CN104831703B - 水平向排水板结构及施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水平向排水板结构及施工工艺，该水平向排水板结构包括多组排水体，每组排水体包括两根竖向插入泥中的竖向管和至少一根连通两根竖向管的排水板，每根竖向管的底端密封，上端伸出泥面，全部竖向管的上端通过水平管组连通，水平管组上设有一个出膜口，出膜口与抽真空设备连通。该水平向排水板结构及施工工艺，通过将多组竖向管与排水板相连接的排水体插入疏浚土加固区中，提高了采用真空预压法加固软土地基时的土体加固效果，解决了现有的真空预压法排水板容易变形、加固效果差的问题。

Description

水平向排水板结构及施工工艺

技术领域

本发明涉及一种水平向排水板结构。

本发明还涉及一种水平向排水板结构的施工工艺。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，沿海地区的吹填造陆工程日益增多；然而，由于这些地区砂石资源的匮乏，常常利用航道疏浚的淤泥作为吹填材料。这类软土强度低、含水量大、渗透性差、压缩性高，在这种地基上进行工程建设会带来诸多问题：第一，由于软土的渗透性低、压缩性高，如果直接在此类地基上进行工程建设，将产生较大的沉降和沉降不均匀的问题，且沉降时间相对较长；第二，由于软土的强度较低，地基稳定性和承载力往往不能满足工程建设的需求。以上这些缺点都将给工程建设带来不利影响，甚至造成严重危害。因此，必须事先对这类软土地基进行加固处理。

在工程中，处理这类吹填软土通常采用真空预压法，真空预压法是一种通过抽真空来加固软土地基的方法，通过抽真空形成负压使土体的超孔隙水排出，降低土体中的孔隙水压力，增加土体的有效应力，从而使土体得到加固。但该方法存在以下缺点：1、处理新近吹填淤泥的平均压缩量可达30％～40％，呈明显的大变形特征，排水板弯曲变形严重，阻碍土体排水；2、排水板中的真空度沿深度衰减较大，深层土体的加固效果很难达到预定效果；3、真空预压加固区边缘存在较明显的侧向收缩现象，影响土体使用功能；4新近吹填淤泥的强度很低，无法满足通常履带或轮式插板机械设备的施工要求；5采用人工插板的深度限制在5-6m深，进而会增加水平滤管的使用量，增加工程成本。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种水平向排水板结构及施工工艺，用于解决现有技术中采用真空预压法加固软土地基时土体加固效果差，难以到达预定效果的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种水平向排水板结构，它包括多组排水体，每组排水体包括两根竖向插入泥中的竖向管和至少一根连通两根竖向管的排水板，每根竖向管的底端密封，上端伸出泥面，全部竖向管的上端通过水平管组连通，水平管组上设有一个出膜口，出膜口与抽真空设备连通。

优选的，排水板与竖向管之间通过管板连接件连通。进一步的优选，管板连接件的内部形成一个空腔，管板连接件与竖向管连接的一端设有将空腔与竖向管内部连通的开口，管板连接件与排水板连接的一侧设有插槽，排水板插入插槽中并与空腔连通。

更进一步的优选，管板连接件包括与排水板连接的连接件主板和与竖向管连接的连接管，开口位于连接管插入竖向管的一端的端面，插槽位于连接件主板面向排水板的一侧。再进一步的优选，连接管与竖向管连接的一端的外周面上设有倒刺，倒刺向背向竖向管的方向伸出，倒刺与连接管的外周面的夹角为锐角，竖向管上设有与连接管相配合的竖向管安装孔，连接管插入竖向管安装孔后，倒刺位于竖向管内。另一种再进一步的优选，连接件主板上设有贯穿插槽的第一排水板安装孔，排水板设有与第一排水板安装孔相对应的第二排水板安装孔，连接件主板与排水板通过穿过第一排水板安装孔、第二排水板安装孔的绑扎带固定连接。

优选的，多组排水体排列成多列，水平管组包括多根水平分管和一根水平总管，水平分管将位于一列的竖向管连通，水平总管将多根水平分管连通，出膜口位于水平总管上。

优选的，排水板水平连接在两根竖向管之间。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种上述的水平向排水板结构的施工工艺，包括以下步骤：

1)根据设计文件的要求，在疏浚土加固区周边场地，将多组竖向管与排水板相连接，预制多组排水体；

2)将预制的排水体运至泥面已铺设编织布的疏浚土加固区；

3)根据疏浚土层的厚度，按由深到浅的顺序将预制的排水体逐一插入疏浚土加固区中；

4)将伸出泥面的竖向管的上端与水平管组连通，并在水平管组安装出膜口；

5)铺设编织布、无纺布和真空膜在疏浚土加固区上，将抽真空设备与出膜口(15)连通。

优选的，步骤3)中将排水体逐一插入疏浚土加固区的过程中需使用插板器，插板器包括一根竖向插管和与竖向插管连接的至少一根横向压管，横向压管的数量、相对位置与排水板一一对应，每根横向压管上设有向下伸出的多个卡爪；将每组排水体插入疏浚土加固区的过程主要包括以下几步：

①在预备插入排水体的区域铺设一排长度与排水体相适应的泡沫板，作为施工人员的工作平台；

②施工人员用小刀在泡沫板一侧的编织布上割开一条长度与排水体相适应的口子；

③将排水体放置在口子中，最下方的排水板平铺在口子中的泥面上；

④每个施工人员均持有一个插板器，将插板器间隔插在排水体上，使最下方的横向压管的卡爪正好从上方卡住最下方的排水板；

⑤施工人员握住插板器的竖向插管，将最下方的排水板压入疏浚土中，直至下一个排水板到达泥面位置；

⑥位于泥面上的排水板被对应的横向压管的卡爪从上方卡住，施工人员握住插板器的竖向插管，继续将排水板下压，直至下一个排水板到达泥面位置时；

⑦重复步骤⑥，直至将所有排水板压至指定位置。

如上所述，本发明水平向排水板结构及施工工艺，具有以下有益效果：

该水平向排水板结构及施工工艺，通过将多组竖向管与排水板相连接的排水体插入疏浚土加固区中，提高了采用真空预压法加固软土地基时的土体加固效果，解决了现有的真空预压法土体变形量大、排水板容易变形、加固效果差的问题。

附图说明

图1显示为本发明水平向排水板结构的结构示意图。

图2显示为图1所示的水平向排水板结构的正视图。

图3显示为图1所示的水平向排水板结构的俯视图。

图4显示为图1所示的水平向排水板结构的管板连接件的结构示意图。

图5显示为图1所示的水平向排水板结构的施工工艺所使用的插板器的结构示意图。

元件标号说明

1 排水体

11 竖向管

12 排水板

13 管板连接件

131 连接件主板

132 连接管

133 开口

134 倒刺

135 第一排水板安装孔

14 水平管组

141 水平分管

142 水平总管

15 出膜口

2 插板器

21 竖向插管

22 横向压管

23 卡爪

24 斜支撑

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图4所示，本发明提供一种水平向排水板结构，该水平向排水板结构适用于疏浚土中，它包括多组排水体1，每组排水体1包括两根竖向插入泥中的竖向管11和至少一根连通两根竖向管11的排水板12，每根竖向管11的底端密封，上端伸出泥面，全部竖向管11的上端通过水平管组14连通，水平管组14上设有一个出膜口15，出膜口15与抽真空设备连通。排水板12可设计为包括排水板内芯和包住排水板内芯的滤膜，滤膜是一种透水挡泥的人造布。滤膜与排水板内芯之间形成一个滤水层，空隙较大，水可以从空隙中流走。抽真空设备工作后，抽取出膜口15、水平管组14、竖向管11、排水板12组成的通路内的空气及水，使排水板12对外部产生负压，排水板12外部的水进入排水板12中，并沿排水板12、竖向管11、水平管组14、出膜口15组成的路径被抽真空设备排出。该水平向排水板结构，通过抽真空形成负压使软土地基的土体的超孔隙水排出，降低土体中的孔隙水压力，增加土体的有效应力，从而使土体得到加固。

排水板12与竖向管11之间通过管板连接件13连通，如图4所示，管板连接件13的一种具体结构如下。

管板连接件13的内部形成一个空腔，管板连接件13与竖向管11连接的一端设有将空腔与竖向管11内部连通的开口133，管板连接件13与排水板12连接的一侧设有插槽，排水板12插入插槽中并与空腔连通。其中，管板连接件13包括与排水板12连接的连接件主板131和与竖向管11连接的连接管132，开口133位于连接管132插入竖向管11的一端的端面，插槽位于连接件主板131面向排水板12的一侧。通过上述结构，使排水板12与竖向管11之间通过管板连接件13的空腔形成一个通路。

连接管132与竖向管11连接的一端的外周面上设有倒刺134，倒刺134向背向竖向管11的方向伸出，倒刺134与连接管132的外周面的夹角为锐角，竖向管11上设有与连接管132相配合的竖向管安装孔，连接管132插入竖向管安装孔后，倒刺134位于竖向管11内。当连接管132插入竖向管安装孔后，倒刺134阻止连接管132从竖向管安装孔中退出，限制了管板连接件13沿竖向管11的径向的位移，但不限制管板连接件13绕连接管132的轴向的转动。

连接件主板131上设有贯穿插槽的第一排水板安装孔135，排水板12设有与第一排水板安装孔135相对应的第二排水板安装孔，连接件主板131与排水板12通过穿过第一排水板安装孔135、第二排水板安装孔的绑扎带固定连接。

上述多组排水体1可根据实际需要排列成多列，水平管组14包括多根水平分管141和一根水平总管142，水平分管141将位于一列的竖向管11连通，水平总管142将多根水平分管141连通，出膜口15位于水平总管142上。为了安装方便，每个水平管组14优选由两根水平分管141和一根水平总管142组成。

上述排水板12优选水平连接在两根竖向管11之间，同时每组排水体1最好使用三根排水板12连接两个竖向管11，并等距离分布。

一种上述水平向排水板结构的施工工艺，包括以下步骤：

1)根据设计文件的要求，在疏浚土加固区周边场地，将多组竖向管11与排水板12相连接，预制多组排水体1；其中，将每个管板连接件13的连接管132插入对应的竖向管11的竖向管安装孔中，然后再将排水板12的两端插入管板连接件13的插槽中，并通过穿过第一排水板安装孔135、第二排水板安装孔的绑扎带将排水板12与管板连接件13固定连接；

2)将预制的排水体1运至泥面已铺设编织布的疏浚土加固区；

3)根据疏浚土层的厚度，按由深到浅的顺序将预制的排水体1逐一插入疏浚土加固区中；

4)将伸出泥面的竖向管11的上端与水平管组14连通，并在水平管组14安装出膜口15；

5)铺设编织布、无纺布和真空膜在疏浚土加固区上，将抽真空设备与出膜口15连通，即可开始真空预压。

上述步骤3)中将排水体1逐一插入疏浚土加固区的过程中需使用插板器2，如图5所示，插板器2包括一根竖向插管21和与竖向插管21连接的至少一根横向压管22，横向压管22的数量、相对位置与排水板12一一对应，每根横向压管22上设有向下伸出的多个卡爪23，横向压管22和竖向插管21之间还通过斜支撑24固定，斜支撑24用于加固横向压管22和竖向插管21。

上述步骤3)中将每组排水体1插入疏浚土加固区的过程主要包括以下几步：

①在预备插入排水体1的区域铺设一排长度与排水体1相适应的泡沫板，作为施工人员的工作平台；

②施工人员用小刀在泡沫板一侧的编织布上割开一条长度与排水体1相适应的口子；

③将排水体1放置在口子中，最下方的排水板12平铺在口子中的泥面上；

④每个施工人员均持有一个插板器2，将插板器2间隔插在排水体1上，使最下方的横向压管22的卡爪23正好从上方卡住最下方的排水板12；其中，第一个插板器2最好放置在靠近一根竖向管11的一侧，再每隔20cm依次放置一个插板器2，直至另一根竖向管11；

⑤施工人员握住插板器2的竖向插管21，将最下方的排水板12以连续静压、缓缓、同步的方式压入疏浚土中，直至下一个排水板12到达泥面位置；

⑥位于泥面上的排水板12被对应的横向压管22的卡爪23从上方卡住，施工人员握住插板器2的竖向插管21，继续将排水板12以连续静压、缓缓、同步的方式下压，直至下一个排水板12到达泥面位置时；

⑦重复步骤⑥，直至将所有排水板12压至指定位置。

综上所述，本发明水平向排水板结构及施工工艺，通过将多组竖向管与排水板相连接的排水体插入疏浚土加固区中，提高了采用真空预压法加固软土地基时的土体加固效果，解决了现有的真空预压法排水板容易变形、加固效果差的问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种水平向排水板结构，其特征在于：它包括多组排水体(1)，所述每组排水体(1)包括两根竖向插入泥中的竖向管(11)和至少一根连通两根竖向管(11)的排水板(12)，所述每根竖向管(11)的底端密封，上端伸出泥面，所述全部竖向管(11)的上端通过水平管组(14)连通，所述水平管组(14)上设有一个出膜口(15)，所述出膜口(15)与抽真空设备连通；

所述排水板(12)与竖向管(11)之间通过管板连接件(13)连通；所述管板连接件(13)的内部形成一个空腔，所述管板连接件(13)与竖向管(11)连接的一端设有将所述空腔与竖向管(11)内部连通的开口(133)，所述管板连接件(13)与排水板(12)连接的一侧设有插槽，所述排水板(12)插入插槽中并与空腔连通；

所述管板连接件(13)包括与所述排水板(12)连接的连接件主板(131)和与所述竖向管(11)连接的连接管(132)，所述开口(133)位于所述连接管(132)插入竖向管(11)的一端的端面，所述插槽位于所述连接件主板(131)面向所述排水板(12)的一侧；所述连接管(132)与竖向管(11)连接的一端的外周面上设有倒刺(134)，所述倒刺(134)向背向所述竖向管(11)的方向伸出，所述倒刺(134)与连接管(132)的外周面的夹角为锐角，所述竖向管(11)上设有与连接管(132)相配合的竖向管安装孔，所述连接管(132)插入竖向管安装孔后，所述倒刺(134)位于所述竖向管(11)内。

2.根据权利要求1所述的水平向排水板结构，其特征在于：所述连接件主板(131)上设有贯穿插槽的第一排水板安装孔(135)，所述排水板(12)设有与所述第一排水板安装孔(135)相对应的第二排水板安装孔，所述连接件主板(131)与排水板(12)通过穿过第一排水板安装孔(135)、第二排水板安装孔的绑扎带固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的水平向排水板结构，其特征在于：所述多组排水体(1)排列成多列，所述水平管组(14)包括多根水平分管(141)和一根水平总管(142)，所述水平分管(141)将位于一列的竖向管(11)连通，所述水平总管(142)将多根水平分管(141)连通，所述出膜口(15)位于所述水平总管(142)上。

4.根据权利要求1或2所述的水平向排水板结构，其特征在于：所述排水板(12)水平连接在两根竖向管(11)之间。

5.一种权利要求1所述的水平向排水板结构的施工工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)根据设计文件的要求，在疏浚土加固区周边场地，将多组竖向管(11)与排水板(12)相连接，预制多组排水体(1)；

2)将预制的排水体(1)运至泥面已铺设编织布的疏浚土加固区；

3)根据疏浚土层的厚度，按由深到浅的顺序将预制的排水体(1)逐一插入疏浚土加固区中；

4)将伸出泥面的竖向管(11)的上端与水平管组(14)连通，并在所述水平管组(14)安装出膜口(15)；

5)铺设编织布、无纺布和真空膜在疏浚土加固区上，将抽真空设备与出膜口(15)连通。

6.根据权利要求5所述的水平向排水板结构的施工工艺，其特征在于：步骤3)中将排水体(1)逐一插入疏浚土加固区的过程中需使用插板器(2)，所述插板器(2)包括一根竖向插管(21)和与所述竖向插管(21)连接的至少一根横向压管(22)，所述横向压管(22)的数量、相对位置与排水板(12)一一对应，所述每根横向压管(22)上设有向下伸出的多个卡爪(23)；

将每组排水体(1)插入疏浚土加固区的过程主要包括以下几步：

①在预备插入排水体(1)的区域铺设一排长度与排水体(1)相适应的泡沫板，作为施工人员的工作平台；

②施工人员用小刀在泡沫板一侧的编织布上割开一条长度与排水体(1)相适应的口子；

③将排水体(1)放置在口子中，最下方的排水板(12)平铺在口子中的泥面上；

④每个施工人员均持有一个插板器(2)，将插板器(2)间隔插在排水体(1)上，使最下方的横向压管(22)的卡爪(23)正好从上方卡住最下方的排水板(12)；

⑤施工人员握住插板器(2)的竖向插管(21)，将最下方的排水板(12)压入疏浚土中，直至下一个排水板(12)到达泥面位置；

⑥位于泥面上的排水板(12)被对应的横向压管(22)的卡爪(23)从上方卡住，施工人员握住插板器(2)的竖向插管(21)，继续将排水板(12)下压，直至下一个排水板(12)到达泥面位置时；

⑦重复步骤⑥，直至将所有排水板(12)压至指定位置。