m形深層水泥攪拌擋土結構制造技術

本實用新型專利技術公開了一種m形深層水泥攪拌擋土結構，其特征在于，該擋土結構的平面形狀呈連續的m形，設有拱形連續墻及其肢墻，采用所述拱形連續墻的起拱面作為受壓面，在所述拱形連續墻的每個拱腳上設有一個所述肢墻。本實用新型專利技術針對傳統的CDM體進行優化，采用m形結構，充分利用水泥攪拌體材料的特點，以合理的結構型式，達到對軟土岸坡的加固效果，同時降低工程造價。可以有效的加固新建碼頭和在役碼頭軟土岸坡，工程造價較低，施工簡單。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及港口工程中軟土邊坡處理技術，特別涉及一種m形深層水泥攪拌擋土結構。
技術介紹
軟土邊坡處理是港口工程的一個重要組成部分。從廣義上講，碼頭就是建于岸邊坡面上的接岸結構，并且絕大多數碼頭(除棧橋離岸式碼頭外)的主要功能就是擋土接岸，擋土功能是核心功能之一。建于軟土地基上的碼頭，由于后方堆場常常作用較大的堆貨荷載，通過深層土體對碼頭結構造成較大的水平土壓力，導致碼頭結構發生變形和破壞。眾多學者的研究結果表明，采用CDM(Concret deep mixing method)法處理軟土岸坡是最有效的方法之一，但以往港工中實施的CDM體體積大，造價高。
技術實現思路
本技術為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種m形深層水泥攪拌擋土結構，該結構不僅具有較好的加固效果，而且大大減小了深層水泥攪拌體的體積，能夠降低工程造價。本技術為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：一種m形深層水泥攪拌擋土結構，該擋土結構的平面形狀呈連續的m形，設有拱形連續墻及其肢墻，采用所述拱形連續墻的起拱面作為受壓面，在所述拱形連續墻的每個拱腳上設有一個所述肢墻。該擋土結構內含有纖維性質的材料。本技術具有的優點和積極效果是：針對傳統的CDM體進行優化，采用m形結構，充分利用水泥攪拌體材料的特點，以合理的結構型式，達到對軟土岸坡的加固效果，同時降低工程造價。可以有效的加固新建碼頭和在役碼頭軟土岸坡，工程造價較低，施工簡單。附圖說明圖1是應用本技術的碼頭的斷面圖，圖中打剖面線的區域為擋土結構區域，加固范圍從拋石棱體向下至設定土層；圖2是擋土結構的平面圖。具體實施方式為能進一步了解本技術的
技術實現思路
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下：請參見圖1～圖2，一種m形深層水泥攪拌擋土結構，該擋土結構的平面形狀呈連續的m形，設有拱形連續墻1及其肢墻2，采用所述拱形連續墻1的起拱面作為受壓面，在所述拱形連續墻1的每個拱腳上設有一個所述肢墻2。在有需求或條件允許的情況下，在上述擋土結構內加入纖維性質的材料，會大大提升材料的抗拉性能，提高結構的適用性。請參見圖2，上述擋土結構頂部的拱形連續墻1是關鍵部位。它的原理是利用拱形結構的受力特點，盡量使結構體內呈現壓應力，較少或不出現拉應力狀態，這樣就可以發揮材料耐壓不耐拉的性能特點。肢墻2主要對拱形連續墻1起到支撐的作用，可將水平力擴散至更大的范圍。本技術的原理：因水泥攪拌體的抗壓強度能達到10MPa，而抗拉強度僅為抗壓強度的15％～20％，與混凝土強度特點類似，屬于高抗壓低抗拉材料。于是本技術把CDM體的受壓面設計成拱形的格構體，這樣利用格構體內原狀土及格構體自重，來抵抗后方的水平土壓力。數值仿真計算結果表明這種方案有較好的加固效果，能有效減小岸坡變形對碼頭結構的影響，并且結構體材料內力在設計強度之內，并且水泥攪拌體的體積大大減小，節約工程造價。請參見圖1，當在役高樁碼頭軟土岸坡發生土體變形時，可采用上述擋土結構進行加固。加固范圍一般從拋石棱體底部原始軟土層開始至深層土質較好的設定土層，平面布置上一般選擇坡頂下方位置。擋土結構的形狀為臥m形，m頂拱形墻體朝向坡后，肢墻朝向坡的臨空面方向。具體的加固范圍及深度需根據不同的工程情況計算確定。擋土結構是利用深層水泥攪拌法形成的，這種方法已經是一種成熟的工程技術。擋土結構的迎壓面為拱形CDM連續墻，這是本技術的主要技術特征。由拱形結構的受力特點可知，拱形墻體在后方水平土壓力作用下主要呈現壓應力狀態，恰好適應CDM體材料的高受壓低受拉的特性。肢墻2主要對拱形連續墻起到支撐和穩固的作用，可將水平力擴散至更大的范圍。利用上述擋土結構加固高樁碼頭岸坡土體較以往的大型CDM實體用料少，能夠降低工程造價。下面用一個案例來說明本技術的實施情況。工程案例1)工程概況北方某高樁梁板式碼頭結構變形損壞，靠近坡頂的樁發生了明顯的傾斜變形，導致梁搭接于樁帽的長度變小，樁帽劈角，發生險情。該碼頭后承臺后方設置擋土墻，擋土墻建于拋石棱體之上。拋石棱體下方為淤泥質軟黏土，厚度約6m；向下依次為黏土層，厚度為6m，粉質粘土層厚度約5m，再向下為厚度較厚的粉砂層，設計時將粉砂層作為樁的持力層。針對該碼頭結構變形破損問題，專利技術人開展了相關研究。研究結果表明后方場地荷載作用導致淤泥質黏土層向海測發生明顯的水平位移，在土體水平推力作用下，后承臺后排樁發生了前傾變形，從而導致了險情。要徹底治理該岸坡的土體變形問題，最有效的方法就是對淤泥質黏土層的土體進行加固。為此專利技術人考察了多種加固方案，其中尤以CDM加固方式最為理想。但考慮到傳統CDM加固體體積較大，耗材量大成本高，于是探索改進的CDM加固體型式。2)加固方案請參見圖1～圖2，采用擋土結構進行加固，擋土結構頂高為±0.0m，底標高為-15.0m(軟土層底部)，加固深度為15m。加固體拱形連續墻壁厚2m，拱形弧直徑為7.0m，與碼頭橫向排架間距相當。肢墻厚度也為2.0m，肢墻長度為8m，高度與拱形連續墻體相同。擋土結構彈性模量取1000Mpa，泊松比0.3，重度取浮容重10kN/m3。3)加固效果作為比較方案，實例工程還考察了擋土樁方案和CDM格構式擋土墻方案，經過比對證實了m形深層水泥攪拌擋土結構的優越性。各方案加固效果如下表所示。表1加固方案效果對比通過上表可以看出，各加固方案中，m形深層水泥攪拌擋土結構方案的加固效果最為明顯。而后又將加固體底標高加深了5m，加固效果明顯提升。m形深層水泥攪拌擋土結構較傳統的CDM大塊體減少很多的材料用量，大大降低工程造價。盡管上面結合附圖對本技術的優選實施例進行了描述，但是本技術并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本技術的啟示下，在不脫離本技術宗旨和權利要求所保護的范圍的情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種m形深層水泥攪拌擋土結構，其特征在于，該擋土結構的平面形狀呈連續的m形，設有拱形連續墻及其肢墻，采用所述拱形連續墻的起拱面作為受壓面，在所述拱形連續墻的每個拱腳上設有一個所述肢墻。

【技術特征摘要】
1.一種m形深層水泥攪拌擋土結構，其特征在于，該擋土結構的平面形狀呈連續的m形，設有拱形連續墻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李越松，張強，劉現鵬，李鐵良，孫熙平，張干，尹紀龍，李穎，劉洪彪，
申請(專利權)人：交通運輸部天津水運工程科學研究所，
類型：新型
國別省市：天津;12