專利名稱：袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法
技術領域：
本發明是一種固化淤泥土在路堤和堤防工程的應用方法，適用于疏浚與堤壩填筑綜合處置工程，屬于路堤和堤防工程的技術領域。
背景技術：
隨著我國經濟的迅速發展，港口工程、航道工程、水利工程等建設項目迅速增加，在各種航道的疏浚過程和港口新建、擴建工程中，通常會產生大量的疏浚泥土。據不完全統計，我國每年廢棄的疏浚淤泥達到10000萬m3以上，疏浚淤泥處理的工程量是非常大的。在沿海或者沿湖平原高速公路建設中存在路堤填料不足的情況，在工程建設中花耗大量的經費從外地借土，致使工程造價增多。為了減小工程造價，可采用淤泥堆積自然晾曬形成堤壩。
路堤疏浚淤泥的自然堆積晾曬形成堤壩的過程如下將疏浚工程產生的淤泥自然堆積在擬修筑堤壩的位置，由于疏浚淤泥中含有大量的水份(通常含水量大于80％)，流動性好，因此，淤泥向堤壩兩邊滑流，經過一段時間的自然晾曬，淤泥含水量降低，強度提高，成為較好的路堤填料；再在已經晾曬成形的堤壩上填筑一層疏浚淤泥，再經過一段時間的自然晾曬形成堤壩，如此循環多次，直到堤壩達到設計堤高。
采用淤泥堆積自然晾曬形成堤壩的方法存在以下幾點不足之處(1)淤泥堆積自然晾曬形成的堤壩邊坡平緩，達到1∶6～1∶8，疏浚淤泥的用量大，因此疏浚淤泥運輸成本大，同時增加了疏浚淤泥運輸過程中二次環境污染；(2)淤泥堆積自然晾曬形成的堤壩邊坡平緩，達到1∶6～1∶8，路堤荷載占地面積大；同時由于堤壩荷載的作用寬度大，影響深度大，堤壩以下需要進行處理的軟基范圍也相應很大，并且處理深度增加，加大了軟基處理的難度。因此需要花費昂貴的地基處理費用。
發明內容
技術問題本發明針對上述存在問題，提出袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法來處理疏浚淤泥和填筑堤壩。采用袋裝淤泥固化工法可以增大堤壩的邊坡坡度，在顯著減少淤泥用量的同時減少堤壩荷載的作用寬度和影響深度，從而減少軟基處理范圍，節省工程造價。
技術方案本發明的袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法就是針對傳統的淤泥堆積自然晾曬法填筑形成堤壩邊坡過于平緩、占地面積大，軟基處理范圍大，工程造價高的局限性，對其進行改進。采用袋裝淤泥固化工法填筑擬修建堤壩的邊坡，其邊坡斜率可以達到1∶1～1.7∶1(邊坡可達坡度45°～60°)。袋裝淤泥中摻入3～5％的水泥作為固化劑，袋裝淤泥形成堤壩的邊坡圍護，然后向圍護內部填充疏浚淤泥，其中摻入更少的水泥(2～3％)作為固化劑，直至堤壩的設計高度。隨著齡期的增加，水泥固化淤泥土強度將會增加，固化淤泥硬化，形成堤壩。
該項發明主要是利用袋裝固化淤泥顯著提高堤壩的邊坡坡度，減少堤壩的疏浚淤泥用量、運輸成本和堤壩荷載的影響范圍，從而減少堤壩下需要處理的軟基工程量，縮短工期，節省工程造價。
具體施工操作步驟如下(1)進行待固化淤泥的室內固化試驗，確定待固化淤泥的最低水泥摻入比(即當水泥摻入比小于該值時，水泥的加入對土體強度沒有改變；當水泥摻入比大于該值時，固化土強度顯著增加)，一般為2～5％；(2)將疏浚淤泥和淤泥重量3～5％的水泥混和料攪拌均勻，裝入麻袋，按照設計邊坡斜率(1∶1～1.7∶1)堆砌，形成堤壩邊坡圍護，在圍護內填筑疏浚淤泥，并摻入2-3％的水泥固化劑，攪拌均勻；(3)重復步驟(3)，如此循環多次，直至堤壩設計高度。
有益效果袋裝淤泥固化方法的優勢主要體現在以下幾點(1)袋裝淤泥固化方法將疏浚淤泥處理后進行堤壩填筑，可以顯著的提高堤壩邊坡的坡度。傳統的淤泥堆積自然晾曬形成的堤壩邊坡平緩，達到1∶6～1∶8，而疏浚淤泥經過袋裝淤泥固化方法后填筑堤壩的斜率只有1∶1～1.7∶1。因此，填筑相同高度和頂寬的堤壩，袋裝淤泥固化工法處理后的填筑的堤壩淤泥用量大幅度降低，從而顯著節省了疏浚淤泥的運輸成本，同時減少了疏浚淤泥運輸過程中二次環境污染。
(2)袋裝淤泥固化方法處理后填筑的堤壩荷載作用寬度較傳統的淤泥堆積自然晾曬形成的堤壩大幅度降低，堤壩荷載影響深度減少。一方面可以顯著減少軟基處理的工程量，縮短工期，節省工程造價；另一方面，減少了軟基處理深度，從而簡化了軟基處理的難度，深厚軟基處理一直是工程界沒有很好解決的難題。
(3)袋裝淤泥固化方法具有很好的經濟效應。以堤壩頂面寬4m，堤壩高度4m為例，簡單對比分析傳統的淤泥堆積自然晾曬法和袋裝淤泥固化工法修筑堤壩的工程造價。傳統的淤泥堆積自然晾曬形成的堤壩邊坡取值1∶6，袋裝淤泥固化工法形成的堤壩邊坡取值1∶1，疏浚淤泥的運輸單價為10元/m3；疏浚淤泥含水量為80％，容重1.6g/cm3，固化淤泥時水泥摻入比為5％，水泥單價為300元(人民幣)/噸；軟基處理深度10m，采用打設塑料排水板排水固結法，間距1.5m，塑料排水板工程單價為3元/m。
每單位長度(1m)堤壩造價對比
從上表可以看出，不考慮袋裝淤泥固化方法減少的淤泥運輸過程的二次環境污染、縮短的工期效應、軟基處理深度減少產生的簡化軟基處理難度等等，袋裝淤泥固化方法較傳統的淤泥堆積自然晾曬法修筑堤壩節省工程造價達到了48％。
圖1為傳統的淤泥堆積自然晾曬法填筑形成的堤壩橫截面示意圖；
圖2為袋裝淤泥固化方法填筑形成的堤壩橫截面示意圖。
以上的圖中有自然晾曬淤泥1、袋裝固化淤泥2、低水泥用量淤泥3。
具體實施例方式
某沿湖道路在設計需同時考慮到湖泊的清淤，擬采用湖泊淤泥作為路基填料。為此采用該袋裝淤泥固化技術進行處理。該道路設計高度為2.5m，寬度為28m(雙向4車道)。
1)取湖泊淤泥進行室內配合比試驗，測得固化后淤泥的無側限抗壓強度與摻入水泥用量的關系。當水泥摻入比小于2.5％時水泥固化土的強度基本與淤泥的強度相同，而當水泥摻入比大于該值時，固化土的強度顯著增加。為此，該固化淤泥的最低水泥摻入比為2.5％；2)將疏浚淤泥和淤泥重量4％的水泥攪拌均勻并裝入麻袋，按照1∶1的設計邊坡堆砌，形成0.5m高的道路邊坡圍護；3)在圍護內填筑疏浚淤泥，并摻入疏浚淤泥重量2.5％的水泥，攪拌均勻。施工結束30天后，淤泥固化土基本成型，采用壓路機將已填筑的路堤壓實；4)在壓實后路堤上重復第2步和第3步，直到路堤的設計高度。
權利要求
1.一種袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法，其特征在于操作包含如下步驟1).進行待固化淤泥的室內固化試驗，確定待固化淤泥的最低水泥摻入比；2).將疏浚淤泥和水泥混和料攪拌均勻，裝入袋子，按照設計邊坡斜率堆砌，形成堤壩邊坡圍護；3).在堤壩邊坡圍護內填筑疏浚淤泥，并大于最低摻入比的水泥，攪拌均勻；4)重復步驟2)和步驟3)，如此循環多次，直至堤壩設計高度。
2.根據權利要求1所述的袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法，其特征在于其中水泥摻入量為2～5％。
3.根據權利要求1所述的袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法，其特征在于所述的邊坡斜率為1∶1～1.7∶1。
全文摘要
袋裝固化淤泥的堤壩填筑方法是一種固化淤泥土在路堤和堤防工程的應用方法，適用于疏浚與堤壩填筑綜合處置工程，其操作包含如下步驟1)進行待固化淤泥的室內固化試驗，確定待固化淤泥的最低水泥摻入比；2)將疏浚淤泥和水泥混和料攪拌均勻，裝入袋子，按照設計邊坡斜率堆砌，形成堤壩邊坡圍護；3)在堤壩邊坡圍護內填筑疏浚淤泥，并大于最低摻入比的水泥，攪拌均勻；4)重復步驟2)和步驟3)，如此循環多次，直至堤壩設計高度。采用袋裝淤泥固化工法可以增大堤壩的邊坡坡度，在顯著減少淤泥用量的同時減少堤壩荷載的作用寬度和影響深度，從而減少軟基處理范圍，節省工程造價。
文檔編號E02D3/12GK1818220SQ200610038969
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月21日 優先權日2006年3月21日
發明者洪振舜, 鄧永鋒, 沈水龍 申請人:東南大學