一种塑料排水板及用于浅海区地基的处理方法

摘要

本申请涉及一种塑料排水板及用于浅海区地基的处理方法，属于海洋工程地基施工技术的领域。一种塑料排水板包括主体和包裹在所述主体外部的滤膜，所述的主体包括两个结构相同，且上下对称布置的主板体，所述的主板体上设置有透水孔，所述的主板体为呈周期性变化的波形结构，且两个所述的主板体共同形成多个排水通道，所述的排水通道内设置有用于支撑所述排水通道的支撑体。一种应用该塑料排水板的用于浅海区地基的处理方法，包括：S1，施工准备；S2，船舶定位；S3，铺设水平排水垫层；S4，打设塑料排水板；S5，铺设碎石垫层；S6，铺设块石垫层；S7，吹填水下混凝土层。通过采用上述技术方案，解决了工期紧张，施工成本高的问题。

权利要求

1.一种塑料排水板，包括主体（11）和包裹在所述主体（11）外部的滤膜（13），其特征在于：所述的主体（11）包括两个结构相同，且上下对称布置的主板体（111），所述的主板体（111）上设置有透水孔（1112），所述的主板体（111）为呈周期性变化的波形结构，且两个所述的主板体（111）共同形成多个排水通道，所述的排水通道内设置有用于支撑所述排水通道的支撑体（12）；

所述的滤膜（13）采用可降解的无纺布制作而成；

所述的主板体（111）上设置有向排水通道一侧凹陷的凸体（1111），且所述的透水孔（1112）设置于所述的凸体（1111）上；

所述的支撑体（12）上设置有沿纵向贯穿所述支撑体（12）的导水孔（121）；

所述的主体（11）还包括位于主板体（111）两侧的侧板体（112），且所述主板体（111）的两端分别与所述的侧板体（112）相连接；

所述的支撑体（12）采用橡胶材料制作而成，所述的主体（11）与所述支撑体（12）的材料相同，且为一体式结构。

2.根据权利要求1所述的一种塑料排水板，其特征在于：所述支撑体（12）沿上下方向的尺寸大于沿左右方向的尺寸。

3.一种应用权利要求1‑2任一项所述塑料排水板的浅海区地基的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，S1，施工准备；

S2，船舶定位；

S3，铺设水平排水垫层（2）；

S4，打设塑料排水板（1）；

S5，铺设碎石垫层（3）；并对碎石垫层（3）的标高进行测量，直至所述碎石垫层（3）的标高达到设计要求；

S6，铺设块石垫层（4）；

S7，吹填水下混凝土层（5），并对水下混凝土层（5）的标高进行测量，直至所述水下混凝土层（5）的标高达到设计要求；

S8，对地基进行检验与检测；

步骤S3中，采用抛填袋砂（21）的方式铺设水平排水垫层（2），且所述袋砂（21）的中部捆扎有约束绳（211），通过约束绳（211）的捆扎所述的袋砂（21）呈现中部细两端粗的状态。

4.根据权利要求3所述的一种浅海区地基的处理方法，其特征在于：所述的步骤S4包括以下步骤，S41，在塑料排水板（1）打设前，先进行试打，记录相关参数，并根据记录的参数微调插板船对塑料排水板（1）的施打速度，打设导架高度和套管长度；

S42，测放各施工分区边界线，确定塑料排水板（1）的打设位置并做好标记；

S43，插板船定位，并记录位置坐标；

S44，通过插板船打设塑料排水板（1），且在打设过程应保持插板船的船位稳定；

S45，移机至下一板位，并重复步骤S44的操作。

说明书

一种塑料排水板及用于浅海区地基的处理方法

技术领域

[0001] 本申请涉及海洋工程地基施工技术的领域，尤其是涉及一种塑料排水板及用于浅海区地基的处理方法。

背景技术

[0002] 我国海域辽阔，在这些海域内渔业、矿藏等各种资源十分丰富，开发潜力巨大，我们沿海地区修建了越来越多的海上基础建设，然而与陆地环境不同，海洋环境复杂恶劣，这也使得修建于其中的海上建筑设施不可避免地遭受各种恶劣的自然作用，所以海洋工程地基处理格外重要。

[0003] 在传统的海洋地基处理中所采取的方法有换土垫层法、爆炸法、真空预压法、围堰法、打设桩基等，而对于浅海区、浅水区软土地基处理，尤其是含淤泥量较高且地基承载力要求不大的工程，采用上述方法不仅施工成本高，施工进度长，而且还会对海洋环境产生一定程度的影响。

[0004] 针对上述中的相关技术，发明人认为：为使浅海区地基处理施工质量更好，造价更低，进度更快，需要设计一种塑料排水板及应用这种塑料排水板的浅海区地基处理方法。

[0005] 发明内容公开

[0006] 为了使浅海区地基处理施工质量更好，造价更低，进度更快，本申请提供一种塑料排水板及用于浅海区地基的处理方法。

[0007] 本申请提供的一种塑料排水板及用于浅海区地基的处理方法，涉及如下技术方案：

[0008] 一种塑料排水板，包括主体和包裹在所述主体外部的滤膜，所述的主体包括两个结构相同，且上下对称布置的主板体，所述的主板体上设置有透水孔，所述的主板体为呈周期性变化的波形结构，且两个所述的主板体共同形成多个排水通道，所述的排水通道内设置有用于支撑所述排水通道的支撑体。

[0009] 通过采用上述技术方案，能够使塑料排水板与土体的接触面积增大，从而提高地基排水固结效率。

[0010] 可选的，所述支撑体沿上下方向的尺寸大于沿左右方向的尺寸。

[0011] 通过采用上述技术方案，由于支撑体沿上下方向的尺寸大于沿左右方向的尺寸，因此具有一定的抗弯折的能力，能够对所述的排水通道形成良好的支撑作用，这样在插板完成之后，能够有效降低塑料排水板因为受到土体挤压而变形，进而发生堵塞的情况。

[0012] 可选的，所述的主体还包括位于主板体两侧的侧板体，且所述主板体的两端分别与所述的侧板体相连接。所述的支撑体采用橡胶材料制作而成，所述的主体与所述支撑体的材料相同，且为一体式结构。

[0013] 通过采用上述技术方案，由于支撑体沿上下方向的尺寸大于沿左右方向的尺寸，因此具有一定的抗弯折的能力，叠加所述的支撑体和主体采用不可降解的橡胶材料制作而成的特征，这样待浅海区地基处理工作结束后，所述的塑料排水板可以对土体起到加强筋的作用，从而增强地基的强度。

[0014] 可选的，所述的滤膜采用可降解的无纺布制作而成。

[0015] 通过采用上述技术方案，所述的滤膜有利于水的进入，但是对杂质形成阻挡，从而阻止杂质进入到排水通道内，造成排水通道的堵塞，所述的滤膜采用可降解的无纺布，待地基排水固结工作结束之后，随着时间的推移滤膜逐步降解，失去对杂质的阻挡，因此土体中的杂质可以通过透水孔进入到排水通道内，提高地基的均匀性，从而提高地基的强度。

[0016] 可选的，所述的主板体上设置有向排水通道一侧凹陷的凸体，且所述的透水孔设置于所述的凸体上。

[0017] 通过采用上述技术方案，能够进一步的提高塑料排水板与土体的接触面积，从而提高透水排水的效率。

[0018] 可选的，所述的支撑体上设置有沿纵向贯穿所述支撑体的导水孔。

[0019] 通过采用上述技术方案，能够起到加速排水的作用。

[0020] 一种用于浅海区地基的处理方法，其特征在于：包括以下步骤，

[0021] S1，施工准备；

[0022] S2，船舶定位；

[0023] S3，铺设水平排水垫层；

[0024] S4，打设塑料排水板；

[0025] S5，铺设碎石垫层；并对碎石垫层的标高进行测量，直至所述碎石垫层的标高达到设计要求；

[0026] S6，铺设块石垫层；

[0027] S7，吹填水下混凝土层，并对水下混凝土层的标高进行测量，直至所述水下混凝土层的标高达到设计要求；

[0028] S8，对地基进行检验与检测。

[0029] 所述的步骤S4包括以下步骤，

[0030] S41，在塑料排水板打设前，先进行试打，记录相关参数，并根据记录的参数微调插板船对塑料排水板的施打速度，打设导架高度和套管长度；

[0031] S42，测放各施工分区边界线，确定塑料排水板的打设位置并做好标记；

[0032] S43，插板船定位，并记录位置坐标；

[0033] S44，通过插板船打设塑料排水板，且在打设过程应保持插板船的船位稳定；

[0034] S45，移机至下一板位，并重复步骤S44的操作。

[0035] 通过采用上述技术方案，地基加固时间有效缩短，使得排水固结施工的浅海区海洋工程，尤其是对含淤泥量较高且地基承载力要求不大的工程，质量更好、进度更快，从而解决工期紧张，施工成本高的问题。

[0036] 可选的，步骤S3中，采用抛填袋砂的方式铺设水平排水垫层，且所述袋砂的中部捆扎有约束绳，通过约束绳的捆扎所述的袋砂呈现中部细两端粗的状态。

[0037] 通过采用上述技术方案，可以防止抛填过程中海流影响导致抛填范围不准确，造成材料浪费，同时对土工袋进行约束，使得增加了中粗砂之间的摩擦力，从而有效增加了袋装砂的抗压抗剪强度，同时，砂之间的间隙提高了材料的排水性能，对后期软土地基的排水固化起到强化作用。

[0038] 综上所述，本申请包括以下至少一点有益技术效果：

[0039] 1.塑料排水板中主板体的波浪形设置，能使两主板体之间形成空间立体的排水通道，且由橡胶质的支撑体支撑，一方面提高塑料排水板的抗弯折能力，有效降低了塑料排水板因受土体挤压而发生堵塞的情况。另一方面使塑料排水板与土体接触面积增大，有效提高地基排水固结效率。

[0040] 2.所述的支撑体和主体采用橡胶材料，待浅海区地基排水固结处理工作结束，对土体具有加筋的作用，增强地基强度。

[0041] 3.通过在主板体上设置向排水通道一侧凹陷的凸体，并在凸台上设置透水孔，能够加速透水排水效率，进而加快施工进度。

[0042] 4.滤膜采用可降解材料，待地基排水固结工作结束之后，随着时间的推移滤膜逐步降解，失去对杂质的阻挡，土体中的杂质可以通过透水孔进入到排水通道内，提高地基的均匀性，从而提高地基的强度。

[0043] 5.通过抛填袋砂的方式铺设水平排水垫层，能有效使抛填范围更精确，提高施工效率，减少原料损耗。同时通过在袋砂中部捆扎约束绳，增加了中粗砂之间的摩擦力，从而有效增加了袋装砂的抗压抗剪强度，对后期地基的排水固化起到强化作用。

[0044] 6.通过抛填碎石和块石，能够与水压共同起到堆载预压的效果，加速海洋地基排水固结，同时提高地基强度，从而具有高强抗压的特点。

[0045] 7.使用水下混凝土对抛填块石进行填缝，提高海洋地基的承载能力，同时起到地基表面整平的效果，相较于传统潜水员进行整平的施工过程，此方法更安全高效。

[0046] 8.本用于浅海区地基处理方法，对海洋环境破坏小，易恢复。

附图说明

[0047] 图1为本塑料排水板的立体结构示意图；

[0048] 图2为本塑料排水板的截面示意图；

[0049] 图3为图1中A部分的放大结构示意图；

[0050] 图4为凸体部分的立体结构示意图；

[0051] 图5为凸体部分的剖面图；

[0052] 图6为实施例三中塑料排水板的截面示意图；

[0053] 图7为浅海区地基处理的流程图；

[0054] 图8为浅海区地基处理的构造示意图；

[0055] 图9为浅海区地基处理中塑料排水板的平面布置图；

[0056] 图10为土工袋的约束示意图。

[0057] 附图标记说明：1、塑料排水板；11、主体；111、主板体；1111、凸体；1112、透水孔；112、侧板体；12、支撑体；121、导水孔；13、滤膜；2、水平排水垫层；21、袋砂；211、约束绳；3、碎石垫层；4、块石垫层；5、水下混凝土层；6、土体；7、岩层；8、吹泥船。

具体实施方式

[0058] 以下结合附图1‑10对本申请作进一步详细说明。为了方便描述，现定义坐标系如图1所示，并以左右方向为横向，前后方向为纵向，上下方向为竖向。

[0059] 实施例一

[0060] 本申请实施例公开一种塑料排水板。如图1、图2和图3所示，一种塑料排水板包括主体11和包裹在所述主体11外部的滤膜13。

[0061] 如图1和图2所示，所述的主体11包括两个侧板体112，两个所述的侧板体112之间设置有两个结构相同，且上下对称布置的主板体111。所述主板体111的左、右两端分别与所述的侧板体112相连接，所述的主板体111上设置有透水孔1112。

[0062] 所述的主板体111为呈周期性变化的波形结构，作为一种具体实施方式，本实施例中所述主板体111的波形呈弧形结构，即所述的主板体111呈波浪形结构，这样能够使塑料排水板1与土体6的接触面积增大，从而提高地基排水固结效率。为了方便描述，现将位于上侧的主板体111定义为第一主板体，位于下侧的主板体111定义为第二主板体。以如图1所示的视角正对所述塑料排水板1的截面，所述的第一主板体包括第一波峰和第一波谷，所述的第二主板体包括第二波峰和第二波谷。其中所述第一主板体的第一波峰和所述第二主板体的第二波谷相对，形成排水通道；所述第一主板体的第一波谷和所述第二主板体的第二波峰相对，并固连在一起。即两个所述的主板体111共同形成多个沿左右方向均匀布置的排水通道，且相邻的两个排水通道之间互不连通。

[0063] 所述主体11的排水通道内设置有沿纵向延伸的支撑体12，且所述支撑体12的上、下两侧分别于所述的主板体111固定连接。优选的，所述支撑体12沿上下方向的尺寸大于沿左右方向的尺寸，在这里，所述支撑体12的截面可以是多边形、椭圆形或其他满足上下方向尺寸大于左右方形尺寸要求的形状。作为一种具体实施方式，本实施例中所述支撑体12的截面呈上下方向为长边，左右方向为短边的长方形结构。

[0064] 进一步地，所述的支撑体12采用质软的橡胶材料制作而成。优选的，所述的主板体111和侧板体112的材料与所述支撑体12的材料相同，且所述的主体11与所述的支撑体12为一体式结构。

[0065] 通过在所述的排水通道内设置支撑体12：第一，能够对所述的排水通道形成良好的支撑作用，这样在插板完成之后，能够有效降低塑料排水板1因为受到土体6挤压而变形，进而发生堵塞的情况；第二，由于支撑体12沿上下方向的尺寸大于沿左右方向的尺寸，因此具有一定的抗弯折的能力，同时所述的支撑体12和主体11采用不可降解的橡胶材料制作而成，这样待浅海区地基处理工作结束后，所述的塑料排水板1可以对土体6起到加强筋的作用，从而增强地基的强度。

[0066] 进一步地，所述的滤膜13采用可降解的无纺布制作而成，且所述的滤膜13通过化学胶粘接的方式包裹固定在所述主体11的外表面。所述的滤膜13有利于水的进入，但是对杂质形成阻挡，从而阻止杂质进入到排水通道内，造成排水通道的堵塞。

[0067] 本实施例中所述的滤膜13采用可降解的无纺布，这样在地基排水固结的过程中滤膜13能够对杂质形成阻挡，避免杂质进入到排水通道内。待地基排水固结工作结束之后，随着时间的推移滤膜13逐步降解，失去对杂质的阻挡，因此土体6中的杂质可以通过透水孔1112进入到排水通道内，提高地基的均匀性，从而提高地基的强度。

[0068] 进一步地，为了提高透水排水的效率，从而加快施工进度，如图3、图4和图5所示，所述的主板体111上均匀布满有向排水通道一侧凹陷的凸体1111，且所述的透水孔1112设置于所述的凸体1111上。通过设置向排水通道一侧凹陷的凸台能够进一步的提高塑料排水板1与土体6的接触面积，从而提高透水排水的效率。

[0069] 优选的，所述凸体1111的悬空段呈半球形结构，且所述的凸体1111上均匀布满有多个透水孔1112。

[0070] 进一步的，如图3所示，所述的支撑体12上设置有沿纵向延伸的导水孔121，且所述的导水孔121沿纵向贯穿所述的支撑体12。通过设置导水孔121能够起到加速排水的作用。

[0071] 优选的，所述的支撑体12上设置有多个导水孔121，且多个所述的导水孔121沿上下方向均匀布置。

[0072] 如图7和图8所示，一种用于浅海区地基的处理方法，包括以下步骤：

[0073] S1，施工准备。

[0074] S2，船舶定位。

[0075] S3，铺设水平排水垫层2。

[0076] S4，打设塑料排水板1，且所述的塑料排水板1采用上述塑料排水板1。

[0077] S41，在塑料排水板1打设前，先进行试打，记录相关参数，并根据记录的参数微调插板船对塑料排水板1的施打速度，打设导架高度和套管长度。所述插板船的打设能力应满足打设深度要求，且选择插板船时应考虑水深对插板船打设能力的影响。

[0078] S42，测放各施工分区边界线，确定塑料排水板1的打设位置并做好标记。

[0079] 作为一种具体实施方式，如图9所示，本实施例中所述的塑料排水板1呈矩阵排列。

[0080] S43，插板船定位，并记录位置坐标。打设船定位偏差应≤50mm。

[0081] S44，通过插板船打设塑料排水板1，且在打设过程应保持插板船的船位稳定。

[0082] S441，在套管内穿入塑料排水板1，为了保证打设的垂直度，套管的垂直度偏差应≤1.5%。

[0083] S442，安装管靴。

[0084] S443，沉设套管并开始打设，直至打设至施工控制高程。

[0085] S444，提升套管，且在提升套管的过程中，回带长度应≤500mm。

[0086] S445，剪断塑料排水板1，且塑料排水板1在水平排水垫层2表面外露的长度应≥200mm。

[0087] S446，检查并记录塑料排水板1打设情况。

[0088] S45，移机至下一板位，并重复步骤S44的操作。

[0089] 在打设塑料排水板1时，板位偏差应≤50mm，且在打设塑料排水板1过程中严禁塑料排水板1出现扭结、断裂和滤膜13破损的问题。

[0090] S5，铺设碎石垫层3。

[0091] S51，抛填碎石垫层3，作为一种具体实施方式，本实施例在抛填碎石垫层3时采用抛砂船，并在抛砂船上放置挖掘机，通过挖掘机进行垂直抛填。

[0092] S52，对步骤S51中抛填的碎石垫层3的标高进行测量，若碎石垫层3的标高达到设定要求，则进行下一步（即步骤S6）操作；若碎石垫层3的标高未达到设定要求，则重复步骤S51‑S52的操作。

[0093] 在测量碎石垫层3的标高时，采用GPS仪器进行点测与多波段扫测技术相配合对碎石垫层3的标高进行测量，且在测量碎石垫层3的标高时，应在测量船只稳定的情况下进行。

[0094] S6，通过抛填的方式铺设块石垫层4，作为一种具体实施方式，本实施例采用抛砂船，并在抛砂船上放置挖掘机，通过挖掘机进行垂直抛填。

[0095] S7，铺设水下混凝土层5。

[0096] S71，通过吹泥船8吹填水下混凝土。所述水下混凝土的强度等级应≥C30，且吹填厚度≥200mm，将地基表面吹填至一个平面且满足标高要求。

[0097] S72，对步骤S71中吹填的水下混凝土层5的标高进行测量，若水下混凝土层5的标高达到设定要求，则进行下一步（即步骤S8）操作；若水下混凝土层5的标高未达到设定要求，则重复步骤S71‑S72的操作。

[0098] 在测量水下混凝土层5的标高时，采用GPS仪器进行点测与多波段扫测技术相配合对水下混凝土层5的标高进行测量，且在测量水下混凝土层5的标高时，应在测量船只稳定的情况下进行。

[0099] S8，对地基进行检验与检测。

[0100] 作为一种具体实施方式，本实施例通过十字板剪切试验、标准贯入试验、室内土工试验在对地基进行检测，其中所述的室内土工试验采用三轴压缩试验、固结试验。

[0101] 进一步地，步骤S3中，采用抛填袋砂21的方式铺设水平排水垫层2。优选的，所述的袋砂21采用中粗砂装袋，且采用1000mm×1000mm×200mm的土工袋进行填装。抛填过程采用抛砂船，并在抛砂船上放置挖掘机，通过挖掘机进行垂直抛填。

[0102] 通过采用抛填袋砂21的方式铺设水平排水垫层2，一方面由于袋砂21的重量大，不会随着水流漂移，因此定位精准；另一方面也能够减少材料损耗。

[0103] 进一步地，如图10所示，用于铺设水平排水垫层2的袋砂21的中部捆扎有约束绳211，且通过约束绳211的捆扎所述的袋砂21呈现中部细两端粗的状态。这样，可以增加中粗砂之间的摩擦力，从而有效增加了袋装砂的抗压抗剪强度，同时，本实施例采用中粗砂装填，砂之间的间隙提高了材料的排水性能，对后期地基的排水固化起到强化作用。

[0104] 通过应用上述塑料排水板1的浅海区地基处里方法，使得排水固结施工的浅海区海洋工程，尤其是对含淤泥量较高且地基承载力要求不大的工程，质量更好、进度更快，从而解决工期紧张，施工成本高的问题。

[0105] 其中，通过对所抛填的中粗砂进行土工袋装填，可以防止抛填过程中海流影响导致抛填范围不准确，造成材料浪费，同时对土工袋进行约束，使得增加了中粗砂之间的摩擦力，从而有效增加了袋装砂的抗压抗剪强度，同时，砂之间的间隙提高了材料的排水性能，对后期软土地基的排水固化起到强化作用。

[0106] 通过打设塑料排水板1，加速地基排水固结，塑料排水板1支撑体12固定支撑两侧主板体111，增大排水通道，确保排水通道畅通，塑料排水板1的内部设置凸体1111，凸体1111上设置若干透水孔1112，增加透水效率。

[0107] 由于塑料排水板1为非降解性材料，随时间推移，塑料排水板1排水工作完毕，在土体6中起到加筋的作用，使地基强度更高。

[0108] 在水平排水垫层2上部抛填碎石及块石，与水压共同起到堆载的作用，能够加速地基排水固结，同时增强地基承载力。

[0109] 在块石上部吹填水下混凝土，对块石垫层4进行填缝，同时起到地基整平的效果。

[0110] 通过使用此塑料排水板1及浅海区地基处理方法，地基加固时间有效缩短。

[0111] 实施例二

[0112] 去掉所述的侧板体112，所述第一主板体的左边缘和右边缘均位于第一波谷的最低点，所述第二主板的左边缘和右边缘均位于第二波峰的最高点。因此两个所述主板体111自身便形成左、右两端均封闭的结构。

[0113] 其余结构同实施例一。

[0114] 实施例三

[0115] 如图6所示，所述主板体111的波形呈三角形结构，即所述的主板体111整体呈锯齿形结构，其余结构同实施例一。

[0116] 实施例四

[0117] 所述主板体111的波形呈梯形结构，其余结构同实施例一。

[0118] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。