CN113585228A - 一种用于固结软地基的水平排水系统及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于固结软地基的水平排水系统，包括铺设于地基上的排水垫层、若干垂直设置的垂直排水板和若干垂直设置的竖向集水管，垂直排水板和竖向集水管交错设置，且垂直排水板和竖向集水管均匀分布在地基中；所述竖向集水管的上端突出于地基表面，竖向集水管的其余部分埋设于地基中；所述垂直排水板的上端突出伸入排水垫层中，垂直排水板的其余部分埋设于地基中。本发明在地基中布设垂直塑料排水板和竖向集水管，同时布设有布设水平塑料排水板和水平连接管，大大提高了固结排水效率，具有环保(节约资源)、成本低、工期短(工厂模块式生产，现场安装)的优点。

Description

一种用于固结软地基的水平排水系统及其施工方法
技术领域
本发明涉及排水系统技术领域，具体是一种用于固结软地基的水平排水系统及其施工方法。
背景技术
在软地基固结过程中常使用排水固结法，排水固结法是往待处理的软地基范围内垂直植入排(滤)水通道后，在上方堆载一定标高的堆载物，以挤压土体中的水份渗透到排(滤)水通道后，由水平的砂垫层排出，达到软地基稳固的目的。传统的排水固结法有真空预压、堆载预压以及真空联合堆载预压等工法，其原理在于预先将有滤水作用的塑料排水板(带)植入松软流塑性的土体中，再在土体的上方进行堆载，泥土中的水分经塑料排水板流入堆载物与土体中的夹层-砂垫层，经砂垫层渗透至位于砂垫层内的盲沟集水井，从而增强土体的承载力和改善土体的稳固性。
传统的排水固结法具有诸多弊端：1、必须采用砂垫层，但由于砂资源匮乏而导致施工成本大；2、砂垫层在施工过程中会因为交叉作业而造成二次污染，原本洁净的砂经过摊铺后被污染一次(污染物包括机械设备携带的泥土)，在铺设塑料排水板时又被污染一次，使砂垫层的透水性能大打折扣；3、砂垫层摊铺难度大。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种用于固结软地基的水平排水系统及其施工方法，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于固结软地基的水平排水系统及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于固结软地基的水平排水系统，包括铺设于地基上的排水垫层、若干垂直设置的垂直排水板和若干垂直设置的竖向集水管，垂直排水板和竖向集水管交错设置，且垂直排水板和竖向集水管均匀分布在地基中；所述竖向集水管的上端突出于地基表面，竖向集水管的其余部分埋设于地基中，且若干竖向集水管之间通过水平连接管连通，竖向集水管和水平连接管在地基表面形成网状排水结构；所述垂直排水板的上端突出伸入排水垫层中，垂直排水板的其余部分埋设于地基中，且若干垂直排水板的上端设置有水平塑料排水板；所述水平塑料排水板埋设于排水垫层中，水平塑料排水板的底部压设于垂直排水板的上端。
作为本发明进一步的方案：所述竖向集水管与水平连接管之间通过连接头连通，连接头为三通管结构。
作为本发明进一步的方案：所述排水垫层上还铺设有密封层，密封层上搭建有施工平台，施工平台上安装有真空泵，真空泵的输入端通过抽真空管伸入排水垫层中。
作为本发明进一步的方案：所述排水垫层采用直径为10mm-20mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.05mm-0.1mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1的重度比例混合而成。
作为本发明进一步的方案：排水垫层的材料含泥量为3％-8％，渗透系数大于1×10-4m3/s，排水垫层的厚度为20cm-40cm。
一种用于固结软地基的水平排水系统的施工方法，包括以下步骤：
S1001、清理地基表层，并初步整平地基，计算确定垂直塑料排水板间距、竖向集水管间距、所需排水固结时间，根据软土层层底埋深与力学参数，确定垂直塑料排水板和竖向集水管长度；
S1002、布设垂直塑料排水板和竖向集水管；
S1003、布设水平塑料排水板和水平连接管；
S1004，在地基表面铺设排水垫层，使排水垫层没过水平塑料排水板，在排水垫层表面铺设密封层，并在密封层上搭建施工平台，在施工平台上安装真空泵，将真空泵的输入端通过抽真空管伸入排水垫层中。
作为本发明进一步的方案：步骤S1002中，使垂直排水板的上端突出地基表面，垂直排水板的其余部分埋设于地基中，竖向集水管的上端突出于地基表面，竖向集水管的其余部分埋设于地基中。
作为本发明进一步的方案：步骤S1003中，将水平连接管与竖向集水管连通，将水平塑料排水板的底部压设于垂直排水板的上端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在地基中布设垂直塑料排水板和竖向集水管，同时布设有布设水平塑料排水板和水平连接管，大大提高了固结排水效率，具有环保(节约资源)、成本低、工期短(工厂模块式生产，现场安装)的优点。
附图说明
图1为用于固结软地基的水平排水系统的结构示意图。
图2为用于固结软地基的水平排水系统施工方法的流程图。
图中：1-地基、2-垂直塑料排水板、3-水平塑料排水板、4-密封层、5-排水垫层、6-竖向集水管、7-水平连接管、8-施工平台、9-真空泵、10-抽真空管。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，一种用于固结软地基的水平排水系统，包括铺设于地基1上的排水垫层5、若干垂直设置的垂直排水板2和若干垂直设置的竖向集水管6，垂直排水板2和竖向集水管6交错设置，且垂直排水板2和竖向集水管6均匀分布在地基1中；所述竖向集水管6的上端突出于地基1表面，竖向集水管6的其余部分埋设于地基1中，且若干竖向集水管6之间通过水平连接管7连通，竖向集水管6和水平连接管7在地基1表面形成网状排水结构；所述垂直排水板2的上端突出伸入排水垫层5中，垂直排水板2的其余部分埋设于地基1中，且若干垂直排水板2的上端设置有水平塑料排水板3；所述水平塑料排水板3埋设于排水垫层3中，水平塑料排水板3的底部压设于垂直排水板2的上端。
在本发明实施例中，所述竖向集水管6与水平连接管7之间通过连接头连通，连接头为三通管结构。
在本发明又一实施例中，所述排水垫层5上还铺设有密封层4，密封层4上搭建有施工平台8，施工平台8上安装有真空泵9，真空泵9的输入端通过抽真空管10伸入排水垫层5中；
进一步的，在本发明实施例中，所述排水垫层5采用直径为10mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.05mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1的重度比例混合而成；排水垫层5的材料含泥量为3％，渗透系数大于1×10-4m3/s，排水垫层5的厚度为20cm。
实施例2
请参阅图1，本发明实施例中，一种用于固结软地基的水平排水系统，包括铺设于地基1上的排水垫层5、若干垂直设置的垂直排水板2和若干垂直设置的竖向集水管6，垂直排水板2和竖向集水管6交错设置，且垂直排水板2和竖向集水管6均匀分布在地基1中；所述竖向集水管6的上端突出于地基1表面，竖向集水管6的其余部分埋设于地基1中，且若干竖向集水管6之间通过水平连接管7连通，竖向集水管6和水平连接管7在地基1表面形成网状排水结构；所述垂直排水板2的上端突出伸入排水垫层5中，垂直排水板2的其余部分埋设于地基1中，且若干垂直排水板2的上端设置有水平塑料排水板3；所述水平塑料排水板3埋设于排水垫层3中，水平塑料排水板3的底部压设于垂直排水板2的上端。
在本发明实施例中，所述竖向集水管6与水平连接管7之间通过连接头连通，连接头为三通管结构。
在本发明又一实施例中，所述排水垫层5上还铺设有密封层4，密封层4上搭建有施工平台8，施工平台8上安装有真空泵9，真空泵9的输入端通过抽真空管10伸入排水垫层5中；
进一步的，在本发明实施例中，所述排水垫层5采用直径为20mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.1mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1的重度比例混合而成；排水垫层5的材料含泥量为8％，渗透系数大于1×10-4m3/s，排水垫层5的厚度为40cm。
实施例3
请参阅图1，本发明实施例中，一种用于固结软地基的水平排水系统，包括铺设于地基1上的排水垫层5、若干垂直设置的垂直排水板2和若干垂直设置的竖向集水管6，垂直排水板2和竖向集水管6交错设置，且垂直排水板2和竖向集水管6均匀分布在地基1中；所述竖向集水管6的上端突出于地基1表面，竖向集水管6的其余部分埋设于地基1中，且若干竖向集水管6之间通过水平连接管7连通，竖向集水管6和水平连接管7在地基1表面形成网状排水结构；所述垂直排水板2的上端突出伸入排水垫层5中，垂直排水板2的其余部分埋设于地基1中，且若干垂直排水板2的上端设置有水平塑料排水板3；所述水平塑料排水板3埋设于排水垫层3中，水平塑料排水板3的底部压设于垂直排水板2的上端。
在本发明实施例中，所述竖向集水管6与水平连接管7之间通过连接头连通，连接头为三通管结构。
在本发明又一实施例中，所述排水垫层5上还铺设有密封层4，密封层4上搭建有施工平台8，施工平台8上安装有真空泵9，真空泵9的输入端通过抽真空管10伸入排水垫层5中；
进一步的，在本发明实施例中，所述排水垫层5采用直径为15mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.08mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1的重度比例混合而成；排水垫层5的材料含泥量为5％，渗透系数大于1×10-4m3/s，排水垫层5的厚度为30cm。
实施例4
请参阅图2，一种用于固结软地基的水平排水系统的施工方法，包括以下步骤：
S1001、清理地基表层，并初步整平地基，计算确定垂直塑料排水板间距、竖向集水管间距、所需排水固结时间，根据软土层层底埋深与力学参数，确定垂直塑料排水板和竖向集水管长度；
S1002、布设垂直塑料排水板和竖向集水管，使垂直排水板的上端突出地基表面，垂直排水板的其余部分埋设于地基中，竖向集水管的上端突出于地基表面，竖向集水管的其余部分埋设于地基中；
S1003、布设水平塑料排水板和水平连接管，将水平连接管与竖向集水管连通，将水平塑料排水板的底部压设于垂直排水板的上端；
S1004，在地基表面铺设排水垫层，使排水垫层没过水平塑料排水板，在排水垫层表面铺设密封层，并在密封层上搭建施工平台，在施工平台上安装真空泵，将真空泵的输入端通过抽真空管伸入排水垫层中。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (8)

1.一种用于固结软地基的水平排水系统，其特征在于，包括铺设于地基(1)上的排水垫层(5)、若干垂直设置的垂直排水板(2)和若干垂直设置的竖向集水管(6)，垂直排水板(2)和竖向集水管(6)交错设置，且垂直排水板(2)和竖向集水管(6)均匀分布在地基(1)中；所述竖向集水管(6)的上端突出于地基(1)表面，竖向集水管(6)的其余部分埋设于地基(1)中，且若干竖向集水管(6)之间通过水平连接管(7)连通，竖向集水管(6)和水平连接管(7)在地基(1)表面形成网状排水结构；所述垂直排水板(2)的上端突出伸入排水垫层(5)中，垂直排水板(2)的其余部分埋设于地基(1)中，且若干垂直排水板(2)的上端设置有水平塑料排水板(3)；所述水平塑料排水板(3)埋设于排水垫层(3)中，水平塑料排水板(3)的底部压设于垂直排水板(2)的上端。
2.根据权利要求1所述的用于固结软地基的水平排水系统，其特征在于，所述竖向集水管(6)与水平连接管(7)之间通过连接头连通，连接头为三通管结构。
3.根据权利要求1所述的用于固结软地基的水平排水系统，其特征在于，所述排水垫层(5)上还铺设有密封层(4)，密封层(4)上搭建有施工平台(8)，施工平台(8)上安装有真空泵(9)，真空泵(9)的输入端通过抽真空管(1)(0)伸入排水垫层(5)中。
4.根据权利要求1所述的用于固结软地基的水平排水系统，其特征在于，所述排水垫层(5)采用直径为10mm-20mm的级配碎石、卵石作为粗颗粒与直径为0.05mm-0.1mm的矿粉、中细砂作为细颗粒按1:1的重度比例混合而成。
5.根据权利要求4所述的用于固结软地基的水平排水系统，其特征在于，排水垫层(5)的材料含泥量为3％-8％，渗透系数大于1×10-4m3＝/s，排水垫层(5)的厚度为20cm-40cm。
6.一种如权利要求1-5任一所述的用于固结软地基的水排水系统的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1001、清理地基表层，并初步整平地基，计算确定垂直塑料排水板间距、竖向集水管间距、所需排水固结时间，根据软土层层底埋深与力学参数，确定垂直塑料排水板和竖向集水管长度；
S1002、布设垂直塑料排水板和竖向集水管；
S1003、布设水平塑料排水板和水平连接管；
S1004，在地基表面铺设排水垫层，使排水垫层没过水平塑料排水板，在排水垫层表面铺设密封层，并在密封层上搭建施工平台，在施工平台上安装真空泵，将真空泵的输入端通过抽真空管伸入排水垫层中。
7.根据权利要求6所述的用于固结软地基的水平排水系统的施工方法，其特征在于，步骤S1002中，使垂直排水板的上端突出地基表面，垂直排水板的其余部分埋设于地基中，竖向集水管的上端突出于地基表面，竖向集水管的其余部分埋设于地基中。
8.根据权利要求7所述的用于固结软地基的水平排水系统的施工方法，其特征在于，步骤S1003中，将水平连接管与竖向集水管连通，将水平塑料排水板的底部压设于垂直排水板的上端。
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