本發明涉及港口工程、水利工程中的地基處理技術領域，特別涉及超軟弱土地基快速加固的技術。

背景技術：

在我國大力發展海洋經濟的新時期內，沿海城市港口航道需求進一步加強，吹填圍墾工程也得到迅猛發展，而作為傳統吹填原料的砂土因受環境與水利安全的限制難以滿足工程需求量，吹填淤泥土已成為圍海造陸的主要填料。

吹填淤泥土與砂土相比，其含水量和孔隙比很高，滲透系數、強度及承載力低，屬典型的超軟弱土。工程中新近淤泥土吹填的場地因其極低的承載力而不能進行機械施工處理，目前對新近吹填結束后的淤泥土處理，為達到快速處理的效果，其主要思路是快速形成淺層硬殼層，以減少整體工程的工期。

首要說明的是，目前硬殼層形成主要方法是人工豎向插設塑料排水板聯合真空預壓進行處理，但因吹填淤泥土高含水率及低滲透性，致使土體強度在豎向打設塑料排水板處理徑向方向及深度方向分布極為不均勻，甚至需在一次插板處理抽真空一段時間后進行二次插板處理。

相比于單純豎向打設塑料排水板進行吹填土的處理，聯合低位真空預壓或分層鋪設土工布做排水界面的方法更為快速有效，因為低位真空預壓及分層鋪設土工布做排水界面，可以大大減少吹填土固結的滲透路徑，進而減少土體固結所用時間；同時超軟土在外力作用下，排水通道周圍的土體強度增速要明顯大于遠離排水通道的強度增速。但低位真空預壓需預先設置，對吹填過程有要求，帶來施工不便；分層鋪設土工布做排水界面，不能聯合傳統的豎向塑料排水板(pvd)處理工藝，且鋪設過程較為繁瑣，施工處理效率較低。

由此可見，當前亟需研發一種新型超軟土處理方法及施工設備，以期可以減少工期和造價，提高處置效果，以供后續工程施工需要。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供了一種減少超軟土的固結排水路徑，減少土體固結時間，并使處理后的吹填土形成一定厚度的硬殼層，滿足一般施工機械的地基承載力要求的橫向打設塑料排水板的施工設備及處理方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。這種橫向打設塑料排水板的施工設備，包括弧形安放套筒、豎向導向管、塑料排水板導盤、平衡輪、連軸及穩定桿，塑料排水板導盤與平衡輪通過連軸連接，所述豎向導向管的橫截面為矩形，與塑料排水板導盤通過穩定桿相連；穩定桿分為兩段，中部采用榫卯結構及鋼銷連接，一段固定于豎向導向管，另一段固定在連軸的軸承上；塑料排水板導盤由兩片盤壁和中空軸組成，其中塑料排水板可放置于兩片盤壁之間。

作為優選：所述弧形安放套筒為圓弧狀，橫截面為矩形，內含橡膠層。

作為優選:所述平衡輪為實心圓輪。

作為優選：所述穩定桿采用剛性材料。

橫向打設塑料排水板的施工設備的施工方法，包括如下步驟：

1)在豎向的塑料排水板打設完畢后進行塑料排水板的橫向打設，調整連軸長度，使橫向打設塑料排水板的施工設備可在豎向的塑料排水板間距之間使用；將塑料排水板導盤放置于超軟土中，平衡輪放置于浮橋上；

2)待橫向打設塑料排水板的一端露于超軟土表面，同時用固定桿在打設深度將塑料排水板固定，待與表層橫向排水系統連接；

3)采用人工或機械牽引方式，對連軸水平牽引，此時塑料排水板會在弧形安放套筒、豎向導向管及超軟土自身重力作用下，使橫向打設的塑料排水板保持在土中；

4)至設計長度時，取下穩定桿中的鋼銷，豎向導向管及弧形安放套筒會在側向土壓力作用下上浮至土表面；此時剪斷土表面的塑料排水板，還原豎向導向管及弧形安放套筒，采用鋼銷固定，進行下一組塑料排水板的橫向打設。

作為優選:步驟3)中，打設速度控制在0.3-0.5m/s之間。

本發明的有益效果是：

1)加快土體固結速率，減少工期。通過塑料排水板的橫向打設，可減少土體固結的排水路徑，加速超軟土的固結速率，進而減少工期。

2)增加處理效果。超軟土具有高流動性，在處置過程中常會因土顆粒的聚集，使得在排水體周邊形成“土柱”，影響處理效果的均勻性。本法可在傳統方法的薄弱區域設置排水體，增加處理效果。

3)節省工程造價。超軟土的處置一般采用真空預壓，而其主要工程造價為電費。本法在減少工期的同時，節省工程造價也十分明顯。

附圖說明

圖1.橫向打設塑料排水板施工設備主視圖；

圖2.橫向打設塑料排水板施工設備側視圖；

圖3.塑料排水板導盤側視圖；

圖4.弧形安放套筒主視圖；

圖5.橫向打設塑料排水板立體示意圖；

圖6.橫向打設塑料排水板步驟圖。

附圖標記說明：弧形安放套筒1；豎向導向管2；塑料排水板導盤3；平衡輪4；連軸5；穩定桿6；鋼銷7；塑料排水板8；橡膠層9；浮橋10；超軟土11；固定桿12；盤壁31；中空軸32；軸承51。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步描述。下述實施例的說明只是用于幫助理解本發明。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。

如圖1至圖6所示，為這種橫向打設塑料排水板的施工設備及其施工方法。

本實施例的橫向打設塑料排水板的施工設備，包括弧形安放套筒1、豎向導向管2、塑料排水板導盤3、平衡輪4、連軸5及穩定桿6，塑料排水板導盤3與平衡輪4通過連軸5連接，所述豎向導向管2的橫截面為矩形，與塑料排水板導盤3通過穩定桿6相連；穩定桿6分為兩段，中部采用榫卯結構及鋼銷7連接，一段固定于豎向導向管2，另一段固定在連軸5的軸承51上；塑料排水板導盤3由兩片盤壁31和中空軸32組成，其中塑料排水板8可放置于兩片盤壁31之間。所述弧形安放套筒1為圓弧狀，橫截面為矩形，內含橡膠層9。所述平衡輪4為實心圓輪。所述穩定桿6采用剛性材料。

本實施例的橫向打設塑料排水板的施工設備的制作為：

分別制作塑料排水板導盤3、豎向導向管2、弧形安放套筒1、平衡輪4等，再進行組合安裝。

1、塑料排水板導盤3制作。選用外徑50cm、內徑為5cm，厚度為5mm的圓形鋁片制成圓形盤壁31，采用外徑50mm，內徑為35mm，長度為15cm的圓形鋁管，在其兩端分別焊接于兩片盤壁31圓心,并將塑料排水板8纏繞于中空軸32，以待使用。

2、豎向導向管2、弧形安放套筒1制作并組合。豎向導向管2采用橫截面為15cm*5cm、厚度為1cm的鋁管，長度與設計打設深度相同；弧形安放套筒1的截面尺寸與豎向導向管2相同，內含厚度為5mm的橡膠層9，套管采用鋁制材料，長度方向為1/4圓弧，圓弧半徑為30cm。豎向導向管2與弧形安放套筒1采用螺栓固定。

3、將塑料排水板導盤3與豎向導向管2組合。采用穩定桿6將塑料排水板導盤3與豎向導向管2連接。穩定桿6采用4cm*4cm的鋼條，中間采用榫卯結構，接觸長度為4cm，鋼銷7直徑為2cm貫穿于接觸面。穩定桿6分別焊接在塑料排水板導盤3與軸承51外壁上。

4、制作平衡輪4，并將其與塑料排水板導盤3連接。采用外徑30cm、內徑為35mm的圓形鋼輪，厚度為10cm制成平衡輪4。并用外徑為35mm、長度為40cm的鋼質連軸5將平衡輪4和塑料排水板導盤3連接固定。

采用橫向打設塑料排水板的施工設備進行橫向打設塑料排水板示意圖如圖5所示，步驟如圖6所示。

步驟一、設計橫向排水板打設間距為1.0m,打設深度為1.0m,單根打設長度為6.0m。在超軟土11搭設浮橋10，將平衡輪4放置在浮橋10上，將塑料排水板8纏繞塑料排水板導盤3后，穿過豎向導向管2和弧形安放套筒1后，塑料排水板導盤3放置于超軟土11中，平衡輪4放置于浮橋10上。

步驟二、待橫向打設塑料排水板8的一端露于超軟土11表面，同時用固定桿12在打設深度1.0m處將其固定，待與表層橫向排水系統連接。

步驟三、根據超軟土強度特征，可采用人工或機械牽引方式，水平拉動橫向插板裝置，著力點為連軸5。此時塑料排水板8會在固定裝置及超軟土11自身重力作用下，使橫向打設的塑料排水板8保持在超軟土11中。建議打設速度控制在0.3-0.5m/s之間。

步驟四、橫向打設長度至設計長度6m時，取下穩定桿6中的鋼銷7，豎向導向管2及弧形安放套筒1會在側向土壓力作用下上浮至超軟土11表面。此時剪斷塑料排水板8，預留塑料排水板8兩端連接表部橫向排水墊層。同時，還原豎向導向管2及弧形安放套筒1，采用鋼銷7固定，進行下一組塑料排水板8的橫向打設。