模袋固化土海上围埝堤心施工工法

模袋固化土海上围埝堤心施工工法适用范围

《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工艺原理

《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。

模袋固化土海上围埝堤心施工工法施工工艺

• 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。

模袋固化土海上围埝堤心施工工法基本材料

由于《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》模袋固化土的组成比较简单，仅需要十、海水、水泥和模袋，经现场搅拌充灌即可形成。

一、水

对比试验研究结果表明，采用海水和淡水拌和的固化土强度相差很小。所以。可以直接用现场海水进行搅拌，从而可以进一步节省施工成本和减少施工人员。

二、土

在同样水泥掺量的条件下，淤泥质粉质黏土与粉土形成的固化土的强度高于淤泥以及淤泥质黏土形成的固化土的强度，这一结果对现场施工取土样带来了方便，可以随意取用海底软黏土。

三、水泥

可采用传统的P.O.32.5普通硅酸盐水泥作为固化剂。采用水泥作为固化剂主要出于以下几个方面考虑：

1.水泥作为固化材料在混凝土、水泥土中已经相当成熟，且水泥作为固化剂对土质、水质等无其他严格要求，对环境影响也不大；

2.水泥的价格较为低廉，且品质检验的方法也非常成熟，对固化土的质量控制易于把握；

3.其他一些固化剂产品市场一般还不成熟，且价格不菲，运用效果还有待进一步考究；

4.为了方便现场施工和施工质量管理，选择固化剂的品种、掺入比等应尽可能地简单。

四、模袋

用于进行固化土充灌用的模袋可以采用普通高强机织土工布，同时缝制后的模袋满足以下几方面的条件即可：

1.单个模袋的长宽可以依断面大小而定，一般每个模袋的宽度应与该层模袋所处高度的断面宽度基本一致，每层模袋的实际高度应控制在50厘米±10%范围内为佳，为了便于充灌控制，可以在模袋内缝制一定数量的拉筋；

2.由于模袋的作用主要在固化土充灌时保持模袋形状不发生大的变化，且充灌时固化土不漏出，因此对模袋的品质要求并不高。制作模袋的土工布可用180g/平方米以上的机织土工布，按规定的尺寸采用工业缝纫机缝制；

3.每个模袋应留有一定数量的袖口，用于固化土的充灌以及充灌过程中的临时排水和排淤；

4.每个模袋上应缝制足够数量的系带，用于上下左右模袋的定位与固定，同一层相邻两个模袋之间应无缝搭接，上下两层模袋搭接缝沿长度方向的错距应不小于5米。

模袋固化土海上围埝堤心施工工法主要机械

《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》所用的主要施工机械明细如下：

一、船舶

为保证新建模袋固化土海上围埝的稳定性，施工用泥必须取用堤脚线（内外）50米范围以外的淤泥。这样就要求船形要长一些，宜采用船身长约25米，甲板宽约9米的自航驳。吨位300~500吨即可，另配一条50吨水泥驳。

二、挖掘机、发电机及泵车

挖掘机宜采用0.5～0.9立方米臂长15米以上的挖掘机。挖掘机臂越长向后挖泥的距离越远。当潮水涨高时，也能挖到泥，只有能取到泥，才能继续施工，延长作业时间，所以选用长臂挖掘机是一关键。发电机：选用200～250千瓦发电机2台（满足船上的用电设备工作需要）。搅拌设备1台，2台充泥泵车：选用HBT60～80型，充灌效率30～35立方米/小时。

三、固化土的拌合设备

截至2005年，中交第一航务工程局有限公司和铭华科技服务公司共同研究、设计、制造出了固化土的拌和设备，该设备由拌合罐、液压系统（液压格栅挤泥、液压后门排石、液压下料出口）、水泥提升机、螺旋输送机、潜水泵、配电箱等组成。根据使用效果可进行相应的改进，使拌和设备更好地为施工服务。

《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》充分利用了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，其社会效益非常大。与同类技术相比，从工期、质量、安全、造价等方面具有一定的优势（表1）。

低掺量水泥固化土一般在24小时以内即可形成一定的强度，使固化土成为块状结构，这种块状结构具有一定的粘结强度，具有较强的抗风浪能力，同时这种块状结构使得低掺量水泥固化土在模袋老化破损后仍可起到堤心充填物的作用。现场施工经验证明了当水泥掺量为8%时，基本满足模袋固化土的设计、施工需要。实际应用结果表明，随着后期地基的沉降，固化土也随之沉降，固化土同外部的模袋混凝土脱开，模袋混凝土有开裂现象，裂缝出现在埝顶两侧坡肩处，不会影响围埝的正常使用，只要合理地考虑预留沉降即可。

中国软黏土形成的浅海滩地区修建护岸、海堤，多采用抛石斜坡堤和吹填砂被堤，这就需要使用大量的砂石料。对于砂石料资源缺乏的地区不得不投入较多的资金用于砂石料的采购与运输，截至2005年，即便对于砂源丰富的地区，由于人们的环境资源保护意识的逐渐增强，也不再提倡进行砂石料资源的采挖。因此，利用各地区廉价丰富的淤泥质粘土资源，替代砂石料等常规材料修建围埝、护岸等水工建筑物，将具有较深远的意义。

模袋固化土海上围埝技术的主要做法是直接挖取海底软土，并在其中掺入固化剂（如水泥）。经机械搅拌均匀形成流动状的拌和土，再充灌到码放就位的大型土工模袋中形成模袋固化土。逐层码放充灌后形成海上围埝堤心结构。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。

2002年，天津港（集团）有限公司以"天津港北大防波堤西内堤（一期）工程"为依托，组织中交第一航务工程局有限公司、中交天津港湾工程研究院有限公司、中交第一航务工程勘察设计院有限公司联合开展模袋固化土海上围埝技术的研究，重点研究解决固化土配比试验、强度指标的确定、现场质量控制标准、施工机械设备等技术问题。施工单位研制了施工设备，完成了2000延米的模袋固化土海上围地施工。

2003年11月中交集团岩土工程重点实验室与中交集团签订了"模袋固化土海上围埝技术的研究"项目合同书，研究成果于2005年8月23日通过了中交集团专家组的验收。2006年4月29日交通部科教司组织有关专家对该研究成果进行了鉴定，与会专家一致认为，模袋固化土海上围埝是一种新型的围埝形式，课题组通过理论分析、室内及现场试验，明确了模袋在围埝整体稳定分析中的作用和抗滑机理，提出了模袋固化土海上围埝新的设计理念和计算方法，研究成果总体上达到了国际先进水平。

《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的质量控制要求如下：

一、充填袋质量控制

1.严格把好袋布材料关，除有出厂合格证外，每批材料必须抽样检验，杜绝不合格材料使用。

2.大型固化土充泥模袋制作前详细检查布料质量，对有破损、孔洞、经纬密度明显疏密不均，质地老化等明显影响质量的布料一律不准使用。

3.严格测量放线，确保每层充灌袋的位置正确。

4.充填的袋子边线与设计边线的水平误差不大于±10厘米。高程不低于设计标高。断面总面积不得为负值。

二、固化土拌合质量控制

1.水泥计量

水泥选用P.O.32.5普通硅酸盐水泥。根据室内固化土室内试验确定配合比，严格控制水泥掺入量。

2.淤泥土计量

每盘淤泥土的掺量根据挖掘机挖斗的容量（一般按满斗计量）来确定。

3.水计量

施工船上设大小两个水箱，两个水箱通过带节门的钢管连接。小水箱同样通过节门与搅拌罐连接。小水箱内画有标尺，标尺就是每盘用水量的刻度线，以此来控制水的用量。

4.为控制水泥掺量，在每套设备上设专人负责对外加剂、水泥计量工作。

5.使用稠度仪检测固化土含水量，控制含水量在70%以内。

6.严格控制拌合物的搅拌时间，每盘搅拌时间不小于1.5分钟。

7.必须设专人开搅拌机，并在上岗前进行严格的培训，没有特殊情况严禁更换搅拌机操作手。

三、固化土充灌模袋质量控制

1.在充灌过程中人工踩踏，待充灌到一定充盈度后，木棒轻轻拍打袋体四周或镇压砂袋，必要时配备真空设备吸水加快袋体排水固结速度，充至进浆时，控制充灌压力，以防止泥袋破裂，也可在"充泥袋"的内侧两角预留袖口，将上层浮浆排出。

2.当大型固化土充泥模袋内抗压强度达到0.2兆帕以上时，方可进行上层"泥袋"的充灌施工。

3.大型固化土充灌模袋充灌一定距离，要及时做好外坡的防护，防止风浪作用的破坏。

4.充泥袋护角采用袋装碎石进行补角。

5.严格按设计加载速率，分层完成堤心充填袋。

6.对充填物进行容重测定，在固结一段时间后取样进行试验，取样数量可为400米堤长取样1组，每组至少有2个试件，干容重≥17千牛/立方米。

四、应符合的有关规定

土工布施工应符合《水运工程土工合成材料应用技术规范》JTJ 239—2005的有关规定。

五、施工控制及验收标准

施工控制及验收标准见表2。

《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的效益分析如下：

模袋固化土海上围埝技术在工程造价上有一定的优势。天津港地区抛石斜坡堤和吹填砂被堤的建造费用分别为155.59元/立方米和105元/立方米，模袋固化土海上围埝的建造费用为125元/立方米，该费用是按照依托工程施工中每套设备固化土的日平均生产能力为230立方米来测算的，有较大的下降空间。根据已有的施工经验，可以对2005年前的施工设备、施工工艺进行改进，形成规模化生产，提高施工工效，降低施工成本；由于依托工程工期很紧，要求模袋固化土充灌的第二天即可上人进行下一层模袋的施工，所以固化土的水泥掺量定为8%，如果工期要求较为宽松的话，可以适当降低水泥掺量，也可以降低施工成本，对一个企业来讲，减少了施工工期，也等于间接地创造了经济效益。

模袋固化土海上围埝堤心不需要砂石料等常规的建材资源，避免了砂石料资源的乱采乱挖，保护了生态环境，同时又充分利用了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，其社会效益大。该技术满足国家关于建筑节能工程的有关要求，在公路、内河、围海造陆、码头护岸等工程领域均可应用。

注：施工费用以2005-2006年施工材料价格计算

采用《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.建立完善的施工安全保证体系，加强施工过程中的安全检查，确保作业标准化、规范化。

2.编制专项安全施工组织设计，并在施工过程中认真执行。

3.对参加施工的全体人员进行安全教育，贯彻安全第一的思想，不盲目追求施工进度。

4.专职安全员定期对安全设施进行检查、维护。

5.对各种施工机具定期进行检查和维修保养，以保证使用的安全。

6.组织夜间施工时，现场的灯光布置一定要清晰明亮，要能达到一定的能见度方可施工。在施工过程中要相互配合、相互照应。

7.水上施工作业人员必须穿救生衣。

《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的应用实例如下：

• 实例1：天津港北大防波堤工程（一期）西内堤工程

该工程位于天津港北疆港区，长度为2000米，结构安全等级为三级。结构形式为斜坡堤，全部为充填袋结构，充填材料为固化土，护面为混凝土模袋。该工程2003年4月21日开工，7月5日竣工，共充灌模袋固化土85000立方米。工程验收合格。

• 实例2：天津临港工业区滩涂开发一期工程

该工程位于海河入海口南侧的滩涂上，围海护岸总长14.2千米，其中300米试验段采用模袋固化土堤心结构，护面为混凝土模袋，结构安全等级为三级。该工程2003年6月5日开工，2003年7月30日竣工，共充灌模袋固化土12500立方米。工程验收合格。

《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》的环保措施如下：

1.对施工人员进行环保教育，不得随意乱扔生产和生活垃圾，以保护自然与景观不受破坏。

2.施工现场和运输道路要经常洒水，减少灰尘对人的危害和环境的污染。

3.施工中挤压出来的泥土中有石块或其他杂物及时清理出现场，运到指定的区域。

4.要注意充灌管道的检查和维护，避免冒浆对环境造成污染。

5.保持施工现场整洁。

2008年1月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质[2008]22号，《模袋固化土海上围埝堤心施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。 2100433B

双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法适用范围

《双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法》适用于直径400毫米以上单层或双层BDF空心管作芯模的大跨度现浇预应力空心楼板施工。

双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法工艺原理

《双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.利用空心管两侧肋梁钢筋将空心管卡住，防止其水平移位或翻转；沿上层空心管上表面设置压筋，压筋焊接在肋梁附加固定筋上，用双股8号镀锌钢丝将肋梁下铁绑扎在模板支撑架上，利用肋梁、支撑架自重来控制空心管上浮，使空心管位置准确。

2.空心管采用椭圆形截面，加大了压筋与空心管表面接触长度，避免压筋与空心管局部接触点受力过大，导致空心管压裂破损。采用弧形受拉压筋代替常规水平受弯压筋来控制空心管上浮，充分利用了钢筋的受拉性能，减小了压筋直径，加大了压筋间距。

3.混凝土分层浇筑，可降低每层混凝土浇筑和振捣产生的浮力，上层混凝土在下层混凝土初凝前浇筑，充分利用了下层混凝土对空心管粘接力，有效避免了空心管的上浮，同时也减小了空心管壁厚。空心管两侧对称振捣，避免空心管移位或翻转

4.下层空心管下部的实心混凝土截面形状为“凹”形，混凝土在自身流动性和振捣棒作用下便于密实，成型质量有保证。

双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法施工工艺

• 工艺流程

《双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法》的施工工艺流程见图1。

• 操作要点

《双层BDF空心管芯模空心楼板施工工法》的操作要点如下：

1.空心管的规格数量必须按设计要求及现场实际放线情况进行确定，并根据现场实际铺设情况预留3%~5%的备用。

2.空心管进场验收，要重点检查空心管是否有贯通裂纹、外露玻纤、两端封头是否松动等缺陷，并对其抗压荷载、抗振动冲击、对钢筋的腐蚀性等物理化学性能进行复试，如有质量不合格现象必须退场重新制作。

3.采用空心管作芯模的结构楼板一般模板支撑高度、楼板自重较大，模板支撑架要严格按照技术交底、专项施工方案或专家论证要求进行搭设，模板按设计或规范要求起拱。

4.因空心楼板结构较为复杂且钢筋、空心管、埋件等的位置要求比较精确，钢筋绑扎前，应在模板上提前放设定位线。

5.在肋梁钢筋绑扎时，根据空心管铺设位置、空心管长度确定压筋和肋梁附加固定筋位置，附加筋形式同封闭箍筋，与肋梁主筋、腰筋绑扎固定。肋梁钢筋绑扎完毕后，用手电钻在肋梁两侧模板上钻孔，用双股8号镀锌钢丝按一定间距，将肋梁下铁勒紧，绑扎在模板支撑架横杆上。相邻肋梁附加固定筋之间的净距（附加筋外皮到附加筋外皮）同空心管直径，以便利用肋梁附加筋卡住空心管，避免其水平移位。肋梁内预应力筋分两组对称布置在肋梁两侧，以便于混凝土浇筑及振捣，同时避免张拉时肋梁平面外偏心受力。

6.空心管铺设前应对空心管下部钢筋、肋梁钢筋及预应力筋进行检查验收，并履行隐检手续。

7.空心管采用专用吊笼垂直运输到楼板面上。铺设前预先设置马凳，以保证空心管下部位置准确。铺设时，先将空心管放倒，由两名工人用粗麻绳勒住空心管两端，将空心管小心放置就位，再将麻绳抽出。在下层整排空心管铺设完成后，检查空心管是否有破损或裂纹，如果破损空洞小于50毫米，可采用胶带粘贴修补，若空洞直径大于50毫米，则更换空心管。下层空心管铺设完成后，再顺序铺设上层空心管。

8.空心管铺设完成，经检查无破损后，沿空心管上表面设置ф6毫米压筋，压筋焊接在肋梁附加固定筋上，一般每根空心管（长度1.0米）两端各设置一道压筋，若空心管长度及直径过大，可适当增加压筋数量。压筋贴在空心管上表面上，中间不留间隙（空心管固定措施见图2）。

9.压筋焊接完毕经检查后，绑扎上部钢筋，并办理隐检手续、混凝土浇筑手续。

10.混凝土浇筑前，在肋梁上铺设50毫米厚木脚手板作为施工通道，以免操作人员踩踏空心管，造成空心管破损。

11.空心楼板宜采用预拌混凝土。混凝土浇筑前，要设计合理的浇筑顺序、优化混凝十土缓凝时间，并提前与搅拌站技术交底。做好混凝土连续浇筑的施工准备。根据空心楼板结构特性。考虑空心管下部楼板成型及空心管承受浮力情况，混凝土坍落度一般控制在180±20毫米。

12.混凝土施工要求如下：

1）混凝土分层浇筑，第一层混凝土浇筑至下层空心管的中间位置，第二层混凝土将下层空心管完全覆盖，第三层混凝土没过上层空心管中间位置，剩余混凝土一次浇筑成型。上层混凝土浇筑时密切观察下层混凝土初凝情况，在下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土，振捣上层混凝土时，振捣棒应插入下层5厘米，以消除两层混凝土间接缝，同时插入深度不得超过10厘米，以免空心管受到浮力过大。

2）振捣棒直径ф30～50毫米，根据肋梁钢筋密集程度选用。钢筋特别密集处，应提前采取预留下棒位置等其他处理措施。振捣棒沿肋梁方向布点间距为400～500毫米。

3）沿空心管布设方向对称振捣，以免空心管两侧不均匀受力，造成位置偏移或窜动。振捣时，严禁碰撞或截蹭空心管及预应力筋，以免空心管和预应力筋损坏。振捣手要准确掌握振捣时间，以混凝土表面泛浆，不再显著下沉和气泡冒出为准，振捣要密实，振捣棒要做到快插慢拔，不得漏振、过振，不得二次振捣。

4）浇筑混凝土时，不仅浇筑部位要有振捣手进行振捣，流到其他肋梁处的混凝土也要有振捣手及时振捣。

5）混凝土表面找平时，标高控制点间交叉拉线，以控制混凝土浇筑标高。混凝土用刮杠刮平后，用木抹子压实收浆一遍，初凝前收浆一遍，终凝前再收浆一遍，以防裂缝。

13.混凝土板浇筑完毕12小时后用麻袋片覆盖，浇水养护。保证混凝土楼板始终在湿润状态，但板上不得有积水，养护时间不得少于14天。

14.混凝土强度达到设计要求或规范规定后，进行预应力筋张拉。张拉前，楼板支撑架不得拆除。

简单的说生态模袋（生态袋），填充后，通过喷薄或传统方式植被，植物在装有土的生态模袋（生态袋）中生长，以此来进行护坡和修复环境的一种护坡技术。

模袋混凝土，以双层高强度机织化学纤维织物制成连续(或单独)的袋状体作为柔性模板并由高压泵将混凝土充灌于袋中形成的防护结构。可用作土石坝,堤防护坡,河流、湖泊、海岸的护岸和护底等结构。其厚度、形状按需要设计,如可设置排水滤点以排除坡内积水、以铰链状连接各单元以适应坡面不均匀沉降、以框格状种植草皮以改善环境。具有设计灵活、施工便捷、质量可靠和可水下施工而无需构筑围堰等特点。