CN104389304B - 一种无预压作用下的风干排水体及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无预压作用下的风干排水体及其施工方法，该排水体包括可拔出的竖向排水管、吸水填充物、导水芯、吸水风干散头，竖向排水管管壁上均匀开设若干个进水孔，竖向排水管外壁包裹反滤层，竖向排水管下端设有锥形管头，竖向排水管内中心设置导水芯，竖向排水管内壁和导水芯之间设置吸水填充物，导水芯顶端可拆卸连接吸水风干散头，施工方法为在软土上铺设编制布，在编制布上放样，将待插入排水体处的编制布划破，垂直将排水体压入待处理软土中，监测土中含水率及强度变化，待达到要求后，将竖向排水管上拔回收。本发明缩短晾晒周期，降低工程造价，且排水体可回收的绿色排水加固施工技术。

Description

一种无预压作用下的风干排水体及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种排水体及其施工方法，尤其涉及一种无预压作用下的风干排水体及其施工方法。

背景技术

随着我国滩涂围垦建设事业的发展，尤其是在我国“十二五”规划纲要提出推进海洋经济发展后，对于临海陆域面积及开发速度的要求必然提升，其中围垦造地是主要措施之一；同时为改善湖泊的水质问题,保证河道正常的泄洪能力和内陆航道的畅通,我国每年将产生大量河湖疏浚淤泥，且常采用堆场的方式进行放置。

滩涂围垦和疏浚堆场等吹填或疏浚淤泥多具有含水量高、强度低及渗透性差等特点：在滩涂围垦工程中，在进行基础建设前必须做出相应的地基处理，现行的吹填土等超软土地基处理方法最为常用的是自然晾晒法、排水固结法、高真空击密法、动力排水固结法等。以上几种吹填土地基的处理方法，除传统的自然晾晒法，其他排水方法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，并通过施加外部载荷进行预压。虽然可在短期内降低淤泥含水率和孔隙比，但打设的竖向排水体均为一次性材料，不可回收利用，造成环境与资源的浪费；外部荷载需通过施加真空荷载或堆载荷载予以完成，无论哪种形式的荷载均需要投入大量的人力物力予以实现。在疏浚堆场排水工程中，一般采用自然晾晒法，但该法排水速率较低，为满足堆场内尽可能储放疏浚淤泥，需加快排水速率，一般多采用塑料排水板联合真空预压的方法进行疏浚堆场的排水。然而该法造价高，且处置粘粒含量高的疏浚淤泥时易发生塑料排水板的淤堵。

现有的大面积浅表层软土排水疏干工程的处置方法中，自然晾晒法虽然减少了人力物力的投入，有效利用了自然界的日晒风干的作用，但进行排水时处理时间过长，且影响深度有限，只能降低表层软土的含水率；排水固结法等传统方法虽然可在短期内降低土体含水率，但因人工预压投入大量人力物力，且竖向排水体多为石化衍生工业品，留在软土中对环境及资源也造成一种破坏和浪费。而在滩涂围垦和疏浚堆场等工程中，经常遇到采用自然晾晒法工期过长，而采用传统排水固结法工程造价过高的诸多工程，适于该类工程的软基处理一直未有得到解决。

综上所述，为适合不同地区不同工况下的选择，因此根据目前的实际情况和技术条件，亟需一种无需借助施加外部荷载，工程造价相对经济，工程周期合理，且可利用自然外力的绿色排水加固施工技术，并使得工期、工程投资、工程质量之间能够合理平衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无预压作用下的风干排水体及其施工方法，该无预压作用下的风干排水体弥补了在大面积浅表层软土的排水工程中处置方法多样性的不足，缩短晾晒周期，降低工程造价，且排水体可回收的绿色排水加固施工技术。

为了解决上述技术问题，本发明的一种无预压作用下的风干排水体包括可拔出的竖向排水管、吸水填充物、导水芯、吸水风干散头，所述竖向排水管管壁上均匀开设若干个进水孔，竖向排水管外壁包裹反滤层，竖向排水管下端设有锥形管头，竖向排水管内中心设置导水芯，竖向排水管内壁和导水芯之间设置吸水填充物，导水芯顶端可拆卸连接吸水风干散头，吸水风干散头外露在竖向排水管外。

所述反滤层为土工布或土工滤膜。

所述导水芯顶端设有榫槽，吸水风干散头下端设有散头榫头，吸水风干散头通过散头榫头插入榫槽与导水芯连接。

所述竖向排水管和锥形管头采用PVC、PE管塑料材料或不锈钢材料。

所述吸水填充物采用吸水纤维，填充密实度为50～80%。

所述导水芯材料为海绵，导水芯直径不小于竖向排水管内径的1/3。

所述吸水风干散头呈伞状，由吸水性滤纸制成。

所述吸水风干散头外露在竖向排水管外的长度为20cm-40cm。

所述的无预压作用下的风干排水体的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，在软土上铺设编织布，在编织布上放样；

步骤二，将待插入风干排水体处的编织布划破，垂直将风干排水体压入待处理软土中；

步骤三，依据吸水风干散头的吸水能力衰减情况，适时对其进行更换；

步骤四，监测土中含水率及强度变化，待达到要求后，将竖向排水管上拔回收。

本发明具有以下的特点和有益效果：1、本发明丰富了大面积浅表层软土地基处理方法，与自然晾晒法相比，工期短，处置效果好；与排水固结法相比，工程造价大幅降低，无环境与资源的破坏与浪费。2、通过排水体的毛细吸水能力、竖向导水能力以及自然风干排水能力，集吸水、导水、排水于一体，绿色节能。3、施工过程中无需投入大量人力物力，投入使用后可依靠自身的吸水排水能力，做到持续排水效果，后期维护需求小。4、排水体竖向排水管在工后上拔，实现重复利用，同时导水材料为纸质材料，无环境破坏。5、由于导水芯顶端可拆卸连接吸水风干散头，可以根据吸水风干散头的吸水能力衰减情况，适时对吸水风干散头进行更换。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1、本发明提供的一种无预压作用下的风干排水体的结构示意图；

图2、本发明提供的一种无预压作用下的风干排水体的的俯视图；

图3、本发明提供的一种无预压作用下的风干排水体的A-A截面图；

图4、本发明提供的一种无预压作用下的风干排水体的吸水风干散头与导水芯的连接图；

图5、本发明提供的一种无预压作用下的风干排水体的施工过程图；

图6、本发明提供的一种无预压作用下的风干排水体施工完成后的示意图。

其中有：1、竖向排水管；10、上拔孔；11、反滤层；12、进水孔；13、锥形管头；2、吸水填充物；3、导水芯；30、榫槽；4、吸水风干散头；40、散头榫头；5、编织布；6、浅表层软基；7、上拔销；8、麻绳；9、风干排水体。

具体实施方式

图1、图2、图3、图4所示一种无预压作用下的风干排水体，包括可拔出的竖向排水管1、吸水填充物2、导水芯3、吸水风干散头4，所述竖向排水管1管壁上均匀开设若干个进水孔12，竖向排水管1外壁包裹反滤层11，竖向排水管1下端设有锥形管头13，竖向排水管1内中心设置导水芯3，竖向排水管1内壁和导水芯3之间设置吸水填充物2，导水芯3顶端可拆卸连接吸水风干散头4，吸水风干散头4外露在竖向排水管1外。

所述反滤层11为土工布或土工滤膜。

所述导水芯3顶端设有榫槽30，吸水风干散4下端设有散头榫头40，吸水风干散头4通过散头榫头40插入榫槽30与导水芯3连接。

所述竖向排水管1和锥形管头13采用PVC、PE管塑料材料或不锈钢材料。

所述吸水填充物2采用吸水纤维，填充密实度为50～80%。

所述导水芯3材料为海绵，导水芯3直径不小于竖向排水管1内径的1/3。

所述吸水风干散头4呈伞状，由吸水性滤纸制成，吸水风干散头4下部插入并固定于竖向排水管1内部的导水芯3。

所述吸水风干散头4外露在竖向排水管1外的长度为20cm-40cm。

所述的无预压作用下的风干排水体的施工方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，在软土上铺设编织布5，在编织布5上放样；

步骤二，将待插入风干排水体9处的编织布5划破，垂直将风干排水体9压入待处理软土中；

步骤三，依据吸水风干散头4的吸水能力衰减情况，适时对其进行更换；

步骤四，监测土中含水率及强度变化，待达到要求后，将竖向排水管1上拔回收。

实施例：

（1）竖向排水管1制作。选用外径20mm、内径18mm的PVC管材，长度取1.5m。人工采用直径为3mm的电钻在其上开进水孔12，开口率不小于5%；采用直径为8mm的钻头距PVC管顶部3cm处开上拔孔10。

（2）包囊土工布或土工滤膜。将等效孔径O95小于0.075mm的土工滤布包囊竖向排水管1，采用人工缝制或热轧粘合方式对其进行封闭。

（3）吸水填充物2及导水芯3的填充。导水芯3选用直径8mm的木浆棉海绵，上部中心位置处剪除深度5cm的部分海绵使其成为导水芯3顶端的榫槽30，其外选用具有强吸水作用的高吸水纤维（SAF，吸水量为其自重100倍）缠绕，压实度为60%，最后用棉线将吸水填充物2和导水芯3围绕成直径为18mm的吸水体，并用引线方式填充至竖向排水管1内。

（4）选用接头为18mm的PVC锥形管头13内插于竖向排水管1下部，并用热轧胶水固定。

（5）吸水风干散头4连接。采用长40cm、宽10cm的XSLZ-1吸水滤纸沿宽度方向折叠，每次折叠宽度5mm。下部固定成散头榫头40，上部散开后用剪刀裁剪成倒伞状，将散头榫头40插入导水芯顶端的榫槽30中，吸水风干散头4外露长度35cm。

待风干排水体9制成若干后，进行浅表层软基6的排水施工，主要布置如附图5所示，附图5中包含了风干排水体9进入软土前、进入软土中、更换吸水风干散头4、拔出软土时的各状态。

如图1所述竖向排水管1上端开设有两边对称的上拔孔10，如图5所示，上拔孔10中插入上拔销7，拔销7两端连接麻绳8，采用麻绳8将竖向排水管1上拔回收。

步骤一、在超软土铺设一层编织布5，在编织布5上放样，设计风干排水体9的入土深度、间距。

步骤二、将待插入风干排水体9处用剪刀划破编织布5，开口长度不大于5cm。垂直将风干排水体9压入待处理软土中。风干排水体9压入软土过程中，竖向排水管1顶部距泥面10cm时停止压入。

步骤三、依据吸水风干散头4的吸水能力衰减情况，适时对其进行更换：将旧的吸水风干散头4从吸水芯3上取下，用新的吸水风干散头4的散头榫头40对准导水芯顶端的榫槽30插入。

步骤四、监测土中含水率及强度变化，待达到要求后，将上拔销7插入上拔孔10中，采用麻绳8将竖向排水管1上拔回收，完成该区域浅表层软土的无预压作用下的排水疏干。

采用无预压作用下的风干排水体处理大面积浅表层超软土的布置示意图，如图6所示。

吸水风干散头4在晾晒风干作用，其含水率快速减低，同时在吸水填充物2的吸水作用下，软土中的孔隙水吸入竖向排水管1内，同时受毛细吸水作用，被吸入竖向排水管1内的孔隙水通过导水芯3传递到吸水风干散头4，形成吸水-导水-晾晒风干的无预压作用的排水路径。

本申请中没有详细说明的技术特征为现有技术。上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种无预压作用下的风干排水体，其特征在于：包括可拔出的竖向排水管（1）、吸水填充物（2）、导水芯（3）、吸水风干散头（4），所述竖向排水管（1）管壁上均匀开设若干个进水孔（12），竖向排水管（1）外壁包裹反滤层（11），竖向排水管（1）下端设有锥形管头（13），竖向排水管（1）内中心设置导水芯（3），竖向排水管（1）内壁和导水芯（3）之间设置吸水填充物（2），导水芯（3）顶端可拆卸连接吸水风干散头（4），吸水风干散头（4）外露在竖向排水管（1）外。

2.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述反滤层（11）为土工布或土工滤膜。

3.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述导水芯（3）顶端设有榫槽（30），吸水风干散头（4）下端设有散头榫头（40），吸水风干散头（4）通过散头榫头（40）插入榫槽（30）与导水芯（3）连接。

4.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述竖向排水管（1）和锥形管头（13）采用PVC、PE管塑料材料或不锈钢材料。

5.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述吸水填充物（2）采用吸水纤维，填充密实度为50～80%。

6.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述导水芯（3）材料为海绵，导水芯（3）直径不小于竖向排水管（1）内径的1/3。

7.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述吸水风干散头（4）呈伞状，由吸水性滤纸制成。

8.按照权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体，其特征在于：所述吸水风干散头（4）外露在竖向排水管（1）外的长度为20cm-40cm。

9.一种如权利要求1所述的无预压作用下的风干排水体的施工方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一，在软土上铺设编织布（5），在编织布（5）上放样；

步骤二，将待插入风干排水体（9）处的编织布（5）划破，垂直将风干排水体（9）压入待处理软土中；

步骤三，依据吸水风干散头（4）的吸水能力衰减情况，适时对其进行更换；

步骤四，监测土中含水率及强度变化，待达到要求后，将竖向排水管（1）上拔回收。