[发明专利]生态加固砂性海岸边坡的加固装置及施工方法

权利要求书

1.一种生态加固砂性海岸边坡的加固装置，其特征在于：所述生态加固砂性海岸边坡的加固装置包括竖直伸入砂性海岸边坡（1）中的浆固格栅笼薄壁桩（2）；所述浆固格栅笼薄壁桩（2）置于外格栅布笼（6）内侧并通过薄壁桩三环套管（7）现浇而成；所述浆固格栅笼薄壁桩（2）是多个，多个浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩位布置采用方形布置；多个浆固格栅笼薄壁桩（2）的顶部设置有装配格构梁（3）；所述装配格构梁（3）内种植有生态植物（5）；所述薄壁桩三环套管（7）包括外双环套管（701）、内单环套管（702）、底部活瓣桩靴（703）以及固定构件（704）；所述外双环套管（701）与内单环套管（702）同轴且套装在内单环套管（702）外部；所述固定构件（704）贯穿外双环套管（701）以及内单环套管（702）并将外双环套管（701）以及内单环套管（702）固定；所述外双环套管（701）的底部与内单环套管（702）的底部之间设置有底部活瓣桩靴（703）；所述格栅布笼（6）置于外双环套管（701）以及内单环套管（702）之间，所述浆固格栅笼薄壁桩（2）置于外格栅布笼（6）内侧并现浇而成；所述外双环套管（701）中有小内腔，所述小内腔的厚度为2~3cm，所述固定构件（704）是螺栓或肋条焊接件；所述格栅布笼（6）包括内格栅布笼（604）、外格栅布笼（605）以及底部格栅布笼（606）；所述外格栅布笼（605）与内格栅布笼（604）同轴且罩于内格栅布笼（604）外部；所述外格栅布笼（605）的底部与内格栅布笼（604）的底部之间设置有底部格栅布笼（606）；所述浆固格栅笼薄壁桩（2）置于外格栅布笼（605）内侧并通过水泥浆液（201）现浇而成。

2.根据权利要求1所述的生态加固砂性海岸边坡的加固装置，其特征在于：所述内格栅布笼（604）以及外格栅布笼（605）均包括土工布（601）、土工格栅（602）以及土工扎带（603）；所述土工布（601）通过土工扎带（603）与土工格栅（602）固定形成整体格栅布笼；所述土工布（601）始终在靠浆固格栅笼薄壁桩（2）一侧，所述土工格栅（602）靠砂质边坡一侧。

3.根据权利要求2所述的生态加固砂性海岸边坡的加固装置，其特征在于：所述土工布（601）为丙纶土工布，幅宽为4~6m，厚度为1.7~2.7mm，纵横向断裂强力为6.5~11kN/m，纵横向撕破强力为0.16~0.28kN，纵横向断裂伸长率大于25%；所述土工格栅（602）为双向钢塑土工格栅，网格尺寸边长为10~30mm，幅宽为4~6m，每延米纵、横向拉伸屈服力为30~60kN/m；所述土工扎带（603）为自锁式尼龙扎带，宽度为2.5~3.5mm，长度不小于100mm，拉力不小于80N。

4.根据权利要求3所述的生态加固砂性海岸边坡的加固装置，其特征在于：所述水泥浆液（201）的强度等级不小于M10，混凝土装配格构梁（3）混凝土强度不小于C30。

5.根据权利要求4所述的生态加固砂性海岸边坡的加固装置，其特征在于：相邻两个浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩间距为3~5m，所述浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩长是6~10m，所述浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩外径为500~800mm，所述浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩内径为450~700mm，所述浆固格栅笼薄壁桩（2）的厚度为5~10cm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的生态加固砂性海岸边坡的加固装置，其特征在于：所述装配格构梁（3）是由十字形预制单元（301）、T形预制单元（302）和L形预制单元（303）拼接而成；所述装配格构梁（3）上设置有生态袋（4）；所述生态植物（5）种植在生态袋（4）中。

7.一种针对如权利要求6所述的生态加固砂性海岸边坡的加固装置的施工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）地质勘查：采集当地砂质边坡的样本，分析其物理特性和力学特性，计算最危险滑动面，由此确定浆固格栅笼薄壁桩（2）的构造尺寸，所述构造尺寸包括浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩长、浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩径、浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩厚、相邻两个浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩间距，所有浆固格栅笼薄壁桩（2）的桩长至少超过滑动面以下；

2）薄壁桩三环套管预制：根据步骤1）所确定的浆固格栅笼薄壁桩（2）构造尺寸，同时考虑格栅笼厚度，预制与浆固格栅笼薄壁桩（2）相应尺寸的薄壁桩三环套管（7），所述薄壁桩三环套管（7）底部有活瓣桩靴（703）形成的环形腔体套膜；

3）格栅笼制作：根据浆固格栅笼薄壁桩（2）的构造尺寸预制格栅布笼（6）：具体是：裁剪土工格栅（602）和土工布（601），先将土工格栅（602）用土工扎带（603）制作成大土工格栅，再将土工布（601）通过土工扎带（603）绑扎在土工格栅（602）上，再将土工格栅（602）闭合处用土工扎带（603）每隔4~6个网孔进行绑扎，形成单个格栅布笼（6），同样的方法制作内格栅布笼（604），外格栅布笼（605），底部土工布格栅（606），最后用土工扎带将三部分绑扎成整个格栅布笼；

4）格栅布笼的放置：将预制完成后的格栅布笼（6）放入步骤2）预制好的薄壁桩三环套管（7）中；

5）开挖砂性海岸边坡：将砂性边坡沿开挖线开挖水平平台，用于机器行走及桩施工，水平平台边缘至浆固格栅笼薄壁桩（2）边缘至少0.5m；

6）薄壁桩套模安置：根据步骤1）确定的浆固格栅笼薄壁桩（2）的位置，对薄壁桩三环套管（7）进行定位后，振动沉管进入砂性海岸边坡（1）；

7）将水泥浆液（201）向薄壁桩三环套管（7）中进行灌注，灌注至管顶时，通过振动拔出薄壁桩三环套管（7），拔管速度控制在1.0~1.3m/min，同时往薄壁桩三环套管（7）中继续加入水泥浆液（201），浆固格栅笼薄壁桩（2）高出边坡10~20cm，完成后移至下一处位置；

8）重复步骤4）至步骤7）直至完成所有浆固格栅笼薄壁桩（2）；

9）回填边坡土体：将原开挖土体回填入砂性海岸边坡（1）中，回填厚度为10cm，然后夯实；

10）装配格构梁布置：将预制好的十字形预制单元（301）、T形预制单元（302）以及L形预制单元（303）进行拼接，再现浇水泥浆液在其后浇带处，形成整体装配格构梁（3）；

11）生态植物种植：在装配格构梁（3）中的中空区域中水平竖直规则紧密放置生态袋（4），连接处用U型管连接，而后根据需要在生态袋（4）中种植生态植物（5）。