一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于软土地基处理技术领域，公开了一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置，包括储液罐、排水直筒、透析膜、支撑网、智能监测控制系统；储液罐上部密封连接排水直筒，储液罐外部包裹透析膜并由支撑网进行支撑；储液罐内部用于灌入渗吸液，使透析膜两侧形成渗透压差，实现软土地基中的水分子通过透析膜和储液罐的孔隙进入储液罐内腔；智能监测控制系统包括中央监测控制模块、液位监测模块、液位检测装置、渗吸液控制模块、添加溶质装置、抽取溶液装置。本实用新型专利技术能够利用透析膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使软土地基中的水能够自发地排出，并且运行过程能够实现自动监测控制，节省了人力成本，保证了装置的运行稳定及安全。行稳定及安全。行稳定及安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置


[0001]本技术属于软土地基处理
，具体的说，是涉及一种用于加固软土地基的排水装置。

技术介绍

[0002]随着我国经济和城市建设的不断发展，一些沿海城市的土地需求不断扩大，陆域资源紧缺已经成为制约沿海城市发展的重要因素，通过吹填法填海造陆已经成为国内外沿海地区主要的土地开发手段。工程上通常选用近海底吹填淤泥沉积而成的吹填土作为建筑物地基，但由于其含水量高、压缩性高、孔隙比大、强度和承载力低、呈流动状等特点，吹填土在自然条件下固结非常慢，必须对其进行加固处理，才能满足后续工程建设的要求。
[0003]现阶段常用的吹填土地基加固装置对软土地基的排水加固效果有限，具体体现在有效加固深度较小，排水加固速率不稳定、周期较长，有时甚至需要对局部区域进行二次加固，且处理含水率极高、透水性极差的疏浚泥时效果欠佳。
[0004]因此，提出一种经济、快速、节能、安全、普适的软土地基加固装置来解决上述问题是很有必要的。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置，以解决现阶段吹填土地基加固装置对软土地基的有效加固深度较小，排水加固速率不稳定、周期较长，有时甚至需要对局部区域进行二次加固，且处理含水率极高、透水性极差的疏浚泥时效果欠佳等问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本技术通过以下的技术方案予以实现：
[0007]本技术提供了一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置，包括储液罐、排水直筒、透析膜、支撑网、智能监测控制系统；
[0008]所述储液罐包括主体结构和设置于所述主体结构顶部的连接段，所述主体结构均匀分布有孔隙；所述排水直筒与所述连接段密封连接，使所述储液罐内腔与所述排水直筒内腔相连通；所述储液罐外部包裹所述透析膜，所述透析膜外部由所述支撑网进行支撑；所述排水直筒的下半部分、所述储液罐、所述透析膜和所述支撑网用于埋设在软土地基内；所述储液罐内部用于灌入渗吸液，使所述透析膜两侧形成渗透压差，实现软土地基中的水分子通过所述透析膜和所述储液罐的孔隙进入所述储液罐内腔；
[0009]所述智能监测控制系统包括中央监测控制模块、液位监测模块、液位检测装置、渗吸液控制模块、添加溶质装置、抽取溶液装置；所述中央监测控制模块分别与所述液位监测模块和所述渗吸液控制模块信号连接，所述液位监测模块与所述液位检测装置信号连接，所述渗吸液控制模块分别与所述添加溶质装置和所述抽取溶液装置信号连接；
[0010]所述液位检测装置安装于所述排水直筒内部，用于检测所述排水直筒内部的液位信息；所述液位监测模块用于接收所述液位检测装置传递的液位信息，并实时反馈至所述
中央监测控制模块；
[0011]所述中央监测控制模块用于将实时液位与预警液位和预设液位进行比较，并根据比较结果通过所述渗吸液控制模块控制添加溶质装置添加溶质或者通过所述抽取溶液装置抽取溶液；所述渗吸液控制模块用于将添加溶质或者抽取溶液的信息反馈给所述中央监测控制模块。
[0012]进一步地，所述排水直筒的横截面积为所述储液罐的主体结构横截面积的1/12～1/9，所述排水直筒的高度为所述储液罐的主体结构高度的4～6倍；所述储液罐的主体结构的容量为2000L～16000L。
[0013]进一步地，所述透析膜的截留分子量为100～500，脱盐率高于95％。
[0014]进一步地，所述液位检测装置为连续液位传感器，量程不小于排水直筒与储液罐的高度和，精度不低于0.01m。
[0015]进一步地，所述添加溶质装置为设置有开关机构的防潮存储箱，设置于所述排水直筒的顶部；所述开关机构由所述渗吸液控制模块控制。
[0016]进一步地，所述抽取溶液装置包括排水泵和排水管，所述排水泵置于所述排水直筒外部，所述排水管一端与所述排水泵的入口连接，另一端设置于所述储液罐内部；所述排水泵由所述渗吸液控制模块控制。
[0017]更进一步地，所述排水管为直筒状硬管，所述液位检测装置采用液位检测浮球套，所述液位检测浮球套在所述排水管上并始终浮于所述排水直筒和所述储液罐内的液面。
[0018]进一步地，所述中央监测控制模块与显示屏和报警装置连接。
[0019]进一步地，所述中央监测控制模块与云存储空间连接，所述云存储空间与远程监测控制系统连接。
[0020]进一步地，所述中央监测控制模块判断实时液位等于预警液位时，则通过渗吸液控制模块控制抽取溶液装置抽取溶液，直至判断实时液位等于预设液位；所述中央监测控制模块判断实时液位等于预设液位时，则控制所述抽取溶液装置停止抽取溶液，并通过所述渗吸液控制模块控制添加溶质装置添加定量溶质；所述中央监测控制模块判断实时液位在设定时间内无变化，则记录软土地基排水加固完成
[0021]本技术的有益效果是：
[0022](一)本技术将透析膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使软土地基中的水能够自发地排出，因此能够利用正渗透实现软土地基的排水固结，是一种低能耗、低污染的装置；并且渗透压差可以远远高于真空预压法能施加的95kPa的最大荷载，因此在保证施工方便性的前提下，大大提高了工程的稳定性和安全性，同时可以有效缩短软土地基排水固结的时间。
[0023](二)本技术实现软土地基排水固结由透析膜两侧溶液浓度差驱动，由于透析膜的特性，排水竖井装置中的渗吸液溶质无法穿过透析膜进入软土地基中，保证了周围环境的土质安全，同时渗吸液经过简单处理之后也可回收反复使用，减少了废弃物排放，具有较强的环保性和经济性。
[0024](三)本技术装置运行过程能够实现自动监测控制，大多数情况下无需到现场巡视，节省了人力成本，保证了装置的运行稳定及安全。
[0025](四)本技术在不同的地质和环境条件下可以选用不同种类的透析膜和渗吸
液溶质，并且在不同工程中无需现场设计与制备，具有较强的现场通用性和环境适应性。
[0026](五)本技术使得现场施工过程仅有打设竖井和安装排水竖井装置两项大作业，有助于降低施工难度和风险，便于快速施工，大大降低时间成本。
附图说明
[0027]图1为本技术所提供的仿生智能排水竖井装置的结构示意图；
[0028]图2为本技术所提供的仿生智能排水竖井装置采用液位检测浮球的局部结构示意图；
[0029]图3为本技术所提供的仿生智能排水竖井装置集成云存储空间和远程监测控制系统的结构示意图；
[0030]图4为本技术所提供的仿生智能排水竖井装置的工作流程示意图。
[0031]上述图中：1，排水直筒；2，储液罐；3，透析膜；4，支撑网；5，智能监测控制系统；51，中央监测控制模块；52，液位监测模块；53，液位检测装置；54，渗吸液控制模块；55，添加溶质装置；56，抽取溶液装置；57，显示屏；58，报警装置；6，云存储空间；7，远程监测控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置，其特征在于，包括储液罐、排水直筒、透析膜、支撑网、智能监测控制系统；所述储液罐包括主体结构和设置于所述主体结构顶部的连接段，所述主体结构均匀分布有孔隙；所述排水直筒与所述连接段密封连接，使所述储液罐内腔与所述排水直筒内腔相连通；所述储液罐外部包裹所述透析膜，所述透析膜外部由所述支撑网进行支撑；所述排水直筒的下半部分、所述储液罐、所述透析膜和所述支撑网用于埋设在软土地基内；所述储液罐内部用于灌入渗吸液，使所述透析膜两侧形成渗透压差；所述智能监测控制系统包括中央监测控制模块、液位监测模块、液位检测装置、渗吸液控制模块、添加溶质装置、抽取溶液装置；所述中央监测控制模块分别与所述液位监测模块和所述渗吸液控制模块信号连接，所述液位监测模块与所述液位检测装置信号连接，所述渗吸液控制模块分别与所述添加溶质装置和所述抽取溶液装置信号连接；所述液位检测装置安装于所述排水直筒内部，用于检测所述排水直筒内部的液位信息；所述液位监测模块用于接收所述液位检测装置传递的液位信息，并实时反馈至所述中央监测控制模块；所述中央监测控制模块用于将实时液位与预警液位和预设液位进行比较，并根据比较结果通过所述渗吸液控制模块控制添加溶质装置添加溶质或者通过所述抽取溶液装置抽取溶液；所述渗吸液控制模块用于将添加溶质或者抽取溶液的信息反馈给所述中央监测控制模块。2.根据权利要求1所述的一种用于加固软土地基的仿生智能排水竖井装置，其特征在于，所述排水直筒的横截面积为所述储液罐的主体结构横截面积的1/12～1/9，所述排水直筒的高度为所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁钰，郭鑫，郑刚，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：