CN110004912A - 一种外绕加热线的塑料排水板及其固结排水施工方法 - Google Patents

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陈富
张健
李立新
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CCCC First Harbor Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种外绕加热线的塑料排水板及其固结排水施工方法,包括塑料排水板和加热线,加热线布置在塑料排水板两侧;所述加热线包括玻璃纤维束、电阻丝和绝缘防水层,所述电阻丝螺旋缠绕在玻璃纤维束上,并在其外层包覆绝缘防水层。本发明的外绕电热丝的塑料排水板设计合理,结构简单,在塑料排水板的外侧外绕加热线,在不影响塑料排水板自身排水功能的基础上,使塑料排水板同时具有了加热功能,其加热结构密封性强、防水等级高,且该塑料排水板和加热线打设施工简单,连接方便。

Description

一种外绕加热线的塑料排水板及其固结排水施工方法
技术领域
本发明属于土木工程地基处理领域,具体的是涉及一种外绕加热线的塑料排水板及其固结排水施工方法。
背景技术
排水固结方法在软黏土地基处理中有着广泛的应用。为了缩短排水路径,减少固结时间,需要在地基中打入竖向塑料排水板。塑料排水板为带状复合型结构,中间是挤出成型的塑料芯板,芯板的两面是非织造土工织物包裹作滤层。塑料排水板一般先穿引到套管内,通过插板机械将套管打入到指定深度,然后拔出套管,塑料排水板就留在土体内,平面上一般按照正方形或者等边三角形布置,间距为0.7-2.0米。水平向排水系统由水平砂垫层及埋入砂垫层的滤管组成。竖向排水板与水平排水系统相连接,形成完整的排水系统。
由于套管在打入土体过程中对周围土体造成较大的扰动,使土体的渗透系数下降,形成“涂抹区(smear zone)”,其直径大约为套管直径的2.0-3.0倍。涂抹区的存在大大阻碍了孔隙水的排出速率,造成固结时间增长。Abuel-Naga等学者研究发现加热可以提高涂抹区的渗透系数,可以大大减小涂抹区对于孔隙水排出的阻碍作用,并通过室内大型固结仪试验验证了加热可以缩短固结时间,同时可以增大最终沉降量。现在一般采用U形管注水加热或排水板缠绕电热丝加热法,操作比较复杂,因此不适用于现场插板机械施工,因此需要开发出一种适用于现场插板机械施工,并且发热效率较高的加热型竖向排水通道。
开发一种外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法,在固结排水过程中,加热线发热升高竖向排水滤管周围涂抹区土体的温度,增大土体的渗透系数、缩短固结时间,同时可以增大地基处理过程中的最终沉降量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种外绕加热线的塑料排水板及其固结排水施工方法,设计合理,结构简单,在塑料排水板的外侧外绕加热线,在不影响塑料排水板自身排水功能的基础上,使塑料排水板同时具有了加热功能。
本发明是通过以下技术方案实现的:
一种外绕加热线的塑料排水板,包括塑料排水板和加热线,加热线布置在塑料排水板两侧;所述加热线包括玻璃纤维束、电阻丝和绝缘防水层,所述电阻丝螺旋缠绕在玻璃纤维束上,并在其外层包覆绝缘防水层。
在上述技术方案中,所述加热线的绝缘防水层选用硅胶材质。
在上述技术方案中,所述加热线的绝缘防水层的绝缘电阻大于500MΩ。
在上述技术方案中,所述加热线具有耐热性能,在150℃下可长期使用而无性能变化。
在上述技术方案中,所述加热线外径2mm,抗拉强度大于1kg。
在上述技术方案中,所述玻璃纤维束外径1-3mm,抗拉强度大于1kg,玻璃纤维束由玻璃纤维制作而成。
所述外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法如下:
(1)场地整平,铺设中粗砂垫层,要求其渗透系数大于10-3cm/s;
(2)将塑料排水板先穿引到套管内,引出并弯折0.5m,防止上拔时塑料排水板回带;
(3)将加热线一端挂在套管顶部,然后沿套管自由垂落,并绕过套管的管靴。为保护塑料排水板和加热线在插入过程中不被损坏,在套管的管靴端部加上泡沫板;
(4)通过插板机械将套管按一定速率插入到指定深度,在套管插入的过程中,保持另一侧加热线不断续入,防止卡住撕断加热线;
(5)当套管b插入到指定深度后,剪断加热线c,使其外漏砂垫层长度约为0.5米;
(6)将原先加热线端头从套管顶部解开,然后将新的剩余加热线的一端再次挂在套管顶部。拔出套管b,使塑料排水板和加热线留在土体内;
(7)割断塑料排水板a,使其外漏砂垫层长度约为0.5米;
(8)移动到下一点,重复以上步骤,插板位置按照正方形或者等边三角形布置,间距为0.7-2.0米;
(9)打设完加热线后,利用万用表连接加热线的外漏电阻丝两端,检查整根电热线的电阻,如果发现断路,重新打设电热线;
(10)用接线卡f将电热线中的电阻丝与T型电缆g的快速接头相连接,T型电缆与供电系统h相连接;
(11)在地基内靠近塑料排水板和电热丝的位置埋设温度传感器k,并与温控器相连接;
(12)开启供电系统,利用加热丝对地基进行加热,可以结合堆载预压、或者真空预压、或者真空联合堆载预压等方法对地基进行预压排水固结;
(13)开启温控器,当温度传感器温度大于90摄氏度时,自动断电。当温度传感器温度低于80摄氏度时,自动通电加热;
(14)在预压过程中,监测地基沉降、孔隙水压力消散、及土体温度变化等,推算固结度达到90%以上时,进行卸载。
本发明的优点和有益效果为:
本发明的外绕电热丝的塑料排水板设计合理,结构简单,在塑料排水板的外侧外绕加热线,在不影响塑料排水板自身排水功能的基础上,使塑料排水板同时具有了加热功能,其加热结构密封性强、防水等级高,且该塑料排水板和加热线打设施工简单,连接方便。
采用外绕加热线的塑料排水板升高塑料排水板周围涂抹区土体的温度,加快固结排水速率,缩短固结时间。同时可以减小土的先期固结压力,增大地基处理期间的沉降量。
附图说明
图1是本发明中加热线的结构示意图。
图2是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(2)、(3)示意图。
图3是图2的局部放大图。
图4是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(4)的示意图。
图5是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(5)的示意图。
图6是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(6)的示意图。
图7是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(7)的示意图。
图8是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(10)的示意图。
图9是外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工步骤(11)的示意图。
其中:
c1:玻璃纤维束,c2:电阻丝,c3:绝缘防水层,a:塑料排水板,b:套管,c:加热线,d:泡沫板,e:插板机械,f:接线卡,g:T型电缆,h:供电系统,k:温度传感器。
对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
一种外绕加热线的塑料排水板,包括塑料排水板和加热线,加热线布置在塑料排水板两侧。所述加热线包括玻璃纤维束c1、电阻丝c2和绝缘防水层c3,所述电阻丝c2螺旋缠绕在玻璃纤维束c1上,并在其外层包覆绝缘防水层c3。
进一步的说,所述加热线的绝缘防水层选用硅胶材质。
进一步的说,所述加热线的绝缘防水层的绝缘电阻大于500MΩ。
进一步的说,所述加热线具有耐热性能,在150℃下可长期使用而无性能变化。
进一步的说,所述加热线外径2-5mm,抗拉强度大于1kg。
进一步的说,所述玻璃纤维束c1外径1-3mm,抗拉强度大于1kg,玻璃纤维束c1由玻璃纤维制作而成。
实施例二
所述外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法如下:
(1)场地整平,铺设中粗砂垫层m,要求其渗透系数大于10-3cm/s;
(2)将塑料排水板a先穿引到套管b内,引出并弯折0.5m,防止上拔时塑料排水板回带;
(3)将加热线c一端挂在套管b顶部,然后沿套管自由垂落,并绕过套管的管靴。为保护塑料排水板a和加热线c在插入过程中不被损坏,在套管b的管靴端部加上泡沫板d;
(4)通过插板机械e将套管b按一定速率插入到指定深度,在套管插入的过程中,保持另一侧加热线不断续入,防止卡住撕断加热线;
(5)当套管b插入到指定深度后,剪断加热线c,使其外漏砂垫层长度约为0.5米;
(6)将原先加热线端头从套管顶部解开,然后将新的剩余加热线的一端再次挂在套管顶部。拔出套管b,使塑料排水板和加热线留在土体内;
(7)割断塑料排水板a,使其外漏砂垫层长度约为0.5米;
(8)移动到下一点,重复以上步骤,插板位置按照正方形或者等边三角形布置,间距为0.7-2.0米;
(9)打设完加热线后,利用万用表连接加热线的外漏电阻丝两端,检查整根电热线的电阻,如果发现断路,重新打设电热线;
(10)用接线卡f将电热线中的电阻丝与T型电缆g的快速接头相连接,T型电缆与供电系统h相连接;
(11)在地基内靠近塑料排水板和电热丝的位置埋设温度传感器k,并与温控器相连接;
(12)开启供电系统,利用加热丝对地基进行加热,可以结合堆载预压、或者真空预压、或者真空联合堆载预压等方法对地基进行预压排水固结;
(13)开启温控器,当温度传感器温度大于90摄氏度时,自动断电。当温度传感器温度低于80摄氏度时,自动通电加热;
(14)在预压过程中,监测地基沉降、孔隙水压力消散、及土体温度变化等,推算固结度达到90%以上时,进行卸载。
以上对本发明做了示例性的描述,应该说明的是,在不脱离本发明的核心的情况下,任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种外绕加热线的塑料排水板,其特征在于:包括塑料排水板和加热线,加热线布置在塑料排水板两侧;所述加热线包括玻璃纤维束、电阻丝和绝缘防水层,所述电阻丝螺旋缠绕在玻璃纤维束上,并在其外层包覆绝缘防水层。
2.根据权利要求1所述的外绕加热线的塑料排水板,其特征在于:所述加热线的绝缘防水层选用硅胶材质。
3.根据权利要求1所述的外绕加热线的塑料排水板,其特征在于:所述加热线的绝缘防水层的绝缘电阻大于500MΩ。
4.根据权利要求1所述的外绕加热线的塑料排水板,其特征在于:所述加热线具有耐热性能,在150℃下可长期使用而无性能变化。
5.根据权利要求1所述的外绕加热线的塑料排水板,其特征在于:所述玻璃纤维束外径1-3mm,抗拉强度大于1kg。
6.根据权利要求1所述的外绕加热线的塑料排水板,其特征在于:玻璃纤维束由玻璃纤维制作而成。
7.根据权利要求1所述的外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)场地整平,铺设中粗砂垫层;
(2)将塑料排水板先穿引到套管内,引出并弯折段,防止上拔时塑料排水板回带;
(3)将加热线一端挂在套管顶部,然后沿套管自由垂落,并绕过套管的管靴;
(4)通过插板机械将套管按一定速率插入到指定深度,在套管插入的过程中,保持另一侧加热线不断续入,防止卡住撕断加热线;
(5)当套管插入到指定深度后,剪断加热线,使其外漏砂垫层长度约为0.5米;
(6)将原先加热线端头从套管顶部解开,然后将新的剩余加热线的一端再次挂在套管顶部,拔出套管,使塑料排水板和加热线留在土体内;
(7)割断塑料排水板,使其外漏砂垫层长度约为0.5米;
(8)移动到下一点,重复以上步骤,插板位置按照正方形或者等边三角形布置,间距为0.7-2.0米;
(9)打设完加热线后,利用万用表连接加热线的外漏电阻丝两端,检查整根电热线的电阻,如果发现断路,重新打设电热线;
(10)将电热线中的电阻丝与供电系统相连接;
(11)在地基内靠近塑料排水板和电热丝的位置埋设温度传感器,并与温控器相连接;
(12)开启供电系统,利用加热丝对地基进行加热,可以结合堆载预压、或者真空预压、或者真空联合堆载预压等方法对地基进行预压排水固结。
8.根据权利要求7所述的外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法,其特征在于:用接线卡将电热线中的电阻丝与T型电缆的快速接头相连接,T型电缆与供电系统相连接。
9.根据权利要求7所述的外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法,其特征在于:开启温控器,当温度传感器温度大于90摄氏度时,自动断电;当温度传感器温度低于80摄氏度时,自动通电加热;在预压过程中,监测地基沉降、孔隙水压力消散、及土体温度变化等,推算固结度达到90%以上时,进行卸载。
10.根据权利要求7所述的外绕加热线的塑料排水板的固结排水施工方法,其特征在于:为保护塑料排水板和加热线在插入过程中不被损坏,在套管的管靴端部加上泡沫板。
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