本实用新型涉及水工挡土墙、水工建筑物等下部基础换填技术领域，具体为一种软土地基加筋土石换填基础结构。
背景技术：
软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑和流塑状态的黏性土，软土是一类土的总称，并非指某一种特定的土，工程上常将软土细分为软黏性上、淤泥质土、淤泥和泥炭等，具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂和各层之间物理力学性质相差较大等特点，但是有的建筑物必须建立在这种软土之上，建筑物下部结构与地基接触的部分称为结构基础，软土上的结构基础至关重要。
但是现有的基础换填方式所能解决的问题有限，例如有的工程区或其附近没有大量的粘性土或石料、有的换填材料不宜大体积深入土下进行固定，有的沼泽地或软土地基换填基坑不便开挖作业等，所以具有较大的局限性。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种软土地基加筋土石换填基础结构，具备无需清淤、整体挤密固定和适用各种换填尺寸的优点，解决了软土地基换填基坑周围缺乏粘性土或石料，不便大面积清淤开挖或固定的局限问题。
为实现上述无需清淤、整体挤密固定和适用各种地基换填形状的目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种软土地基加筋土石换填基础结构，包括土工格栅，所述土工格栅内部包有工程土层，所述工程土层上方设置有级配碎石层，所述级配碎石层上设置有挡土墙，所述挡土墙包括位于挡土墙底部的墙底板和位于墙底板上部的墙身，所述土工格栅、工程土层和级配碎石层两侧为基础换填边线，所述基础换填边线和开挖边线呈倒三角形设置。
优选的，所述级配碎石层和墙底板之间还设置有垫层。
优选的，所述基础换填边线与开挖边线的坡比为1:1.5。
优选的，所述基础换填边线与开挖边线之间用原开挖土或换填材料回填。
优选的，所述基础换填边线为软土地基加筋土石换填基础的外边线。
优选的，所述土工格栅的型号为tggs40-40型双向土工格栅。
优选的，所述土工格栅为单层或两层及其以上；所述工程土层为单层或两层及其以上，每两层土工格栅之间包裹的工程土层厚度不大于0.5m。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种软土地基加筋土石换填基础处理技术，具备以下有益效果：
1、该软土地基加筋土石换填基础结构，通过合理利用土工格栅、工程土和级配碎石起到可以通过土工格栅的抗拉和抗剪强度使松散的工程土成为一体，通过级配碎石的抗压和反滤使地基承载力增强、地下水容易排出，进而通过结构深入地下整平压实达到增加整体地基稳固性能的效果，保证了挡土墙或水工建筑物在软土地基上的正常建设，从而达到便于规划不良地段挡土墙或建筑物建设的设想。
2、该软土地基加筋土石换填基础结构，通过设置土工格栅、工程土和级配碎石起到通过工程土与淤泥质土相互挤密达到无需开挖清淤的作用，进而达到扩散应力、调整不均匀沉降、增大地基承载力和稳定性的效果，根据不同地方的土质调节合适的换填厚度及处理范围，达到便于挡土墙或建筑物基础支撑的效果。
3、该软土地基加筋土石换填基础结构充分体现了绿色性、环保性设计理念。
所谓“工程土”，一般是指建筑拆迁产生的废弃混凝土、砖瓦等高强度的硬质砌块。工程土最大的特点是价格低、强度高、占地面积大且影响生态环境。若工程区附近有足够的工程土，将其与级配碎石、土工格栅合为一体用于软土地基或淤泥质地基处理，既可提高地基承载力，又就地取材、大大节约工程投资，同时还解决了工程周边因堆放工程土而产生的不良生态环境，实现了变废为宝、一举多得的绿色性环保性设计理念。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1土工格栅、2工程土层、3级配碎石层、4垫层、5基础换填边线、6开挖边线、7现状地面、8墙底板、9墙身、10挡土墙。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施案例中的附图，对本实用新型实施案例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施案例仅仅是本实用新型一部分实施案例，而不是全部的实施案例。基于本实用新型中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一种软土地基加筋土石换填基础结构，包括土工格栅1，土工格栅1的底部为原状软土地基，土工格栅1的上方为工程土层2，工程土层2压实后的层厚为0.5m，压实度不小于0.91，工程土层2上方再铺设一层土工格栅1，土工格栅1的上方再铺一层工程土层2，工程土层2压实后的层厚为0.5m，压实度不小于0.91，工程土层2上方再铺一层土工格栅1，土工格栅1的上方为级配碎石层3，级配碎石层3压实后的层厚为0.5m，压实度不小于0.91。级配碎石层3的顶部为c10混凝土垫层4，层厚0.1m。垫层4上部为钢筋混凝土挡土墙底板8及墙身9，挡土墙底板8两侧地基处理范围为左、右侧各3.0m。地基换填厚度h为1.5m。基础换填边线5与开挖边线6的坡比均为1:1.5，两侧基础换填边线5以内均为换填材料，基础换填边线5与开挖边线6之间可用原开挖土回填，也可用换填材料回填压实。
土工格栅1抗拉和抗剪强度高、柔韧性及整体性强，可有效增大地基稳定性，由于加筋层的约束，整体上限制了地基土的剪切、侧向挤出及隆起；所述土工格栅1的内部包有一定厚度的工程土层2，所述工程土层2用于软弱土层的回填挤密，可根据实际情况或换填厚度的不同分为一层或多层，用以增大压力扩散角、有利于上部荷载扩散、降低换填结构底面压力、调整不均匀沉降，并为上层级配碎石层3的顺利铺设奠定基础；所述级配碎石层3位于换填结构的顶部，用于连接工程土层2与挡墙下部垫层4，其抗压强度高、反滤性能好，可大大提高地基承载力、降低因地下水引起的基底扬压力，确保挡土墙10基础结构稳定；所述垫层4位于墙底板8下方，一般厚10cm，用于挡土墙10浇筑前的基面整平；所述基础换填边线5为软土地基加筋土石换填基础的外边线，其地基处理范围应大于挡土墙10或构筑物基底范围，每边超出挡土墙10或构筑物基底外边缘的宽度为设计要求处理深度的1/3～1/2，且不应小于3.0m。
本实用新型实施案例中土工格栅1的型号为tggs40-40型双向土工格栅，延伸率为5%，其纵、横向抗拉强度均为40kn/m，因土工格栅幅宽4m，挡土墙10基底宽6m，故在挡土墙下方铺两幅搭接2m宽的土工格栅1，沿挡土墙长度方向纵向铺设。土工格栅1的搭接重叠宽度不小于0.3m，搭接缝采用塑料带绑扎，绑扎间距为50cm。土工格栅1的铺设应平顺、拉直，不得卷曲和扭结，保持一定的松紧度，局部起伏差不得大于5cm。对铺设好的土工格栅1每隔1.5m用u型钉固定于地面，保证土工格栅1与下承面紧贴。土工格栅1的连接强度不应低于原材料抗拉强度。铺设好的土工格栅1应及时回填，防止日晒老化，筋材暴露时间不宜超过24h，阳光暴晒时间不应大于8小时。避免运料车在已摊铺好并张紧定位的格栅上直接碾压。施工中加强基础沉降和侧向位移的观测，防止基础失稳。
土工格栅1沿换填基础结构横断面铺设，各层土工格栅1的两端均需进行回包，纵、横向回包长度分别不小于1.5m、2m，回包段应折回覆盖在压实的填料面上，平整顺适。
上下层土工格栅1的搭接缝应错开设置，错开长度不应小于50cm。
土工格栅1铺设于工程土与工程土之间、工程土与级配碎石之间，避免运料车在已摊铺好并张紧定位的土工格栅1上直接碾压。
所述工程土层2主要由拆除建筑物形成的混凝土块或砖、瓦、砾块组成，用于换填的工程土应为性能稳定、无侵蚀性、有一定的硬度、级配良好的材料，且不含植物残体、垃圾等杂质。
软土地基加筋土石换填基础对工程土层2进行分层回填压实，层厚不大于0.5m，压实系数不小于0.91。
所述级配碎石层3应为性能稳定、无侵蚀性的材料，且干净整洁、级配良好。
软土地基加筋土石换填基础对级配碎石层3的回填作业控制层厚不大于0.5m，压实系数不小于0.91。
所述垫层4的厚度为10cm，强度等级为c10，其纵、横向尺寸应超出底板纵横尺寸10cm。
所述墙底板8和墙身9的材质若为砌石结构，则无需修建垫层4；若为钢筋混凝土结构，则必须修建垫层4。墙底板8和墙身9的结构尺寸，可由结构计算确定。
所述换填厚度h，应根据地基土质情况、结构型式、荷载大小等因素，按公式计算确定，但最大深度不宜大于3.0m。
为验证实用新型软土地基加筋土石换填基础的可行性，先修建了100m长的挡土墙试验段。在试验段施工过程中做好地基沉降、变形观测、地基承载力试验等各项技术指标的数据收集，待试验证明该方案可行之后才用于全部挡土墙地基换填处理。
综上所述，通过合理利用土工格栅1、工程土层2和级配碎石层3起到可以通过土工格栅1的抗拉和抗剪强度使松散的工程土成为一体，通过级配碎石3的抗压和反滤使地基承载力增强、地下水容易排走，进而通过结构深入地下整平压实达到增加整体地基稳固性能的效果，保证了挡土墙或水工建筑物在软土地上的正常建设，从而达到便于规划不良地段挡土墙或建筑物建设的设想。
并且，通过设置土工格栅1、工程土层2和级配碎石层3从而起到通过工程土与淤泥质土相互挤密达到无需开挖清淤的作用，进而达到扩散应力、调整不均匀沉降、增大地基承载力和稳定性的效果，根据不同地方的土质调节合适的换填厚度及处理范围，达到便于挡土墙或建筑物基础支撑的效果。
1.一种软土地基加筋土石换填基础结构，包括土工格栅（1），其特征在于：所述土工格栅（1）内部包有工程土层（2），所述工程土层（2）上方设置有级配碎石层（3），所述级配碎石层（3）上设置有挡土墙（10），所述挡土墙（10）包括位于挡土墙（10）底部的墙底板（8）和位于墙底板（8）上部的墙身（9），所述土工格栅（1）、工程土层（2）和级配碎石层（3）两侧为基础换填边线（5），所述基础换填边线（5）和开挖边线（6）呈倒三角形设置。
2.根据权利要求1所述的一种软土地基加筋土石换填基础结构，其特征在于：所述级配碎石层（3）和墙底板（8）之间还设置有垫层（4）。
3.根据权利要求1所述的一种软土地基加筋土石换填基础结构，其特征在于：所述基础换填边线（5）与开挖边线（6）的坡比为1:1.5。
4.根据权利要求1所述的一种软土地基加筋土石换填基础结构，其特征在于：所述基础换填边线（5）与开挖边线（6）之间用原开挖土或换填材料回填。
5.根据权利要求1所述的一种软土地基加筋土石换填基础结构，其特征在于：所述基础换填边线（5）为软土地基加筋土石换填基础的外边线。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种软土地基加筋土石换填基础结构，其特征在于：所述土工格栅（1）的型号为tggs40-40型双向土工格栅。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种软土地基加筋土石换填基础结构，其特征在于：所述土工格栅（1）为单层或两层及其以上；所述工程土层（2）为单层或两层及其以上，每两层土工格栅（1）之间包裹的工程土层（2）厚度不大于0.5m。
技术总结