CN101476318B - 淤泥质软土地基的水平排水系统及其排水施工方法 - Google Patents

Abstract

一种淤泥质软土地基的水平排水系统及其排水施工方法，淤泥质软土地基的周围布置有排水沟，淤泥质软土地基的上面铺有一层细砂层，自细砂层至淤泥质软土地基内间隔插入有垂直塑料排水板，垂直塑料排水板的上部折叠，水平铺于细砂层上面，在垂直塑料排水板的折叠部分之上固定连接水平塑料排水板，水平塑料排水板包括纬向水平塑料排水板和经向水平塑料排水板，纬向水平塑料排水板沿地基长度方向间隔布置，且压住各垂直塑料排水板的地面折叠部分，其两端伸入至淤泥质软土地基周围的排水沟中；经向水平塑料排水板为至少两条，与地基长度方向平行，压住纬向水平塑料排水板。解决了淤泥质软土地基排水施工复杂繁琐、造价高、施工进度无保证的问题。

Description

淤泥质软土地基的水平排水系统及其排水施工方法

技术领域

本发明涉及一种地基的排水系统及其排水施工方法，特别是一种淤泥质软土地基的排水系统及其排水施工方法。

背景技术

通常在软基处理过程中，水平方向的排水层采用级配好、含泥量低，符合要求的粗砂层，但在软土层深厚的地区，由其是淤泥质土地区，符合要求的粗砂资源非常匮乏，无法就地取材，必需从远处寻找合适的材料，因此价格高，供货质量及数量不稳定，通常是含泥量超标，排水效果不好，影响地下土的固结与沉降速度，难以满足进度要求。另外，这种传统工艺实施起来复杂繁琐，操作人员必须经过严格的培训，且无法在短时间内完成培训并上岗，因此需要从外地引进专业技术工人。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种淤泥质软土地基的水平排水系统及其排水施工方法，要解决软土层深厚的地区的排水层造价高、施工进度无保证的问题；并解决传统排水层的施工工艺复杂繁琐的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种淤泥质软土地基的水平排水系统，淤泥质软土地基的周围布置有排水沟，其特征在于：

淤泥质软土地基的上面铺有一层细砂层，自细砂层至淤泥质软土地基内向下间隔插入有垂直塑料排水板，所述垂直塑料排水板的分布为等边三角形布置，其上部折叠，水平铺于细砂层上面，在垂直塑料排水板的折叠部分之上固定连接水平塑料排水板。

水平塑料排水板包括纬向水平塑料排水板和经向水平塑料排水板，所述纬向水平塑料排水板沿地基长度方向间隔布置，且压住各垂直塑料排水板的地面折叠部分，其两端伸入至淤泥质软土地基周围的排水沟中；所述经向水平塑料排水板为至少两条，与地基长度方向平行，压住纬向水平塑料排水板。

所述垂直塑料排水板至少有四排，相邻两排的上部相向对折，每两排垂直塑料排水板的折叠部分上面被一条纬向水平塑料排水板压住。

所述细砂层的厚度可为50～60cm。

所述垂直塑料排水板之间的间距可为1～3m，纬向水平塑料排水板之间的间距可为1～3m。

一种应用上述淤泥质软土地基的水平排水系统的排水施工方法，其特征在于其施工步骤如下：

a、对淤泥质软土地基进行场地清理，在清理过的淤泥质软土地基上铺细砂层。

b、在细砂层上间隔均匀插入垂直塑料排水板，垂直塑料排水板的上部露出细砂层之上。

c、将垂直塑料排水板的上部进行水平折叠。

d、将纬向水平塑料排水板压铺在垂直塑料排水板的折叠部分之上，纬向水平塑料排水板的长度要长于地基的宽度。

e、将纬向水平塑料排水板与垂直塑料排水板钉紧。

f、将经向水平塑料排水板铺在纬向水平塑料排水板上，将经向水平塑料排水板与纬向水平塑料排水板钉紧。

g、在排水系统上铺设已准备好的路基材料层，形成路基。

h、调整纬向水平塑料排水板的排水口，使纬向水平塑料排水板伸入至路基两侧的排水沟中。

上述步骤c和d中，将相邻的两排垂直塑料排水板相向折叠，然后再将一条纬向水平塑料排水板压铺在垂直塑料排水板的折叠部分之上。

所述路基由路基材料层和位于路基材料层两侧的反压区路基组成，所述路基材料层下方的垂直塑料排水板之间的间距小于反压区路基下方的垂直塑料排水板之间的间距。

所述垂直塑料排水板的折叠部分、纬向水平塑料排水板和经向水平塑料排水板一次钉紧或分两次钉紧。

本发明的有益效果如下：

本发明属于淤泥质软基处理的水平排水措施，与传统软土地基的排水系统比较，本发明充分解决了在软基处理过程中水平排水层的材料匮乏、质量不稳定、固结沉降发生缓慢、加载困难等问题，大大的加快了施工进度，并节约了成本。

本发明实施起来简单便捷，操作人员宜于培训，可在短时间内完成培训并上岗，可在当地解决劳动力，无需引进专业技术工人。根据在工程中的实际应用与观测，在使用了塑料排水板SBD的区域里，在堆载过程中有较好的沉降速率，这说明塑料排水板SBD有较好的水平排水效果，完全可以满足施工需要。可适用于公路、铁路、隧道、地铁、水运、水利水电、机场、码头建筑、围海造田等工程中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明排水施工步骤a的示意图。

图2是本发明排水施工步骤b插入第一排垂直塑料排水板的示意图。

图3是本发明排水施工步骤b插入第二排垂直塑料排水板的示意图。

图4是本发明排水施工步骤b插入第三排垂直塑料排水板的示意图。

图5是本发明排水施工步骤b插入第四排垂直塑料排水板的示意图。

图6是本发明排水施工步骤c折叠偶数排的垂直塑料排水板的示意图。

图7是本发明排水施工步骤c折叠奇数排的垂直塑料排水板的示意图。

图8是本发明排水施工步骤d中铺设纬向水平塑料排水板的示意图。

图9是本发明排水施工步骤e中钉紧垂直塑料排水板和纬向水平塑料排水板的示意图。

图10是本发明排水施工步骤f示意图。

图11是本发明排水施工步骤g示意图。

图12是本发明排水施工步骤h示意图。

图13是本发明淤泥质软土地基水平排水系统的纵剖面结构示意图。

图14是本发明淤泥质软土地基水平排水系统的平面布置示意图。

图15是本发明淤泥质软土地基水平排水系统的立体示意图。

图16是塑料排水板的立体结构示意图。

图17是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤一的示意图。

图18是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤二的示意图。

图19是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤三的示意图。

图20是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤四的示意图。

图21是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤五的示意图。

图22是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤六的示意图。

图23是塑料排水板与塑料排水板的连接步骤七的示意图。

图24是反压区路基下方的塑料排水板的重置图。

附图标记：1-淤泥质软土地基、2-细砂层、3-垂直塑料排水板、4-纬向水平塑料排水板、5-经向水平塑料排水板、6-路基材料层、7-反压区路基、8-排水沟、9-滤膜、10-芯板。

具体实施方式

实施例参见图13-15所示，这种淤泥质软土地基的水平排水系统，淤泥质软土地基的周围布置有排水沟8，淤泥质软土地基1的上面铺有一层细砂层2，细砂层2的厚度为50～60cm，自细砂层2至淤泥质软土地基1内向下间隔插入有垂直塑料排水板3，所述垂直塑料排水板3的分布为等边三角形布置，其上部折叠，水平铺于细砂层2上面，在垂直塑料排水板3的折叠部分之上固定连接水平塑料排水板。

水平塑料排水板包括纬向水平塑料排水板4和经向水平塑料排水板5，所述纬向水平塑料排水板4沿地基长度方向间隔布置，且压住各垂直塑料排水板的地面折叠部分，其两端伸入至淤泥质软土地基周围的排水沟8中；所述经向水平塑料排水板5为至少两条，与地基长度方向平行，压住纬向水平塑料排水板4。

所述垂直塑料排水板3至少有四排，相邻两排的上部相向对折，每两排垂直塑料排水板3的折叠部分上面被一条纬向水平塑料排水板4压住。所述垂直塑料排水板3之间的间距为1～3m，纬向水平塑料排水板之间的间距为1～3m。

参见图16，水平塑料排水板简称SBD，由芯板10和包在芯板外侧的滤膜9组成。垂直塑料排水板简称PVD。

参见图1-12，这种应用上述淤泥质软土地基的水平排水系统的排水施工方法，其特征在于其施工步骤如下：

参见图1，a、对淤泥质软土地基1进行场地清理，场地清理如常规方法，主要清除杂物、有机物，如草、树根、垃圾等，可先用推土机或挖土机将大面积的杂物清除，再由人工清除机械无法完成的局部区域。在清理过的淤泥质软土地基1上铺细砂层2，厚度可根据实际情况调整，一般为铺50到60CM厚的细砂层，材料要符合路基材料要求，铺设设备可根据现场实际情况选择。

参见图2-5，b、在细砂层2上间隔均匀插入垂直塑料排水板3，垂直塑料排水板的上部露出细砂层2之上。插入时要使垂直塑料排水板3的宽度方向与路基宽度的方向相同，以免折叠两次垂直塑料排水板3，影响垂直塑料排水板的排水效果。插入时还要根据塑料排水板SBD的位置，留置垂直塑料排水板PVD的长度，在本实施例中，主路下垂直塑料排水板留置长度为1.13/2+0.15＝0.715米，反压区处垂直塑料排水板留置长度也为0.715米。

参见图6-8，c、将垂直塑料排水板的上部进行水平折叠。d、将纬向水平塑料排水板4压铺在垂直塑料排水板的折叠部分之上，纬向水平塑料排水板4的长度要长于地基的宽度。即将相邻的两排垂直塑料排水板3相向折叠，然后再将一条纬向水平塑料排水板4压铺在垂直塑料排水板的折叠部分之上。其中纬向水平塑料排水板4的长度要长于路基的宽度至少2米，以便地下水可顺利流出，不致被泥土堵塞排水通道。其中每安装四排垂直塑料排水板3，就进行一次折叠，然后再将纬向水平塑料排水板4铺在这四排折叠过的垂直塑料排水板3上，折叠时可先折偶数排，再折奇数排。

参见图9，e、将纬向水平塑料排水板4与垂直塑料排水板3钉紧；为确保垂直塑料排水板PVD中的水能连续不断的由塑料排水板SBD排出，垂直塑料排水板要与塑料排水板钉紧，可采用大号钉书机连接塑料排水板与垂直塑料排水板。

参见图10，f、将经向水平塑料排水板5铺在纬向水平塑料排水板4上，将经向水平塑料排水板4与纬向水平塑料排水板5钉紧；所述垂直塑料排水板的折叠部分、纬向水平塑料排水板4和经向水平塑料排水板5可一次钉紧或分两次钉紧。

参见图11，g、在排水系统上铺设已准备好的路基材料层6，形成路基；铺设方向同塑料排水板SBD，可事先准备好材料，再由推土机完成。所述路基由路基材料层6和位于路基材料层6两侧的反压区路基7组成，所述路基材料层6下方的垂直塑料排水板之间的间距小于反压区路基7下方的垂直塑料排水板之间的间距。

参见图12，h、调整纬向水平塑料排水板4的排水口，使纬向水平塑料排水板伸入至路基两侧的排水沟8中。

本实施例中，水平塑料排水板SBD的设计与施工如下：

SBD的排水能力不得低于粗砂排水层；SBD的排水能力不得小于PVD的排水能力，但通常来说，只要不低于粗砂层的排水能力即可满足PVD的排水要求。

SBD的规格应符合表1要求，由芯板及滤膜组成，并有相应的变形能力及一定的强度，能满足地基沉降变形的要求。例如，沉降是2米，路基宽30米，那么2米除以30米等于7％，小于SBD的变形能力10％。

表1：SBD的标准

对垂直塑料排水板(简称PVD)布置要求：

以路基为例，通常来说，垂直塑料排水板采用等边三角形布置，当路基较高，地下土较软时，在路基材料层下要设反压区，这时主路下PVD间距小，反压区(如有)处间距大些。

如是普通排水砂层，无需调整PVD间距，但若要使用SBD，我们要对反压区处PVD间距加以调整，调整原则是：单位平米内的PVD数量不变，反压区处PVD纵向间距模数要与主路下PVD间距的模数相匹配。现针对以上情况，我们对反压区处的PVD间距进行重新布置，重置简图如图24。

水平塑料排水板SBD的排水能力不小于水平排水砂层的排水能力，现计算SBD的排水能力及常规排水砂层的排水能力，并加以比较如下：

水平塑料排水板SBD排水能力计算表(30cm and 20cm宽)

根据上述计算，0.3米宽的SBD排水能力为1.9×10-5m3/s，能代替2.65米宽0.7米厚的水平排水砂层。

为便于施工控制及优化SBD的数量，设计的PVD间距以匹配SBD的布置进行调整，但保证每平米PVD的数量不变。

根据以上计算，03米宽SBD的排水能力相当于2.65米宽、0.7米厚的粗砂排水层，因此只要SBD的间距小于2.65米即可。

沿横向布置的SBD要长于路基2米，并沿伸到排水沟，见图15。在路基边设一0.5米深的排水沟，以便SBD排出的水可以顺利的排出。在路肩的位置沿纵向布置两排SBD平行于路基，纵向SBD主要用于在横向SBD的出现问题时保证排水通畅，如中间断裂或堵塞。

水平塑料排水板SBD的原长一般是50米一卷，所以在某些位置需要进行SBD连接，尤其在纵向上，其具体连接方法参见图17-23，即先将第一卷SBD的尾部的滤膜9沿长度方向割开一口子，将第二卷端部没有滤膜的SBD的芯板插入进第一卷SBD的尾部，再将滤膜9包好，最后将接缝处包裹严实。

Claims (7)

1.一种淤泥质软土地基的水平排水系统，淤泥质软土地基的周围布置有排水沟(8)，其特征在于：

淤泥质软土地基(1)的上面铺有一层细砂层(2)，自细砂层(2)至淤泥质软土地基(1)内向下间隔插入有垂直塑料排水板(3)，所述垂直塑料排水板(3)的分布为等边三角形布置，其上部折叠，水平铺于细砂层(2)上面，在垂直塑料排水板(3)的折叠部分之上固定连接水平塑料排水板；

水平塑料排水板包括纬向水平塑料排水板(4)和经向水平塑料排水板(5)，所述纬向水平塑料排水板(4)沿地基长度方向间隔布置，且压住各垂直塑料排水板的地面折叠部分，其两端伸入至淤泥质软土地基周围的排水沟(8)中；所述经向水平塑料排水板(5)为至少两条，与地基长度方向平行，压住纬向水平塑料排水板(4)。

2.根据权利要求1所述的淤泥质软土地基的水平排水系统，其特征在于：所述垂直塑料排水板(3)的宽度方向与路基宽度的方向相同，所述垂直塑料排水板(3)至少有四排，相邻两排的上部相向对折，每两排垂直塑料排水板(3)的折叠部分上面被一条纬向水平塑料排水板(4)压住。

3.根据权利要求1或2所述淤泥质软土地基的水平排水系统，其特征在于：所述垂直塑料排水板(3)之间的间距为1～3m，纬向水平塑料排水板之间的间距为1～3m。

4.一种应用上述权利要求1-3任意一项淤泥质软土地基的水平排水系统的排水施工方法，其特征在于其施工步骤如下：

a、对淤泥质软土地基(1)进行场地清理，在清理过的淤泥质软土地基(1)上铺细砂层(2)；

b、在细砂层(2)上间隔均匀插入垂直塑料排水板(3)，垂直塑料排水板的上部露出细砂层(2)之上；

c、将垂直塑料排水板的上部进行水平折叠；

d、将纬向水平塑料排水板(4)压铺在垂直塑料排水板的折叠部分之上，纬向水平塑料排水板(4)的长度要长于地基的宽度；

e、将纬向水平塑料排水板(4)与垂直塑料排水板(3)钉紧；

f、将经向水平塑料排水板(5)铺在纬向水平塑料排水板(4)上，将经向水平塑料排水板(4)与纬向水平塑料排水板(5)钉紧；

g、在排水系统上铺设已准备好的路基材料层(6)，形成路基；

h、调整纬向水平塑料排水板(4)的排水口，使纬向水平塑料排水板伸入至路基两侧的排水沟(8)中。

5.根据权利要求4所述淤泥质软土地基的水平排水系统的排水施工方法，其特征在于：上述步骤b中，插入时要使垂直塑料排水板(3)的宽度方向与路基宽度的方向相同，上述步骤c和d中，将相邻的两排垂直塑料排水板(3)相向折叠，然后再将一条纬向水平塑料排水板(4)压铺在垂直塑料排水板的折叠部分之上。

6.根据权利要求4所述的淤泥质软土地基的水平排水系统的排水施工方法，其特征在于：所述路基由路基材料层(6)和位于路基材料层(6)两侧的反压区路基(7)组成，所述路基材料层(6)下方的垂直塑料排水板之间的间距小于反压区路基(7)下方的垂直塑料排水板之间的间距。

7.根据权利要求4所述的淤泥质软土地基的水平排水系统的排水施工方法，其特征在于：所述垂直塑料排水板的折叠部分、纬向水平塑料排水板(4)和经向水平塑料排水板(5)一次钉紧或分两次钉紧。

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