一种竹排架结构的筑堤方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及排架结构的筑堤方法，尤其是一种竹排架结构的筑堤方法。
【背景技术】
[0002]沿海、沿河湖地区通过圈围浅水滩涂及采用促淤、吹填和填土的方式，不断形成新的陆域，此过程称为围填造陆，其首要步骤是建设围堰形成基本封闭区域而后进行填筑或吹填。目前土、石、砂、水泥、钢筋和土工材料是传统主要筑堤材料，主要型式如土堤、抛石堤、袋装砂堤坝斜坡堤，以及板桩、扶壁式及砌石、毛石混凝土挡墙等直立式堤坝。由于近年大规模造地工程造成砂石料资源紧缺，砂石筑堤不但成本高昂，且取砂、开山取石都会对当地的生态造成不可逆转的破坏，软基筑堤和水域环境下，斜坡堤造价高，工期长，其他堤型对水泥钢材的运用，其生产过程对环境也造成不利影响，还需进行地基处理，总体工期长，不利工程的整体效益，因此工程界一直在创新和探索新型的工程量小、经济、快速和生态的围堰筑堤方法。
【发明内容】
[0003]本发明旨在提供一种毛竹为主材、基于排架为核心的筑堤方法，适用于浅水区、滩涂及陆地上修筑挡土挡泥的临时或永久性堤坝的方法。
[0004]本发明的技术方案，采用老毛竹杆作为竹桩、竹柱、竹连杆、竹斜撑、竹檁杆件组成排架；采用竹桩、竹连杆、竹笆组成锚碇基础；采用钢丝绳、钢丝绳锁扣、张紧器组成拉索连接锚碇基础和排架形成锚定结构；采用竹笆、土工布和竹檩杆件组成挡土结构，其特征是首先将竹桩打入地基形成竹桩群，用铁丝将第一层竹连杆与竹桩绑扎形成竹桩基础，然后将竹柱用铁丝与竹桩绑扎接长形成上部排架柱，再将断面内各层竹连杆用铁丝与排架柱绑扎形成竹排架断面基本框架，接着在框架内放置竹斜撑，并抵在支撑竹笆上，用铁丝将其与排架柱和连杆绑扎固定，形成竹排架斜撑，构成为可承力的竹排架断面；按上述方式完成各竹排架断面后，由各层纵竹连杆将相邻竹排架各断面用铁丝绑扎连接，形成空间结构的竹排架整体；竹排架整体形成后，在挡土面排架柱和竹连杆上绑扎竹檁杆件，再顺序铺设和绑扎固定挡土竹笆、铺放滤水土工布，形成挡土和反滤结构；于此同时，为提高堤坝水平抗力，在竹排架上游侧，打设竹桩、绑扎竹连杆和锚碇竹笆形成竹锚碇基础，用拉索将其与竹排架连接，以分担填土荷载；以上竹桩基础、竹排架主体、锚定结构、挡土结构各部分形成后，形成了具有挡土挡泥能力的竹排架结构堤坝(以下简称为“竹堤”)。
[0005]本发明的技术效果:1、本发明提供一种采用老毛竹为主材的筑堤方法，采用的毛竹材料属于毛竹林本身生长需要被定期伐采的材料，以保持毛竹群落的健康生长，其材料无污染、可再生，伐采毛竹不破坏周边生态环境和景观，为可持续的、与自然和谐的解决方案。2、利用竹排架进行挡土筑堤，尤其适合毛竹较丰富地区，可促进毛竹资源的工程化利用，减少砂石和水泥钢材材料的使用，总体造价和工期为传统堤坝的一半以内。3、采用本发明的技术方案，在一般软土地基上实施，(1)采用软土填筑时竹堤单级挡土高度< 3m堤坝，采用多级堤坝时总高不宜大于8m，(2)采用非软土料填筑时，多级竹堤坝可分级加高建设总高大于10m的堤坝，(3)如排架内填土可建设永久性堤坝，如不填土，为临时堤坝。本发明技术方案较各类传统方法更灵活，施工更方便和快捷、成本更低廉，为沿海、内河湖的浅水域和滩涂软土地基上建设围堰或堤坝提供了环保的技术支持。4、本发明方法适用在沿河、海、湖等有水或无水的、浪流较小的水域内、适于打设竹桩的天然或人工地基上修筑临时或永久性堤坝，主要用于挡土和挡泥围堰，特别适合在一般软土地基实施，涉水区域施工水深0.5?1.5m较合宜竹排架结构的实施。
【附图说明】
[0006]图1是单级竹堤实施方式1。
[0007]图2是单级竹堤实施方式2。
[0008]图3是多级竹堤实施方式。
【具体实施方式】
[0009]术语约定:1)竹堤上游即指高填土侧，下游即指未填土或低填土一侧，N支排架柱由上游向下游编号为第一排至第N排，Μ支竹连杆由滩面由低向上编号，为第一层至第Μ层；2)竹堤长度方向轴线称为纵轴线，与纵轴线平行的面称为纵面，与纵轴线平行的竖向面称之为纵剖面或剖面，竹堤，垂直于纵轴线的竖向面称为横断面或断面。
[0010]下面结合附图逐一说明竹堤的【具体实施方式】:
1、竹排架堤设计计算方法
竹堤主要分为地基、竹排架体两部分进行设计。
[0011]竹排架的荷载主要是填土，对于吹填软土类含水量大于90%的软弱土体对结构的作用力简化为泥浆液体压力的分布，对于填筑性质较好的土，可将填土和土体联合计算，土体水平和竖向力可根据挡土墙规范土压力公式计算。竹排架按弹性杆系计算内力，排架桩基和土体的耦合作用计算可采用水运工程桩基规范排架桩的m法、抛物线法等计算。
[0012]堤坝地基土体整体稳定计算宜采用国家或地方地基标准和规范规定的圆弧滑动稳定计算方法，主要的注意事项有:1)竹桩基础按地基规范的锚固短桩加固和复合地基计入稳定计算中。2)竹排架的锚碇结构作用是否计入稳定计算中应根据其设置点位置综合考虑，如锚碇点位于滑弧之外2m以上，则应计入锚定拉力对稳定的作用，否则不应计入。3)每个竹桩对稳定的作用需要根据竹桩位滑弧深度与竹桩入土深度的相对关系综合考虑，竹桩入土深度小于滑弧深度不予考虑，大于滑弧深度1?2m可作为安全储备，超过2m可考虑竹桩的阻滑作用。
[0013]对于竹排架和整体稳定，有条件时，采用有限元法进行总体校核。
[0014]2、材料选择:
1)竹排架节点的绑扎材料:宜采用2?14#铁丝进行绑扎，一般采用8#铁丝，在腐蚀性水环境下，水位变动区域附近的铁丝需考虑防腐保护，采用镀锌铁丝；2)锚定拉索或拉杆强度、变形模量和截面的配置，必须注意避免竹排架达到最大可容许变形时，拉索的拉力却无法达到设计拉力的要求；3)入土毛竹桩梢径大于5cm，胸径宜大于10cm，如单桩强度不足，可采取双竹桩或其他组合竹桩；4)竹斜撑和纵横水平连杆梢部大于6cm直径。
[0015]各材料按竹排架设计受力情况进行强度和变形校核，竹杆件强度不足时改变竹排架的整体布置或采用多杆加强的形式。
[0016]3、竹桩基础
打设入土的毛竹杆件称之为竹桩，与竹柱和斜撑直接连接作为柱基的竹桩为排架竹桩；上部与竹排架构件不直接连接的竹桩称之为加固竹桩。竹桩根据强度需要可用单杆、双杆或多杆绑扎形成。
[0017]总体上，横断面内排架竹桩的数量不少于断面内竹柱的数量；排架竹桩需和竹柱接桩的，排架竹桩端部应设置在第二层连杆以上20?30cm的位置；排架竹桩与竹斜撑绑扎连接的，根据斜撑布置考虑。在接近滩面处(最好滩面上0.5m以下)，将纵横连杆用铁丝与竹桩群绑扎形成竹排架的第一层连杆层。竹桩的入土深度与地基有关，宜大于6m，地基软弱时竹桩打入深度宜大于8?10m，单根毛竹有效长度不满足要求的，可以接桩后打设，单根强度不足的，采用双桩或多杆绑扎后打设然后与连杆、斜撑绑扎形成格构型排架柱。
[0018]加固竹桩主要是加固地基的作用，其布置和打