CN100570072C - 刚体排水桩正负压快速排水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基础桩的排水方法，特别是一种刚体排水桩，正负压快速排水方法。现行刚体排水桩，均采用土层自然渗水，潜水泵正压排出的方法。由于土层渗水很慢，排水效率很低。本发明原理是在正压排水效率降低时，对桩内排水通道施加负压(即抽真空)，通过滤水层加大土层渗水的水力梯度，加速渗水，加快排出。本方法的优越性主要是：1.排水力度大，速度快，加速了桩周土的固结，提高了土的摩擦系数，提高了桩的承载力；2.节省材料，节省工期，节省能耗，节省投资；3.保留正负压排水系统，定期排水，可提高桩的后期承载力，提高建筑物的安全度；4.原理清晰，设备简单，操作方便，效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种基础桩的排水方法，特别是一种刚体排水桩正负压快速排水方法。
背景技术
目前，关于基础桩的排水，国内外的普遍方法是：自然排水或正压排水方法。亦即土层中渗出的水，直接溢出桩外或由水泵将渗出水抽出。
当桩内的水抽干后，再等待下一批水从土层中渗出来。渗出水的速度相当慢，需要很长时间才能达到可供抽吸要求的水位，才能往外抽水，这种方法排水又慢又不彻底，循环抽吸几次以后，水便渗出的很慢了。原因是土层中的水流出后，导致土颗粒下沉，土体固结，土的渗透系数变小了。距桩壁较远处土中的水，因路径长，水若排出就很困难，需要很长时间，严重影响施工质量、速度、投资。因此，此项技术急需改进。
发明内容
本发明的技术在于利用刚体排水桩正负压快速排水方法来解决基础桩排水速度慢的技术问题。
本发明的特征是一种刚体排水桩正负压快速排水方法。
本发明主要是由刚体排水桩、密封盖、潜水泵、射流器组成，其中密封盖带有通气孔，潜水泵出水管带有阀门。
本发明的基本原理
见(图1)在已经下沉好的刚体排水桩垂直排水通道内，渗出水位已经稳定，置入潜水泵进行抽水。通道内水位与地下水位一致，此时通道内是一个大气压po，水位以下，是水压力pw。起动潜水泵抽水，水位很快下降，达到稳定。过了一会，渗水流出，水位又升上来。再重复抽水，直到渗出的水很慢，水量很小，水位很难升上来，见(图2)。此时，通道内还是一个大气压po。然后，将排水通道口加上密封盖，并安装好射流器，见(图3)。开动射流器，通道内出现负压，直到-740mm汞柱。由于排水通道内压力急剧降低，水位又降低，使得排水通道内无水部分区域的压力呈-p状态。而桩周土层内的压力没有变，这就为土层中的水渗出。增加了压力p。于是水流加快了，流量也加大了，排水通道内的水压力pw就由小变大了。水很快满了，部分水被射流器抽出去，见(图4)。由于排水通道内水满了，水压力又恢复了pw，土内水压力梯度又变小了，又开始影响土内水的渗出。为了加快排出排水通道内的水pw，于是停止射流器，打开通气孔，打开潜水泵的阀门，并开动潜水泵排水。很快，水又降到排水通道底，见(图2)。于是，再把通气孔关闭，阀门关闭，起动射流器，施加负压，造成水的压力梯度增加，加大渗水流量，排水通道的水很快又满了，见(图4)。再打开潜水泵的阀门，打开通气孔，开动潜水泵抽水，排水通道内水位很快下降了，见(图2)。以此循环操作，土层的孔隙水很快被抽走，实现了土层加速固结。
本发明的排水方法
1、当刚体排水桩沉入地下之后，地下水便通过桩的过滤层，进入桩的排水通道，并趋于稳定；
2、将潜水泵放入桩的排水通道内抽水，直至渗出水满足不了潜水泵抽水条件时，停抽；
3、将排水通道口加密封盖，伸出潜水泵出水管，关闭出水管阀门，关闭密封盖通气孔，保持排水通道密封状态；
4、安装好射流器，并起动，对排水通道内抽真空，直至井水上升后，从射流器中排出；
5、打开密封盖，重新起动潜水泵抽水。抽水时，无需通道内水充满，水位稳定，便可抽水，以排水快为原则；
6、水抽完后，关闭潜水泵出水管阀门，关闭通气孔，开动射流器再做抽真空，加快土层渗水。当水位达到合理抽水高度时，关闭射流器，再重新起动潜水泵；
7、上述步骤，循环使用，直至桩周土的固结，，满足工程要求时为止。
本发明的优越性
1、由于排出了桩周土中的水和气，促使基土快速固结，提高了土的摩擦系数，故从根本上提高了摩擦桩的承载力；
2、使用正负压排水方法，基土中的水、气排出的快，彻底；
3、基土固结后无逆向变化；
4、节省材料，节省工期，节省能耗，节省投资，不污染环境；
5、桩内正、负压排水原理清晰，设备简单，操作方便，效果明显；
6、正、负压排水系统，可永久在桩内保留，可定期不定期继续排水，减少桩周土中的含水量。因此，桩的后期承载力在逐年增长。
附图说明
图1：自然积水图；图2：正压排水图；图3：施加负压图；图4：负压排水图。
(1)是各土层；(2)是地面；(3)是地下水位；(4)是桩内水位；(5)是滤水层；(6)是桩壁；(7)是通水孔；(8)是潜水泵；(9)是潜水泵排水管；(10)是阀门；(11)是密封盖；(12)是通气孔；(13)是射流器；(14)是水流线路；(15)是桩内排水通道；po是大气压，pw是水压力，-p是真空度。
具体实施方式
当刚体排水桩沉入土中之后，各土层1中的水，便沿着水流线路14透过滤水层5，经过通水孔7进入桩内排水通道15并不断上升，经过一段时间，桩内水位4稳定。此时，开动潜水泵8排水，见图1。
潜水泵8开动一段时间之后，桩内水位4降到排水通道15底部，见图2。此时，各土层1中水依然按上述方式，渗入桩内排水通道15，再开动潜水泵8排水，以此方式，循环操作。
经过一阵正压排水之后，各土层1中的水，便渗出很慢，为加速渗水在桩内排水通道15的顶部，加一个密封盖11，并带有通气孔12，安装射流器13和潜水泵排水管9见图3。
起动射流器13，对桩内排水通道15进行抽真空，很快真空度达到-740mm汞柱，接近一个负大气压力。此时增大了渗水压力，水源源源不断从各土层1中快速经滤水层5通水孔7，进入桩内排水通道15。桩内水位4开始快速上升，并逐渐减慢，最后充满了桩内排水通道15，由射流器13将水抽出，见图4。
此时，渗水，排水都处在不佳状态，立即停止射流器13，打开通气孔12，打开潜水泵阀门10，起动潜水泵8排水。以此方式，循环使用，直至水流渗出很小，待抽时间很长，确认桩周土已满足工程要求时停止。
Claims (4)
1、刚体排水桩正负压快速排水方法，是解决基础桩排水速度慢的技术方法，所述方法使用的装置包括刚体排水桩、密封盖、潜水泵、射流器，其特征在于在桩内进行正压排水，当土层中的渗出水满足不了施工作业时，对桩内排水通道实施密封，施加负压，增大渗水压力，人工强制土层快速渗水，桩内水位上升，当桩内水位稳定时，打开通气孔，起动正压排水的快速方法，并循环使用，达到设计要求时止。
2、根据权利要求1所述的刚体排水桩正负压快速排水方法，其特征是：是当刚体排水桩桩内排水通道进行正压排水一段时间后，当渗水满足不了潜水泵抽水条件时，停止正压排水；将桩内排水通道口加密封盖，用施加负压的方法，增加土层中渗水的压力梯度，加大渗水速度，桩内排水通道水位快速上升，当有利于正压排水时，打开密封盖上的通气孔，进行正压排水，桩内水位很快下降；当水位下降到潜水泵无法抽水时，停止正压排水，再重复上述步骤进行负压排水，循环往复，直到满足工程要求为止。
3、根据权利要求1所述的刚体排水桩正负压快速排水方法，其特征在于：施加正压排水设备是潜水泵，施加负压排水设备是射流器，密封器材是密封盖，且带通气孔，密封部位是桩顶部或侧部，潜水泵排水管道带阀门。
4、根据权利要求1所述的刚体排水桩正负压快速排水方法，其特征在于：本发明的排水方法
(1)当刚体排水桩沉入地下之后，地下水便通过桩的过滤层进入桩的排水通道，并趋于稳定；
(2)将潜水泵放入桩的排水通道内抽水，直至渗出水满足不了潜水泵抽水条件时，停抽；
(3)将排水通道道口加密封盖，伸出潜水泵出水管，关闭出水管阀门，关闭密封盖通气孔，保持排水通道密封状态；
(4)安装好射流器，并起动，对排水通道内抽真空，直至井水上升后，从射流器中排出；
(5)打开密封盖通气孔，重新起动潜水泵抽水。抽水时，无需通道内水充满，水位稳定，便可抽，以排水快为原则；
(6)水抽完后，关闭潜水泵出水管阀门，关闭通气孔，开动射流器再做抽真空，加快土层渗水。当水流达到合理抽水高度时，关闭射流器，再重新起动潜水泵；
(7)上述步骤循环使用，直至桩周土的固结，满足工程要求时止。
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