CN107806084B - 一种刚柔式排水体及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刚柔式排水体及其施工方法，包括刚性排水体、连接盘、塑料排水板和压入模具；连接盘中设置有连接腔，连接盘连接刚性排水体和塑料排水板，塑料排水板与刚性排水体通过连接盘中的连接腔形成贯穿的排水通道；刚性排水体包括透水钢管、反滤层、透水滤布和圆锥形板头；透水钢管开设有花孔，透水钢管外套设反滤层，反滤层外包囊透水滤布；透水钢管下部焊接圆锥形板头。排水体既可使用排水体压入模具将其置于待处理里的超软弱土中，也可以预先设置于吹填土堆场中。可实现回收利用，同时可与土体一起（塑料排水板）发生压缩变形，在真空预压过程中可避免因排水体不可压缩而造成的真空压力不能直接施加于土体表层。

Description

一种刚柔式排水体及其施工方法

技术领域

本发明涉及使用排水体进行吹填土进行排水加固，特别涉及一种刚柔式排水体及其施工方法，适用于吹填土等超软土的快速脱水处理。

背景技术

随着我国经济建设的发展尤其 “十二五”规划纲要提出推进海洋经济发展后，沿海城市对于临海陆域面积及开发速度的要求必然提升，致使围海造陆工程的数量及开发速度也迅猛发展。传统的围海造陆一般采用砂料为主，但受环境保护、水利安全及砂料价格的影响而被迫放弃。目前我国围海造陆工程所用填料大部分为淤泥质土或有机质黏土等弱渗透性、高饱和性、低强度、高流变性软弱吹填土为主，在吹填完成后，短时间内陆域土体因其含水率极高，强度及承载力极低而不能及时进行地基的相关处理。同时，我国内河航道湖泊、水库每年都会产生大量的疏浚淤泥，清淤淤泥长时间堆放晾晒对环境及用地资源均存在一定的污染和浪费。如果快速将吹填清淤的吹填土进行排水，实现清淤的减量化处理，也是亟待解决的问题。

就吹填淤泥土的围海造陆工程而言，需对其超软弱土预先排水处理以期形成具有一定强度及厚度的硬壳层；对于堆场内的疏浚淤泥，则需对其进行排水处理以减小土体含水率。综上，以上工程问题是核心均是如何快速减少浅表层淤泥的含水率，从而实现吹填土等超软土的快速脱水处理。

目前，高含水率吹填土的处治方法主要有：第一、自然晾晒：该法一般晾晒至少需要1年且易受天气影响，施工效率很低。第二、塑料排水板：采用塑料排水板等塑料排水板联合真空预压法进行排水处理，改法处置后塑料排水板会保留在土体中，若外运减量化的清淤淤泥，会造成白色污染。若堆场需多次周转利用，塑料排水板不能多次应用，造成浪费。第三、刚性排水体：通过在堆场内预先设置刚性纵横向排水通道对淤泥进行真空吸水处理，此法可实现排水体的回收利用，但刚性管不能随土体一起发生沉降，真空吸水过程中，会因为刚性排水管的外露，造成真空度下降；同时，刚性管透水面积小（主要靠刚性管上的透水花孔），排水速率小于塑料排水板等透水材料。

综上，亟待研发一种适用于高含水率吹填土快速排水的排水体，并可于真空预压联合利用，并可实现回收重复利用。

发明内容

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种刚柔式排水体及其施工方法，通过特定的压入模具将排水体打入超软弱土中，刚柔式排水体下部为内嵌刚性管的排水体，上部为可压缩变形的塑料排水板，在排水过程中，上部塑料排水板随土层表面产生压缩，从而避免因排水体的突起造成真空度降低；排水结束后，通过回收下部的刚性排水体，可实现刚性排水体的回收利用。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种刚柔式排水体，其特征在于：包括刚性排水体、连接盘、塑料排水板和压入模具；连接盘中设置有连接腔，连接盘连接刚性排水体和塑料排水板，塑料排水板与刚性排水体通过连接盘中的连接腔形成贯穿的排水通道；

所述的刚性排水体包括透水钢管、反滤层、透水滤布和圆锥形板头；透水钢管开设有花孔，透水钢管外套设反滤层，反滤层外包囊透水滤布；透水钢管下部焊接圆锥形板头；连接盘底端与刚性排水体的透水钢管顶端进行连接。

作为优选方案，所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述连接盘上部设置有矩形连接口，塑料排水板插入矩形连接口与连接盘相连。

更优选的，所述的刚柔式排水体，其特征在于：还包括连接口密封条，矩形连接口处与塑料排水板之间设置连接口密封条，保证塑料排水板与连接盘的密封连接。

作为优选方案，所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述的反滤层采用盲沟材料，盲沟内孔直径大于透水钢管外径，便于盲沟外套与透水钢管。

作为优选方案，所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述连接腔为一圆锥台形状；连接腔上部连通矩形连接口，下部连通透水钢管。

作为优选方案，所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述连接盘采用钢制圆柱材料制成。

作为优选方案，所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述透水钢管顶端与连接盘下部焊接，同时保证连接腔与透水钢管的贯连相通。

作为优选方案，所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述压入模具包括压入模具套筒、压入手柄和连杆，压入手柄通过连杆和压入模具套筒的顶端连接，所述压入模具套筒为圆形钢管，其管径大于塑料排水板的截面长度。

本发明还提供所述的刚柔式排水体的施工方法，包括以下步骤：

第一步、将压入模具套筒外套于上部的塑料排水板，模具顶部顶在连接盘上，并将压入模具及排水体一同压入超软土中；

第二步、将刚柔式排水体压入土中后，上拔压入模具，重复第一步施工；

第三步、待刚柔式排水体打设完毕后，设置上部横向透水层，形成地表排水系统，并开启真空设备进行吸水；

第四步、到达预计处理效果后，停止吸真空，并使用上拔机械将可回收的刚性排水体回收，可供后期连接塑料排水板后再次使用。

有益效果：本发明提供的一种刚柔式排水体及其施工方法，下部采用内嵌透水钢管作为竖向支架和通水管，并在高度处设置连接盘，用以安置反滤层，外侧采用滤布对其进行包囊；上部采用塑料排水板。底部采用圆锥形管头的板头，便于排水体的打设。该排水体既可使用排水体压入模具将其置于待处理里的超软弱土中，也可以预先设置于吹填土堆场中。该刚柔式排水体可实现回收利用，同时可与土体一起（塑料排水板）发生压缩变形，在真空预压过程中可避免因排水体不可压缩而造成的真空压力不能直接施加于土体表层。该排水体可使用于真空预压工况，并可实现排水体的部分回收利用，从而减少工程造价。具有以下优点：第一、采用刚柔式的排水结构，可在排水结束后，完成刚性体的回收，减少工程造价和资源浪费；第二，上部采用柔性排水结构，在排水过程中，排水体可与土体发生协调沉降，可避免因排水体不可压缩而造成的真空压力不能直接施加于土体表层。第三，下部刚性排水体采用内部透水钢管，外部反滤层的结构，避免因透水钢管的花孔开口面积过小，造成排水预压效果不佳。

附图说明

图1 为本发明刚柔式排水体的正视图；

图2 为本发明刚柔式排水体的剖视内部图；

图3为本发明刚柔式排水体的A-A剖视图；

图4为本发明刚柔式排水体的B-B剖视图；；

图5为压入模具正视图；

图6为压入模具俯视图；

图7为刚柔式排水体施工示意图；

图中：刚性排水体1、塑料排水板2、连接盘3、连接口密封条4、板头5、压入模具套筒6、压入模具连杆7、压入手柄8、麻绳9；11透水钢管；12透水钢管壁；13反滤层；14滤布；21塑料排水板芯板；31矩形连接口；32连接腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1至图4所示，一种刚柔式排水体，包括：刚性排水体1、连接盘3、塑料排水板2及压入模具。连接盘2中设置有连接腔32，连接盘2连接刚性排水体1和塑料排水板2，塑料排水板2与刚性排水体1通过连接盘3中的连接腔形成贯穿的排水通道。

所述的刚性排水体1包括透水钢管11、反滤层13、透水滤布14和圆锥形板头5；透水钢管11开设有花孔，透水钢管外套设反滤层13，反滤层外包囊透水滤布14；透水钢管11下部焊接圆锥形板头5；连接盘3底端与刚性排水体的透水钢管11顶端进行连接。

所述连接盘2上部设置有矩形连接口31，塑料排水板2插入矩形连接口31与连接盘3相连。塑料排水板2中间设置塑料排水板芯板21。矩形连接口处与塑料排水板2之间设置连接口密封条4，保证塑料排水板2与连接盘3的密封连接。

更为具体的，所述连接腔32为一圆锥台形状；连接腔上部连通矩形连接口31，下部连通透水钢管11。

所述的反滤层13可采用盲沟等材料，盲沟内孔直径大于透水钢管外径，便于盲沟外套与透水钢管。

所述连接盘3采用钢制圆柱材料制成。所述透水钢管11顶端与连接盘3下部焊接，同时保证连接腔32与透水钢管11的贯连相通。

如图5和图6所示，所述压入模具包括压入模具套筒6、压入手柄8和连杆7，压入手柄8通过连杆7和压入模具套筒6的顶端连接，所述压入模具套筒6为圆形钢管，其管径大于塑料排水板2的截面长度。

本实施例中，某吹填土排水预压工程，设计处理深度为3.0m，排水体的设计处理间距为1.0m。如图1和图2所示，选用竖向长度为2.0m、外径30mm、圆管壁厚为2mm的透水钢管11，并在其上开花孔，反滤层13采用内径为30mm，外径50mm的盲沟，外包在透水钢管上，盲沟外包囊O₉₅＜0.075mm的土工滤布。

板头5为圆锥形，顶圆直径60mm、高60mm，直接焊接于透水钢管11的底部。

塑料排水板2采用宽度为100mm，厚度为5mm的B型排水板，其滤膜采用O₉₅＜0.075mm。

连接盘3采用直径120mm，高度为80mm的圆形刚柱，上面开矩形槽，矩形长度105mm，宽度为10mm，深度为50mm，连接口密封条4的厚度为4mm，嵌于矩形槽的槽口，可使塑料排水板插入矩形槽，且保证密封性。

连接盘3中的连接腔32下部圆形开口30mm，上部圆形开口100mm，连接腔高度为30mm。透水钢管11与下部圆形处焊接，并适当透水钢管与连接腔贯通。

该排水体的压入模具如图5和图6，压入模具套筒6内径及外径分别为110mm和115mm；压入手柄8采用长度为30cm，直径为10mm的钢筋；压入模具的连杆7长度为50cm，直径为10mm的钢筋，连杆分别于焊接套筒和手柄。

图7为刚柔式排水体施工示意图，如图7所示，刚柔式排水体的施工方法，包括以下的步骤：

第一步、将压入模具套筒6外套于上部的塑料排水板2，模具顶部顶在连接盘3上，并将压入模具及排水体一同压入超软土中；

第二步、将刚柔式排水体压入土中后，上拔压入模具，重复第一步施工；

第三步、待刚柔式排水体打设完毕后，设置上部横向透水层，形成地表排水系统，并开启真空设备进行吸水；

第四步、到达预计处理效果后，停止吸真空，采用麻绳9缠绕在刚性排水体上，并使用上拔机械将可回收的刚性排水体回收，可供后期连接塑料排水板后再次使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种刚柔式排水体，其特征在于：包括刚性排水体、连接盘、塑料排水板和压入模具；

所述刚柔式排水体下部为内嵌刚性管的刚性排水体，上部为可压缩变形的塑料排水板；

所述连接盘中设置有连接腔，连接盘连接刚性排水体和塑料排水板，塑料排水板与刚性排水体通过连接盘中的连接腔形成贯穿的排水通道；

所述的刚性排水体包括透水钢管、反滤层、透水滤布和圆锥形板头；透水钢管开设有花孔，透水钢管外套设反滤层，反滤层外包囊透水滤布；透水钢管下部焊接圆锥形板头；连接盘底端与刚性排水体的透水钢管顶端进行连接；

所述的反滤层采用盲沟材料。

2.根据权利要求1所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述连接盘上部设置有矩形连接口，塑料排水板插入矩形连接口与连接盘相连。

3.根据权利要求2所述的刚柔式排水体，其特征在于：还包括连接口密封条，矩形连接口处与塑料排水板之间设置连接口密封条，保证塑料排水板与连接盘的密封连接。

4.根据权利要求1所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述的反滤层的盲沟内孔直径大于透水钢管外径，便于盲沟外套于透水钢管。

5.根据权利要求1所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述连接腔为一圆锥台形状；连接腔上部连通矩形连接口，下部连通透水钢管。

6.根据权利要求1所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述连接盘采用钢制圆柱材料制成。

7.根据权利要求1所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述透水钢管顶端与连接盘下部焊接，同时保证连接腔与透水钢管的贯连相通。

8.根据权利要求1所述的刚柔式排水体，其特征在于：所述压入模具包括压入模具套筒、压入手柄和连杆，压入手柄通过连杆和压入模具套筒的顶端连接，所述压入模具套筒为圆形钢管，其管径大于塑料排水板的截面长度。

9.根据权利要求1-8任一项所述的刚柔式排水体的施工方法，包括以下步骤：

第一步、将压入模具套筒外套于上部的塑料排水板，模具顶部顶在连接盘上，并将压入模具及排水体一同压入超软土中；

第二步、将刚柔式排水体压入土中后，上拔压入模具，重复第一步施工；

第三步、待刚柔式排水体打设完毕后，设置上部横向透水层，形成地表排水系统，并开启真空设备进行吸水；

第四步、到达预计处理效果后，停止吸真空，并使用上拔机械将可回收的刚性排水体回收，可供后期连接塑料排水板后再次使用。