[发明专利]软土地基上稳定的船型大砂袋围堰结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种软土地基上的船型大砂袋围堰结构及其施工方法。本发明的目的是提出一种软土地基上稳定的船型大砂袋围堰结构及其施工方法，目的在于加强围堰底层砂袋强度和刚度，控制大砂袋围堰变形破坏，从而保证围堰的安全稳定。本发明的技术方案是：软土地基上稳定的船型大砂袋围堰结构，其特征在于，所述围堰结构由顺围堰长度方向布置的大砂袋尺寸由大到小逐层叠加而成，其中围堰底层砂袋外包土工格栅，该土工格栅的底部下方依次为砂垫层和塑料排水板；所述砂垫层外围设土工管袋挡埝作为围挡结构；所述围堰底层砂袋与土工格栅之间由锚杆固定成整体。本发明适用于近海工程、围海造陆领域。

技术领域

本发明涉及一种软土地基上的船型大砂袋围堰结构及其施工方法。主要适用于近海工程、围海造陆领域。

背景技术

在离岸水域的软土地基条件下，通过修建围堰以进行吹填造陆，是普遍采用的围海造陆的方法。通常沿海的海洋软土中，淤泥质软土层较厚，地基处理难度大、造价高、安全度难以保障，再加上工程常处于深水、强潮流、强台风、河流交汇等恶劣环境中，使得软土地基问题更是突出，加大了围堰施工建造的难度。

为解决超软地基和水下建造围堰的难题，例如整体稳定性较差、沉降不均匀、抗海浪台风等能力较低等。大砂袋围堰应运而生，并在实际工程中迅速得到重视和应用。但大砂袋围堰的实践领先于其理论，目前相应的工程设计主要是依靠经验和工程类比。现有大砂袋围堰工程案例中，大砂袋围堰的变形破坏模式主要是因软土地基在大砂袋围堰填充施工过程中，受到大砂袋围堰自重荷载和外部环境波浪力的影响，产生塑性变形，引起大砂袋围堰底部砂袋的不均匀变形，导致砂袋自身受到张拉作用，超过了砂袋所用土工织物材料的极限抗拉强度，出现围堰底层砂袋被拉断的情况，进而影响到上层砂袋，形成连锁效应，围堰砂袋自下而上依次被拉断形成贯通的滑动面。这种现象业内称之为局部滑动断裂破坏(如附图1所示)。这种大砂袋围堰的破坏模式严重影响到围堰上部结构的安全稳定，而且失稳没有可预见性，极易造成人员伤亡和财产损失。

发明内容

针对上述情况，本发明要解决的技术问题是：提出一种软土地基上稳定的船型大砂袋围堰结构及其施工方法，目的在于加强围堰底层砂袋强度和刚度，控制大砂袋围堰变形破坏，从而保证围堰的安全稳定。

本发明所采用的技术方案是：软土地基上稳定的船型大砂袋围堰结构，其特征在于，所述围堰结构由顺围堰长度方向布置的大砂袋尺寸由大到小逐层叠加而成，其中围堰底层砂袋外包土工格栅，该土工格栅的底部下方依次为砂垫层和塑料排水板；所述砂垫层外围设土工管袋挡埝作为围挡结构；所述围堰底层砂袋与土工格栅之间由锚杆固定成整体。

上层砂袋的外缘相对于其下一层砂袋内缩尺寸不小于二倍围堰底层砂袋厚度D。

所述围堰底层砂袋采用高强土工布制作，高强土工布的极限抗拉强度N≥50kN/m；拉伸模量EA≥300kN/m。

所述土工格栅由下而上反包住围堰底层砂袋，反包长度不小于围堰底层砂袋横截面长度方向尺寸的一半。

所述土工格栅的极限抗拉强度不小于100kN/m；拉伸模量不小于600kN/m。

所述锚杆的加固位置距离围堰底层砂袋外缘不小于二倍围堰底层砂袋厚度D。

所述锚杆为锚固端头可折叠型的锚杆。所述锚杆的抗剪强度不小于150N。

本发明软土地基上稳定的船型大砂袋围堰结构的施工方法，步骤包括：

1、土工管袋挡埝施工；

2、水下抛填砂垫层；

3、水上插设塑料排水板；

4、土工格栅铺设定位；

5、围堰底层砂袋的土工布排列并铺设；

6、围堰底层砂袋的充填施工；