專利名稱：土工布護(hù)岸工程基礎(chǔ)構(gòu)造方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用土工布(滌、丙、維、晴、錦綸等聚合物材料)或塑料布(聚乙烯類材料)，構(gòu)筑護(hù)岸工程基礎(chǔ)的構(gòu)造方法，以及構(gòu)筑這種基礎(chǔ)工程的施工設(shè)備。本發(fā)明所述的方法及設(shè)備主要用于修筑駁岸、碼頭、橋基、導(dǎo)流防護(hù)等護(hù)岸工程的基礎(chǔ)工程。
一般在修筑駁岸、碼頭、橋基、導(dǎo)流防護(hù)等護(hù)岸工程時(shí)，為防止護(hù)岸工程的基礎(chǔ)被河水沖毀，通常采用的方法是用塊石砌筑深5～10m的重力式基礎(chǔ)。采用這種構(gòu)造方法，在施工時(shí)需要打設(shè)板樁、圍堰、抽水、挖基、砌筑圬工、回填土等多道工序。工程量大，造價(jià)高。近幾年，也開(kāi)始采用了一些新的護(hù)岸工程基礎(chǔ)的構(gòu)造方法。如板樁擋土墻，錨桿擋土墻等。(參見(jiàn)中國(guó)建筑工業(yè)出版社出版的《基礎(chǔ)工程手冊(cè)》主編美國(guó)H·F·溫特科恩、方曉陽(yáng);鐵道部第一設(shè)計(jì)院主編的《鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)》中《路基》的第七篇《擋土墻》)。采用上述新方法，需要大量的鋼筋水泥，及復(fù)雜的施工機(jī)具設(shè)備，工程造價(jià)同樣較高。
在以往的公路工程技術(shù)中，土工布主要用來(lái)平鋪在淤泥土或軟質(zhì)土的路基上，以防止翻漿和土漿對(duì)顆粒料的污染?；蛘咪佋O(shè)在裸露在地面的路基邊坡、堤岸、滑坡等構(gòu)造物的表面，以防止水和波浪的沖刷、侵蝕。實(shí)踐證明，這種方法具有很好的效果。(參見(jiàn)《公路工程地質(zhì)》第三卷、第四期中《土工織物的開(kāi)發(fā)研究-道路工程用織物的簡(jiǎn)介》)。
本發(fā)明的目的，在于提供一種用土工布或塑料布以及原有土基或水泥穩(wěn)定土等土基材料構(gòu)筑護(hù)岸工程基礎(chǔ)的構(gòu)造方法，以及在不開(kāi)挖土基的情況下向地下沉鋪土工布(塑料布)的施工設(shè)備以節(jié)省鋼材、水泥，簡(jiǎn)化施工工藝，降低工程造價(jià)。
實(shí)現(xiàn)上述目的方法，是利用土工布或者塑料布(以下統(tǒng)稱土工布)的防水特性，在準(zhǔn)備修筑護(hù)岸工程的河床基礎(chǔ)上，沿著需要防止河水沖刷的一側(cè)，按設(shè)計(jì)計(jì)算的深度，向下垂直或傾斜鋪設(shè)一層土工布。土工布的下端用與土工布相連的砼滾筒錨固在土基中。相鄰兩土工布之間，用機(jī)械法鎖緊連接，或用化學(xué)法粘接，形成護(hù)岸工程地下土基基礎(chǔ)的防水隔離層。在土工布防水隔離層后面的護(hù)岸工程基礎(chǔ)的主體可用原有土基、水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定砂礫或者硅化加固的土基構(gòu)筑。由于有埋設(shè)在地下的土工布，將護(hù)岸工程的土基基礎(chǔ)與河水分開(kāi)，形成一道防水耐沖刷的隔離層(墻)，在平時(shí)可防止水對(duì)土基基礎(chǔ)的侵蝕，在汛期可防止洪水對(duì)土基基礎(chǔ)的沖刷。增強(qiáng)了護(hù)岸工程土基基礎(chǔ)的強(qiáng)度，從而避免了水毀。
構(gòu)筑這種土工布護(hù)岸工程基礎(chǔ)的施工方法有兩種。
一、在平時(shí)干涸，易于開(kāi)挖的河床基礎(chǔ)，采用明挖的施工方法。具體方法是按設(shè)計(jì)要求挖好基礎(chǔ)坑，用水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定砂礫或硅化加固的土埌構(gòu)筑基礎(chǔ)主體。將土工布鋪設(shè)在基礎(chǔ)主體的側(cè)表面，其下端用砼滾筒錨固在土基中，上端壓固在護(hù)岸工程上部構(gòu)造物之下，相鄰兩土工布用機(jī)械法鎖緊連接或用化學(xué)法粘接。然后回填土。
二、在平原細(xì)砂河床基礎(chǔ)，根據(jù)橋梁施工中射水沉樁的原理，利用水力沉鋪機(jī)將土工布直接沉鋪進(jìn)土基中，以原有土基或者硅化加固的土埌為基礎(chǔ)主體，構(gòu)成護(hù)岸工程的基礎(chǔ)。
在用上述方法構(gòu)筑好土基基礎(chǔ)之后，可按需要設(shè)計(jì)和構(gòu)筑各種形式的上部結(jié)構(gòu)，如重力式或如筋土式擋土墻等。


圖1是土工布構(gòu)筑的護(hù)岸工程基礎(chǔ)的橫剖面示意圖。圖中(4)為河床基礎(chǔ)，(5)為土工布保護(hù)層，(6)為錨固土工布的砼滾筒，(3)為由原有土基、水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定砂礫或硅化加固的土埌構(gòu)筑的基礎(chǔ)主體，(2)為護(hù)岸工程上部構(gòu)造基座，(1)為護(hù)岸工程上部構(gòu)造。圖2是水力沉鋪機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中(7)輸水導(dǎo)管，(8)鉆桿，(9)鉆桿支架，(10)連接螺母，(11)卷?yè)P(yáng)機(jī)導(dǎo)輪，(12)鋼索，(13)導(dǎo)軌，(14)卷?yè)P(yáng)機(jī)，(15)遮水板，(16)高壓水噴頭，(17)主噴孔，(18)輔助噴孔，(19)銷軸，(20)拔銷機(jī)構(gòu)，(21)拔銷卷?yè)P(yáng)機(jī)，(22)裝載車，(23)高壓水泵，(24)鉆桿連接桿。在裝載車(22)上安裝有提供沉鋪動(dòng)力的高壓水泵(23)，卷?yè)P(yáng)機(jī)(14)，以及控制沉鋪方向和角度的導(dǎo)軌(13)。在導(dǎo)軌(13)的下橫梁上有一嵌壓槽。其作用是在沉鋪土工布時(shí)，用來(lái)固定土工布的一端。在導(dǎo)軌(13)上安裝有鉆桿(8)。鉆桿(8)是中空的，其上端用輸水導(dǎo)管(7)與高壓水泵(23)連接，下端與高壓水噴頭(16)連接。鉆桿(8)上有連接螺母(10)，因此鉆桿(8)可以按照設(shè)計(jì)沉鋪深度接長(zhǎng)。高壓水噴頭(16)的下部有10～100個(gè)主噴孔(17)，其作用是在沉鋪土工布時(shí)噴射出高壓水流。高壓水噴頭(16)的上部有5～20個(gè)輔助噴孔(18)，其作用是在向上提升鉆桿(8)和噴頭(16)時(shí)，進(jìn)行輔助噴水，以減少提升阻力。為防止輔助噴孔(18)將水噴射至地面，在導(dǎo)軌(13)的下橫梁上安裝有遮水板(15)。在高壓水噴頭(16)后面，用一銷軸(19)將卷繞有土工布的砼滾筒(6)，固定在兩鉆桿(8)之間。在鉆桿(8)靠近銷軸(19)位置，有一拔銷機(jī)構(gòu)(20)。在砼滾筒(6)沉鋪到設(shè)計(jì)深度后，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)(21)和拔銷機(jī)構(gòu)(20)，拔出固定砼滾筒(6)的銷軸(19)，將砼滾筒(6)沉落在土基中。
圖3是砼滾筒(6)的結(jié)構(gòu)示意圖。砼滾筒(6)有一金屬軸(25)，用來(lái)將砼滾筒(6)支撐固定在鉆桿(8)上。砼滾筒(6)表面有一軸向槽(26)，用來(lái)嵌壓固定土工布，并將土工布卷繞在砼滾筒上。在金屬軸(25)上有定位環(huán)(27)。其作用是在沉鋪第二道以后的土工布時(shí)，為使后一道沉鋪的土工布與已經(jīng)沉鋪在土基中的前一道土工布大致相疊，將定位環(huán)(27)穿過(guò)沉鋪在土基中的前一道土工布上的導(dǎo)向繩(28)，并使鉆桿(8)沿著導(dǎo)向繩(28)的方向下沉。
圖4是將相鄰兩土工布鎖緊連接的示意圖。圖中(5)為土工布，(30)、(31)為予制在土工布(5)兩側(cè)的凹凸槽，(29)為鎖扣，鎖扣固定在砼滾筒(6)的金屬軸(25)上，(28)為予制在土工布一側(cè)的導(dǎo)向繩(28)、導(dǎo)向繩(28)平時(shí)隨土工布一道卷繞在砼滾筒(6)上。
圖5是拔銷裝置示意圖，圖中(19)為銷軸，(32)銷軸彈簧，(33)螺母，(34)導(dǎo)輪，(35)拔銷鋼索。
圖6是水力沉鋪機(jī)導(dǎo)軌上橫梁A-A處剖面示意圖。圖中(36)滾輪，其作用是為減少鉆桿(8)在導(dǎo)軌(13)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)阻力。(37)導(dǎo)軌橫梁。
結(jié)合圖例，對(duì)水力沉鋪機(jī)的工作過(guò)程作進(jìn)一步描述。在沉鋪土工布之前，將卷繞在砼滾筒(6)上的土工布的一端固定壓緊在導(dǎo)軌(13)的下橫梁的嵌壓槽內(nèi)。(在沉鋪第2、3、4…道土工布時(shí)，還應(yīng)將已沉鋪進(jìn)土基中的前一道土工布上的導(dǎo)向繩(28)穿過(guò)定位環(huán)(27)，同時(shí)將鎖扣(29)穿過(guò)相鄰兩土工布的凹凸槽(30)、(31))。然后將高壓水噴頭(16)對(duì)準(zhǔn)土基，利用從高壓水噴頭(16)噴射出的高壓水流，將土基中的泥沙沖成懸浮狀態(tài)。鉆桿(8)和高壓水噴頭(16)依靠自重和高壓水流，不斷向土基深處推進(jìn)。隨鉆桿(8)和高壓水噴頭(16)的下沉，卷繞在砼滾筒(6)上的土工布也逐漸鋪設(shè)在土基中。在沉鋪的同時(shí)通過(guò)固定在砼滾筒軸(25)上的鎖扣(29)將相鄰兩土工布的凹凸槽(30)、(31)鎖緊連接。在到達(dá)設(shè)計(jì)沉鋪深度后通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)(21)、拔銷機(jī)構(gòu)(20)，拔出銷軸(19)，使砼滾筒(6)沉落在土基中，將土工布錨固，然后利用卷?yè)P(yáng)機(jī)(14)將高壓水噴頭(16)提升至地面。為減少提升阻力，可利用輔助噴孔(18)噴水。在沉鋪好一道土工布后，沿著護(hù)岸基礎(chǔ)移動(dòng)沉鋪機(jī)位置，依次沉鋪下一道土工布，直至形成一道土工布防水隔離層。采用這種施工方法，不需要回填土。并利用原有土基即可構(gòu)成土基主體，但為增加土基的強(qiáng)度可對(duì)土基進(jìn)行硅化加固。
采用本發(fā)明所述的方法及設(shè)備構(gòu)筑護(hù)岸工程基礎(chǔ)與采用過(guò)去已有技術(shù)相比，有如下三個(gè)優(yōu)點(diǎn)一、利用土工布或塑料布的防水特性，構(gòu)成護(hù)岸工程基礎(chǔ)的防水隔離層，有效地阻止了水對(duì)基礎(chǔ)主體的沖刷侵蝕，因此可以采用廉價(jià)的水泥穩(wěn)定土、水泥穩(wěn)定砂礫、硅化土或原有土基作為基礎(chǔ)主體，節(jié)省了大量的鋼材、水泥、塊石等材料。
二、利用水力沉鋪機(jī)，可直接將土工布沉鋪至地下土基內(nèi)，省去了打樁、圍堰、抽水、砌筑圬工、回填土等多道工序，簡(jiǎn)化了施工工藝，降低了工程造價(jià)。
三、土工布或塑料布價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，便于推廣使用。土工布或塑料布埋設(shè)在地下，避免了光老化，可保證構(gòu)造物有足夠的使用壽命。據(jù)初步估算，構(gòu)筑同樣體積的護(hù)岸工程基礎(chǔ)，采用本發(fā)明所述的方法與采用傳統(tǒng)的重力式結(jié)構(gòu)相比，可降低工程造價(jià)80%以上。
權(quán)利要求
1.一種土工布護(hù)岸工程基礎(chǔ)的構(gòu)造方法，其特征在于護(hù)岸工程基礎(chǔ)的主體，是用原有土基或水泥穩(wěn)定土或水泥穩(wěn)定砂礫或者硅化加固土構(gòu)成，在基礎(chǔ)主體的側(cè)面，鋪設(shè)一層土工布或塑料布，土工布或塑料布的上端，固壓在護(hù)岸工程上部構(gòu)造物之下，下端用砼滾筒或其他方法錨固在土基中，相鄰兩土工布或塑料布之間，用機(jī)械法或化學(xué)法連(粘)接，形成一道基礎(chǔ)主體與河水之間的防水隔離層。
2.如權(quán)利要求1所述的土工布護(hù)岸工程基礎(chǔ)的構(gòu)造方法，其特征在于所述土工布或塑料布的兩側(cè)分別予制有凹凸槽，在沉鋪時(shí)，用鎖扣將其鎖緊連接，在土工布或塑料布的一側(cè)有一導(dǎo)向繩。
3.一種土工布水力沉鋪機(jī)械，由叉車或者裝載車與鉆桿、噴頭、導(dǎo)軌及高壓水泵等沉鋪裝置相結(jié)合而組成，其特征在于在導(dǎo)軌上安裝著可上下移動(dòng)的兩鉆桿和與鉆桿相連的高壓水噴頭，在兩鉆桿之間，靠近高壓水噴頭的位置，用銷軸固定著卷繞有土工布或塑料布的砼滾筒，在鉆桿上固定砼滾筒處，有拔銷機(jī)構(gòu)，在將土工布或塑料布沉鋪到設(shè)計(jì)深度后，通過(guò)拔銷機(jī)構(gòu)，將砼滾筒沉落在土基中，在砼滾筒的金屬軸上安裝有一鎖扣，在沉鋪土工布或塑料布的同時(shí)，將相鄰兩土工布或塑料布鎖緊連接。
4.如權(quán)利要求3所述的水力沉鋪機(jī)，其特征在于，安裝在導(dǎo)軌上的兩鉆桿是中空的，兩鉆桿之間有連接桿，為了隨沉鋪深度不同接長(zhǎng)鉆桿，在鉆桿的一端裝有連接螺母。
5.如權(quán)利要求3所述的水力沉鋪機(jī)，其特征在于所述高壓水噴頭的中部是一長(zhǎng)方形水腔，噴頭的上下兩端為錐形或者圓弧形，在噴頭的中部和下端有10～100個(gè)主噴孔，在噴頭的上端有5～20個(gè)輔助噴孔。
6.如權(quán)利要求3所述的水力沉鋪機(jī)，其特征在于所述砼滾筒有一金屬軸，在軸上有定位環(huán)，在砼滾筒的表面，有一軸向槽用來(lái)嵌壓土工布或塑料布。
7.如權(quán)利要求3所述的水力沉鋪機(jī)，其特征在于安裝在叉車或裝載車上的導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)有滾輪，以減少鉆桿在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)阻力，在導(dǎo)軌的下橫梁上有遮水板。
全文摘要
土工布護(hù)岸基礎(chǔ)工程構(gòu)造方法及設(shè)備主要用于修筑駁岸、碼頭、橋基、導(dǎo)流防護(hù)等護(hù)岸工程的基礎(chǔ)工程。
文檔編號(hào)E02D19/12GK1031875SQ8710626
公開(kāi)日1989年3月22日 申請(qǐng)日期1987年9月10日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月10日
發(fā)明者鄂俊太 申請(qǐng)人:山西省交通廳