一种软土层排水固结设备和注气式软土层排水固结方法技术

本发明专利技术涉及排水固结技术领域，公开了一种软土层排水固结设备和注气式软土层排水固结方法，并具有以下效果：1、以管桩体为真空排水通道，通过注气增压提升软土层中的气压差，软土层中过量的水分受气压驱动，迅速向管桩体内聚集，并由真空泵集中排出，达到快速降低软土层含水量，缩短排水固结周期的效果。2、在抽真空后期，采用间歇注气方式驱动真空范围外软土层中剩余水分向桩腔内聚集排出，扩大真空排水固结范围，同时避免因起始气压过大导致土体的劈裂破坏，避免长时间注气导致的真空固结效果降低，缓解因细微颗粒迁移造成滤水板淤堵的情况。3、真空排水完成后，通过桩土相互作用共同承担荷载，形成高强刚性桩复合地基。形成高强刚性桩复合地基。形成高强刚性桩复合地基。

【技术实现步骤摘要】
一种软土层排水固结设备和注气式软土层排水固结方法


[0001]本专利技术涉及排水固结
，特别是涉及一种软土层排水固结设备和注气式软土层排水固结方法。

技术介绍

[0002]随着我国沿海地区经济高速发展和城市建设用地的日益扩张，大量工程建设项目将在沿海地区逐步展开。由于多次的海退海侵作用，沿海地层中通常埋藏有深厚的淤泥或淤泥质软土层，此类土体多呈饱和、流塑状态，具有含水量高，承载力低，固结时间长等不良特性，直接影响项目建设进度及工程安全性，因而工程建设之前需要对软土层地基进行加固处理。真空预压法是现阶段相对适合的软土层地基排水固结方法，但也存在着固结周期长、固结范围有限、固结效果不可控、排水板易淤堵等诸多缺陷，无法满足现代工程日新月异的建设需求，因而极需一种改进的真空预压排水固结法，从而达到快速高效加固软土层地基的目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：现时的真空预压法存在着固结周期长、固结范围有限、固结效果不可控、排水板易淤堵等诸多缺陷。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种软土层排水固结设备，其包括：真空排水装置和注气装置；
[0005]所述真空排水装置包括：具有排水通道并用于插置于软土层中的桩体、排水管、真空泵、气水分离器；所述桩体的侧壁上开设有与所述排水通道相连通的多个进水孔；所述排水管的一端插置在所述排水通道内，所述排水管的另一端与所述气水分离器相连通；所述气水分离器与所述真空泵相连通；
[0006]所述注气装置包括：注气管和气压阀；所述注气管上开设有排气孔；
[0007]其中，在所述排水管对所述软土层排水完毕后，所述注气管通过所述排气孔往所述软土层进行注气以增强所述软土层内气压差。
[0008]可选的，所述桩体包括：桩头、桩身以及桩端；所述桩身的上端与所述桩头固定连接，所述桩身的下端与所述桩端固定连接；所述桩端呈椎体状；所述排水通道开设在所述桩身内。
[0009]可选的，所述桩头、桩端的直径均大于所述桩身的直径。
[0010]可选的，还包括：密封件和用于检测所述排水通道真空度的压力表；所述桩头开设有与所述排水通道相连通的安装孔；所述密封件设置在所述安装孔内；所述排水管贯穿所述密封件延伸至所述排水通道内。
[0011]可选的，还包括：滤水板；所述滤水板贴合在所述桩身的外壁上。
[0012]可选的，还包括：透气土工织物层；所述透气土工织物层套设在所述注气管上并与所述排气孔相对应的位置处。
[0013]一种注气式软土层排水固结方法，所述方法包括：
[0014]在所述软土层的表面铺设连续透气土工织物和密封膜；
[0015]将桩体和注气管插置于软土层中；
[0016]启动真空泵进行真空排水固结，所述软土层中的水依次通过进水孔、排水通道、排水管进入气水分离器中；
[0017]在进入所述气水分离器的单位时间排水量降低后，打开气压阀通过注气管进行注入气体，所述软土层中的残余水在所述气体的压力下依次通过进水孔、排水通道、排水管进入气水分离器中；
[0018]当排水通道的真空度降低至设定阈值后，所述注气管开始降压操作；在进入所述气水分离器的单位时间排水量降低后，再次打开气压阀通过注气管进行注入气体。
[0019]可选的，所述注气管插入至所述软土层的深度大于所述桩体插入至所述软土层的深度。
[0020]可选的，所述注气装置的数量为多个，多个所述注气装置围绕所述桩体设置。
[0021]可选的，所述阈值为：所述气压阀打开前所述排水通道中的真空度的80％。
[0022]本专利技术实施例一种软土层排水固结设备和注气式软土层排水固结方法与现有技术相比，其有益效果在于：
[0023]本专利技术实施例存在以下效果：1、以桩体为真空排水通道，通过注气增压提升软土层中的气压差，软土层中过量的水分受气压驱动迅速向管桩体内聚集，并由真空泵集中排出，达到快速降低软土层含水量，缩短排水固结周期的效果。2、在抽真空后期，采用一定速率注气增压并间歇注气方式驱动真空范围外软土层中残余水分向桩腔内聚集排出，扩大真空排水固结范围，同时避免因起始气压过大导致土体的劈裂破坏，避免长时间注气导致的真空固结效果降低，缓解因细微颗粒迁移造成滤水板淤堵的情况。3、真空排水完成后，桩周软土层承载力增加，并通过桩土相互作用共同承担荷载，形成高强刚性桩复合地基。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例中桩体的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术实施例中注气装置的结构示意图；
[0026]图3是本专利技术实施例中注气装置和桩体的位置关系示意图；
[0027]图4是本专利技术实施例中注气装置的注气强度示意图；
[0028]图5是本专利技术实施例的俯视图。
[0029]图中，1、桩体；11、进水孔；12、桩头；13、桩身；14、桩端；2、排水管；3、真空泵；4、气水分离器；5、注气装置；51、注气管；511、排气孔；52、气压阀；6、压力表；7、密封件；8、滤水板；9、透气土工织物层；10、密封膜。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0031]首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和
不同的实用状态而改变。所以，不应将这些或其他方位用于理解为限制性用语。
[0032]应注意，术语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。
[0033]此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。
[0034]另外还应当理解的是，本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
[0035]应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。
[0036]如图1
‑
图5所示，本专利技术实施例优选实施例的一种软土层排水固结设备，其包括：真空排水装置和注气装置5。
[0037]所述真空排水装置包括：具有排水通道并用于插置于软土层中的桩体1、排水管2、真空泵3、气水分离器4。所述桩体1的侧壁上开设有与所述排水通道相连通的多个进水孔11。所述排水管2的一端插置在所述排水通道内，所述排水管2的另一端与所述气水分离器4相连通。所述气水分离器4与所述真空泵3相连通，本申请能够开启真空泵3以对软土层进行真空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软土层排水固结设备，其特征在于，包括：真空排水装置和注气装置；所述真空排水装置包括：具有排水通道并用于插置于软土层中的桩体、排水管、真空泵、气水分离器；所述桩体的侧壁上开设有与所述排水通道相连通的多个进水孔；所述排水管的一端插置在所述排水通道内，所述排水管的另一端与所述气水分离器相连通；所述气水分离器与所述真空泵相连通；所述注气装置包括：注气管和气压阀；所述注气管上开设有排气孔；其中，在所述排水管对所述软土层排水完毕后，所述注气管通过所述排气孔往所述软土层进行注气以增强所述软土层内气压差。2.根据权利要求1所述的软土层排水固结设备，其特征在于，所述桩体包括：桩头、桩身以及桩端；所述桩身的上端与所述桩头固定连接，所述桩身的下端与所述桩端固定连接；所述桩端呈椎体状；所述排水通道开设在所述桩身内。3.根据权利要求2所述的软土层排水固结设备，其特征在于，所述桩头、桩端的直径均大于所述桩身的直径。4.根据权利要求3所述的软土层排水固结设备，其特征在于，还包括：密封件和用于检测所述排水通道真空度的压力表；所述桩头开设有与所述排水通道相连通的安装孔；所述密封件设置在所述安装孔内；所述排水管贯穿所述密封件延伸至所述排水通道内。5.根据权利要求2所述的软土层排水固结设备，其特征在于，还包括：滤水板；所述滤水板贴合在所述桩...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊光，张恒，李伟科，李磊，
申请(专利权)人：广州建筑股份有限公司广州市建筑集团有限公司，
类型：发明
国别省市：