局段预应力整体式可控降解排水板制造技术

本发明专利技术涉及一种真空预压处理软土地基方面的技术，特别涉及一种局段预应力整体式可控降解排水板，用于改善软基真空预压的工后沉降。本发明专利技术由塑料芯板和局部区段可部分降解的滤膜组成。本发明专利技术的大部分滤膜和芯板都采用目前主流的排水板材料，不会影响排水板的正常工作。滤膜上的局部区段材料为可降解纤维材料，通过控制原材料掺入比例，以控制局段滤膜的降解速率，满足不同工期的需求。可降解的局段滤膜被施加了环向预应力，且通过热黏合技术与芯板形成整体式结构，减小了降解纤维的变形，保证软基处理时的正常排水效率。当建设工期结束后，局段可降解滤膜降解，软土堵塞于塑料排水板芯板上形成不透水结构；这将大幅减小了软基真空预压的工后沉降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种真空预压处理软土地基方面的技术，特别涉及一种局段预应力整体式可控降解排水板，用于改善软基真空预压的工后沉降。
技术介绍
在软土地基上进行港口码头、交通道路及吹填造陆等工程建设，软土地基排水处理是地基改良中必须面对的技术难点。在利用真空预压工法处理软土地基时，广泛采用塑料排水板排水；主流的塑料排水板由塑料芯板和包裹在塑料芯板外围的滤膜组成，芯板和滤膜是分离式的组合。插板机将塑料排水板插入到软土地基中；塑料排水板在土中形成若干条毛细排水通道，将软基土层中的水排出以加速土体固结。但是工程完工后，塑料排水板仍然留在土层中继续发挥着排水固结的功能，使得工程场地出现了严重的工后沉降。为解决真空预压处理软土地基的工后沉降问题，现在有些工程师尝试使用可降解的材料制作排水板的芯板和滤膜。但是该工艺存在以下局限性：(1)现有的生物纤维等可降解材料弹性大；在排水过程中受土体的挤压作用，生物纤维滤膜会被压入排水槽中；另一方面，生物纤维槽齿在外力作用下易发生倒伏，弱化了排水板的排水能力，甚至造成局部堵塞，大大降低了排水效率。(2)现有的可降解排水板在土层中埋置一年甚至几个月便自行降解，不能够针对不同的施工工期控制排水板的使用寿命，可能会造成软基处理没有达到设计要求。
技术实现思路
为解决真空预压处理软土地基的工后沉降问题，有些工程师尝试在将塑料排水板部分或全部替换为可降解材料。但是，现有的可降解生物纤维材料因其高弹性，容易在土的压迫下变形，造成排水通道的变形甚至局部堵塞，大大降低排水效率；而且这些产品存在不能控制排水板使用寿命等不足。本专利技术主要通过以下技术方案实施：一种局段预应力可控降解滤膜排水板，由芯板和包裹在芯板外围的滤膜组成。所述的滤膜，其局部区段由降解速率可控的纤维材料组成。所述的局段滤膜受环向预应力作用而绷紧。除所述的局段可预应力可控降解滤膜外，本专利技术其它部分的滤膜和芯板都采用目前主流的排水板材料，不会影响排水板在真空预压工序时的正常工作。本专利技术的特点是：(1)滤膜上的局部区段材料为可降解的纤维材料，例如：小麦、玉米等农作物为原料，其在在有氧及无氧条件下，生物纤维在微生物及动植物体的作用下，其物理、化学性能发生下降，最终成为CO2、H2O、CH4及其它小分子量化合物的聚合物。此纤维材料含有一定量PBST聚酯纤维，可以降低可降解纤维材料的弹性，使滤膜不易因两边土体的挤压被压入排水槽中。通过控制原材料掺入比例，此局部区段的滤膜降解速率是可控的，满足不同建设工期的需求。(2)滤膜上只有局部区段为可控降解纤维材料；所述可控降解纤维材料含有PBST聚酯纤维，根据实际的排水工期需要，掺入不同剂量的PBST聚酯纤维，使所述局段滤膜的降解速率可控。当此局部区段的纤维材料降解后，软土堵塞于塑料排水板芯板上形成不透水结构，从而实现减小工后沉降。滤膜的其余部分为市场上主流的滤膜材料，而且可降解材料的局段滤膜只存在于排水板设计深度的中段部分；相比整块滤膜都应用可降解纤维材料的排水板，此局段改进的设计将大幅改善产品的性能-成本比例。(3)可降解的局段滤膜被施加了环向预应力，受预应力绷紧后的滤膜在受到土侧压力后嵌入排水通道的变形远远小于没有预应力情况下的变形，从而维持了真空预压工序时的正常排水效率。(4)被施加了环向预应力的局段可降解滤膜与芯板形成整体式结构；滤膜热黏合在芯板上共同承受外力，整体强度高。此局段滤膜与芯板形成整体口型结构，板齿不易弯曲变形，另外滤膜不易压入芯槽内，能保持正常的通水能力。该局段整体式结构能克服可降解纤维的高弹性特点，提高该局段滤膜和芯板的整体强度。(5)排水板分上、中、下段三部分，可降解材料的局段滤膜只存在于排水板设计深度的中段部分。排水板全长为L，其中：全为正常滤膜的排水板上段长度为L1，含有局段预应力整体式可控降解滤膜的排水板中段长度为L2，全为正常滤膜的排水板下段长度为L2，有L＝L1+L2+L3。两段长度为a的可降解滤膜与夹在其中的长度为b的正常排水板组成一个局段单元，两个局段单元之间的间距为c1、c2。参数L1、L2、L3、c1、c2可以根据场地软土厚度及其赋存条件来决定；例如，某场深度0-5米为填土层、深度5-20米为软土层，可设置L1＝5米(位于填土层)、L2＝3米(位于软土层深度5-8米)、L3＝12米(位于8米以下软土层)，则当工期结束、局段可降解滤膜降解后，深度5-8米的软土将堵塞于塑料排水板上，阻碍整个软土层的继续排水固结造成的工后沉降。附图说明：图1局段预应力可控降解滤膜排水板示意图：1-预应力整体式可控降解滤膜，2-正常的主流滤膜。具体实施方式：(1)本专利技术为局段预应力可控降解滤膜排水板，由芯板和包裹在芯板外围的滤膜组成。芯板采用目前主流的塑料排水板材料。滤膜上有局部区段是1-预应力整体式可控降解滤膜；除所述局段特制的滤膜外，其他区段的滤膜为2-正常的主流滤膜。(2)如图1所示，排水板的外形尺寸：排水板的设计长度是L，排水板分上、中、下段三部分，1-预应力整体式可控降解滤膜只存在于排水板设计深度的中段部分。全为正常滤膜的排水板上段长度为L1，含有局段预应力整体式可控降解滤膜的排水板中段长度为L2，全为正常滤膜的排水板下段长度为L2，有L＝L1+L2+L3。两段长度为a的可降解滤膜与夹在其中的长度为b的正常排水板组成一个局段单元，两个局段单元之间的间距为c1、c2。(3)滤膜上的局部区段材料为可降解的纤维材料，例如：小麦、玉米等农作物为原料，其在在有氧及无氧条件下，生物纤维在微生物及动植物体的作用下，其物理、化学性能发生下降，最终成为CO2、H2O、CH4及其它小分子量化合物的聚合物。此纤维材料含有一定量PBST聚酯纤维，可以降低可降解纤维材料的弹性，使滤膜不易因两边土体的挤压被压入排水槽中。通过控制原材料掺入比例，此局部区段的滤膜降解速率是可控的。(4)滤膜上只有局部区段为可控降解纤维材料；所述可控降解纤维材料含有PBST聚酯纤维，根据实际的排水工期需要，掺入不同剂量的PBST聚酯纤维，使所述局段滤膜的降解速率可控。当此局部区段的纤维材料降解后，软土堵塞于塑料排水板芯板上形成不透水结构，从而实现减小工后沉降。(5)可降解的局段滤膜被施加了环向预应力，受预应力绷紧后的滤膜在受到土侧压力后嵌入排水通道的变形远远小于没有预应力情况下的变形，从而维持了真空预压工序时的正常排水效率。(6)采用热黏合技术，使局段预应力可降解滤膜与芯板形成整体式结构；该局段整体式结构能克服可降解纤维的高弹性特点，提高该局段滤膜和芯板的整体强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
局段预应力整体式可控降解排水板，包括芯板和滤膜，其特征在于滤膜上有局段预应力可控降解滤膜；所述局段预应力可控降解滤膜由可降解纤维材料制成，而且，通过控制PBST聚酯纤维的掺入比例，所述的局段预应力可控降解纤维材料具有不同的降解速率。

【技术特征摘要】
1.局段预应力整体式可控降解排水板，包括芯板和滤膜，其特征在于滤膜上有局段预应力可控降解滤
膜；所述局段预应力可控降解滤膜由可降解纤维材料制成，而且，通过控制PBST聚酯纤维的掺入比例，
所述的局段预应力可控降解纤维材料具有不同的降解速率。
2.根据权利要求1所述局段预应力整体式可控降解排水板，其特征在于所述局段预应力可...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤连生，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44