、横向撕破强力大于等于0.4KN,CBR顶破强力大于等于1.5KN,梯度比GR小于等于3。包裹体下方设置碎石和浆砌片石基础,碎石基础断面尺寸为1.4*0.15m,浆砌片石基础断面尺寸为1.6*0.15m。可以理解的是,模块式加筋土挡墙的方案与对换填垫层加压实地基和水泥土挤密桩方案相比,前者属于比较简便的工艺技术和施工设备,耗费较少量的材料,施工周期短并且对管线工程影响小。由此,可以有效保证堆筑体的结构的稳定性,且这种结构更有利于推广和使用。

可以理解的是,强降雨工况下,山体渗流对山体稳定性影响较大,为减小影响,宜减小山上地表水下渗,并加强山体内地下水排出。

主峰范围内填高最大其安全稳定性最低,需重点设计,故增设防渗粘土层,减小地表水下渗,并将其引向安全区域。模块式加筋土挡墙采用细圆砾土,墙背向山体内铺设梅花形布置的盲管,加强地下水排出。山体四周坡脚向山体内20-30m范围内设排水垫层,加地下水排出。

根据本发明的一个实施例,S5中:边坡包裹体包括双向拉伸料土工格栅及土工布,双向拉伸料土工格栅内填充有加入炭黑量大2%的聚丙烯。具体地,土工格栅采用双向拉伸塑料土工格栅,材质为加入炭黑的聚丙烯,炭黑含量大于2%并均匀分布,抗拉强度纵、横向抗拉强度不小于50kN/m,纵/横向标称伸长率小于等于15/13%。土工布采用无纺土工布,土工布纵、横向抗拉断裂强度大于等于12KN/m,纵、横向撕破强力大于等于0.4KN,CBR顶破强力大于等于1.5KN,梯度比GR小于等于3。包裹体下方设置碎石和浆砌片石基础,碎石基础断面尺寸为1.4*0.15m,浆砌片石基础断面尺寸为1.6*0.15m。由此,可以提高堆筑体的整体稳定性。

根据本发明的一个实施例,在S6中:所述排水盲沟呈梅花形布置,所述复合土工膜采用无纺土工布贴附加入炭黑的高密度聚乙烯膜,高密度聚乙烯膜的膜厚大于0.3mm。具体地,袋装砂砾石反滤层右侧垫层以上3m于适宜位置设纵向排水盲沟,盲沟截面采用0.3m*0.3m,纵向间距5m,呈梅花形布置,具体见详图。盲沟底部复合土工膜采用无纺布复合土工膜,二布一膜结构。复合土工膜纵、横向抗拉断裂强度大于等于20KN/m,CBR顶破强力大于等于2.5KN,垂直渗透系数小于等于1.0×10-11cm/s,膜材采用加入炭黑的高密度聚乙烯,膜厚大于等于0.3mm。土工布规格同边坡防护中的无纺土工布。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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