一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體及其施工方法，該排水體包括可拔出的豎向排水管、吸水填充物、導(dǎo)水芯、吸水風(fēng)干散頭，豎向排水管管壁上均勻開設(shè)若干個(gè)進(jìn)水孔，豎向排水管外壁包裹反濾層，豎向排水管下端設(shè)有錐形管頭，豎向排水管內(nèi)中心設(shè)置導(dǎo)水芯，豎向排水管內(nèi)壁和導(dǎo)水芯之間設(shè)置吸水填充物，導(dǎo)水芯頂端可拆卸連接吸水風(fēng)干散頭，施工方法為在軟土上鋪設(shè)編制布，在編制布上放樣，將待插入排水體處的編制布劃破，垂直將排水體壓入待處理軟土中，監(jiān)測(cè)土中含水率及強(qiáng)度變化，待達(dá)到要求后，將豎向排水管上拔回收。本發(fā)明縮短晾曬周期，降低工程造價(jià)，且排水體可回收的綠色排水加固施工技術(shù)。
【專利說明】一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體及其施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種排水體及其施工方法，尤其涉及一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體及其施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)灘涂圍墾建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，尤其是在我國(guó)“十二五”規(guī)劃綱要提出推進(jìn)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展后，對(duì)于臨海陸域面積及開發(fā)速度的要求必然提升，其中圍墾造地是主要措施之一；同時(shí)為改善湖泊的水質(zhì)問題，保證河道正常的泄洪能力和內(nèi)陸航道的暢通，我國(guó)每年將產(chǎn)生大量河湖疏浚淤泥，且常采用堆場(chǎng)的方式進(jìn)行放置。
[0003]灘涂圍墾和疏浚堆場(chǎng)等吹填或疏浚淤泥多具有含水量高、強(qiáng)度低及滲透性差等特點(diǎn):在灘涂圍墾工程中，在進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè)前必須做出相應(yīng)的地基處理，現(xiàn)行的吹填土等超軟土地基處理方法最為常用的是自然晾曬法、排水固結(jié)法、高真空擊密法、動(dòng)力排水固結(jié)法等。以上幾種吹填土地基的處理方法，除傳統(tǒng)的自然晾曬法，其他排水方法都需要在地基中打設(shè)塑料排水板或砂井等類似的豎向排水體，并通過施加外部載荷進(jìn)行預(yù)壓。雖然可在短期內(nèi)降低淤泥含水率和孔隙比，但打設(shè)的豎向排水體均為一次性材料，不可回收利用，造成環(huán)境與資源的浪費(fèi)；外部荷載需通過施加真空荷載或堆載荷載予以完成，無論哪種形式的荷載均需要投入大量的人力物力予以實(shí)現(xiàn)。在疏浚堆場(chǎng)排水工程中，一般采用自然晾曬法，但該法排水速率較低，為滿足堆場(chǎng)內(nèi)盡可能儲(chǔ)放疏浚淤泥，需加快排水速率，一般多采用塑料排水板聯(lián)合真空預(yù)壓的方法進(jìn)行疏浚堆場(chǎng)的排水。然而該法造價(jià)高，且處置粘粒含量高的疏浚淤泥時(shí)易發(fā)生塑料排水板的淤堵。
[0004]現(xiàn)有的大面積淺表層軟土排水疏干工程的處置方法中，自然晾曬法雖然減少了人力物力的投入，有效利用了自然界的日曬風(fēng)干的作用，但進(jìn)行排水時(shí)處理時(shí)間過長(zhǎng)，且影響深度有限，只能降低表層軟土的含水率；排水固結(jié)法等傳統(tǒng)方法雖然可在短期內(nèi)降低土體含水率，但因人工預(yù)壓投入大量人力物力，且豎向排水體多為石化衍生工業(yè)品，留在軟土中對(duì)環(huán)境及資源也造成一種破壞和浪費(fèi)。而在灘涂圍墾和疏浚堆場(chǎng)等工程中，經(jīng)常遇到采用自然晾曬法工期過長(zhǎng)，而采用傳統(tǒng)排水固結(jié)法工程造價(jià)過高的諸多工程，適于該類工程的軟基處理一直未有得到解決。
[0005]綜上所述，為適合不同地區(qū)不同工況下的選擇，因此根據(jù)目前的實(shí)際情況和技術(shù)條件，亟需一種無需借助施加外部荷載，工程造價(jià)相對(duì)經(jīng)濟(jì)，工程周期合理，且可利用自然外力的綠色排水加固施工技術(shù)，并使得工期、工程投資、工程質(zhì)量之間能夠合理平衡。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體及其施工方法，該無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體彌補(bǔ)了在大面積淺表層軟土的排水工程中處置方法多樣性的不足，縮短晾曬周期，降低工程造價(jià)，且排水體可回收的綠色排水加固施工技術(shù)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體包括可拔出的豎向排水管、吸水填充物、導(dǎo)水芯、吸水風(fēng)干散頭，所述豎向排水管管壁上均勻開設(shè)若干個(gè)進(jìn)水孔，豎向排水管外壁包裹反濾層，豎向排水管下端設(shè)有錐形管頭，豎向排水管內(nèi)中心設(shè)置導(dǎo)水芯，豎向排水管內(nèi)壁和導(dǎo)水芯之間設(shè)置吸水填充物，導(dǎo)水芯頂端可拆卸連接吸水風(fēng)干散頭，吸水風(fēng)干散頭外露在豎向排水管外。
[0008]所述反濾層為土工布或土工濾膜。
[0009]所述導(dǎo)水芯頂端設(shè)有榫槽，吸水風(fēng)干散頭下端設(shè)有散頭榫頭，吸水風(fēng)干散頭通過散頭榫頭插入榫槽與導(dǎo)水芯連接。
[0010]所述豎向排水管和錐形管頭采用PVC、PE管塑料材料或不銹鋼材料。
[0011]所述吸水填充物采用吸水纖維，填充密實(shí)度為50?80%。
[0012]所述導(dǎo)水芯材料為海綿，導(dǎo)水芯直徑不小于豎向排水管內(nèi)徑的1/3。
[0013]所述吸水風(fēng)干散頭呈傘狀，由吸水性濾紙制成。
[0014]所述吸水風(fēng)干散頭外露在豎向排水管外的長(zhǎng)度為20cm-40cm。
[0015]所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的施工方法，該方法包括以下步驟:
步驟一，在軟土上鋪設(shè)編制布，在編制布上放樣；
步驟二，將待插入風(fēng)干排水體處的編制布劃破，垂直將風(fēng)干排水體壓入待處理軟土中；
步驟三，依據(jù)吸水風(fēng)干散頭的吸水能力衰減情況，適時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換；
步驟四，監(jiān)測(cè)土中含水率及強(qiáng)度變化，待達(dá)到要求后，將豎向排水管上拔回收。
[0016]本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)和有益效果:1、本發(fā)明豐富了大面積淺表層軟土地基處理方法，與自然晾曬法相比，工期短，處置效果好；與排水固結(jié)法相比，工程造價(jià)大幅降低，無環(huán)境與資源的破壞與浪費(fèi)。2、通過排水體的毛細(xì)吸水能力、豎向?qū)芰σ约白匀伙L(fēng)干排水能力，集吸水、導(dǎo)水、排水于一體，綠色節(jié)能。3、施工過程中無需投入大量人力物力，投入使用后可依靠自身的吸水排水能力，做到持續(xù)排水效果，后期維護(hù)需求小。4、排水體豎向排水管在工后上拔，實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，同時(shí)導(dǎo)水材料為紙質(zhì)材料，無環(huán)境破壞。5、由于導(dǎo)水芯頂端可拆卸連接吸水風(fēng)干散頭，可以根據(jù)吸水風(fēng)干散頭的吸水能力衰減情況，適時(shí)對(duì)吸水風(fēng)干散頭進(jìn)行更換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]圖1、本發(fā)明提供的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2、本發(fā)明提供的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的的俯視圖；
圖3、本發(fā)明提供的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的A-A截面圖；
圖4、本發(fā)明提供的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的吸水風(fēng)干散頭與導(dǎo)水芯的連接圖；
圖5、本發(fā)明提供的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的施工過程圖；
圖6、本發(fā)明提供的一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體施工完成后的示意圖。
[0019]其中有:1、豎向排水管；10、上拔孔；11、反濾層；12、進(jìn)水孔；13、錐形管頭；2、吸水填充物；3、導(dǎo)水芯；30、榫槽；4、吸水風(fēng)干散頭；40、散頭榫頭；5、編制布；6、淺表層軟基；7、上拔銷；8、麻繩；9、風(fēng)干排水體。

【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1、圖2、圖3、圖4所示一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，包括可拔出的豎向排水管1、吸水填充物2、導(dǎo)水芯3、吸水風(fēng)干散頭4，所述豎向排水管I管壁上均勻開設(shè)若干個(gè)進(jìn)水孔12，豎向排水管I外壁包裹反濾層11，豎向排水管I下端設(shè)有錐形管頭13，豎向排水管I內(nèi)中心設(shè)置導(dǎo)水芯3，豎向排水管I內(nèi)壁和導(dǎo)水芯3之間設(shè)置吸水填充物2，導(dǎo)水芯3頂端可拆卸連接吸水風(fēng)干散頭4，吸水風(fēng)干散頭4外露在豎向排水管I外。
[0021]所述反濾層11為土工布或土工濾膜。
[0022]所述導(dǎo)水芯3頂端設(shè)有榫槽30，吸水風(fēng)干散4下端設(shè)有散頭榫頭40，吸水風(fēng)干散頭4通過散頭榫頭40插入榫槽30與導(dǎo)水芯3連接。
[0023]所述豎向排水管I和錐形管頭13采用PVC、PE管塑料材料或不銹鋼材料。
[0024]所述吸水填充物2采用吸水纖維，填充密實(shí)度為50?80%。
[0025]所述導(dǎo)水芯3材料為海綿，導(dǎo)水芯3直徑不小于豎向排水管I內(nèi)徑的1/3。
[0026]所述吸水風(fēng)干散頭4呈傘狀，由吸水性濾紙制成，吸水風(fēng)干散頭4下部插入并固定于豎向排水管I內(nèi)部的導(dǎo)水芯3。
[0027]所述吸水風(fēng)干散頭4外露在豎向排水管I外的長(zhǎng)度為20cm_40cm。
[0028]所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的施工方法，該方法包括以下步驟:
步驟一，在軟土上鋪設(shè)編制布5，在編制布5上放樣；
步驟二，將待插入風(fēng)干排水體9處的編制布5劃破，垂直將風(fēng)干排水體9壓入待處理軟土中；
步驟三，依據(jù)吸水風(fēng)干散頭4的吸水能力衰減情況，適時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換；
步驟四，監(jiān)測(cè)土中含水率及強(qiáng)度變化，待達(dá)到要求后，將豎向排水管I上拔回收。
[0029]實(shí)施例:
(I)豎向排水管I制作。選用外徑20mm、內(nèi)徑18mm的PVC管材，長(zhǎng)度取1.5m。人工采用直徑為3mm的電鉆在其上開進(jìn)水孔12，開口率不小于5% ;采用直徑為8mm的鉆頭距PVC管頂部3cm處開上拔孔10。
[0030](2)包囊土工布或土工濾膜。將等效孔徑095小于0.075mm的土工濾布包囊豎向排水管I，采用人工縫制或熱軋粘合方式對(duì)其進(jìn)行封閉。
[0031](3)吸水填充物2及導(dǎo)水芯3的填充。導(dǎo)水芯3選用直徑8mm的木漿棉海綿，上部中心位置處剪除深度5cm的部分海綿使其成為導(dǎo)水芯3頂端的榫槽30，其外選用具有強(qiáng)吸水作用的高吸水纖維(SAF，吸水量為其自重100倍)纏繞，壓實(shí)度為60%，最后用棉線將吸水填充物2和導(dǎo)水芯3圍繞成直徑為18_的吸水體，并用引線方式填充至豎向排水管I內(nèi)。
[0032](4)選用接頭為18_的PVC錐形管頭13內(nèi)插于豎向排水管I下部，并用熱軋膠水固定。
[0033](5)吸水風(fēng)干散頭4連接。采用長(zhǎng)40cm、寬1cm的XSLZ-1吸水濾紙沿寬度方向折疊，每次折疊寬度5mm。下部固定成散頭榫頭40，上部散開后用剪刀裁剪成倒傘狀，將散頭榫頭40插入導(dǎo)水芯頂端的榫槽30中，吸水風(fēng)干散頭4外露長(zhǎng)度35cm。
[0034]待風(fēng)干排水體9制成若干后，進(jìn)行淺表層軟基6的排水施工，主要布置如附圖5所示，附圖5中包含了風(fēng)干排水體9進(jìn)入軟土前、進(jìn)入軟土中、更換吸水風(fēng)干散頭4、拔出軟土?xí)r的各狀態(tài)。
[0035]如圖1所述豎向排水管I上端開設(shè)有兩邊對(duì)稱的上拔孔10，如圖5所示，上拔孔10中插入上拔銷7，拔銷7兩端連接麻繩8，采用麻繩8將豎向排水管I上拔回收。
[0036]步驟一、在超軟土鋪設(shè)一層編制布5，在編制布5上放樣，設(shè)計(jì)風(fēng)干排水體9的入土深度、間距。
[0037]步驟二、將待插入風(fēng)干排水體9處用剪刀劃破編織布5，開口長(zhǎng)度不大于5cm。垂直將風(fēng)干排水體9壓入待處理軟土中。風(fēng)干排水體9壓入軟土過程中，豎向排水管I頂部距泥面1cm時(shí)停止壓入。
[0038]步驟三、依據(jù)吸水風(fēng)干散頭4的吸水能力衰減情況，適時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換:將舊的吸水風(fēng)干散頭4從吸水芯3上取下，用新的吸水風(fēng)干散頭4的散頭榫頭40對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)水芯頂端的榫槽30插入。
[0039]步驟四、監(jiān)測(cè)土中含水率及強(qiáng)度變化，待達(dá)到要求后，將上拔銷7插入上拔孔10中，采用麻繩8將豎向排水管I上拔回收，完成該區(qū)域淺表層軟土的無預(yù)壓作用下的排水疏干。
[0040]采用無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體處理大面積淺表層超軟土的布置示意圖，如圖6所示。
[0041]吸水風(fēng)干散頭4在晾曬風(fēng)干作用，其含水率快速減低，同時(shí)在吸水填充物2的吸水作用下，軟土中的孔隙水吸入豎向排水管I內(nèi)，同時(shí)受毛細(xì)吸水作用，被吸入豎向排水管I內(nèi)的孔隙水通過導(dǎo)水芯3傳遞到吸水風(fēng)干散頭4，形成吸水-導(dǎo)水-晾曬風(fēng)干的無預(yù)壓作用的排水路徑。
[0042]本申請(qǐng)中沒有詳細(xì)說明的技術(shù)特征為現(xiàn)有技術(shù)。上述實(shí)施例僅例示性說明本申請(qǐng)的原理及其功效，而非用于限制本申請(qǐng)。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本申請(qǐng)的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者在未脫離本申請(qǐng)所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本申請(qǐng)的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:包括可拔出的豎向排水管(I)、吸水填充物(2)、導(dǎo)水芯(3)、吸水風(fēng)干散頭(4)，所述豎向排水管(I)管壁上均勻開設(shè)若干個(gè)進(jìn)水孔(12)，豎向排水管(I)外壁包裹反濾層(11)，豎向排水管(I)下端設(shè)有錐形管頭(13)，豎向排水管(I)內(nèi)中心設(shè)置導(dǎo)水芯(3)，豎向排水管(I)內(nèi)壁和導(dǎo)水芯(3)之間設(shè)置吸水填充物(2)，導(dǎo)水芯(3)頂端可拆卸連接吸水風(fēng)干散頭(4)，吸水風(fēng)干散頭(4)外露在豎向排水管(I)外。
2.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述反濾層(11)為土工布或土工濾膜。
3.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述導(dǎo)水芯(3)頂端設(shè)有榫槽(30 )，吸水風(fēng)干散頭(4 )下端設(shè)有散頭榫頭(40 )，吸水風(fēng)干散頭(4 )通過散頭榫頭(40)插入榫槽(30)與導(dǎo)水芯(3)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述豎向排水管(1)和錐形管頭(13)采用PVC、PE管塑料材料或不銹鋼材料。
5.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述吸水填充物(2)采用吸水纖維，填充密實(shí)度為50?80%。
6.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述導(dǎo)水芯(3)材料為海綿，導(dǎo)水芯(3)直徑不小于豎向排水管(I)內(nèi)徑的1/3。
7.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述吸水風(fēng)干散頭(4)呈傘狀，由吸水性濾紙制成。
8.按照權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體，其特征在于:所述吸水風(fēng)干散頭(4)外露在豎向排水管(I)外的長(zhǎng)度為20cm-40cm。
9.一種如權(quán)利要求1所述的無預(yù)壓作用下的風(fēng)干排水體的施工方法，其特征在于:該方法包括以下步驟: 步驟一，在軟土上鋪設(shè)編制布(5)，在編制布(5)上放樣； 步驟二，將待插入風(fēng)干排水體(9)處的編制布(5)劃破，垂直將風(fēng)干排水體(9)壓入待處理軟土中； 步驟三，依據(jù)吸水風(fēng)干散頭(4)的吸水能力衰減情況，適時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換； 步驟四，監(jiān)測(cè)土中含水率及強(qiáng)度變化，待達(dá)到要求后，將豎向排水管(I)上拔回收。
【文檔編號(hào)】E02D3/10GK104389304SQ201410688143
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】陳庚, 陳永輝, 彭中浩, 陳龍, 葉蕾 申請(qǐng)人:河海大學(xué)