CN101144273A - 用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板 - Google Patents

Abstract

一种建筑工程技术领域的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，包括：土工塑料排水板、塑料盒子、软管、导向胶带、锥形单向阀。软管和土工塑料排水板通过塑料盒子连接，软管同时与抽真空装置相连。导向胶带连接并固定土工塑料排水板，锥形单向阀设置于软管内。本发明不需要担心薄膜的质量问题以及可能带来的不利影响，而且可以使真空预压固结在局部进行，不需要特别考虑整个处理区域的密封问题。

Description

用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板

技术领域

本发明涉及一种建筑工程技术领域的构件，具体是一种用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板。

背景技术

自1952年瑞典科学家杰尔曼(Kjellman)提出使用大气压(抽真空预压)的方法对软土地基进行排水固结处理后，世界上许多国家的工程师针对各自国家的软土地基条件开发了各种技术方案，形成了各有特点的真空预压技术，真空预压技术从单一的真空预压法发展到真空联合堆载、真空联合降水等，被逐步应用到水利、市政、道路、港湾、疏浚淤泥的快速处理等各个领域，取得了巨大的经济效益与社会效益。

传统的真空预压技术是首先在地基中打入塑料排水板；其次，在软土地基上铺设砂垫层及网状排水滤管组成水平通道，然后在其上覆盖不透气的密封膜。采用真空装置进行抽气将膜内地基中空气排出，使膜内外产生一个气压差，这个气压差作用于地基上，相当于给地面增加一个负荷载。随膜内空气与水不断地被排出，气压差逐渐增大，地基中的水气不断地被排出而使地基发生固结，使地基的强度得到增加。在地基中打入塑料排水板是为了加快水分从地基中排出，加速软粘土地基的排水效果。采用这种塑料排水板进行真空预压固结处理需配套设置不透气的气水隔离薄膜，这种配套薄膜可能存在以下几种缺陷：(1)如果表层存在有透气、透水性良好的地基，为了防止漏气，密封薄膜必须埋入其下更深的低渗透性的地基，或在这层土中设置至下层的隔断泥浆墙；且该隔断墙必须沿需预压处理区域的全部周边设置。这样的施工方法很不经济，而且有时还不能保证密封效果。(2)对于用路堤荷载与真空荷载相结合的方法，虽然可以减小地基在预压固结中的侧面位移与地表裂缝，但一旦路堤覆盖薄膜后，任何对薄膜的损伤漏气就无从检测与修复，有时反而大大降低真空效率。

经对现有的技术文献检索发现，为了克服上述缺陷并增加对软土地基的密封固结效果，中国专利名称：低位真空预压软土地基加固抬高法，专利申请号97100652.0，该专利“在软土地基上预埋复式滤水管网，向软土地基围堰内吹入吹填土并通过密封集水井抽水排气，使滤水管网中造成负压而使软土地基和吹填土体向滤水管网中强制释水固结，待吹填土体表层干裂后再在其表面覆盖塑料膜并继续抽水排气，直至软土地基达到设计高程和加固要求为止。”。该发明虽也提出了用吹填土代替密封薄膜的方法，在一定程度上解决了密封膜破损的问题。但该法需构筑集水井，不仅使成本升高而且，集水井的密封也需要很好地解决。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种施工方便、操作简单的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，不需要担心薄膜的质量问题以及可能带来的不利影响。而且可以使真空预压固结在局部进行，不需要特别考虑整个处理区域的密封问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：土工塑料排水板、塑料盒子、软管、导向胶带、锥形单向阀。软管和土工塑料排水板通过塑料盒子连接，软管同时与抽真空装置相连。导向胶带连接并固定土工塑料排水板，锥形单向阀设置于软管内。

所述土工塑料排水板由芯板与滤膜构成，滤膜围裹芯板，芯板用于支撑滤膜；芯板与滤膜之间可以用热粘结也可以用防水防腐蚀树脂粘结。芯板两面有间隔沟槽，材料采用聚乙烯或聚丙烯类硬质塑料，180度弯曲时应不脆不断，芯板不透水；滤膜一般采用耐腐蚀的涤纶布，应保证涤纶布饱水后还有较强的强度，涤纶布还应有较好的透水性，材料中不应掺入有机混合料。一个单元塑料排水板的长度视现场加固深度的要求确定。

所述塑料盒子，其材料与土工塑料排水板的芯板相同，内部尺寸与土工塑料排水板相同，壁厚应稍厚些，具体可以通过强度计算进行设计；塑料盒子有两个开孔端，其中一端与土工塑料排水板连接，另一端与软管连接；塑料盒子与土工塑料排水板连接端为长方形，塑料盒子与软管连接处为局部弧形，塑料盒子强度难于满足要求时可以通过中间加肋的方法加固。

所述土工塑料排水板与塑料盒子连接采用防水防腐蚀树脂粘合。

所述塑料盒子与软管相连接可以采用卡扣，也可以采用防水防腐蚀树脂粘结，但应注意连接处的密封；卡扣时可以用0型橡胶圈密封。

所述软管采用有钢丝加筋的塑料软管。

所述导向胶带是由与芯板相同塑料构成。

所述锥形单向阀在真空泵停止运转时保持塑料排水板内的真空度，它包括基座、O型橡胶密封圈、锥形塞、弹簧、弹簧座，弹簧不能太紧应在真空泵抽气时，能够松开并通气透水。基座是软管局部壁加厚部分，在基座的上部设置凹槽嵌入0型橡胶密封圈，弹簧座在基座上部并与基座之间有间隙，锥形塞与弹簧座通过弹簧连接在一起，位于基座之上。

所述导向胶带于土工塑料排水板间用树脂或热粘合，连接处均应保持密封。

本发明使用时，用土工塑料排水板插板机将本发明的塑料排水板插入地基，但塑料盒子部分必须埋入低透水透气性的粘性土中，塑料盒子与粘性土的交界面采用注入膨润土水泥浆方法密封。

本发明的效果在于：采用这种塑料排水板后，不需要再单独设置不透气薄膜，这样就不需要担心薄膜的质量问题以及可能带来的不利影响。利用本发明后真空预压时也不需要在地表铺设砂垫层。表层土及表层土以下的土层可直接作为密封层，密封层的厚度根据不同的工程确定，不会增加任何附加费用。本发明中的制作方法与一般的土工塑料排水板类似，可在工厂批量生产。总体来说制作简单，使用方便。

相对于低位真空预压技术而言，本发明的每根塑料排水板是独立进行真空压施加的，即使在密封层粘土发生开裂后，还能起真空预压的作用。

附图说明

图1为本发明的一个单元的构成示意图。

图2为本发明中的土工塑料排水板的断面示意图。

图3为本发明中的顶盒的纵断面构成及塑料排水板的连接方式示意图。

图4为本发明中的顶盒的上面俯视示意图。

图5为本7发明中的顶盒的下面仰视示意图。

图6为本发明中的锥形单向阀的构造示意图。

图7为本发明中的弹簧座的构造示意图。

图8为本发明中的排水板在土层中的设置方式示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例带顶盒的土工塑料排水板包括：土工塑料排水板1、塑料盒子2、导向胶带3、软管4、锥形单向阀5。软管4和土工塑料排水板1通过塑料盒子2连接起来，软管4同时与抽真空装置相连。导向胶带3连接并固定土工塑料排水板1，锥形单向阀5设置于软管4内。

如图2所示，土工塑料排水板1由芯板11与滤膜12构成，滤膜12围裹芯板11，芯板11两面有间隔沟槽13；芯板11的构造可以是槽形，可以是梯形，也可以是三角形，但不限于上述三种类型，但是必须达到支撑滤膜12与自由通水的要求；芯板11的材料采用聚乙烯或聚丙烯类硬质塑料，180度弯曲时应不脆不断，芯板11不透水；滤膜12一般采用耐腐蚀的涤纶布，涤纶布不低于60#，含胶量不小于35％，应保证涤纶布饱水后还有较强的强度，涤纶布还应有较好的透水性，材料中不应掺入有机混合料。一个单元土工塑料排水板1的长度视现场加固深度的要求确定，视需要可以接长。

如图3所示，塑料盒子2材料与芯板11相同，内部尺寸与土工塑料排水板1相同，本实施例中，通过强度计算设计壁厚为1毫米对应25米深度的土压；塑料盒子2有两个开孔端，上端与软管4连接，如图4所示；下端与土工塑料排水板1连接，如图5所示；塑料盒子2与软管4连接处做成局部弧形，塑料盒子2与土工塑料排水板1连接端为长方形；强度难于满足要求时可以通过中间加肋21的方法加固。软管4与塑料盒子2连接处用0型橡胶密封圈23密封。

如图6所示，软管4采用有钢丝加劲的塑料软管，用于与真空泵连接并安置锥形单向阀5。锥形单向阀5的作用是在真空泵停止运转时保持塑料盒子2内的真空度；锥形单向阀5设置于软管4内。

如图6与图7所示，锥形单向阀5由基座51、0型橡胶密封圈52、锥形塞53、弹簧54、弹簧座55构成。弹簧54不能太紧应在真空泵抽气时，能够松开。基座是将软管局部壁后加厚，在基座的上部设置凹槽嵌入0型橡胶密封圈，弹簧座在基座上部并有间隙，锥形塞与弹簧座通过弹簧连接在一起，位于基座之上。

导向胶带3采用与芯板11相同的塑料构成，导向胶带3用于连接并固定两个土工塑料排水板1。

如图3、图4与图5所示，土工塑料排水板1与塑料盒子2的长方形端相连接，连接采用防水防腐蚀树脂；塑料盒子2局部弧形部与软管4相连接；连接可以采用卡扣，也可以采用防水防腐蚀树脂粘结，但应注意连接处的密封；卡扣时可以用“0”型橡胶圈密封。软管4同时与抽真空装置相连。导向胶带3用于连接并固定两个土工塑料排水板1，用树脂或热连接。连接处均应保持密封。

用普通塑料排水板插板机将本发明的塑料排水板插入地基，但塑料盒子部分必须埋入低透水透气性的粘性土中，盒子与粘性土的交界面采用注入膨润土水泥浆方法密封。整个排水板在土层中的分布如图8所示。粘性土密封层的最小厚度由盒内中空度、真空泵排气量、透气系数、水的重度、加固面积等参数计算确定。如果粘土层下面有透水性良好的砂性土层存在，则为保持真空度，塑料排水板不能打穿粘土层，其离砂性土层的最小距离根据粘土层的渗透系数、排水板间距与排水能力等为依据应用Chai等的方法计算确定。使用本发明的方法可以节省密封薄膜与表面砂垫层，可以大大降低施工总成本。使用本发明的方法还可以提高真空预压地基的真空度达—85kPa以上，可以使每根带盒塑料排水板单独工作。由于节省了密封膜与铺设砂垫层使真空预压的总施工费用节省30％以上。

Claims (10)

1.一种用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，包括：土工塑料排水板，其特征在于，还包括：塑料盒子、软管、导向胶带、锥形单向阀，软管和土工塑料排水板通过塑料盒子连接，软管同时与抽真空装置相连，导向胶带连接并固定土工塑料排水板，锥形单向阀设置于软管内。

2.根据权利要求1所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述土工塑料排水板由芯板与滤膜构成，滤膜围裹芯板，芯板用于支撑滤膜，芯板与滤膜之间用热粘结或用防水防腐蚀树脂粘结。

3.根据权利要求2所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述芯板两面有间隔沟槽，芯板材料为聚乙烯或聚丙烯类硬质塑料，所述滤膜材料为涤纶布。

4.根据权利要求1所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述塑料盒子有两个开孔端，分别与土工塑料排水板、软管连接，塑料盒子与土工塑料排水板连接端为长方形，塑料盒子与软管连接处为局部弧形。

5.根据权利要求1或4所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述土工塑料排水板与塑料盒子连接采用防水防腐蚀树脂粘合。

6.根据权利要求1或4所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述塑料盒子与软管通过卡扣相连接，或者通过防水防腐蚀树脂粘结，连接处密封。

7.根据权利要求6所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述塑料盒子与软管通过卡扣相连接，连接处用O型橡胶密封圈密封。

8.根据权利要求1或4所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述软管为有钢丝加筋的塑料软管。

9.根据权利要求1所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述锥形单向阀包括基座、O型橡胶密封圈、锥形塞、弹簧、弹簧座，基座的上部设置凹槽嵌入O型橡胶密封圈，弹簧座在基座上部并与基座之间有间隙，锥形塞与弹簧座通过弹簧连接在一起并位于基座之上。

10.根据权利要求1所述的用于真空预压固结的带顶盒的土工塑料排水板，其特征是，所述导向胶带与土工塑料排水板间用树脂或热粘合，连接处保持密封。

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