可横向连接塑料排水板的排水体组件及其施工方法.pdf

可横向连接塑料排水板的排水体组件及其施工方法，属于建筑领域。采用刚性管作为竖向排水管且在其上打设透水孔，使用滤布对其进行包囊，并通过在不同深度处的管壁上开设一定量的塑料排水板排水口，排水口处采用橡胶圈作密封处理后与塑料排水板连接形成横向排水通道，进而形成三维排水体；可使用排水体压入模具将其置于待处理里的超软弱土中，以期减小处理土体的排水距离，缩短工程工期，改善加固效果；同时可有选择性地对排水体竖向排水主管进行工后回收，减少工程造价。

1.  可横向连接塑料排水板的排水体组件，包括：排水体、压入模具；所述排水体包括竖向排水主管，位于竖向排水主管底部的扩大头以及位于竖向排水主管顶部的上部接头；在竖向排水主管的管壁上均匀开设有透水小孔且在竖向排水主管的管壁外侧通过透水滤布或土工布包裹；其特征在于：在所述竖向排水主管不同深度处的管壁上开设用于插接塑料排水板的排水口，同一管道深度处开多个排水口；
所述压入模具为套设在所述竖向排水主管外部的一刚性管材；所述刚性管材上对应所述排水口处留有模具排水口。

2.  根据权利要求1所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特征在于：所述排水口包括对称设置在竖向排水主管管壁上的第一排水口组和第二排水口组，位于第一排水口组和第二排水口组的上方垂直所述竖向排水主管管壁的分别固定连接有排水体接触板。

3.  根据权利要求2所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特征在于：所述压入模具上的模具排水口包括对应所述第一排水口组的第一模具排水口和对应所述第二排水口组的第二模具排水口，所述第一模具排水口的上方设有倒置的”U”形槽；所述第二模具排水口的上方垂直设有压入模具接触板。

4.  根据权利要求3所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特征在于：在所述第一排水口组和第二排水口组上均安装防腐橡皮圈。

5.  根据权利要求4所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特征在于：所述倒置的”U”形槽焊接在压入模具上，其“U”形开口尺寸大于所使用的塑料排水板厚度，”U”形槽的长度大于或等于塑料排水板的长度；”U”形槽的高度等于塑料排水板的宽度。

6.  根据权利要求5所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特征在于：所述透水小孔设置在距上部接头50cm处，所述透水小孔呈三角形、四边形或梅花桩形布置在竖向排水主管管壁上，其直径不大于10mm，孔间距为50mm。

7.  根据权利要求6所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特征在于：所述竖向排水主管为PVC管、PE管或金属管中的任意一种；所述竖向排水主管上部端口处设有用以连接地表横向排水管道的螺纹。

8.  一种利用如权利要求1~7中任意一条所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件的施工方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
第一步、将压入模具外套于连接横向塑料排水板的竖向排水主管，在预打设点处人工将压入模具及排水体一同压入超软土中；
第二步、将连接横向塑料排水板的竖向排水主管压入土中后，上拔压入模具，重复第一步施工；
第三步、待连接横向塑料排水板的竖向排水主管打设完毕后，在所述上部接头上连接横向排水管路或排水砂层，形成地表排水系统，并开启真空设备进行吸水；
第四步、到达预计处理效果后，停止吸真空，并使用上拔机械将可回收的竖向排水主管外拔出土体，塑料排水板则留埋在土中。

可横向连接塑料排水板的排水体组件及其施工方法
技术领域
本发明涉及使用排水体进行土体排水加固，属于建筑领域。
技术背景
随着我国经济建设的发展尤其 “十二五”规划纲要提出推进海洋经济发展后，沿海城市对于临海陆域面积及开发速度的要求必然提升，致使围海造陆工程的数量及开发速度也迅猛发展。传统的围海造陆一般采用砂料为主，但受环境保护、水利安全及砂料价格的影响而被迫放弃。目前我国围海造陆工程所用填料大部分为淤泥质土或有机质黏土等弱渗透性、高饱和性、低强度、高流变性软弱吹填土为主，在吹填完成后的短时间内陆域土体因其含水率极高，强度及承载力极低而不能及时进行地基的相关处理。此外，我国内河航道湖泊每年都会产生大量的疏浚淤泥，清淤淤泥长时间堆放晾晒对环境及用地资源均存在一定的污染和浪费。
就吹填淤泥土的围海造陆工程而言，需对其浅表层超软弱土预先排水处理以期形成具有一定强度及厚度的硬壳层；对于堆场内的疏浚淤泥，则需对其进行排水处理以减小土体含水率。综上，以上工程问题是核心均是如何快速减少浅表层淤泥的含水率。
目前，围海造陆工程中浅表层超软土的处治方法主要有：第一、自然晾晒：该法一般晾晒至少需要1年且易受天气影响，施工效率很低。第二、在浮动平台或预先铺设土工织物或格栅上人工插设浅层处理深度竖向塑料排水板联合真空预压法进行排水处理，因淤泥的高含水率及低渗透性，一般需进行真空预压1～3个月，同时由于吹填淤泥变形量很大，普通塑料排水板将会产生大角度弯折进而影响真空度的传递及排水通道的顺畅。而疏浚淤泥的排水方法主要通过在堆场内预先设置刚性纵横向排水通道对淤泥进行真空吸水处理，此法可大大加速淤泥的排水速率，但预先设置排水体对淤泥填入过程有一定要求，且处理结束的刚性排水体回收较为繁琐，故该法不适用于大面积吹填土或清淤土的排水工程。
此外，在围海造地吹填土处理工程中常出现土体处理后强度在塑排板径向上分布不均的现象，易出现“土桩”现象，影响处理效果，这主要由于土体中的排水通道为单一竖向排水通道所致。
综上，亟待研发一种适用于大面积浅表层超软弱土快速固结的后压入式排水体，以期能联合真空预压快速且处理效果较好地对浅表层超软弱土进行处理，而不需预先设置且易于使用。
发明内容
本发明的目的在于采用可横向连接塑料排水板的排水体，通过特定的压入模具将排水体打入超软弱土的浅表层，在浅表层软弱土体内部不同深度形成局部的横向排水通道，进而加速土体固结，同时改善加固效果。
为了实现上述的目的，发明采用了以下技术方案：
可横向连接塑料排水板的排水体组件，包括：排水体、压入模具；所述排水体包括竖向排水主管，位于竖向排水主管底部的扩大头以及位于竖向排水主管顶部的上部接头；在竖向排水主管的管壁上均匀开设有透水小孔且在竖向排水主管的管壁外侧通过透水滤布或土工布包裹；在所述竖向排水主管不同深度处的管壁上开设用于插接塑料排水板的排水口，同一管道深度处开多个排水口；
所述压入模具为套设在所述竖向排水主管外部的一刚性管材；所述刚性管材上对应所述排水口处留有模具排水口。
进一步的，所述排水口包括对称设置在竖向排水主管管壁上的第一排水口组和第二排水口组，位于第一排水口组和第二排水口组的上方垂直所述竖向排水主管管壁的分别固定连接有排水体接触板。
进一步的，所述压入模具上的模具排水口包括对应所述第一排水口组的第一模具排水口和对应所述第二排水口组的第二模具排水口，所述第一模具排水口的上方设有倒置的”U”形槽；所述第二模具排水口的上方垂直设有压入模具接触板。
进一步的，在所述第一排水口组和第二排水口组上均安装防腐橡皮圈；
进一步的，所述倒置的”U”形槽焊接在压入模具上，其“U”形开口尺寸大于所使用的塑料排水板厚度，”U”形槽的长度大于或等于塑料排水板的长度；”U”形槽的高度等于塑料排水板的宽度。
进一步的，所述透水小孔设置在距上部接头50cm处，所述透水小孔呈三角形、四边形或梅花桩形布置在竖向排水主管管壁上，其直径不大于10mm，孔间距为50mm。
进一步的，所述竖向排水主管为PVC管、PE管或金属管中的任意一种；所述竖向排水主管上部端口处设有用以连接地表横向排水管道的螺纹。
一种利用所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件的施工方法，包括以下几个步骤：
第一步、将压入模具外套于连接横向塑料排水板的竖向排水主管，在预打设点处人工将压入模具及排水体一同压入超软土中；
第二步、将连接横向塑料排水板的竖向排水主管压入土中后，上拔压入模具，重复第一步施工；
第三步、待连接横向塑料排水板的竖向排水主管打设完毕后，在所述上部接头上连接横向排水管路或排水砂层，形成地表排水系统，并开启真空设备进行吸水；
第四步、到达预计处理效果后，停止吸真空，并使用上拔机械将可回收的竖向排水主管外拔出土体，塑料排水板则留埋在土中。
有益效果：
采用本发明一种可横向连接塑料排水板的排水体组件及施工方法相比较现有装置及方法，具有以下几个有益效果：
第一、采用大通水量竖向排水管，在竖向通道部分管壁上打设透水小孔且透水滤布或土工布包囊，在不同深度处的管壁上开设一定量塑料排水板的排水口，排水口处采用矩型橡胶圈作密封处理。
第二．在距上部接口一定距离后在管壁上打设透水小孔，以使在排水期内排水体可利用上层淤泥土作为密封层；。
第三、排水口开设位置可沿管道方向均匀分布，同一管道深度处可开排水口2～4个；在排水口上方设置模具接触板以使得在压入模具作用下排水体及其横向连接的塑料排水板能一起压入待处理的超软弱土中。
附图说明
图1 为本发明可横向连接塑料排水板的排水体组件的正视图；
图2 为本发明可横向连接塑料排水板的排水体组件的俯视图；
图3 已连接塑料排水板的排水体正视图；
图4 已连接塑料排水板的排水体俯视图；
图5 已连接塑料排水板的排水体立体图；
图6为压入模具正视图；
图7 为压入模具俯视图；
图8为连接塑料排水板排水示意图；
图9为连接塑料排水板的排水体施工示意图；
图中：1-上部接头、2-竖向排水主管、3-透水小孔、4-排水体接触板、5-橡皮密封圈、6-排水口、7-外包滤布，8-扩大头、9-塑料排水板、11-连接塑料排水板的竖向排水主管、12-倒置“U”形槽口、13-倒置“U”形槽、14-压入模具接触板、15-压入模具；16-排水滤管；17-待处理浅表层超软弱土。
具体实施实例
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细的说明。
所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其特点是，采用大通水量竖向排水管，在竖向排水管的管壁上打设透水小孔3且外部利用透水滤布或土工布包囊，在竖向排水管不同深度处的管壁上开设一定量塑料排水板的排水口，排水口处采用矩型橡胶圈作密封处理。
所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其进一步特点是，排水口开设位置可沿管道方向均匀分布，同一管道深度处可开排水口2～4个；在排水口上方设置模具接触板以使得在压入模具作用下排水体及其横向连接的塑料排水板能一起压入待处理的超软弱土中。
所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其进一步的特点是，竖向排水管体材料可选择PVC管、PE管等塑料管材或金属管材，可根据是否需要管体回收进行选择；上部端口处设有螺纹以能连接地表横向排水管道；管体直径可工程需要选择，一般可选取30mm～50mm；排水体底部采用扩大头结构。
所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其进一步特点是，在距上部接口一定距离后在管壁上打设透水小孔，以使在排水期内排水体可利用上层淤泥土作为密封层；管壁打设的透水小孔可按三角形、四边形或梅花桩形布置，其直径根据管材自身强度决定，一般不大于10mm；
所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其进一步特点是，外包滤布的规格可与横向使用的塑料排水板滤膜一致，也可选用等效孔径较大的土工布；包囊方式可将大块滤布或土工布整体包囊粘合，也可将其分条形状分步缠绕粘合。
所述的可横向连接塑料排水板的排水体组件，其进一步特点是，具体排水口尺寸及橡胶圈由选用的塑料排水板横截面尺寸决定，塑料排水板可采用市场现有排水板。
所述的压入模具，其特点是，上部采用直径大于包囊滤布后排水体的直径、小于底部扩大头直径的刚性管材，如铁管或钢管；在排水体开设排水口的对应处及其以下留有略大于塑料排水板厚度的空隙，并在其上设倒置的”U”形槽以保护且带动塑排板与竖向排水体一同压入待处理的超软弱土中。
所述的压入模具，其进一步特点是，倒置的”U”形槽焊接在竖向排水体压入模具上，其U型开口尺寸大于所使用的塑料排水板厚度，一般可设为10mm；”U”形槽长度大于或等于横向连接塑料排水板的长度；”U”形槽高度等于横向连接塑料排水板的宽度。
以下为同一深度处双排水口的排水体为例介绍，本发明的保护范围不仅限于下例。
实施例一
某吹填土浅表层预处理工程，设计处理深度为2.5m，排水体的设计处理间距为1.0m。如图1，选用竖向长度为2.5m、内径50mm、圆管壁厚为5mm的铁管2作竖向排水主管，在距上部接口以下50cm的管上开直径为3mm的透水小孔3，成梅花桩形式进行布孔，孔间距为50mm。
排水体扩大头8为圆锥形，顶圆直径80mm、高50mm，直接焊接于竖向排水主管2的底部。
在竖向排水主管2距排水体1上部接头1.0米及2.0米各开设两个排水口6，排水口6尺寸为110mm×15mm，在其上安装防腐橡皮圈5。在排水口6上方垂直焊接排水体接触板4，排水体接触板4使用铁质材料，尺寸为25mm×20 mm×5m。
横向塑料排水板采用宽度为100mm，厚度为5mm的B型排水板，其滤膜采用O₉₅不大于0.075mm；竖向排水主管2外裹滤布也采用塑排板相同的滤膜分条形状分步缠绕粘合。
排水体所连接横向塑料排水板的长度取40cm，将其插入周边带有橡皮圈5的排水口6，如图3和图4。插设完毕后的立体图如图5所示。
该排水体的压入模具如图6和图7，模具管内径及外径分别为70mm和90mm，压入模具U形槽13的长为40cm，“U”形槽宽度为15mm、深度为120mm。使其能够与排水体可以过盈接触且通过排水体接触板4和排水体扩大头8处传力，使排水体及外套模具一起压入土中。
图9为连接塑料排水板的排水体施工示意图，参照图9所示，可横向连接塑料排水板的排水体的施工方法，包括以下的步骤：
第一步、将压入模具外套于连接横向塑料排水板的排水体，在预打设点处人工将压入模具及排水体一同压入超软土中；
第二步、超软弱土含水率远高于其液限且强度极低，在将排水体压入土中后，上拔压入模具，重复第一步施工；
第三步、待排水体打设完毕后，在其上通过上部带螺丝接口连接横向排水管路，接口处使用密封胶带缠绕，形成排水系统，如图8所示，开启真空设备进行吸水；
第四步、到达预计处理效果后，停止吸真空，并使用上拔机械将排水体竖向排水主管2外拔出土体，塑料排水板9则留埋在土中。