一种自动排水的基坑围护桩及使用方法技术

本发明专利技术公开了一种自动排水的基坑围护桩及使用方法，涉及超孔隙水压力技术领域，包括：排水桩系统包括多个排水桩，排水桩包括桩管本体、水位监测装置、控制阀和多个孔压传感器，桩管本体的桩壁上设置有排水口，排水口设置于桩管本体位于地基的土层相对应位置；各孔压传感器均固定设置于桩管本体的外侧壁，且各孔压传感器分别位于桩管本体对应地基的各土层的位置以监测各土层处的孔隙水压力；水位监测装置固定设置于桩管本体的外侧壁，水位监测装置用于监测地基的实际水位的位置；信息监测系统用于接收孔压传感器、水位监测装置的信号，信息监测系统用于与抽排水系统信号连接以控制抽排水系统进行抽排水，施工方便、节约成本。节约成本。节约成本。

【技术实现步骤摘要】
一种自动排水的基坑围护桩及使用方法


[0001]本专利技术涉及超孔隙水压力
，特别是涉及一种自动排水的基坑围护桩及使用方法。

技术介绍

[0002]在地震或者其他在地基上施工带来的振动的作用下，地基中的饱和砂土或粉土的颗粒要挤密，最终形成紧密的排列，在由松到密的过程中，孔隙内充满水，孔隙水排不出去，就会出现由送到密的过度段，这时颗粒离开原来的位置，而未落到新的稳定位置上，与四周颗粒脱离接触，处于悬浮状态，这种情况下的颗粒自重连同作用在颗粒上的荷载将全部有水承担，此时饱和砂中因振动出现冲孔隙水压力，土颗粒完全悬浮于水中，成为粘滞流体，抗剪强度和抗剪刚度几乎等于零，土体处于流动状态，这种现象成为液化现象，土体的液化造成地基下沉，对建筑物造成损害。
[0003]现有的应对超孔隙水压力的方法为：
[0004]换土法：用非液化土层代替液化土层，适用于液化土层距离地表较浅且厚度不大时，如砾石土、卵石土，等渗透系数很大，当遇到强烈振动时、孔隙水压力消散的很快，孔压难以积累到较高的数值通常不会液化，
[0005]加密法：采用振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等加固措施，这些措施可以提高液化土的密实度、固结度，改变液化土的“松散”状态，当遇到强烈振动时抑制或者消除了孔隙水压力的发展。
[0006]在工程中我们经常遇到地基由几层土所组成，且较容易液化的砂层被覆盖在不易被液化的土层下面，地震时往往地基内部的砂层先发生液化，在使用以上的方法进行处理时具需要将地基上层不易被液化的土层挖开，然后在对会先发生液化的土壤进行处理，整个过程施工不便，成本大。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种自动排水的基坑围护桩及使用方法，以解决上述现有技术存在的问题，施工方便、节约成本。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：排水桩系统，抽排水系统、所述排水桩系统和信息监测系统，包括多个排水桩，所述排水桩包括桩管本体、水位监测装置、控制阀和多个孔压传感器，所述桩管本体一端用于设置于地基的持力层上，另一端开口设置并能够伸出地面，所述桩管本体的桩壁上设置有排水口，所述排水口设置于所述桩管桩身；各所述孔压传感器均固定设置于桩管本体的外侧壁，且各所述孔压传感器分别位于所述桩管本体对应所述地基的各土层的位置以监测各土层处的超孔隙水压力；所述水位监测装置固定设置于所述桩管本体的外侧壁，所述水位监测装置用于监测所述地基的实际水位的位置；所述控制阀用于设置于所述排水口处以开启或者关闭所述排水口；所述抽排水系统与所述桩管本体连接，所述抽排水系统用于对所述桩管本体内的水进行抽排水；信息监测系统，所
述信息监测系统与所述孔压传感器、所述水位监测装置和所述控制阀信号连接，所述信息监测系统用于接收所述孔压传感器、所述水位监测装置的信号以控制所述控制阀的开启或者关闭，所述信息监测系统用于与所述抽排水系统信号连接以控制所述抽排水系统进行抽排水。
[0009]优选的，还包括片状联接式外壳，所述所有排水口设置于所述片状联接式外壳中的一个单元片上，所述桩管本体朝向基坑的一侧设置有通槽，所述片状联接式外壳滑动设置于所述通槽，且所述片状联接式外壳呈环形设置，转动所述片状联接式外壳能够使所述排水口向上或者向下移动。
[0010]优选的，各所述排水口处均设置有排水口滤网，所述排水口滤网与所述片状联接式外壳固定连接。
[0011]优选的，还包括多个土压力监测器，各所述土压力监测器分别对应设置于所述桩管本体朝向和远离所述基坑的一侧。
[0012]优选的，所述抽排水系统包括水箱、水管和多个抽水泵，各所述抽水泵均通过所述水管与所述水箱连通。
[0013]优选的，所述水位监测装置包括两个水位传感器，所述地基的设计地下水位的两个端值分别为第一设计水位和第二设计水位，所述第一设计水位位于所述第二设计水位的上方，两个所述水位传感器分别为第一水位传感器和第二水位传感器，所述第一水位传感器固定设置于所述所述桩管本体的外侧壁位于所述第一水位的位置，所述第二水位传感器固定设置于所述所述桩管本体的外侧壁位于所述第二水位的位置，所述第一水位传感器和所述第二水位传感器均与所述信息监测系统信号连接，同时由信号反馈装置进行抽排水的调控。
[0014]本专利技术还提供一种如上所述的自动排水的基坑围护桩的使用方法，包括以下步骤：
[0015]S1:确定所述排水桩的长度，确定所述排水层的位置，确定排水口的位置，并在桩管本体上安装所述水位监测装置、所述控制阀和多个所述孔压传感器；
[0016]S2：在基坑周围设置各所述排水桩系统、所述抽排水系统和所述信息监测系统并进行连接；
[0017]S3：确定所述实际水位的位置；
[0018]S4：所述信息监测系统通过所述排水层的超孔压比r
u
和所述实际水位的位置情况判断抽排水系统是否进行排水。
[0019]优选的，所述信息监测系统利用第一水位传感器和第二水位传感器传输的信号确定所述实际水位的位置。
[0020]优选的，所述信息监测系统利用所述排水层的孔压传感器进行计算超孔压比r
u
，在所述信息监测系统预设所述孔压比r
u
的公式为
[0021][0022]公式中u1为超孔隙水压力；ρ为排水层以上各土层的密度；h为地基对应土层的深度，n为该层土至排水层之间土的层数。
[0023]优选的，所述信息监测系统针对以下情况做出控制阀的调整并控制水泵进行抽水，第一设计水位为H
max
，第二设计水位为H
min
，实际水位为H：
[0024]a.若r
u
＞1，且H＞H
max
，控制阀状态打开，水泵抽水；
[0025]b.若r
u
＞1，且H
max
＞H＞H
min
，控制阀状态打开，水泵抽水；
[0026]c.若r
u
＞1，且H
min
＞H，控制阀状态打开，水泵抽水；
[0027]d.若r
u
＜1，且H＞H
max
，控制阀状态打开，水泵抽水；
[0028]e.若r
u
＜1，且H
max
＞H＞H
min
，控制阀状态为关闭，水泵关闭；
[0029]f.若r
u
＜1，且H
min
＞H，控制阀状态为关闭，水泵关闭。
[0030]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0031]本专利技术提供了一种自动排水的基坑围护桩及使用方法，通过将排水口设置在最容易液化的土层，从而通过排水实现消除超空隙水压力，从而避免土层的液化造成地基下沉，对建筑物造成损害，通过设置水位监测装置、控制阀和多个孔压传感器，水位监测装置对地基的实际水位进行监测，孔压传感器对超孔隙水压力进行监测，通过实际水位的位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动排水的基坑围护桩，其特征在于：包括：排水桩系统，所述排水桩系统包括多个排水桩，所述排水桩包括桩管本体、水位监测装置、控制阀和多个孔压传感器，所述桩管本体一端用于设置于地基的持力层上，另一端开口设置并能够伸出地面，所述桩管本体的桩壁上设置有排水口，所述排水口设置于所述桩管桩身；各所述孔压传感器均固定设置于桩管本体的外侧壁，且各所述孔压传感器分别位于所述桩管本体对应所述地基的各土层的位置以监测各土层处的超孔隙水压力；所述水位监测装置固定设置于所述桩管本体的外侧壁，所述水位监测装置用于监测所述地基的实际水位的位置；所述控制阀用于设置于所述排水口处以开启或者关闭所述排水口；抽排水系统，所述抽排水系统与所述桩管本体连接，所述抽排水系统用于对所述桩管本体内的水进行抽排水；信息监测系统，所述信息监测系统与所述孔压传感器、所述水位监测装置和所述控制阀信号连接，所述信息监测系统用于接收所述孔压传感器、所述水位监测装置的信号以控制所述控制阀的开启或者关闭，所述信息监测系统用于与所述抽排水系统信号连接以控制所述抽排水系统进行抽排水。2.根据权利要求1所述的自动排水的基坑围护桩，其特征在于：还包括片状联接式外壳，各所述排水口设置于所述片状联接式外壳中的单元片上，所述桩管本体朝向基坑的一侧设置有通槽，所述片状联接式外壳滑动设置于所述通槽，且所述片状联接式外壳呈环形设置，转动所述片状联接式外壳能够使各所述排水口向上或者向下移动。3.根据权利要求2所述的自动排水的基坑围护桩，其特征在于：各所述排水口处均设置有排水口滤网，所述排水口滤网与所述片状联接式外壳固定连接。4.根据权利要求1所述的自动排水的基坑围护桩，其特征在于：还包括多个土压力监测器，各所述土压力监测器分别对应设置于所述桩管本体朝向和远离所述基坑的一侧。5.根据权利要求1所述的自动排水的基坑围护桩，其特征在于：所述抽排水系统包括水箱、水管和多个抽水泵，各所述抽水泵均通过所述水管与所述水箱连通。6.根据权利要求1所述的自动排水的基坑围护桩，其特征在于：所述水位监测装置包括两个水位传感器，所述地基的设计地下水位的两个端值分别为第一设计水位和第二设计水位，所述第一设计水位位于所述第二设计水位的上方，两个所述水位传感器分别为第一水位传感器和第二水位传感器，所述第一水位传感器固定设置于所述所述桩管本体的外侧壁位于所述第一水位的位置，所述第二水位传感器固定设置于所述所述桩管本体的外侧壁位于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：敖翔，程子龙，沈俊，李涛，包小华，岳昆，崔宏志，刘宽，陈湘生，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：