CN112627165A - 一种真空预压联合地基加热的地基处理系统 - Google Patents

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郑爱荣
李卫
朱耀庭
张笑寒
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Tianjin Port Engineering Institute Ltd of CCCC Frst Harbor Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种真空预压联合地基加热的地基处理系统，在待处理的软土地基中竖向打设塑料排水板，塑料排水板包括芯板和包覆在芯板上的滤膜，芯板由多个相对独立的通道管并排连接组成，滤膜和芯板的通道管外壁之间的空间形成排水通道，通道管自身的内部通道形成内部通道，每个塑料排水板的通道管顶端连接有顶端接头，底端连接有顶端接头，使每个塑料排水板具有热水循环通道；在软土地基上铺设砂垫层，砂垫层中埋设有横向布置的滤水管，砂垫层上铺设密封膜，形成闭式真空预压系统；将所有塑料排水板顶端的顶端接头的循环进水口和循环出水口通过管路与循环加热设备连接，形成能够对软土地基进行加热的水循环加热系统。

Description

一种真空预压联合地基加热的地基处理系统
技术领域
本发明属于软土地基处理技术领域，具体涉及一种真空预压联合地基加热的地基处理系统。
背景技术
塑料排水板(带)由具有纵向排水通道的塑料板芯和外覆透水滤布两部分组成，板芯一般采用聚乙烯、聚丙烯等塑料制成，透水滤布一般为涤纶、维纶和丙纶等短纤浸胶无纺土工布或长纤热熔无纺土工布。排水板可将周围土体中水压高于板内的水收集到板内并排向设定的地方，使周围土体中的含水率降低，达到提高土体强度、减小土体变形的作用。
塑料排水板(带)从二十世纪80年代开始应用，90年代引入我国。它的出现对软基加固尤其吹填土超软地基加固具有非常重要的意义，其工业化特点，排水效率高、成本低、打设方便高效、对软弱土层的扰动较小、不会产生滑坡的特性，使其迅速取代砂井，成为软基加固工程中最常用的排水通道，并形成了塑料排水板联合真空预压软基加固法，极大地提高了地基加固的效率。作为真空预压加固技术中最重要、应用量最大的土工合成材料，塑料排水板的年应用量早已达到亿米级别。
然而，塑料排水板(带)软基加固中的淤堵及排水效率降低问题一直是影响其工程应用的瓶颈，同时为了拓展其在环保等其他新型项目的应用，对塑料排水板(带)的功能和适应性提出了新的要求，迫切需要一些新型塑料排水板(带)产品。
发明内容
针对淤堵及排水效率降低问题，结合新兴排水技术的潜在需求，充分考虑塑料排水板(带)的工作特点，发明了一种真空预压联合地基加热的地基处理系统。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种真空预压联合地基加热的地基处理系统，在待处理的软土地基中竖向打设塑料排水板，所述塑料排水板包括芯板和包覆在芯板上的滤膜，芯板由多个相对独立的通道管并排连接组成，滤膜和芯板的通道管外壁之间的空间形成排水通道，通道管自身的内部通道形成内部通道，从而使塑料排水板同时具有排水通道和内部通道两种通道；
在每个塑料排水板的顶端连接有顶端接头，顶端接头上设置有用于连接塑料排水板的通道管的接口，接口数量与塑料排水板的通道管数量一致，将顶端接头的接口对应插入塑料排水板顶部的通道管中进行连接，从而使通道管与顶端接头的内腔连通；顶端接头的内部分为两个独立内腔，其中一个内腔与一半的接口相连通，另一个内腔与另一半的接口相连通，并且两个内腔分别设置有用于与外部管路连接的引出接口，其中一个引出接口为循环进水口，另一个引出接口为循环出水口；
在每个塑料排水板的底端连接有底端接头，底端接头的内部具有内腔，底端接头上设置有用于连接塑料排水板的通道管的接口，接口与底端接头的内腔连通，接口数量与塑料排水板的通道管数量一致，将底端接头的接口对应插入塑料排水板底部的通道管中进行连接，从而使塑料排水板的所有通道管与底端接头的内腔连通；
塑料排水板成点阵排布，塑料排水板的顶部露出软土地基，并在软土地基上铺设砂垫层，砂垫层中埋设有横向布置的滤水管，砂垫层上铺设密封膜，密封膜边缘压入压膜沟中，滤水管的终端通过出膜装置连接抽气管路，从而形成闭式真空预压系统；
将所有塑料排水板顶端的顶端接头的循环进水口通过管路汇集到总进水管上，将所有塑料排水板顶端的顶端接头的循环出水口通过管路汇集到总出水管上，总进水管与地面上的循环加热设备的出水口连接，总出水管与地面上的循环加热设备的进水口连接，从而形成能够对软土地基进行加热的水循环加热系统。
在上述技术方案中，塑料排水板顶端的顶端接头也埋设在砂垫层中。
在上述技术方案中，芯板的宽度优选为50～200mm，厚度优选为8～20mm。
在上述技术方案中，所述滤膜与芯板外侧热熔粘合，也可将滤膜缝合。
在上述技术方案中，单个通道管的截面形状为椭圆形或菱形。
在上述技术方案中，椭圆形的长直径或菱形的高度为8～20mm，椭圆形的短直径或菱形的宽度为5～12mm，相邻两个通道管由塑料实体进行连接，塑料实体宽度为1～3mm、厚度大于0.5mm。
在上述技术方案中，所述芯板的单个通道管的管壁厚度为0.5～1mm。
在上述技术方案中，所述顶端接头宽度为50～200mm，厚度为8～20mm，高度为30～50mm。
在上述技术方案中，所述底端接头宽度为50～200mm，厚度为8～20mm，高度为30～50mm。
本发明的优点和有益效果：
本发明利用专门设计的塑料排水板及其端部接头构建了真空预压联合地基加热的地基处理系统，该地基处理系统具备真空预压和地基加热功能，通过提升地基的温度，可以大大降低水的动力粘滞系数，加快排水效率，减轻淤堵现象，缩短软基加固时间，提高土体强度。整个系统结构简单，施工方便。
附图说明
图1是本发明的新型塑料排水板的截面图。
图2是本发明的新型塑料排水板的示意图。
图3是本发明的新型塑料排水板的截面图。
图4是本发明的新型塑料排水板的示意图。
图5是本发明的新型塑料排水板连接顶端接头的示意图。
图6是本发明的新型塑料排水板连接底端接头的示意图。
图7是利用塑料排水板及其端部接头构建真空预压联合地基加热的地基处理系统的侧视图。
图8是利用塑料排水板及其端部接头构建真空预压联合地基加热的地基处理系统的俯视图。
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。
具体试验方法
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
参见附图1-6，一种新型的塑料排水板及其端部接头，包括料排水板及其端部接头。
(一)塑料排水板部分
塑料排水板包括芯板1和包覆在芯板上的滤膜2，芯板1的宽度优选为50～200mm，厚度优选为8～20mm，芯板1由多个相对独立的通道管3并排连接组成；滤膜2包覆在芯板1上，滤膜和芯板1的通道管3外壁之间的空间形成排水通道a(在真空预压地基排水施工时，软土地基中的水和空气能够透过滤膜进入排水通道中)，通道管3自身的内部通道形成内部通道b，从而使塑料排水板同时具有排水通道和内部通道两种通道。
进一步的说，所述滤膜2与芯板1外侧热熔粘合，也可将滤膜2缝合。
进一步的说，单个通道管3的截面形状为椭圆形或菱形，椭圆形的长直径或菱形的高度为8～20mm，椭圆形的短直径或菱形的宽度为5～12mm，相邻两个通道管3由塑料实体4进行连接，塑料实体4宽度为1～3mm、厚度大于0.5mm。
所述芯板1的单个通道管3的管壁厚度为0.5～1mm。
(二)塑料排水板的端部接头部分
塑料排水板的端部接头分为顶端接头5和底端接头6两种，具体的讲：
所述顶端接头5宽度为50～200mm，厚度为8～20mm，高度为30～50mm。顶端接头5上设置有用于连接塑料排水板的通道管3的接口5.1，接口5.1数量与塑料排水板的通道管3数量一致，接口直径略小于通道管3，高度为5～10mm，需要连接时，将顶端接头5的接口5.1对应插入塑料排水板顶部的通道管3中进行连接，从而使通道管3与顶端接头5的内腔连通；顶端接头5的内部分为两个独立内腔，其中一个内腔5.2与一半的接口相连通，另一个内腔5.3与另一半的接口相连通，并且两个内腔分别设置有用于与外部管路连接的引出接口，其中一个引出接口为循环进水口5.4，用于通入热水，另一个引出接口为循环出水口5.5，用于排出热水。
所述底端接头6宽度为50～200mm，厚度为8～20mm，高度为30～50mm。底端接头6的内部具有内腔，底端接头6上设置有用于连接塑料排水板的通道管3的接口6.1，接口6.1与底端接头6的内腔连通，接口数量与塑料排水板的通道管3数量一致，接口直径略小于通道管3，高度为5～10mm，需要连接时，将底端接头6的接口6.1对应插入塑料排水板底部的通道管3中进行连接，从而使塑料排水板的所有通道管3与底端接头6的内腔连通。
通过设置顶端接头5和底端接头6，可以实现每个塑料排水板的自身热水循环，即热水从塑料排水板的顶端接头5的循环进水口进入到塑料排水板的一半通道管3中，并沿通道管3流动至底端接头6内腔中，然后再进入到另一半通道管3中，自下而上沿通道管3循环回顶端接头5，从顶端接头5的循环出水口排出。
实施例二
应用实施例一的塑料排水板及其端部接头构建真空预压联合地基加热的地基处理系统，该地基处理系统具备真空预压和地基加热功能。
具体的讲，参见附图7-8，所述真空预压联合地基加热的地基处理系统，在待处理的软土地基中竖向打设上述塑料排水板，每个塑料排水板的底端安装有底端接头6，每个塑料排水板的顶端安装有顶端接头5，塑料排水板成点阵排布，塑料排水板的顶部露出软土地基，并在软土地基上铺设砂垫层7，砂垫层中埋设有横向布置的滤水管8，砂垫层上铺设密封膜，密封膜边缘压入压膜沟中，滤水管的终端通过出膜装置连接抽气管路(抽气管路连接底面上的抽真空设备)，从而形成闭式真空预压系统；此外，将所有塑料排水板顶端的顶端接头5的循环进水口通过管路汇集到总进水管9.1上，将所有塑料排水板顶端的顶端接头5的循环出水口通过管路汇集到总出水管9.2上，总进水管与地面上的循环加热设备10的出水口连接，总出水管与地面上的循环加热设备10的进水口连接，从而形成能够对软土地基进行加热的水循环加热系统。进一步的说，塑料排水板顶端的顶端接头5也埋设在砂垫层中。
应用上述构建的真空预压联合地基加热的地基处理系统，进行真空预压联合地基加热对软土地基进行处理的方法如下：
开启循环加热设备，向每个塑料排水板中通入循环热水，每个塑料排水板自身形成循环加热，即热水从塑料排水板的顶端接头5的循环进水口进入到塑料排水板的一半通道管3中，并沿通道管3流动至底端接头6内腔中，然后再进入到另一半通道管3中，自下而上沿通道管3循环回顶端接头5，从顶端接头5的循环出水口排出，如此循环，不断对塑料排水板周围的土体进行加热。
加热一段时间后，地基内提升到较高温度，然后开启抽真空设备，负压沿塑料排水板的排水通道a传递至周围软土，从而将软土地基中的水和空气向上排出，实现地基加固。通过提升地基的温度，可以大大降低水的动力粘滞系数，加快排水效率，减轻淤堵现象，缩短软基加固时间，提高土体强度。
以上所述只是用图解解释本发明，并非用于将本发明限制在所示和所述的结构和使用范围内，故凡是在本发明的精神和原则之内所作的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (9)

1.一种真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：在待处理的软土地基中竖向打设塑料排水板，所述塑料排水板包括芯板和包覆在芯板上的滤膜，芯板由多个相对独立的通道管并排连接组成，滤膜和芯板的通道管外壁之间的空间形成排水通道，通道管自身的内部通道形成内部通道，从而使塑料排水板同时具有排水通道和内部通道两种通道；
在每个塑料排水板的顶端连接有顶端接头，顶端接头上设置有用于连接塑料排水板的通道管的接口，接口数量与塑料排水板的通道管数量一致，将顶端接头的接口对应插入塑料排水板顶部的通道管中进行连接，从而使通道管与顶端接头的内腔连通；顶端接头的内部分为两个独立内腔，其中一个内腔与一半的接口相连通，另一个内腔与另一半的接口相连通，并且两个内腔分别设置有用于与外部管路连接的引出接口，其中一个引出接口为循环进水口，另一个引出接口为循环出水口；
在每个塑料排水板的底端连接有底端接头，底端接头的内部具有内腔，底端接头上设置有用于连接塑料排水板的通道管的接口，接口与底端接头的内腔连通，接口数量与塑料排水板的通道管数量一致，将底端接头的接口对应插入塑料排水板底部的通道管中进行连接，从而使塑料排水板的所有通道管与底端接头的内腔连通；
塑料排水板成点阵排布，塑料排水板的顶部露出软土地基，并在软土地基上铺设砂垫层，砂垫层中埋设有横向布置的滤水管，砂垫层上铺设密封膜，密封膜边缘压入压膜沟中，滤水管的终端通过出膜装置连接抽气管路，从而形成闭式真空预压系统；
将所有塑料排水板顶端的顶端接头的循环进水口通过管路汇集到总进水管上，将所有塑料排水板顶端的顶端接头的循环出水口通过管路汇集到总出水管上，总进水管与地面上的循环加热设备的出水口连接，总出水管与地面上的循环加热设备的进水口连接，从而形成能够对软土地基进行加热的水循环加热系统。
2.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：塑料排水板顶端的顶端接头也埋设在砂垫层中。
3.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：芯板的宽度为50～200mm，厚度为8～20mm。
4.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：所述滤膜与芯板外侧热熔粘合。
5.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：单个通道管的截面形状为椭圆形或菱形。
6.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：椭圆形的长直径或菱形的高度为8～20mm，椭圆形的短直径或菱形的宽度为5～12mm，相邻两个通道管由塑料实体进行连接，塑料实体宽度为1～3mm、厚度大于0.5mm。
7.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：所述芯板的单个通道管的管壁厚度为0.5～1mm。
8.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：所述顶端接头宽度为50～200mm，厚度为8～20mm，高度为30～50mm。
9.根据权利要求1所述的具有真空预压联合地基加热的地基处理系统，其特征在于：所述底端接头宽度为50～200mm，厚度为8～20mm，高度为30～50mm。
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