[发明专利]用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于提高软黏土堆体稳定性的排水‑加筋结构及施工方法，所述排水‑加筋结构与软黏土堆体的软黏土层依次堆叠，且顺坡向与软黏土堆体的软黏土层所在的水平面间设有倾角；所述排水‑加筋结构包括排水层和抗拉透水层，抗拉透水层设置在排水层内，且排水层的一侧设有排水沟。本发明能够增强筋土界面的摩擦强度、提高软黏土的抗剪强度、使软黏土堆体内部应力分布更加均匀，减小软黏土堆体的不均匀沉降，进而显著提升软黏土堆体的整体稳定性能。

技术领域

本发明属于软黏土堆填技术领域，特别是涉及一种用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构及施工方法。

背景技术

《软土地区岩土工程勘察规程》(JGJ83-2011)中将软黏土定义为：天然孔隙比大于或等于1.0、天然含水量大于液限、具有高压缩性、低强度，高灵敏度、低透水性和高流变性，且在较大地震力作用下可能出现震陷的细粒土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。按这些工程性质结合自然地质地理环境，将我国软黏土划分为三个分布区：华北平原、环渤海湾以及东北三江平原等地区、长江中下游地区、珠江流域和云贵高原，综上可见，我国软黏土分布甚广，区域类型较多。

在缺乏有效排水设施的软黏土堆填工程中，随着堆体不断堆高，堆体内部逐渐饱和，排水固结进程迟缓，抗剪强度增长缓慢，当出现超高超速堆填时容易达到临界破坏点而发生滑坡现象。针对该现象，解决途径主要有以下两种：1)缩短排水路径、加快固结进程、增大密实程度，提升软黏土的抗剪强度；2)采用加筋土技术，利用筋土之间摩擦咬合作用以及筋材良好抗拉性能，提高软黏土堆体的抗剪强度。目前，途径1)和途径2)共同作用的主要方法为在软黏土层中铺设复合土工排水网。然而，已有实验发现黏性土与复合土工排水网之间的界面强度很低，甚至会低于填土本身强度，加筋效果通常无法满足工程需求。其主要原因为：1)黏性土通常具有含水率高和渗透性低的特点，从而造成其排水固结慢、压实性能差、蠕变潜力大；2)土工合成材料侧限土体、承受拉伸变形的能力是通过土与土工合成材料界面上的应力传递来实现的，由于软黏土细粒含量高，与土工合成材料间的剪切性能较差。因而在软黏土上直接辅设复合土工排水网，筋土间摩擦、黏结和嵌锁作用较弱，其加固效果并不理想。

中国专利公开了一种移山填沟工程中黄土高填方及其施工方法(公开号：CN106193062A，公开日：20161207)，其公开了：移山填沟工程中黄土高填方由下至上依次由石灰桩复合地基层、碎石排水层和黄土层组成。其中，碎石排水层由下至上依次由复合土工膜、碎石层和三维复合排水网层叠组成；黄土层由压实黄土层和加筋黄土层由下至上层叠组成，加筋黄土层中均匀掺杂有玻璃纤维且铺设有多层双向土工格栅。该技术方案的不足之处在于：软黏土具有含水率高、渗透性差、抗剪强度小等特点，该技术方案排水层只设置于石灰桩复合地基和土层的中间，而土层中未设置，不利于软黏土固结，因此不适用于软黏土堆填工程。

中国专利公开了一种道路路堤的高强钢丝网加筋材填筑结构(公开号：CN210507006U，授权日：20200512)，其包括高强钢丝网和填土，高强钢丝网的一端折弯有折角，折边预留有网面作为反包盖面；填土压实设置在高强钢丝网的网面上，反包盖面固定在填土的压实面上；高强钢丝网采用多层叠加铺设，上层的高强钢丝网铺设在下层的反包盖面上，每幅高强钢丝网都通过绞合钢丝绞边连接；从底部往上数第二或第三层高强钢丝网上设置有碎石排水层。该技术方案的不足之处在于：软黏土具有含水率高、渗透性差、抗剪强度小等特点，碎石排水层设置于从底部往上数第二或第三层高强钢丝网上，其余高强钢丝网上未设置，不利于软黏土堆体内部固结排水，因此不适用于软黏土堆填工程。

中国专利公开了格栅网管联合粗粒料深层加固软质边坡的结构及施工方法(公开号：CN110952571B，授权日：20210427)，该结构包括空心网管状的格栅网管和设置在其内部的土工管袋，土工管袋的内部填充粗粒料。该技术方案的不足之处在于：格栅网管直接与软黏土接触，由于软黏土一般细粒含量和含水率高，因此与格栅网管之间界面抗剪强度较低，不利于边坡的稳定。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提出一种用于提高软黏土堆体稳定性的排水-加筋结构及施工方法。