專利名稱：用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的構(gòu)件，具體是一種用于真空預(yù)壓固結(jié)的 帶頂盒的土工塑料排水板。
技術(shù)背景自1952年瑞典科學(xué)家杰爾曼(Kjellman)提出使用大氣壓(抽真空預(yù)壓) 的方法對軟土地基進(jìn)行排水固結(jié)處理后，世界上許多國家的工程師針對各自國家 的軟土地基條件開發(fā)了各種技術(shù)方案，形成了各有特點的真空預(yù)壓技術(shù)，真空預(yù) 壓技術(shù)從單一的真空預(yù)壓法發(fā)展到真空聯(lián)合堆載、真空聯(lián)合降水等，被逐步應(yīng)用到水利、市政、道路、港灣、疏浚淤泥的快速處理等各個領(lǐng)域，取得了巨大的經(jīng) 濟(jì)效益與社會效益。傳統(tǒng)的真空預(yù)壓技術(shù)是首先在地基中打入塑料排水板；其次，在軟土地基上 鋪設(shè)砂墊層及網(wǎng)狀排水濾管組成水平通道，然后在其上覆蓋不透氣的密封膜。采 用真空裝置進(jìn)行抽氣將膜內(nèi)地基中空氣排出，使膜內(nèi)外產(chǎn)生一個氣壓差，這個氣 壓差作用于地基上，相當(dāng)于給地面增加一個負(fù)荷載。隨膜內(nèi)空氣與水不斷地被排 出，氣壓差逐漸增大，地基中的水氣不斷地被排出而使地基發(fā)生固結(jié)，使地基的 強(qiáng)度得到增加。在地基中打入塑料排水板是為了加快水分從地基中排出，加速軟 粘土地基的排水效果。采用這種塑料排水板進(jìn)行真空預(yù)壓固結(jié)處理需配套設(shè)置不 透氣的氣水隔離薄膜，這種配套薄膜可能存在以下幾種缺陷(1)如果表層存 在有透氣、透水性良好的地基，為了防止漏氣，密封薄膜必須埋入其下更深的低 滲透性的地基，或在這層土中設(shè)置至下層的隔斷泥漿墻；且該隔斷墻必須沿需預(yù) 壓處理區(qū)域的全部周邊設(shè)置。這樣的施工方法很不經(jīng)濟(jì)，而且有時還不能保證密 封效果。(2)對于用路堤荷載與真空荷載相結(jié)合的方法，雖然可以減小地基在 預(yù)壓固結(jié)中的側(cè)面位移與地表裂縫，但一旦路堤覆蓋薄膜后，任何對薄膜的損傷 漏氣就無從檢測與修復(fù)，有時反而大大降低真空效率。經(jīng)對現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，為了克服上述缺陷并增加對軟土地基的密封
固結(jié)效果，中國專利名稱低位真空預(yù)壓軟土地基加固抬高法，專利申請?zhí)?7100652.0，該專利"在軟土地基上預(yù)埋復(fù)式濾水管網(wǎng)，向軟土地基圍堰內(nèi)吹 入吹填土并通過密封集水井抽水排氣，使濾水管網(wǎng)中造成負(fù)壓而使軟土地基和吹 填土體向濾水管網(wǎng)中強(qiáng)制釋水固結(jié)，待吹填土體表層干裂后再在其表面覆蓋塑料 膜并繼續(xù)抽水排氣，直至軟土地基達(dá)到設(shè)計高程和加固要求為止。"。該發(fā)明雖 也提出了用吹填土代替密封薄膜的方法，在一定程度上解決了密封膜破損的問 題。但該法需構(gòu)筑集水井，不僅使成本升高而且，集水并的密封也需要很好地解 決。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，提供一種施工方便、操作簡單的用于真 空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板，不需要擔(dān)心薄膜的質(zhì)量問題以及可能帶 來的不利影響。而且可以使真空預(yù)壓固結(jié)在局部進(jìn)行，不需要特別考慮整個處理 區(qū)域的密封問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括土工塑料排水板、塑料盒子、軟管、導(dǎo)向膠帶、錐形單向閥。軟管和土工塑料排水板通過塑料盒子連接， 軟管同時與抽真空裝置相連。導(dǎo)向膠帶連接并固定土工塑料排水板，錐形單向閥 設(shè)置于軟管內(nèi)。所述土工塑料排水板由芯板與濾膜構(gòu)成，濾膜圍裹芯板，芯板用于支撐濾膜； 芯板與濾膜之間可以用熱粘結(jié)也可以用防水防腐蝕樹脂粘結(jié)。芯板兩面有間隔溝 槽，材料采用聚乙烯或聚丙烯類硬質(zhì)塑料，180度彎曲時應(yīng)不脆不斷，芯板不透 水；濾膜一般采用耐腐蝕的滌綸布，應(yīng)保證滌綸布飽水后還有較強(qiáng)的強(qiáng)度，滌綸 布還應(yīng)有較好的透水性，材料中不應(yīng)摻入有機(jī)混合料。 一個單元塑料排水板的長 度視現(xiàn)場加固深度的要求確定。所述塑料盒子，其材料與土工塑料排水板的芯板相同，內(nèi)部尺寸與土工塑料 排水板相同，壁厚應(yīng)稍厚些，具體可以通過強(qiáng)度計算進(jìn)行設(shè)計；塑料盒子有兩個 開孔端，其中一端與土工塑料排水板連接，另一端與軟管連接；塑料盒子與土工 塑料排水板連接端為長方形，塑料盒子與軟管連接處為局部弧形，塑料盒子強(qiáng)度 難于滿足要求時可以通過中間加肋的方法加固。所述土工塑料排水板與塑料盒子連接采用防水防腐蝕樹脂粘合。
所述塑料盒子與軟管相連接可以采用卡扣，也可以采用防水防腐蝕樹脂粘 結(jié)，但應(yīng)注意連接處的密封；卡扣時可以用O型橡膠圈密封。 所述軟管采用有鋼絲加筋的塑料軟管。 所述導(dǎo)向膠帶是由與芯板相同塑料構(gòu)成。所述錐形單向閥在真空泵停止運轉(zhuǎn)時保持塑料排水板內(nèi)的真空度，它包括基 座、0型橡膠密封圈、錐形塞、彈簧、彈簧座，彈簧不能太緊應(yīng)在真空泵抽氣時， 能夠松開并通氣透水?；擒浌芫植勘诩雍癫糠?，在基座的上部設(shè)置凹槽嵌入 O型橡膠密封圈，彈簧座在基座上部并與基座之間有間隙，錐形塞與彈簧座通過 彈簧連接在一起，位于基座之上。所述導(dǎo)向膠帶于土工塑料排水板間用樹脂或熱粘合，連接處均應(yīng)保持密封。本發(fā)明使用時，用土工塑料排水板插板機(jī)將本發(fā)明的塑料排水板插入地基， 但塑料盒子部分必須埋入低透水透氣性的粘性土中，塑料盒子與粘性土的交界面 采用注入膨潤土水泥漿方法密封。本發(fā)明的效果在于采用這種塑料排水板后，不需要再單獨設(shè)置不透氣薄膜， 這樣就不需要擔(dān)心薄膜的質(zhì)量問題以及可能帶來的不利影響。利用本發(fā)明后真空 預(yù)壓時也不需要在地表鋪設(shè)砂墊層。表層土及表層土以下的土層可直接作為密封 層，密封層的厚度根據(jù)不同的工程確定，不會增加任何附加費用。本發(fā)明中的制 作方法與一般的土工塑料排水板類似，可在工廠批量生產(chǎn)?？傮w來說制作簡單， 使用方便。相對于低位真空預(yù)壓技術(shù)而言，本發(fā)明的每根塑料排水板是獨立進(jìn)行真空壓 施加的，即使在密封層粘土發(fā)生開裂后，還能起真空預(yù)壓的作用。


圖1為本發(fā)明的一個單元的構(gòu)成示意圖。圖2為本發(fā)明中的土工塑料排水板的斷面示意圖。圖3為本發(fā)明中的頂盒的縱斷面構(gòu)成及塑料排水板的連接方式示意圖。 圖4為本發(fā)明中的頂盒的上面俯視示意圖。 圖5為本發(fā)明中的頂盒的下面仰視示意圖。 圖6為本發(fā)明中的錐形單向閥的構(gòu)造示意圖。 圖7為本發(fā)明中的彈簧座的構(gòu)造示意圖。圖8為本發(fā)明中的排水板在土層中的設(shè)置方式示意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下 進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限 于下述的實施例。如圖1所示，本實施例帶頂盒的土工塑料排水板包括土工塑料排水板l、 塑料盒子2、導(dǎo)向膠帶3、軟管4、錐形單向閥5。軟管4和土工塑料排水板1通 過塑料盒子2連接起來，軟管4同時與抽真空裝置相連。導(dǎo)向膠帶3連接并固定 土工塑料排水板l，錐形單向閥5設(shè)置于軟管4內(nèi)。如圖2所示，土工塑料排水板l由芯板11與濾膜12構(gòu)成，濾膜12圍裹芯 板ll，芯板11兩面有間隔溝槽13;芯板ll的構(gòu)造可以是槽形，可以是梯形， 也可以是三角形，但不限于上述三種類型，但是必須達(dá)到支撐濾膜12與自由通 水的要求；芯板11的材料采用聚乙烯或聚丙烯類硬質(zhì)塑料，180度彎曲時應(yīng)不 脆不斷，芯板ll不透水；濾膜12—般采用耐腐蝕的滌綸布，滌綸布不低于60 #，含膠量不小于35%，應(yīng)保證滌綸布飽水后還有較強(qiáng)的強(qiáng)度，滌綸布還應(yīng)有 較好的透水性，材料中不應(yīng)摻入有機(jī)混合料。 一個單元土工塑料排水板1的長度 視現(xiàn)場加固深度的要求確定，視需要可以接長。如圖3所示，塑料盒子2材料與芯板11相同，內(nèi)部尺寸與土工塑料排水板 l相同，本實施例中，通過強(qiáng)度計算設(shè)計壁厚為1毫米對應(yīng)25米深度的土壓； 塑料盒子2有兩個開孔端，上端與軟管4連接，如圖4所示；下端與土工塑料排 水板1連接，如圖5所示；塑料盒子2與軟管4連接處做成局部弧形，塑料盒子 2與土工塑料排水板1連接端為長方形；強(qiáng)度難于滿足要求時可以通過中間加肋 21的方法加固。軟管4與塑料盒子2連接處用0型橡膠密封圈23密封。如圖6所示，軟管4采用有鋼絲加勁的塑料軟管，用于與真空泵連接并安置 錐形單向閥5。錐形單向閥5的作用是在真空泵停止運轉(zhuǎn)時保持塑料盒子2內(nèi)的 真空度；錐形單向閥5設(shè)置于軟管4內(nèi)。如圖6與圖7所示，錐形單向閥5由基座51、 0型橡膠密封圈52、錐形塞 53、彈簧54、彈簧座55構(gòu)成。彈簧54不能太緊應(yīng)在真空泵抽氣時，能夠松開。 基座是將軟管局部壁后加厚，在基座的上部設(shè)置凹槽嵌入O型橡膠密封圈，彈簧
座在基座上部并有間隙，錐形塞與彈簧座通過彈簧連接在一起，位于基座之上。 導(dǎo)向膠帶3采用與芯板11相同的塑料構(gòu)成，導(dǎo)向膠帶3用于連接并固定兩 個土工塑料排水板l。如圖3、圖4與圖5所示，土工塑料排水板1與塑料盒子2的長方形端相連 接，連接采用防水防腐蝕樹脂；塑料盒子2局部弧形部與軟管4相連接；連接可 以采用卡扣，也可以采用防水防腐蝕樹脂粘結(jié)，但應(yīng)注意連接處的密封；卡扣時 可以用"0"型橡膠圈密封。軟管4同時與抽真空裝置相連。導(dǎo)向膠帶3用于連 接并固定兩個土工塑料排水板l，用樹脂或熱連接。連接處均應(yīng)保持密封。用普通塑料排水板插板機(jī)將本發(fā)明的塑料排水板插入地基，但塑料盒子部 分必須埋入低透水透氣性的粘性土中，盒子與粘性土的交界面采用注入膨潤土水 泥漿方法密封。整個排水板在土層中的分布如圖8所示。粘性土密封層的最小厚 度由盒內(nèi)中空度、真空泵排氣量、透氣系數(shù)、水的重度、加固面積等參數(shù)計算確 定。如果粘土層下面有透水性良好的砂性土層存在，則為保持真空度，塑料排水 板不能打穿粘土層，其離砂性土層的最小距離根據(jù)粘土層的滲透系數(shù)、排水板間 距與排水能力等為依據(jù)應(yīng)用Chai等的方法計算確定。使用本發(fā)明的方法可以節(jié)省 密封薄膜與表面砂墊層，可以大大降低施工總成本。使用本發(fā)明的方法還可以提 高真空預(yù)壓地基的真空度達(dá)一85kPa以上，可以使每根帶盒塑料排水板單獨工作。 由于節(jié)省了密封膜與鋪設(shè)砂墊層使真空預(yù)壓的總施工費用節(jié)省30%以上。
權(quán)利要求
1、 一種用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板，包括土工塑料排 水板，其特征在于，還包括塑料盒子、軟管、導(dǎo)向膠帶、錐形單向閥，軟管和 土工塑料排水板通過塑料盒子連接，軟管同時與抽真空裝置相連，導(dǎo)向膠帶連接 并固定土工塑料排水板，錐形單向閥設(shè)置于軟管內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板， 其特征是，所述土工塑料排水板由芯板與濾膜構(gòu)成，濾膜圍裹芯板，芯板用于支 撐濾膜，芯板與濾膜之間用熱粘結(jié)或用防水防腐蝕樹脂粘結(jié)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板， 其特征是，所述芯板兩面有間隔溝槽，芯板材料為聚乙烯或聚丙烯類硬質(zhì)塑料， 所述濾膜材料為滌綸布。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板， 其特征是，所述塑料盒子有兩個開孔端，分別與土工塑料排水板、軟管連接，塑 料盒子與土工塑料排水板連接端為長方形，塑料盒子與軟管連接處為局部弧形。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水 板，其特征是，所述土工塑料排水板與塑料盒子連接采用防水防腐蝕樹脂粘合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水 板，其特征是，所述塑料盒子與軟管通過卡扣相連接，或者通過防水防腐蝕樹脂 粘結(jié)，連接處密封。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板， 其特征是,所述塑料盒子與軟管通過卡扣相連接，連接處用0型橡膠密封圈密封。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水 板，其特征是，所述軟管為有鋼絲加筋的塑料軟管。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板， 其特征是，所述錐形單向閥包括基座、0型橡膠密封圈、錐形塞、彈簧、彈簧座， 基座的上部設(shè)置凹槽嵌入0型橡膠密封圈，彈簧座在基座上部并與基座之間有間 隙，錐形塞與彈簧座通過彈簧連接在一起并位于基座之上。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板， 其特征是，所述導(dǎo)向膠帶與土工塑料排水板間用樹脂或熱粘合，連接處保持密封。
全文摘要
一種建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的用于真空預(yù)壓固結(jié)的帶頂盒的土工塑料排水板，包括土工塑料排水板、塑料盒子、軟管、導(dǎo)向膠帶、錐形單向閥。軟管和土工塑料排水板通過塑料盒子連接，軟管同時與抽真空裝置相連。導(dǎo)向膠帶連接并固定土工塑料排水板，錐形單向閥設(shè)置于軟管內(nèi)。本發(fā)明不需要擔(dān)心薄膜的質(zhì)量問題以及可能帶來的不利影響，而且可以使真空預(yù)壓固結(jié)在局部進(jìn)行，不需要特別考慮整個處理區(qū)域的密封問題。
文檔編號E02D3/00GK101144273SQ20071004714
公開日2008年3月19日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月18日
發(fā)明者杜延軍, 柴錦春, 沈水龍, 洪振舜 申請人:上海交通大學(xué)