一种复合型竖向排水体结构的制作方法

本实用新型属于本软土地基加固处理中的竖向排水体技术领域，特别涉及一种适用于深厚高粉粒含量软土土层的复合型竖向排水体。

背景技术：

珠江三角洲的软土主要由西江、北江、东江在珠江口受内海岸浪流及潮汐水动力作用逐渐淤积而成，属第四纪沉积物，厚度大约10m，最厚处的软土厚度能达到40m，土层多为含水丰富的淤泥、淤泥质粘土及粉细砂。由于其独特的地质、地理成因而形成的明显的区域性特性，使得珠江三角洲软土成为全国所报道过的工程中遇见的最软的软土，具有高黏粒含量、高强亲水矿物含量、高含水率、高孔隙比、高液限指数等不良工程性质(粉粒，主要指的是颗粒粒径介于0.005mm～0.075mm之间的颗粒；高粉粒含量，指的是土颗粒中细粒的含量超过30％)。

目前，一般在大面积处理该区域软土的时候，采用的是排水固结的方法，通过使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高。在常用的排水固结处理工程中，常用的竖向排水体为：袋装砂井、普通排水板。但是在工程、科研研究中会发现一系列的问题：

(1)对于袋装砂井，其优点：透水性较好，柔性砂料对地基水平和垂直变形的适应性强，防淤堵性能较好。缺点：施工过程控制难度较大，在针对较深厚的软土层中施工时，易磨损砂料造成漏砂；另外，装砂不密实或不当造成袋装砂井缩短与排水垫层不搭接或缩颈、断颈等问题。

(2)对于普通排水板，优点：施工简易，连续施工较好，材料强度高等。缺点：粒径在0.005mm～0.075mm之间颗粒最易发生迁移，使得其堵住排水板滤膜上的滤膜孔；另外由于地基水平和垂直变形时，导致排水板严重弯曲变形，严重的影响排水板的导水性。

由于上述问题的存在，导致排水固结法中的排水性能迅速降低，最终严重削弱了对深厚高粉粒含量软土层的加固效果。

近年来，很多相关的专业人士从多方面对竖向排水体进行了改进或创新。

例如：1、公开号为cn1624252a，实用新型名称为一种真空网点吸水法及专用排水板的实用新型专利，公开了在竖向排水体内埋置至少一根竖向排水管，其上端与水平的真空官网直接相连接。

2、公开号为cn101614006a，实用新型名称为一种淤泥固结用排水板及滤布和排水板芯，主要特征在于纤维热压微孔滤布为平轧辊热轧的平面滤布，且滤布通过热融或化学粘合于排水板凸筋表面，滤布采用制丝与热压成型分开工艺，排水板芯采用共聚丙烯制成。

然而，上述专利至今未能在工程实际中获得广泛应用，主要有几方面原因：第一，现场施工难度大；第二，加工制作难度大；第三，抗折性不佳；第四，对于较深厚高粉粒含量软土，很难有效解决淤堵问题；第五，不能解决环保问题。

因此，研发一种能较好解决协调地基水平和垂直变形协调性、加工制作便捷、竖向排水淤堵问题、生产成本较低、现场施工简单、排水效率高、适用于深厚高粉粒含量软土地层中的复合型竖向排水体结构迫在眉睫。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，公开一种复合型竖向排水体结构，该复合型竖向能较好解决协调地基水平和垂直变形协调性，加工制作便捷，竖向排水淤堵问题，生产成本较低、现场施工简单、排水效率高，适用于深厚高粉粒含量软土地层中的排水固结法加固的环保型复合型排水通道。

为了达到上述技术目的，本实用新型是按以下技术方案实现的：

本实用新型所述的一种复合型竖向排水体结构，包括若干竖向排布的砂料部和排水板，所述砂料部和排水板从上至下成竖向间隔排布，且相邻的砂料部和排水板之间设有部分重合的搭接部，所述砂料部包括砂芯和置于砂芯外围的砂料外滤层，所述排水板包括板芯和置于板芯外围的排水板外滤层。

作为上述技术的进一步改进，所述砂料部与排水板之间的搭接部为可伸缩的塑形连接件，当发生水平或竖向变形时，可协调二者之间的连接。

作为上述技术的更进一步改进，所述搭接部的长度约为10cm。

在本实用新型中，所述砂料外滤层由纺织材料制成，且所述砂料外滤层的抗拉强度大于14kn/m，延伸率小于25％，渗透系数大于5×10^-3cm/s。

在本实用新型中，所述砂芯采用渗水率大于5×10^-3cm/s风干的中细砂，含泥量不大于3％，大于0.5mm的砂含量占总量的50％以上，不含植物杂质。

在本实用新型中，所述排水板外滤层由色环保材料制成，抗拉强度大于25n/cm，渗透系数大于5×10-3cm/s，等效孔径约为0.01mm。

在本实用新型中，所述板芯采用绿色环保材料制成，例如椰丝、木屑等。

在本实用新型中，所述板芯的抗拉强度大于1.5kn/10cm，纵向通水量大于40cm³/s。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型所述的复合型竖向排水体结构，其有效地结合了砂料部和排水板，充分的利用了二者的物质特性，当在排水固结过程中，深厚软土地基发生压缩时，复合竖向排水体能根据实际需要协调变形，加工制作便捷；

(2)本实用新型所述的复合型竖向排水体结构，当在排水固结过程中，深厚软土地基发生压缩时，其软土中的粉粒部分迁移不会堵住排水体的反滤层，达到较好解决淤堵的效果，而且施工简易，质量好控制，较好的解决袋装砂井有的缩颈、漏砂等问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细的说明：

图1是本实用新型所述的复合型竖向排水体结构示意图；

图2是上述图1中a处放大示意图；

图3是将本实用新型所述的复合型排水体安装示意图；

图4是将本实用新型所述的复合型排水体实施过程示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型所述的一种复合型竖向排水体结构10，包括若干竖向排布的砂料部1和排水板2，所述砂料部1和排水板2从上至下成竖向间隔排布，且相邻的砂料部和排水板之间设有部分重合的搭接部3，所述砂料部1包括砂芯11和置于砂芯11外围的砂料外滤层12，所述排水板2包括板芯21和置于板芯21外围的排水板外滤层22。

所述砂料部1与排水板2之间的搭接部3为可伸缩的塑形连接件，当发生水平或竖向变形时，可协调二者之间的连接；所述搭接部3的长度约为10cm。

在本实用新型中，所述砂料外滤层12由纺织材料制成，且所述砂料外滤层12的抗拉强度大于14kn/m，延伸率小于25％，渗透系数大于5×10^-3cm/s。

在本实用新型中，所述砂芯11采用渗水率大于5×10^-3cm/s风干的中细砂，含泥量不大于3％，大于0.5mm的砂含量占总量的50％以上，不含植物杂质。

在本实用新型中，所述排水板外滤层22由色环保材料制成，抗拉强度大于25n/cm，渗透系数大于5×10^-3cm/s，等效孔径约为0.01mm。

在本实用新型中，所述板芯21采用绿色环保材料制成，例如椰丝、木屑等，所述板芯21的抗拉强度大于1.5kn/10cm，纵向通水量大于40cm³/s。

以下具体说明本实用新型所述的复合型竖向排水体结构的安装过程：

(1)首先，当需要打设竖向排水体时，按设计要求在工厂做好复合竖向排水体结构10，砂料部1和排水板2竖向间隔排列，两者之间搭接10cm，直至比设计要求长度多出3m～5m；

(2)然后，将定制好的复合竖向排水体结构10放在竖向排水体的施打设备20(见图3)，该打设设备20可以采用常用的排水板插打机；

(3)确定好打设位置20后按图4的打设顺序，将复合竖向排水体结构10打入软土中，后续的施工和常规的排水固结法相同，当在排水固结过程中，深厚软土地基发生压缩时，复合竖向排水体结构能够随机的协调变形，同时，软土中的粉粒部分迁移不会堵住排水体的反滤层，达到较好解决淤堵的效果，而且施工简易，质量好控制，较好的解决袋装砂井有的缩颈、漏砂等问题。

本实用新型并不局限于上述实施方式，凡是对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意味着包含这些改动和变型。