一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法
2023-05-30 11:01:56 1
專利名稱：一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法
技術領域：
本發明涉及巖土工程領域基坑中壓密石灰土實體邊坡支護方法，特別是軟土地區基坑支護方法。
背景技術：
在工程建設中，軟弱地基土開挖基坑或道路邊坡，都需要對邊坡採取支護措施，以保證開挖後的邊坡保持穩定。目前通常用於邊坡支護的主要技術手段，有粉噴樁重力式擋牆支護、懸臂樁支護、樁錨支護等方法，這些方法都是成熟有效的技術方法，但尚存在一定的缺陷粉噴樁重力式擋牆支護方法在遇到含水量超過70％的淤泥或土中泥炭成分過大或酸性土時，有成樁困難或成樁強度低的問題，這種方法還有工期很長，質量不夠穩定，造價偏高等缺陷；懸臂樁支護和樁錨支護等方法這種兩種方法的優點是計算模型比較清晰，適合於六米以上的深基坑支護，但存在工期長，造價太高的問題，用於軟弱地基的淺基坑十分浪費。
總之，以上方法各存在一定的局限性，施工周期長、工程造價高、施工所需機械設備多，施工工藝複雜等問題是其共同缺陷。
在現有傳統技術中，有利用石灰土壓實作為道路基層的傳統做法，其原理是利用壓實石灰土壓縮性被改善的緣故。但是壓密石灰土的抗剪強度指標也有顯著的提高，在這點上，長期以來沒有被巖土工程界充分認知和重視，也沒有被有效的加以利用。
發明內容
本發明的目的是提供一種能就地取材，技術穩定性好、施工周期短、造價便宜的壓密石灰土換填實體邊坡支護方法。
本發明的目的的實現方式為，一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，其特徵在於具體操作步驟如下
1)就地取土，取土重量的5-20％生石灰，摻入土中拌合均勻，再消化8-24小時；2)將拌合土換填到邊坡位，並按照設計尺寸碾壓密實形成換填實體。
本發明優點如下1、使用的摻合材料生石灰和纖維材料為普通建築材料，各地都有，取材方便，且價格便宜，適用範圍廣，工程造價低，造價只相當於傳統方法的30-50％；2、施工設備簡單，只需要挖掘機配合施工即可；3、施工方便，施工工期短；4、用本發明建成的換填實體安全性能好。
本發明適用於開挖深度十米以下，具備臨時放坡條件，可廣泛應用於安全等級在二級以下的臨時邊坡支護和永久性邊坡處理。
圖1為採用本發明作出的第一種支護方式示意2為採用本發明作出的第二種支護方式示意3為採用本發明作出的第三種支護方式示意4為採用圓弧滑動法計算的換填前邊坡整體穩定性分析結構5為採用圓弧滑動法計算的換填後邊坡整體穩定性分析結構圖具體實施方式
本發明的具體操作為，就地取土，土中摻入生石灰拌合均勻，再消化，將拌合土換填到邊坡位，並按照設計尺寸碾壓密實形成換填實體。向經消化8-24小時的拌合土中摻入1-8％纖維，拌合均勻，再將拌有纖維的拌合土換填到邊坡位，並按照設計尺寸碾壓密實形成換填實體。
就地所取的土為一般的粘性土、粉土、粉質粘土、淤泥、淤泥質土、砂性土、碎石土，回填土或其中摻有建築垃圾和工業廢料的上述土。
對粘粒含量低於20％的砂性土，需要向其中摻入粘性土或粉土，使粘粒含量高于于20％，以提高土中次生礦物的微粒的比例。
土中摻入生石灰拌合均勻，遇雨天需用薄膜覆蓋。
生石灰摻量具體的比例視土的含水量確定
土的含水量低於70％，生石灰摻量為5-10％，土的含水量70-100％，生石灰摻量為10-12％，土的含水量高於100％，生石灰摻量為12-20％，土中摻入生石灰拌合均勻後要消化8-24小時，消化反應過程為
生石灰消化反應過程不僅僅是表面上改變了土的含水量，更重要的是對土的物理化學結構也產生了極為重要的改變，即結合水的改變，土中矽酸鹽礦物顆粒與水的結合體被打破，後期Ca(OH)2的強鹼性將矽酸鹽的活性激活，並伴隨矽酸鹽、鋁酸鹽和水產生複雜而緩慢的化學反應過程，所以消化過程不僅起到了排水作用，還將對土中矽酸鹽和鋁酸鹽等礦物顆粒起到結構重組的物理化學作用。
生石灰消化時間不能過長，因為暴露於空氣時，同時進行的化學作用還有
這樣會降低氫氧化鈣的含量，又增加了土中的水分，對壓密石灰土產生不利作用。
經過消化過程後，石灰土變得鬆散，向拌合土中摻入1-8％纖維，拌合均勻。纖維為50-200毫米長的稻草、麥秸、竹枝、樹枝等植物纖維，或其它便宜的短礦物纖維或人工纖維。拌合纖維，可以大幅提高土的抗剪切強度2-5倍。
將拌有纖維的拌合土換填到邊坡位，按照設計的邊坡擋牆的幾何形狀，分層碾壓密實，每層厚300-500毫米，碾壓強度不小於80kPa，碾壓強度越大，效果越好。
壓密石灰土換填實體的幾何尺寸的確定及安全度驗算方法如下計算公式為T=i=1n1(Qi+Wi)sini]]> khd＝R/T式中T——下滑力R——抗滑力
Cki』——第i土條底面的按總應力法確定的粘聚力(kPa)標準值；ki——第i土條底面的按總應力法確定的內摩擦角(°)標準值；li——第i土條底面的弧長(m)；Qi——第i土條頂面的超載標準值(kN/m)；Wi——第i土條的自重加權平均值(kN/m)；αi——第i土條底中點切線與水平線的夾角(°)；n，n1——分別為分條總數、主動側分條數；khd——抗滑穩定安全係數。
khd對於重要性等級為一、二、三級的基坑分別應滿足不小於1.30、1.15、1.05。(見湖北省地方標準《基坑工程技術規程淨(DB42/159-2004)第16頁)。
針對不同的土質情況，本發明採取不同的支護擋牆。當邊坡土層較軟，而坑底土質較硬時，採用如圖1所示的換填實體4；當邊坡土層較硬，而坑底土質較軟時，採用如圖2所示的換填實體5；當邊坡土層和坑底土質都較軟時，採用如圖3所示的換填實體4和換填實體5組合體。圖中1-地面、2-軟硬土、3-軟土。
下面舉出本發明具體應用實施例二級基坑開挖深度3.35米，地質條件如下①層素填土，厚度4.46米，為新近堆填的粘性土混夾碎石等雜物，土質不均、鬆散。c＝6kPa，Φ＝14°，②層淤泥，厚度1.7米，灰黑色，流塑，飽和，含水量平均60％，c＝10kPa，Φ＝5°，③層粘土，厚度5.3米，黃褐～灰褐色，可塑，溼，c＝21kPa，Φ＝11°。
採用本方法換填邊坡和坑底的淤泥，實測換填實體3天的粘聚力c值為11kPa，內摩擦角Φ值為11°。換填前、後的K計算結果見圖4、5，從圖中可見，換填前，抗滑穩定安全係數K(4)＝1.114＜1.15，不滿足要求，而換填後抗滑穩定安全係數K(i)＞1.15，滿足要求。
可見換填前不滿足穩定性要求，換填後完全可以滿足穩定性要求。c值和Φ值隨時間的持續還有較大的增長。
權利要求
1.一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，其特徵在於具體操作步驟如下1)就地取土，取土重量的5-20％生石灰，摻入土中拌合均勻，再消化8-24小時，2)將拌合土換填到邊坡位，並按照設計尺寸碾壓密實形成換填實體。
2.根據權利要求1所述的一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，其特徵在於向經消化8-24小時的拌合土中摻入1-8％纖維，拌合均勻，再將拌有纖維的拌合土換填到邊坡位，並按照設計尺寸碾壓密實形成換填實體。
3.根據權利要求1、2所述的一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，其特徵在於就地所取的土為一般的粘性土、粉土、粉質粘土、淤泥、淤泥質土、砂性土、碎石土、回填土或其中摻有建築垃圾和工業廢料的上述土。
4.根據權利要求1、2所述的一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，其特徵在於粘粒含量低於20％的砂性土和碎石土，需要向其中摻入粘性土或粉土，使粘粒含量高於20％。
5.根據權利要求2所述的一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，其特徵在於纖維為50-200毫米長的稻草、麥秸、竹枝、樹枝等植物纖維，或其它便宜的短礦物纖維或人工纖維。
全文摘要
一種壓密石灰土換填實體邊坡支護方法，涉及巖土工程領域基坑中壓密石灰土實體邊坡支護方法，特別是軟土地區基坑支護方法。具體為一種邊坡支護方法。具體操作為，就地取土，土中摻入生石灰拌合均勻，再消化，或向拌合土中摻入1－8％纖維，拌合均勻，將拌合土或拌有纖維的拌合土換填到邊坡位，並按照設計尺寸碾壓密實形成換填實體。本發明使用的摻合材料為普通建築材料，各地都有，取材方便，且價格便宜，適用範圍廣，工程造價低；施工設備簡單，只需要挖掘機配合施工即可；施工方便，施工工期短。用本發明建成的換填實體安全性能好，造價低。本發明適用於開挖深度十米以下，具備臨時放坡條件，安全等級在二級以下的臨時邊坡和永久性邊坡處理。
文檔編號E02D17/20GK1730841SQ200510019240
公開日2006年2月8日 申請日期2005年8月5日 優先權日2005年8月5日
發明者賈燎 申請人:賈燎