一种充气维护式软土地基排水系统技术方案

本发明专利技术提供一种充气维护式软土地基排水系统，包括塑料排水板、板靴、虹吸管、集水井、沟道、堆载、抽水泵、充气装置，充气装置包括气瓶A、气瓶B、导流管、支管、压力表、导气管、阀门C，气瓶A盛有碳酸氢钠溶液，气瓶B盛有柠檬酸溶液，气瓶A和气瓶B之间通过导流管连接，导流管中间设有压力表，支管连接在导流管上，导气管的入口端置于气瓶A之内，导气管的入口端在液面以上，导气管的出口端置于集水井底部，阀门C安装在导气管上，在软土地基中开挖沟道，沟道内插入若干个塑料排水板，塑料排水板的底端安装板靴，虹吸管的进水口插入塑料排水板内，集水井设置在软土地基附近，抽水泵放置在集水井外。

【技术实现步骤摘要】
一种充气维护式软土地基排水系统
本专利技术属于岩土工程领域，尤其涉及一种充气维护式软土地基排水系统。
技术介绍
软土具有抗剪强度低、含水率高、透水性差等特点，在软土地基上进行工程建设往往需要排水固结，传统的砂井地基排水固结法排水效率低，工期长，控制要点较多，化学加固法利用化学固化剂加固软土地基，但是其对环境会造成一定的影响，真空联合堆载预压法通过在软土表面覆盖不透气的土工膜，利用真空泵负压源联合堆载预压，可短时间内将软土内部的空气和孔隙水排出，但该方法能耗巨大，且操作复杂繁琐，电渗固结法是利用软土中的孔隙水在电流作用下的定向流动性，使软土内的含水量降低，但同样能耗巨大，操作复杂繁琐。软土地基虹吸排水是一种新的排水方法，如中国专利申请号201710576133.7，提供一种软土地基固结排水系统及方法，包括塑料排水板、虹吸管、板靴、堆载、集水井和抽水泵，是一种高效、简便的软土地基排水固结方法，然而由于软土地基虹吸排水过程具有缓慢流动以及高扬程等特性，会在虹吸过程和停止流动过程中析出空气，而产生管内空气积累。受虹吸管质量、施工工艺等因素影响，会导致部分虹吸管因产生管内空气积累而中断虹吸，这些虹吸管需要重新启动并排出管内的空气才能正常发挥作用。
技术实现思路
本专利技术针对现有软土地基排水技术存在的问题，提出一种充气维护式软土地基排水系统，具有免动力高效排水的优点，利用充气的方式引起液面震荡，改变虹吸管内的压强，解决虹吸管内空气累积引起的虹吸中断问题。本专利技术的技术方案是：一种充气维护式软土地基排水系统，包括塑料排水板、板靴、虹吸管、集水井、沟道、堆载、抽水泵、充气装置，充气装置包括气瓶A、气瓶B、导流管、支管、压力表、导气管、阀门C，气瓶A盛有碳酸氢钠溶液，气瓶B盛有柠檬酸溶液，气瓶A和气瓶B之间通过导流管连接，导流管的两端都位于液面以下，导流管中间设有压力表，支管连接在导流管上，支管的进气口在液面以上，导气管的入口端置于气瓶A之内，导气管的入口端在液面以上，导气管的出口端置于集水井底部，处于液面以下，阀门C安装在导气管上；在软土地基中开挖沟道，沟道内插入若干个塑料排水板，塑料排水板插入深度为10-12米，塑料排水板的底端安装板靴，虹吸管的进水口插入塑料排水板内，虹吸管的出水口置于集水井内，虹吸管出水口的高程低于虹吸管进水口的高程，集水井设置在软土地基附近，集水井深度大于15米，抽水泵放置在集水井外，堆载放置在软土地基表面。进一步地，所述的虹吸管的直径为4mm。进一步地，所述的塑料排水板内插入1-3根虹吸管。进一步地，所述的导气管的直径为10mm。本专利技术的有益效果主要表现在：1、本专利技术通过高压气体充入集水井引发液面震荡来疏通淤堵，不借助其他电气设备，简单可靠。2、本专利技术利用化学反应产生气体，可以多次使用，操作方法简单，可以同时疏通多根虹吸管，快速高效恢复虹吸排水。3、本专利技术的充气装置的设计保证了气体源源不断地流入集水井，气瓶A和气瓶B内的气压始终保持动态平衡，使整个装置稳定可靠。附图说明图1为本专利技术的一种充气维护式软土地基排水系统的整体结构示意图；图2为本专利技术的一种充气维护式软土地基排水系统的充气装置的结构示意图；图中：塑料排水板1、虹吸管2、沟道3、板靴4、堆载5、集水井6、抽水泵7、充气装置8、软土地基9、气瓶A81、气瓶B82、导流管83、压力表84、导气管85、阀门C86、支管87。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1、图2所示，本专利技术提供的一种充气维护式软土地基排水系统，包括塑料排水板1、板靴4、虹吸管2、集水井6、沟道3、堆载5、抽水泵7、充气装置8，充气装置包括气瓶A81、气瓶B82、导流管83、支管87、压力表84、导气管85、阀门C86，气瓶A81盛有碳酸氢钠溶液，气瓶B82盛有柠檬酸溶液，气瓶A81和气瓶B82之间通过导流管83连接，导流管83的两端都位于液面以下，导流管83中间设有压力表84，支管87连接在导流管83上，支管87的进气口在液面以上，导气管85的入口端置于气瓶A81之内，导气管85的入口端在液面以上，导气管85的出口端置于集水井6底部，处于液面以下，阀门C86安装在导气管85上；在软土地基9中开挖沟道3，沟道3内插入若干个塑料排水板1，塑料排水板1插入深度为12米，塑料排水板1的底端安装板靴4，虹吸管2的进水口插入塑料排水板1内，虹吸管2的出水口置于集水井6内，虹吸管2出水口的高程低于虹吸管2进水口的高程，集水井6设置在软土地基9附近，集水井6深度为16米，抽水泵7放置在集水井6外，堆载5放置在软土地基9表面。虹吸管2的直径为4mm。塑料排水板1内插入2根虹吸管2。导气管85的直径为10mm。充气维护式软土地基排水系统发挥作用时，设置于软土地基9内部的塑料排水板1由于软土地基9表面堆载5以及软土的自重作用，会在塑料排水板1内部产生汇水，水积聚于塑料排水板1中，在虹吸作用下，积聚于塑料排水板1中的水由虹吸管2排出，位于塑料排水板1上部的软土地基9中的水在重力和荷载作用下，继续向塑料排水板1中汇集，在虹吸作用下继续被排走。充气维护式软土地基排水系统初次启动时，在虹吸管2的出水口抽水，使虹吸管2启动，虹吸排水过程开始时，记录排水的开始时间，集水井6的水位不断上升，当集水井6水位不再变化时，记录当前水位和排水的终止时间，计算虹吸管2的排水流量，启动抽水泵7进行抽水，使集水井6的水位下降到12米。由于混入水中的软黏性土颗粒较小，容易在虹吸管2中淤积，在排水过程中会使部分虹吸管2虹吸终止，影响软土地基9的排水效率，需要启动充气装置8来疏通虹吸管，使软土地基9虹吸排水正常运行。当有30%以上数量的虹吸管2中的水流停止不动时，挤压气瓶B82，使柠檬酸溶液通过导流管83流入气瓶A81，柠檬酸与碳酸氢钠反应产生二氧化碳，二氧化碳通过支管87进入气瓶B82，气瓶A81和气瓶B82中的气压达到平衡，当压力表84显示为200kpa时，打开阀门C86，气体充入集水井6，引起集水井6内液面产生激烈震荡，虹吸管2内压强呈现波峰波谷式变化，虹吸管2内压强变化推动水流流动，虹吸中断的虹吸管2中的软粘土颗粒被排出，达到疏通淤堵虹吸管2的效果。充气过程中气体流出气瓶A81后，气瓶A81压力减小，柠檬酸溶液通过导流管83被压入气瓶A81，继续发生反应产生气体，保证气体源源不断进入集水井6，当虹吸管2疏通后，关闭阀门C86。气瓶A81的碳酸氢钠溶液为500克碳酸氢钠和2升水混合，气瓶B82的柠檬酸溶液为500克柠檬酸和1千克水混合，根据化学反应方程；3NaHCO3+C6H8O7=C6H5O7Na3+3CO2+3H2O，碳酸氢钠和柠檬酸完全反应后，在常温、常压下，可产生二氧化碳133升。每次对软土地基排水系统进行充气维护后，向气瓶A81中补充碳酸氢钠，向气瓶B82中补充柠檬酸。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种充气维护式软土地基排水系统，其特征在于，包括塑料排水板1、板靴4、虹吸管2、集水井6、沟道3、堆载5、抽水泵7、充气装置8，充气装置包括气瓶A 81、气瓶B 82、导流管83、支管87、压力表84、导气管85、阀门C 86，气瓶A 81盛有碳酸氢钠溶液，气瓶B 82盛有柠檬酸溶液，气瓶A 81和气瓶B 82之间通过导流管83连接，导流管83的两端都位于液面以下，导流管83中间设有压力表84，支管87连接在导流管83上，支管87的进气口在液面以上，导气管85的入口端置于气瓶A 81之内，导气管85的入口端在液面以上，导气管85的出口端置于集水井6底部，处于液面以下，阀门C 86安装在导气管85上；在软土地基9中开挖沟道3，沟道3内插入若干个塑料排水板1，塑料排水板1插入深度为12米，塑料排水板1的底端安装板靴4，虹吸管2的进水口插入塑料排水板1内，虹吸管2的出水口置于集水井6内，虹吸管2出水口的高程低于虹吸管2进水口的高程，集水井6设置在软土地基9附近，集水井6深度为16米，抽水泵7放置在集水井6外，堆载5放置在软土地基9表面，所述的虹吸管的直径为4mm，所述的塑料排水板内插入1‑3根虹吸管，所述的导气管的直径为10mm。...

【技术特征摘要】
1.一种充气维护式软土地基排水系统，其特征在于，包括塑料排水板1、板靴4、虹吸管2、集水井6、沟道3、堆载5、抽水泵7、充气装置8，充气装置包括气瓶A81、气瓶B82、导流管83、支管87、压力表84、导气管85、阀门C86，气瓶A81盛有碳酸氢钠溶液，气瓶B82盛有柠檬酸溶液，气瓶A81和气瓶B82之间通过导流管83连接，导流管83的两端都位于液面以下，导流管83中间设有压力表84，支管87连接在导流管83上，支管87的进气口在液面以上，导气管85的入口端置于气瓶A81之内，导气管85的入口端在液面以上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范雲鹤，吴纲，
申请(专利权)人：范雲鹤，
类型：发明
国别省市：四川,51