CN102226337A - 立体排水体及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种立体排水体，包括竖向排水管道，其特征在于竖向排水管道外通过转动支撑或螺栓连接侧向排水管道使侧向排水管道能在竖直方向做0-90°的转动，竖向和侧向的排水管道侧壁均匀设置透水孔，外侧包裹过滤网。竖向排水管道的两端设置螺纹，施工时先对首个立体排水体封底处理，转动排水体的侧向排水管道使侧向排水管道与竖向排水管道垂直，采用挖机或人工辅助打设立体排水体，露出其端部螺纹，采用螺纹连接帽借助端部螺纹连接下一个立体排水体，直至满足整个打设过程所需长度，即可完成立体排水系统的施工。是一种立体、多方向、可重复利用的排水体，能干缩短地基土排水路径，加速地基土的固结。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于处理软土地基的立体排水体，特别涉及一种可向多个方向排水的立体排水体，适用于真空预压、堆载预压、井点降水等需要在地基中打设排水体的各种软基和土体处理工程中。
背景技术
随着人口的激增和活动空间的扩大，同时还需要考虑养活众多人口的粮油蔬菜耕地和林业需求以及保护环境等方面的要求，土地资源越来越贫乏，因此，在沿海进行围海造地，向海洋寻求陆地资源，是土地资源开发的一条重要途径。近二十多年以来，大型围海造地吹填土地基加固处理技术在世界各国沿海城市的港口堆场道路及机场跑道等工程中得到了较多应用，也推动了该项技术的迅速发展。
吹填土是利用挖泥船在江、海、河、湖水域中进行清淤挖泥然后利用高压水流将其清淤泥砂以泥浆形式沿着输送排泥管道吹填到水域岸边，逐步堆积、流淌和沉积才而形成的。利用吹填土作为建构筑物的地基大大减小了砂石土方的用量及运送费用，吹填土的堆积高度一般从几米至几十米不等，然而吹填土大多以淤泥质土、粉细砂土、有机质黏土等弱渗透性、高饱和性、低强度、高流变性软弱土体为主。目前处理吹填土地基常用的方法主要有：排水固结法（根据加载系统的不同可分为真空预压法、堆载预压法、超载预压法、真空联合堆载预压法、电渗排水法和降低地下水位法）、高真空击密法（高真空排水和强夯法的结合）、动力排水固结法等。以上几种吹填土地基的处理方法的共同点在于都需要在地基中打设塑料排水板或砂井等类似的竖向排水体，然而传统的竖向排水体存在以下缺陷：一是排水方向单一、排水路径相对较长、存在涂抹和井阻效应，使得竖向排水体在中后期的排水能力大大降低，即便增加预压荷载也常常无济于事，严重影响了地基土的固结排水速度，预压周期往往较长，故耗费更多的能源；二是一般的竖向排水体只能使用一次性，不可重复利用，浪费自然资源，如塑排板、砂井等；三是传统的竖向排水体处理后的地基土整体强度不均、离排水体远的强度低。综上所述，传统的竖向排水体无法达到预压周期缩短的目的，无法快速和高质量地加固软土地基，且消耗大量能源和自然资源，不能做到当下节能减排的目的。
发明内容
本发明的目的就是克服上述缺陷，提供一种立体排水体，具有立体、多向、可重复利用的特点。
立体排水体，包括竖向排水管道（2），其特征在于在竖向排水管道（2）的侧壁设置管道口（9），并在管道口（9）固定管道接头（3），侧向排水管道（4）通过转动支撑或螺栓（10）与管道接头（3）、竖向排水管道（2）连接使侧向排水管道（4）能在竖直方向做0°~90°转动，侧向排水管道（4）远离竖向排水管道（2）的一端密封，另一端开口；竖向排水管道（2）与侧向排水管道（4）均匀设置透水孔（5）；所述的转动支撑是由转动轴（7）和两个转动叶瓣（8）组成，两个转动叶瓣（8）分别固定在竖向排水管道（2）和侧向排水管道（4）外侧，竖向排水管道（2）的两端设置连接螺纹（1）。
前述的立体排水体，其特征在于在竖向排水管道（2）与侧向排水管道（4）的外侧包裹过滤网。
立体排水体的施工方法，其特征在于对首个立体排水体封底处理，转动排水体的侧向排水管道（4）使侧向排水管道（4）与竖向排水管道（2）垂直，采用挖机或人工辅助打设立体排水体，露出其端部螺纹（1），采用螺纹连接帽（7）借助端部螺纹连接下一个立体排水体，直至满足整个打设过程所需长度，即可完成立体排水系统的施工。
本发明的排水体具有以下的特点和有益效果：
（1）、在竖向排水管上设置侧向排水管道使地基土的排水路径大大缩短，排水方向从传统的单一性变为立体性，根据土力学的知识可知，排水路径倒数的平方与固结时间成正比，因此，在相同的上覆荷载条件下，缩短预压时间，实现软基处理的快速性和高效性。
（2）、具有立体、多方向的特点，使地基土固结排水更加均匀，处理后的地基土整体承载力提高均匀，避免了传统的竖向排水体处理后的地基土整体强度不均、离排水体远的强度低等缺陷。
（3）、侧向排水管道可通过转动支撑可进行0°~90°左右的圆弧转动，当上拔立体排水体时，侧向排水管道由与竖向排水管道呈90°左右的近似垂直状态变为与竖向排水管道呈0°左右的近似平行状态，减小了上拔立体排水体时的阻力和对周围土体的挠动。
（4）、在排水管壁均匀开孔，在管外壁包裹土工透水材料，排水体即能够承受侧向土压力，还能保证地基中孔隙水的顺利排出。
（5）、采用单元体组装的方式连接成设计打设所需要的长度，避免了制作、运输和施工的不便。
（6）、可重复利用。
附图说明
图1是本发明提供的第一种立体排水体的结构示意图；
图2是图1中沿A-A线的剖视图；
图3是本发明提供的第二种立体排水体的结构示意图；
图4是图3中沿B-B线的剖视图；
图5是本发明提供的第一种立体排水体的施工过程示意图。
附图中主要标记说明如下：1-端部螺纹；2-竖向排水管道；3-管道接头；4-侧向排水管道；5-透水孔；6-转动轴；7-螺纹连接帽；8-转动叶瓣；9-管道口；10-螺栓；11-螺帽。
具体实施方式
实施例1
图1是本发明提供的第一种立体排水体的结构示意图。图2是图1中沿A-A线的剖视图。参照图1、2所示，预先采用外径较大的薄壁钢管或坚硬塑料管等可重复利用的管料制作竖向排水管道2和侧向排水管道4，在竖向排水管道2管壁上开设管道口9，并在管道口9固定管道接头3，制作转动轴6和两个转动叶瓣8组装成转动支撑，通过将两个转动叶瓣8分别焊接在竖向排水管道2和侧向排水管道4外侧，使竖向排水管道2和侧向排水管道4连为一体，与竖向排水管道2连接的侧向排水管道4一端保持开口状态，另外一端保持封闭状态，侧向排水管4道借助转动支撑可以在竖直方向做0°~90°的圆弧转动，在连接好的竖向排水管道2和侧向排水管道4的管壁设置通透的透水孔5，两种排水管道的外侧均包裹过滤网，保证与管壁外侧紧密而不脱离，过滤网的材质为无纺土工布或其它类似土工材料。
图5是本发明的第一种立体排水体的施工过程示意图。参照图5所示，在软弱地基土层上部预先确定好立体排水体的打设位置，根据打设的深度确定每个打设位置处所需立体排水体道的数量；对首个打设立体排水体进行封底处理，采用改进的挖机或人工辅助打设立体排水体，打设时人工依次通过调整转动支撑使每对侧向排水管道4保持与竖向排水管道2呈90°的垂直状态，露出其上部的端部螺纹1，采用螺纹连接帽7连接下一个立体排水体，依次类推，直至连接和打设完毕所需长度的立体排水体，随后对下一个位置进行立体排水体的打设工作，重复上述步骤完成某处理区域的立体排水系统的施工工作，若工程中需要将立体排水体拔出，则可待处理区域达到设计要求后，采用挖机将埋在地基中的立体排水体道取出，清理干净管的内外壁，更换新的过滤网后又可重复利用下一次工程之中。
实施例2
图3是本发明提供的第二种立体排水体的结构示意图。图4是图3中沿B-B线的剖视图。参照图3、4所示，预先采用外径较大的薄壁钢管或坚硬塑料管等可重复利用的管料制作竖向排水管道2和侧向排水管道4，在竖向排水管道2管壁上开设管道口9，并在管道口9固定管道接头3，在管道接头3和侧向排水管道4的一端开设螺栓孔，将管道接头3和侧向排水管道4的螺栓孔对准插入螺栓10，在螺栓两端拧紧螺帽11，将竖向排水管道2和侧向排水管道4连为一体，与竖向排水管道2连接的侧向排水管道4一端保持开口状态，另外一端保持封闭状态，侧向排水管4道借助螺栓10可以进行0°~90°左右的圆弧转动，在连接好的竖向排水管道2和侧向排水管道4的管壁设置通透的透水孔5，两种排水管道的外侧均包裹过滤网，保证与管壁外侧紧密而不脱离，过滤网的材质为无纺土工布或其它类似土工材料。重复以上步骤，制作工程所需数量的立体排水体。
本发明提供的第二种立体排水体的打设施工过程与第一种的相同。
在附图中侧向排水管道4的数量为两对，该数量仅用于举例，并不作为限制所用，沿着在竖向排水管2轴向可设置多组侧向排水管道4，视竖向排水管2的长度而定，可根据需要将多个立体排水体用螺纹连接帽7连接成所需长度。
上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。
Claims (3)
1.立体排水体，包括竖向排水管道（2），其特征在于在竖向排水管道（2）的侧壁设置管道口（9），并在管道口（9）固定管道接头（3），侧向排水管道（4）通过转动支撑或螺栓（10）与管道接头（3）、竖向排水管道（2）连接使侧向排水管道（4）能在竖直方向做0°~90°转动，侧向排水管道（4）远离竖向排水管道（2）的一端密封，另一端开口；竖向排水管道（2）与侧向排水管道（4）均匀设置透水孔（5）；所述的转动支撑是由转动轴（7）和两个转动叶瓣（8）组成，两个转动叶瓣（8）分别固定在竖向排水管道（2）和侧向排水管道（4）外侧，竖向排水管道（2）的两端设置连接螺纹（1）。
2.根据权利要求1所述的立体排水体，其特征在于在竖向排水管道（2）与侧向排水管道（4）的外侧包裹过滤网。
3.基于权利要求1所述的立体排水体的施工方法，其特征在于对首个立体排水体封底处理，转动排水体的侧向排水管道（4）使侧向排水管道（4）与竖向排水管道（2）垂直，采用挖机或人工辅助打设立体排水体，露出其端部螺纹（1），采用螺纹连接帽（7）借助端部螺纹连接下一个立体排水体，直至满足整个打设过程所需长度，即可完成立体排水系统的施工。
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