《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》可应用于公路、内河、围海造陆、码头护岸等工程领域。采用该技术建造围埝或护岸,可比抛石斜坡堤方案节约工程造价20%,建成的围埝或护岸(特别是初期)对波浪的抵抗能力大大增强。随着中国国内河航运和公路运输事业的蓬勃发展,该技术在内河围堤、码头护岸和公路建设中也有用。
《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的工艺原理叙述如下:
利用低掺量的水泥固化土(拌和土)模袋来替代抛石或砂被堤作为堤心材料,逐层码放充灌后,在外部再用模袋混凝土作为护面,形成海上围埝。低掺量水泥固化土在24小时以内即可形成一定的强度,使固化土成为块状结构,这种块状结构具有较强的抗风浪能力,在施工初期,固化土模袋可以起到堤心充填物的作用,在以后的使用期模袋老化破损后,固化土的强度随着龄期会进一步提高,仍可作为堤心充填物使用。
采用该技术不仅可以节省大量的工程材料费用,还可以大大减少波浪对围埝的破坏作用,特别是围埝形成时期的破坏。该技术施工时对周围环境无污染,同时又可以充分利用港池和航道开挖的淤泥质黏土,减少了弃土对环境造成的污染,符合环保要求。
通过理论分析和模型试验,明确了模袋织物在围埝整体稳定分析中的作用和抗滑机理和模袋固化土海上围埝的稳定计算方法,为该工法的设计提供了基础。
通过大量的室内和现场固化土试验,掌握了模袋固化土的物理性质和工程特性。固化十作为一种介于黏土和水泥搅拌土性质之间的土,具有较高的抗剪强度和较高的含水量,与模袋一起共同作用具有良好的整体性,为该工法的应用奠定了基础。
通过离心模型试验及其有限元分析,基本摸清模袋固化土海上围埝的变形规律和破坏形式——地基出现了圆弧滑动失稳破坏。
开发研制了一整套施工设备和现场监测仪器,规定了严格的施工工艺,使该工法的施工质量有了可靠的保证。
工艺流程
《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的的施工流程见图1。
操作要点
《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的操作要点如下:
一、系统的构成
该系统由挖掘机械、搅拌机械、混凝土输送泵、充灌模袋管道等构成。该系统既可滩地作业(潮差区),也可水上作业,若用于水上作业应将系统布置在船上,称为搅拌装置船,一般采用的船形为载重量400吨左右的甲板驳,甲板工作面积为25米×8米,见图2、图3。
二、系统的作业过程
该系统中的淤泥土搅拌机械是核心部分,它能确保水泥掺入量和固化土均匀搅拌,该机械由液压铁格栅板挤泥系统、水泥计量搅笼、固化土搅拌舱、输泥搅笼等四大部分组成,作业过程如下:
1.液压铁格栅板挤泥系统
淤泥土进入泥斗内,首先在铁格栅板上面经过格栅板翻转挤压过程中使泥落入搅拌罐内。
2.水泥计量搅笼
水泥倒入料斗后通过搅笼送到泥斗内,计量搅笼与调速电机连接,电机转速与水泥的下漏量建立良好的线性关系,通过率定,计量搅笼每旋转一周水泥的下漏量。
3.固化土搅拌舱
由电动机通过搅拌叶片,进行搅拌,搅拌时间达标后,将拌和后的固化土放入输泥搅笼的料斗内。
4.输泥搅笼
将搅拌均匀的固化土经过输泥搅笼提升一定高度后进人混凝土泵的料斗内,由泵加压经管道送入模袋内。搅笼的输运过程,固化土也能再次得到搅拌。
5.泵送及充灌
模袋充灌单口充灌范围与混凝土泵管道出泥口的固化土压力、稠度、含水量等有较密切的关系,在充灌的同时,还需配合人工棍棒拍击、踩踏等方法,才能使固化土均匀灌入模袋内。
模袋固化土充灌后,对浮浆多的地方可以进行真空吸水加速排水固结,提高早期强度,也可在其表面进行压载(袋装土),除有利于固化土排水固结外,亦可改善表面平整度。