CN103711116B - 一种适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体 - Google Patents

一种适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：所述环保型竖向排水体由芯体和包裹在芯体外部的反滤层构成，反滤层选用绿色环保型材料加工而成，芯体主体的材料可以选用1）绿色环保型材料、或2）绿色环保型材料与透水性良好的天然颗粒材料或透水性良好的工业废料的混合体、或3）绿色环保型材料与若干环刚度大于15kN/m2、管壁的开孔率为50%以上、且与芯体等长的塑料管材的混合体，所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料。

Description

一种适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体
技术领域
本发明涉及竖向排水体技术领域。
背景技术
新吹填淤泥，主要是指原位海积、河积或湖积淤泥，或港池航道疏浚淤泥经水力重塑和颗粒重新分选后、土颗粒尚未完成自重沉积过程、颗粒结构极松散、含水率极高、处于流动或者悬浮状态、刚吹填形成的淤泥，具有高黏粒含量、高强亲水矿物含量、高含水率、高孔隙比、高液限指数等不良工程性质。
新吹填淤泥地基几乎无承载力，处理难度非常大，目前常采用无砂垫层真空预压技术进行加固处理，且真空预压排水系统设计时，仍然采用普通塑料排水板作为竖向排水体。然而，许多工程实践都表明：真空预压加固过程中，普通塑料排水板很容易出现严重的淤堵现象，这致使真空预压排水系统的排水性能迅速降低，最终严重削弱了地基加固效果。
近年来，很多业界人士从多方面对竖向排水体进行了改进或创新。例如，①任再永(CN1624I252)发明了一种真空网点吸水法及专用排水板，主要特征是在竖向排水体内埋置至少一根竖向排水管，其上端与水平的真空官网直接相连接；②金亚军等(CN101614006)发明了一种淤泥固结用排水板及滤布和排水板芯，主要特征在于纤维热压微孔滤布为平轧辊热轧的平面滤布，且滤布通过热融或化学粘合于排水板凸筋表面，滤布采用制丝与热压成型分开工艺，排水板芯采用共聚丙烯制成；③耿雪玉等(CN201785748U)发明了一种高效抗弯折新型塑料排水板，主要特征是由十字形芯板板面和滤膜组成，其中芯板由可降解塑料制成；④邹立等(CN20A2227331U)发明了一种可降解的塑料排水板，主要特征是可降解的塑料芯板正反两面均布有平行隔板，平行隔板之间为排水槽；⑤杨斌峰等(CN10I2561305A)发明了一种密胺泡沫排水板，主要特征是采用非闭孔密胺泡沫作为板芯；⑥马建宝(CN20I2543888U)发明了一种环保排水板，主要特征在于排水板主体中间为芯板，其断面为并联十字型呈口琴状，芯板两面包裹有土工织物滤层。然而，上述专利至今未能在工程实际中获得广泛应用，主要有几方面原因：第一，现场施工难度大，如①、③、④、⑤；第二，加工制作难度大，如①、④、⑥；第三，抗弯折性不佳，如②、⑥；第四，对于新近吹填淤泥地基，无法有效解决淤堵问题，如①、③、④、⑤、⑥；第五，不能解决环保问题，①、②、⑤。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有发明的不足，提供一种可有效解决淤堵问题、抗弯折性能好、加工制作可行性强、生产成本低、现场施工简单、排水效率高、适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基真空预压加固的环保型竖向排水体。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：所述环保型竖向排水体由芯体和包裹在芯体外部的反滤层构成，反滤层选用绿色环保型材料加工而成，芯体主体的材料可以选用1)绿色环保型材料、或2)绿色环保型材料与透水性良好的天然颗粒材料或透水性良好的工业废料的混合体、或3)绿色环保型材料与若干环刚度大于15kN/m2、管壁的开孔率为50％以上、且与芯体等长的塑料管材的混合体，所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料。
优选地，所述植物粗纤维材料选自树皮、麦秸秆、竹纤维、木材纤维、稻秆、芦苇杆中的一种或两种以上的混合。
具体来说，所述塑料管材的直径小于芯体横向尺寸，且塑料管材之间的空隙由所述绿色环保型材料填充。
具体来说，所述透水性良好的天然颗粒材料或透水性良好的工业废料为中粗砂、中细砂、矿渣或石渣。
作为一种实施方式，芯体主体为圆柱体，所述圆柱体选用所述芯体主体的材料中的1)或2)或3)中的其中一种材料填充挤压而成并留有若干条纵横交错的柱状排水通道，所述反滤层包裹于圆柱体的外表面。
作为另一种实施方式，芯体主体由位于中央的圆柱体和凸出于圆柱体外表面的与竖向排水体轴线平行的多条肋条构成，相邻肋条之间形成平行于竖向排水体轴线的纵向凹槽，所述反滤层包裹于肋条的外表面，所述圆柱体由所述芯体主体的材料1)填充挤压而成并留有若干条平行于轴线的纵向柱形排水通道，所述肋条采用所述芯体主体的材料1)填充挤压而成。
作为有别于以上的另一种实施方式，芯体主体由横截面为十字形的中心实体和凸出于所述中心实体外表面的与纵轴线平行的多条肋条构成，相邻肋条之间形成上下贯通的纵向凹槽，所述反滤层包裹于肋条的外表面，所述中心实体及肋条均采用所述芯体主体的材料1)填充挤压而成。
具体来说，芯体和反滤层之间通过包覆、或粘合、或缝制、或热融或钉合的方式相结合。
反滤层的等效孔径为0.1mm～0.3mm。
本发明的竖向排水体，其反滤层和芯体在材料和结构上均做出了改进，在工作期限内排水性能和力学性能佳，被加固土体中的水可以顺利通过反滤层进入芯体，顺着芯体内的通道排出。而在土体内部的酸碱度、生物等因素的影响下这些绿色环保材料均可得到完全降解。
附图说明
图1是实施例1的截面示意图。
图2是实施例2的截面示意图。
图3是实施例2的柱形主体侧面示意图，其中部分外表面的反滤层被撕开以清楚看到芯体。
图4是实施例3的截面示意图。
具体实施方式
实施例1
一种竖向排水体，由反滤层1和芯体2构成，两者之间通过粘合、或热融等方式相结合。
反滤层1选用绿色环保型材料加工而成，所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料；所述植物粗纤维材料选自树皮、麦秸秆、竹纤维、木材纤维、稻秆、芦苇杆中的一种或两种以上以胶体形式随机混合。
反滤层的结构采用普通塑料排水板滤膜或工业筛网的结构均可。
反滤层的等效孔径为0.1mm～0.3mm，渗透系数需为大于5×10-4cm/s，且为周围土体渗透系数的10倍以上。反滤层的梯度比结合被加固土体进行室内淤堵试验具体确定。
芯体的主体由位于中央的圆柱体和凸出于圆柱体外表面的与竖向排水体轴线平行的多条肋条A22构成，相邻肋条之间形成平行于竖向排水体轴线的纵向凹槽23，反滤层1包裹于肋条A22的外表面。圆柱体内部具有平行于竖向排水体轴线的纵向柱形排水通道24，纵向排水通道24之外的实体部分I25及肋条A22采用绿色环保型材料挤压而成，且挤压后的实体部分留有若干条平行于轴线的纵向柱形排水通道。所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料；所述植物粗纤维材料选自树皮、麦秸秆、竹纤维、木材纤维、稻秆、芦苇杆中的一种或两种以上随机混合。
芯体的抗弯拉强度满足相关规范要求，纵向通水量≥15～55cm3/s。
芯体可通过专用设备挤出成型工艺，其具有连续成型、易批量生产等优点。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于所采用的芯体的材料和结构存在不同。
芯体2的主体为圆柱体，由主体材料填充挤压而成并留有若干条纵横交错的柱状排水通道26，排水通道26之外为由主体材料构成的实体部分II27。主体材料可以是以下三种中的一种：
1)绿色环保型材料。所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料；所述植物粗纤维材料选自树皮、麦秸秆、竹纤维、木材纤维、稻秆、芦苇杆中的一种或两种以上随机混合。
2)绿色环保型材料与透水性良好的天然颗粒材料或透水性良好的工业废料的混合体，所述的天然颗粒材料或工业废料为透水性良好的中粗砂、中细砂、矿渣或石渣，且其中细颗粒(粒径≤0.075mm)含量不应大于3％，渗透系数不应小于5×10-3cm/s。
3)绿色环保型材料与若干环刚度大于15kN/m2、管壁的开孔率为50％以上、且与芯体等长的塑料管材的混合体。
芯体的抗弯拉强度满足相关规范要求，渗透系数不应小于5×10-3cm/s，纵向通水量≥15～55cm3/s。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于所采用的芯体的材料和结构存在不同。
芯体2的主体由横截面为十字形的中心实体28和凸出于所述中心实体外表面的与纵轴线平行的多条肋条B29构成，相邻肋条B29之间形成上下贯通的纵向凹槽30。
反滤层1包裹于肋条B29的外表面。中心实体28及肋条B29均采用绿色环保型材料填充挤压而成。所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料；所述植物粗纤维材料选自树皮、麦秸秆、竹纤维、木材纤维、稻秆、芦苇杆中的一种或两种以上随机混合。

Claims (5)

1.一种适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：所述环保型竖向排水体由芯体和包裹在芯体外部的反滤层构成，反滤层选用绿色环保型材料加工而成，芯体主体的材料选用绿色环保型材料与若干环刚度大于15kN/m2、管壁的开孔率为50％以上、且与芯体等长的塑料管材的混合体，所述绿色环保型材料为可自行降解、胶状、多孔隙、透水性良好的植物粗纤维材料，
所述芯体主体为圆柱体，圆柱体以所述芯体主体的材料填充挤压而成并留有若干条纵横交错的柱状排水通道，所述反滤层包裹于圆柱体的外表面。
2.根据权利要求1所述的适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：所述植物粗纤维材料选自树皮、麦秸秆、竹纤维、木材纤维、稻秆、芦苇杆中的一种或两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：所述塑料管材的直径小于芯体横向尺寸，且塑料管材之间的空隙由所述绿色环保型材料填充。
4.根据权利要求1所述的适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：芯体和反滤层之间通过包覆、粘合、缝制、热融或钉合的方式相结合。
5.根据权利要求1所述的适用于高黏粒含量新吹填淤泥地基的环保型竖向排水体，其特征在于：反滤层的等效孔径为0.1mm～0.3mm。
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