專利名稱：：淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)及其排水施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種地基的排水系統(tǒng)及其排水施工方法，特別是一種淤泥質(zhì)軟土地基的排水系統(tǒng)及其排水施工方法。
背景技術(shù)：
：通常在軟基處理過(guò)程中，水平方向的排水層采用級(jí)配好、含泥量低，符合要求的粗砂層，但在軟土層深厚的地區(qū)，由其是淤泥質(zhì)土地區(qū)，符合要求的粗砂資源非常匱乏，無(wú)法就地取材，必需從遠(yuǎn)處尋找合適的材料，因此價(jià)格高，供貨質(zhì)量及數(shù)量不穩(wěn)定，通常是含泥量超標(biāo)，排水效果不好，影響地下土的固結(jié)與沉降速度，難以滿足進(jìn)度要求。另外，這種傳統(tǒng)工藝實(shí)施起來(lái)復(fù)雜繁瑣，操作人員必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)，且無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)完成培訓(xùn)并上崗，因此需要從外地引進(jìn)專業(yè)技術(shù)工人。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)及其排水施工方法，要解決軟土層深厚的地區(qū)的排水層造價(jià)高、施工進(jìn)度無(wú)保證的問(wèn)題；并解決傳統(tǒng)排水層的施工工藝復(fù)雜繁瑣的問(wèn)題。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)，淤泥質(zhì)軟土地基的周圍布置有排水溝，其特征在于淤泥質(zhì)軟土地基的上面鋪有一層細(xì)砂層，自細(xì)砂層至淤泥質(zhì)軟土地基內(nèi)向下間隔插入有垂直塑料排水板，所述垂直塑料排水板的分布為等邊三角形布置，其上部折疊，水平鋪于細(xì)砂層上面，在垂直塑料排水板的折疊部分之上固定連接水平塑料排水板。水平塑料排水板包括緯向水平塑料排水板和經(jīng)向水平塑料排水板，所述緯向水平塑料排水板沿地基長(zhǎng)度方向間隔布置，且壓住各垂直塑料排水板的地面折疊部分，其兩端伸入至淤泥質(zhì)軟土地基周圍的排水溝中；所述經(jīng)向水平塑料排水板為至少兩條，與地基長(zhǎng)度方向平行，壓住緯向水平塑料排水板。所述垂直塑料排水板至少有四排，相鄰兩排的上部相向?qū)φ?，每?jī)膳糯怪彼芰吓潘宓恼郫B部分上面被一條緯向水平塑料排水板壓住。所述細(xì)砂層的厚度可為5060cm。所述垂直塑料排水板之間的間距可為13m，緯向水平塑料排水板之間的間距可為13m。一種應(yīng)用上述淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)的排水施工方法，其特征在于其施工步驟如下a、對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基進(jìn)行場(chǎng)地清理，在清理過(guò)的淤泥質(zhì)軟土地基上鋪細(xì)砂層。b、在細(xì)砂層上間隔均勻插入垂直塑料排水板，垂直塑料排水板的上部露出細(xì)砂層之上。c、將垂直塑料排水板的上部進(jìn)行水平折疊。d、將緯向水平塑料排水板壓鋪在垂直塑料排水板的折疊部分之上，緯向水平塑料排水板的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于地基的寬度。e、將緯向水平塑料排水板與垂直塑料排水板釘緊。f、將經(jīng)向水平塑料排水板鋪在緯向水平塑料排水板上，將經(jīng)向水平塑料排水板與緯向水平塑料排水板釘緊。g、在排水系統(tǒng)上鋪設(shè)已準(zhǔn)備好的路基材料層，形成路基。h、調(diào)整緯向水平塑料排水板的排水口，使緯向水平塑料排水板伸入至路基兩側(cè)的排水溝中。上述步驟c和d中，將相鄰的兩排垂直塑料排水板相向折疊，然后再將一條緯向水平塑料排水板壓鋪在垂直塑料排水板的折疊部分之上。所述路基由路基材料層和位于路基材料層兩側(cè)的反壓區(qū)路基組成，所述路基材料層下方的垂直塑料排水板之間的間距小于反壓區(qū)路基下方的垂直塑料排水板之間的間距。所述垂直塑料排水板的折疊部分、緯向水平塑料排水板和經(jīng)向水平塑料排水板一次釘緊或分兩次釘緊。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明屬于淤泥質(zhì)軟基處理的水平排水措施，與傳統(tǒng)軟土地基的排水系統(tǒng)比較，本發(fā)明充分解決了在軟基處理過(guò)程中水平排水層的材料匱乏、質(zhì)量不穩(wěn)定、固結(jié)沉降發(fā)生緩慢、加載困難等問(wèn)題，大大的加快了施工進(jìn)度，并節(jié)約了成本。本發(fā)明實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)單便捷，操作人員宜于培訓(xùn)，可在短時(shí)間內(nèi)完成培訓(xùn)并上崗，可在當(dāng)?shù)亟鉀Q勞動(dòng)力，無(wú)需引進(jìn)專業(yè)技術(shù)工人。根據(jù)在工程中的實(shí)際應(yīng)用與觀測(cè)，在使用了塑料排水板SBD的區(qū)域里，在堆載過(guò)程中有較好的沉降速率，這說(shuō)明塑料排水板SBD有較好的水平排水效果，完全可以滿足施工需要。可適用于公路、鐵路、隧道、地鐵、水運(yùn)、水利水電、機(jī)場(chǎng)、碼頭建筑、圍海造田等工程中。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖l是本發(fā)明排水施工步驟a的示意圖。圖2是本發(fā)明排水施工步驟b插入第一排垂直塑料排水板的示意圖。圖3是本發(fā)明排水施工步驟b插入第二排垂直塑料排水板的示意圖。圖4是本發(fā)明排水施工步驟b插入第三排垂直塑料排水板的示意圖。圖5是本發(fā)明排水施工步驟b插入第四排垂直塑料排水板的示意圖。圖6是本發(fā)明排水施工步驟c折疊偶數(shù)排的垂直塑料排水板的示意圖。圖7是本發(fā)明排水施工步驟c折疊奇數(shù)排的垂直塑料排水板的示意圖。圖8是本發(fā)明排水施工步驟d中鋪設(shè)緯向水平塑料排水板的示意圖。圖9是本發(fā)明排水施工步驟e中釘緊垂直塑料排水板和緯向水平塑料排水板的示意圖。圖10是本發(fā)明排水施工步驟f示意圖。圖ll是本發(fā)明排水施工步驟g示意圖。圖12是本發(fā)明排水施工步驟h示意圖。圖13是本發(fā)明淤泥質(zhì)軟土地基水平排水系統(tǒng)的縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖14是本發(fā)明淤泥質(zhì)軟土地基水平排水系統(tǒng)的平面布置示意圖。圖15是本發(fā)明淤泥質(zhì)軟土地基水平排水系統(tǒng)的立體示意圖。圖16是塑料排水板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖17是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟一的示意圖。圖18是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟二的示意圖。圖19是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟三的示意圖。圖20是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟四的示意圖。圖21是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟五的示意圖。圖22是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟六的示意圖。圖23是塑料排水板與塑料排水板的連接步驟七的示意圖。圖24是反壓區(qū)路基下方的塑料排水板的重置圖。附圖標(biāo)記l一淤泥質(zhì)軟土地基、2—細(xì)砂層、3—垂直塑料排水板、4一緯向水平塑料排水板、5—經(jīng)向水平塑料排水板、6—路基材料層、7—反壓區(qū)路基、8—排水溝、9一濾膜、IO—芯板。具體實(shí)施方式實(shí)施例參見(jiàn)圖13-15所示，這種淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)，淤泥質(zhì)軟土地基的周圍布置有排水溝8，淤泥質(zhì)軟土地基1的上面鋪有一層細(xì)砂層2，細(xì)砂層2的厚度為5060cm，自細(xì)砂層2至淤泥質(zhì)軟土地基1內(nèi)向下間隔插入有垂直塑料排水板3，所述垂直塑料排水板3的分布為等邊三角形布置，其上部折疊，水平鋪于細(xì)砂層2上面，在垂直塑料排水板3的折疊部分之上固定連接水平塑料排水板。水平塑料排水板包括緯向水平塑料排水板4和經(jīng)向水平塑料排水板5，所述緯向水平塑料排水板4沿地基長(zhǎng)度方向間隔布置，且壓住各垂直塑料排水板的地面折疊部分，其兩端伸入至淤泥質(zhì)軟土地基周圍的排水溝8中；所述經(jīng)向水平塑料排水板5為至少兩條，與地基長(zhǎng)度方向平行，壓住緯向水平塑料排水板4。所述垂直塑料排水板3至少有四排，相鄰兩排的上部相向?qū)φ郏績(jī)膳糯怪彼芰吓潘?的折疊部分上面被一條緯向水平塑料排水板4壓住。所述垂直塑料排水板3之間的間距為13m，緯向水平塑料排水板之間的間距為13m。參見(jiàn)圖16，水平塑料排水板簡(jiǎn)稱SBD，由芯板10和包在芯板外側(cè)的濾膜9組成。垂直塑料排水板簡(jiǎn)稱PVD。參見(jiàn)圖1-12，這種應(yīng)用上述淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)的排水施工方法，其特征在于其施工步驟如下參見(jiàn)圖l，a、對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基l進(jìn)行場(chǎng)地清理，場(chǎng)地清理如常規(guī)方法，主要清除雜物、有機(jī)物，如草、樹(shù)根、垃圾等，可先用推土機(jī)或挖土機(jī)將大面積的雜物清除，再由人工清除機(jī)械無(wú)法完成的局部區(qū)域。在清理過(guò)的淤泥質(zhì)軟土地基1上鋪細(xì)砂層2，厚度可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整，一般為鋪50到60CM厚的細(xì)砂層，材料要符合路基材料要求，鋪設(shè)設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇。參見(jiàn)圖2-5，b、在細(xì)砂層2上間隔均勻插入垂直塑料排水板3，垂直塑料排水板的上部露出細(xì)砂層2之上。插入時(shí)要使垂直塑料排水板3的寬度方向與路基寬度的方向相同，以免折疊兩次垂直塑料排水板3，影響垂直塑料排水板的排水效果。插入時(shí)還要根據(jù)塑料排水板SBD的位置，留置垂直塑料排水板PVD的長(zhǎng)度，在本實(shí)施例中，主路下垂直塑料排水板留置長(zhǎng)度為1.13/2+0.15=0.715米，反壓區(qū)處垂直塑料排水板留置長(zhǎng)度也為O.715米。參見(jiàn)圖6-8，c、將垂直塑料排水板的上部進(jìn)行水平折疊。d、將緯向水平塑料排水板4壓鋪在垂直塑料排水板的折疊部分之上，緯向水平塑料排水板4的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于地基的寬度。即將相鄰的兩排垂直塑料排水板3相向折疊，然后再將一條緯向水平塑料排水板4壓鋪在垂直塑料排水板的折疊部分之上。其中緯向水平塑料排水板4的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于路基的寬度至少2米，以便地下水可順利流出，不致被泥土堵塞排水通道。其中每安裝四排垂直塑料排水板3，就進(jìn)行一次折疊，然后再將緯向水平塑料排水板4鋪在這四排折疊過(guò)的垂直塑料排水板3上，折疊時(shí)可先折偶數(shù)排，再折奇數(shù)排。參見(jiàn)圖9，e、將緯向水平塑料排水板4與垂直塑料排水板3釘緊；為確保垂直塑料排水板PVD中的水能連續(xù)不斷的由塑料排水板SBD排出，垂直塑料排水板要與塑料排水板釘緊，可采用大號(hào)釘書(shū)機(jī)連接塑料排水板與垂直塑料排水板。參見(jiàn)圖IO，f、將經(jīng)向水平塑料排水板5鋪在緯向水平塑料排水板4上，將經(jīng)向水平塑料排水板4與緯向水平塑料排水板5釘緊；所述垂直塑料排水板的折疊部分、緯向水平塑料排水板4和經(jīng)向水平塑料排水板5可一次釘緊或分兩次釘緊。參見(jiàn)圖ll，g、在排水系統(tǒng)上鋪設(shè)已準(zhǔn)備好的路基材料層6，形成路基；鋪設(shè)方向同塑料排水板SBD，可事先準(zhǔn)備好材料，再由推土機(jī)完成。所述路基由路基材料層6和位于路基材料層6兩側(cè)的反壓區(qū)路基7組成，所述路基材料層6下方的垂直塑料排水板之間的間距小于反壓區(qū)路基7下方的垂直塑料排水板之間的間距。參見(jiàn)圖12，h、調(diào)整緯向水平塑料排水板4的排水口，使緯向水平塑料排水板伸入至路基兩側(cè)的排水溝8中。本實(shí)施例中，水平塑料排水板SBD的設(shè)計(jì)與施工如下SBD的排水能力不得低于粗砂排水層；SBD的排水能力不得小于PVD的排水能力，但通常來(lái)說(shuō)，只要不低于粗砂層的排水能力即可滿足PVD的排水要求。SBD的規(guī)格應(yīng)符合表1要求，由芯板及濾膜組成，并有相應(yīng)的變形能力及一定的強(qiáng)度，能滿足地基沉降變形的要求。例如，沉降是2米，路基寬30米，那么2米除以30米等于7%，小于SBD的變形能力10。/。。表l:SBD的標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目描述單位測(cè)試方法SBD材料濾芯聚氯乙烯濾膜無(wú)紡布尺寸厚度mmASTMD519980寬度mmASTMD3774200300排水排水能力在100-200kPai二lASTM>S,500〉13細(xì)濾膜表面開(kāi)孔尺寸拜ASTMD4751<75勤'將ASTMD4491>1.0X103>1.0X103對(duì)垂直塑料排水板(簡(jiǎn)稱PVD)布置要求以路基為例，通常來(lái)說(shuō)，垂直塑料排水板采用等邊三角形布置，當(dāng)路基較高，地下土較軟時(shí)，在路基材料層下要設(shè)反壓區(qū)，這時(shí)主路下PVD間距小，反壓區(qū)(如有)處間距大些。如是普通排水砂層，無(wú)需調(diào)整PVD間距，但若要使用SBD，我們要對(duì)反壓區(qū)處PVD間距加以調(diào)整，調(diào)整原則是單位平米內(nèi)的PVD數(shù)量不變，反壓區(qū)處PVD縱向間距模數(shù)要與主路下PVD間距的模數(shù)相匹配?，F(xiàn)針對(duì)以上情況，我們對(duì)反壓區(qū)處的PVD間距進(jìn)行重新布置，重置簡(jiǎn)圖如圖24。水平塑料排水板SBD的排水能力不小于水平排水砂層的排水能力，現(xiàn)計(jì)算SBD的排水能力及常規(guī)排水砂層的排水能力，并加以比較如下水平塑料排水板SBD排水能力計(jì)算表(30cmand20cm寬)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>常用粗砂排水層排水能力計(jì)算<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>根據(jù)上述計(jì)算，0.3米寬的SBD排水能力為1.9x10-5m3/s，能代替2.65米寬0.7米厚的水平排水砂層。為便于施工控制及優(yōu)化SBD的數(shù)量，設(shè)計(jì)的PVD間距以匹配SBD的布置進(jìn)行調(diào)整，但保證每平米PVD的數(shù)量不變。根據(jù)以上計(jì)算，03米寬SBD的排水能力相當(dāng)于2.65米寬、0.7米厚的粗砂排水層，因此只要SBD的間距小于2.65米即可。沿橫向布置的SBD要長(zhǎng)于路基2米，并沿伸到排水溝，見(jiàn)圖15。在路基邊設(shè)一0.5米深的排水溝，以便SBD排出的水可以順利的排出。在路肩的位置沿縱向布置兩排SBD平行于路基，縱向SBD主要用于在橫向SBD的出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)保證排水通暢，如中間斷裂或堵塞。水平塑料排水板SBD的原長(zhǎng)一般是50米一巻，所以在某些位置需要進(jìn)行SBD連接，尤其在縱向上，其具體連接方法參見(jiàn)圖17-23，即先將第一巻SBD的尾部的濾膜9沿長(zhǎng)度方向割開(kāi)一口子，將第二巻端部沒(méi)有濾膜的SBD的芯板插入進(jìn)第一巻SBD的尾部，再將濾膜9包好，最后將接縫處包裹嚴(yán)實(shí)。權(quán)利要求權(quán)利要求1一種淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)，淤泥質(zhì)軟土地基的周圍布置有排水溝(8)，其特征在于淤泥質(zhì)軟土地基(1)的上面鋪有一層細(xì)砂層(2)，自細(xì)砂層(2)至淤泥質(zhì)軟土地基(1)內(nèi)向下間隔插入有垂直塑料排水板(3)，所述垂直塑料排水板(3)的分布為等邊三角形布置，其上部折疊，水平鋪于細(xì)砂層(2)上面，在垂直塑料排水板(3)的折疊部分之上固定連接水平塑料排水板；水平塑料排水板包括緯向水平塑料排水板(4)和經(jīng)向水平塑料排水板(5)，所述緯向水平塑料排水板(4)沿地基長(zhǎng)度方向間隔布置，且壓住各垂直塑料排水板的地面折疊部分，其兩端伸入至淤泥質(zhì)軟土地基周圍的排水溝(8)中；所述經(jīng)向水平塑料排水板(5)為至少兩條，與地基長(zhǎng)度方向平行，壓住緯向水平塑料排水板(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)，其特征在于所述垂直塑料排水板(3)至少有四排，相鄰兩排的上部相向?qū)φ?，每?jī)膳糯怪彼芰吓潘?3)的折疊部分上面被一條緯向水平塑料排水板(4)壓住。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)，其特征在于所述細(xì)砂層(2)的厚度為5060cm。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)，其特征在于所述垂直塑料排水板(3)之間的間距為l3m，緯向水平塑料排水板之間的間距為l3m。5.一種應(yīng)用上述權(quán)利要求l-4任意一項(xiàng)淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)的排水施工方法，其特征在于其施工步驟如下a、對(duì)淤泥質(zhì)軟土地基(1)進(jìn)行場(chǎng)地清理，在清理過(guò)的淤泥質(zhì)軟土地基(1)上鋪細(xì)砂層(2);b、在細(xì)砂層(2)上間隔均勻插入垂直塑料排水板(3)，垂直塑料排水板的上部露出細(xì)砂層(2)之上；c、將垂直塑料排水板的上部進(jìn)行水平折疊；d、將緯向水平塑料排水板(4)壓鋪在垂直塑料排水板的折疊部分之上，緯向水平塑料排水板(4)的長(zhǎng)度要長(zhǎng)于地基的寬度；e、將緯向水平塑料排水板(4)與垂直塑料排水板(3)釘緊；f、將經(jīng)向水平塑料排水板(5)鋪在緯向水平塑料排水板(4)上，將經(jīng)向水平塑料排水板(4)與緯向水平塑料排水板(5)釘緊；g、在排水系統(tǒng)上鋪設(shè)已準(zhǔn)備好的路基材料層(6)，形成路基；h、調(diào)整緯向水平塑料排水板(4)的排水口，使緯向水平塑料排水板伸入至路基兩側(cè)的排水溝(8)中。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)的排水施工方法，其特征在于上述步驟c和d中，將相鄰的兩排垂直塑料排水板(3)相向折疊，然后再將一條緯向水平塑料排水板(4)壓鋪在垂直塑料排水板的折疊部分之上。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)的排水施工方法，其特征在于所述路基由路基材料層(6)和位于路基材料層(6)兩側(cè)的反壓區(qū)路基(7)組成，所述路基材料層(6)下方的垂直塑料排水板之間的間距小于反壓區(qū)路基(7)下方的垂直塑料排水板之間的間距。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)的排水施工方法，其特征在于所述垂直塑料排水板的折疊部分、緯向水平塑料排水板(4)和經(jīng)向水平塑料排水板(5)—次釘緊或分兩次釘緊。全文摘要一種淤泥質(zhì)軟土地基的水平排水系統(tǒng)及其排水施工方法，淤泥質(zhì)軟土地基的周圍布置有排水溝，淤泥質(zhì)軟土地基的上面鋪有一層細(xì)砂層，自細(xì)砂層至淤泥質(zhì)軟土地基內(nèi)間隔插入有垂直塑料排水板，垂直塑料排水板的上部折疊，水平鋪于細(xì)砂層上面，在垂直塑料排水板的折疊部分之上固定連接水平塑料排水板，水平塑料排水板包括緯向水平塑料排水板和經(jīng)向水平塑料排水板，緯向水平塑料排水板沿地基長(zhǎng)度方向間隔布置，且壓住各垂直塑料排水板的地面折疊部分，其兩端伸入至淤泥質(zhì)軟土地基周圍的排水溝中；經(jīng)向水平塑料排水板為至少兩條，與地基長(zhǎng)度方向平行，壓住緯向水平塑料排水板。解決了淤泥質(zhì)軟土地基排水施工復(fù)雜繁瑣、造價(jià)高、施工進(jìn)度無(wú)保證的問(wèn)題。文檔編號(hào)E02D3/10GK101476318SQ200910300338公開(kāi)日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年1月24日優(yōu)先權(quán)日2009年1月24日發(fā)明者波侯,孫維振,銳楊,羅瓊英,連莉莉,燕鐘,高信云申請(qǐng)人:中國(guó)建筑第二工程局有限公司;中建二局第三建筑工程有限公司