CN108265701B - 一种可疏通式的软土地基排水系统 - Google Patents
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Abstract
本方面提供一种可疏通式的软土地基排水系统，包括塑料排水板、虹吸管、边沟、板靴、堆载、集水井、抽水泵、气体发生装置，气体发生装置包括气瓶A、气瓶B、导流管、岔管、压力表、导气管、阀门C、单向阀，气瓶A盛有碳酸钠溶液，气瓶B盛有醋酸溶液，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，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，导气管的出口端与水箱底部连接，阀门C安装在导气管上，岔管的一端与导气管连接，岔管的另一端伸入到气瓶B的液面以下，单向阀安装在岔管上。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程领域，尤其涉及一种可疏通式的软土地基排水系统。
背景技术
软土地基抗剪强度低、含水率高、透水性差，在软土地基上进行工程建设需要排水固结，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，然而软土地基虹吸排水方法的虹吸管管径较小，软黏性土颗粒进入虹吸管后容易产生淤堵，导致虹吸作用失效，影响软土地基的排水效率。因此，提供一种可疏通式的软土地基排水系统至关重要。
发明内容
本发明针对现有软土地基虹吸排水技术遇到的虹吸管淤堵问题和虹吸管内空气累积问题，提出一种可疏通式的软土地基排水系统，利用充气的方式引起液面震荡，改变虹吸管内的压强，可解决虹吸排水使用过程中因管内空气积累而需要重启动虹吸的问题，也可解决虹吸管内的淤堵问题。
本发明的技术方案是：一种可疏通式的软土地基排水系统，包括塑料排水板、虹吸管、边沟、板靴、堆载、集水井、抽水泵、气体发生装置，气体发生装置包括气瓶A、气瓶B、导流管、岔管、压力表、导气管、阀门C、单向阀，气瓶A盛有碳酸钠溶液，气瓶B盛有醋酸溶液，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，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，导气管的出口端伸入到集水井的底部，阀门C安装在导气管上，岔管的一端与导气管连接，岔管的另一端伸入到气瓶B的液面以下，单向阀安装在岔管上，单向阀的流向为从上到下；在软土地基中开挖边沟，边沟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14-16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。
本发明的有益效果主要表现在：
1、本发明通过高压气体充入集水井引发液面震荡来重启虹吸管和疏通淤堵，不借助其他电气设备，简单可靠。
2、本发明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、本发明的气体发生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为本发明的可疏通式的软土地基排水系统的整体结构示意图；
图2为本发明的可疏通式的软土地基排水系统的气体发生装置的结构示意图；
图中：塑料排水板1、虹吸管2、边沟3、板靴4、堆载5、集水井6、抽水泵7、气体发生装置8、软土地基9、气瓶A 81、气瓶B 82、导流管83、压力表84、导气管85、阀门C 86、岔管87、单向阀88。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明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，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1、图2所示，本发明提供的一种可疏通式的软土地基排水系统，包括塑料排水板1、虹吸管2、边沟3、板靴4、堆载5、集水井6、抽水泵7、气体发生装置8，气体发生装置8包括气瓶A 81、气瓶B 82、导流管83、岔管 87、压力表84、导气管85、阀门C 86、单向阀88，气瓶A81盛有碳酸钠溶液，气瓶B 82盛有醋酸溶液，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，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的出口端伸入到集水井6的底部，位于液面以下，阀门C 86安装在导气管85上，岔管87的一端与导气管85连接，岔管87的另一端伸入到气瓶B 82的液面以下，单向阀88安装在岔管87上，单向阀88的流向为从上到下；在软土地基9中开挖边沟3，边沟3内插入若干个塑料排水板1，塑料排水板1插入深度为10-12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14-16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1-3根虹吸管2。导气管85的直径为10mm。
该系统发挥作用时，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的作用，会在塑料排水板1内部产生汇水，在虹吸作用下，积聚于塑料排水板1中的水被排出，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。该系统初次启动时，在虹吸管2的出水口抽水，启动虹吸，虹吸排水过程开始时，记录排水的开始时间，随着虹吸排水的发生，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。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，另外，虹吸管2内的水随着压强的变化会析出气泡影响虹吸管2的真空度，导致虹吸中断。这两方面原因会影响软土地基虹吸排水的效率，需要启动气体发生装置8来疏通虹吸管2，使软土地基虹吸排水正常运行。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B 82，使醋酸溶液通过导流管83流入气瓶A 81，醋酸与碳酸钠反应产生二氧化碳气体，气体通过岔管87进入气瓶B82，使气瓶A 81和气瓶B 82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内压强变化引起水流流动，虹吸中断的虹吸管2中的软粘土颗粒被排出，虹吸中断的虹吸管2中的空气被排出，达到疏通虹吸管2的效果。充气过程中气体流出气瓶A 81后，气瓶A 81压力减小，醋酸溶液通过导流管83被压入气瓶A 81，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C 86。气瓶A81的碳酸钠溶液为1千克碳酸钠和2.5升水混合，气瓶B82的醋酸溶液为1千克醋酸和1千克水混合，根据化学反应方程；Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+CO2+H2O，碳酸钠和醋酸完全反应后，在常温、常压下，可产生二氧化碳93.4升。
Claims (1)
1.一种可疏通式的软土地基排水系统，其特征在于，包括塑料排水板（1）、虹吸管（2）、边沟（3）、板靴（4）、堆载（5）、集水井（6）、抽水泵（7）、气体发生装置（8），气体发生装置（8）包括气瓶A（81）、气瓶B（82）、导流管（83）、岔管 （87）、压力表（84）、导气管（85）、阀门C （86）、单向阀（88），气瓶A（81）盛有碳酸钠溶液，气瓶B（82）盛有醋酸溶液，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），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）的出口端伸入到集水井（6）的底部，位于液面以下，阀门C（86）安装在导气管（85）上，岔管（87）的一端与导气管（85）连接，岔管（87）的另一端伸入到气瓶B（82）的液面以下，单向阀（88）安装在岔管（87）上，单向阀（88）的流向为从上到下；在软土地基（9）中开挖边沟（3），边沟（3）内插入若干个塑料排水板（1），塑料排水板（1）插入深度为10-12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14-16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。
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