CN109928691A - 具有反滤功能的高渗透性芯柱体及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有反滤功能的高渗透性芯柱体，该芯柱体由三层密实度从内向外沿半径依次增加的砂石组成。芯柱体最内层直径4cm，第二层包裹最内层后直径达到7cm，第三层包裹第二层后直径达到10cm。同时，提供一种利用上述具有反滤功能的高渗透性芯柱体的施工方法。本发明的有益效果是：该芯柱体沿直径越往外渗透面积越大且密实度越高。内砂石层选用粗骨料并留有孔隙，能充分利用材料的渗透性而不必担心强度问题；第三砂石层选用密实度高的骨料级配，有效阻止外界的土颗粒经渗流进入、堵塞芯柱体，实现反滤功能，提高其耐久性。

Description

具有反滤功能的高渗透性芯柱体及其施工方法

技术领域

本发明属于土体渗透技术领域，特别涉及一种具有反滤功能的高渗透性芯柱体及其施工方法。能够有效提高芯柱体的耐久性，降低成本。

背景技术

随着城市面积的不断扩大，城市的道路、住宅、商业区大量建设使原本能够自然下渗的地表的渗透性极大下降。尤其在夏季，当雨水量超过城市的管网的排水能力时，城市内涝问题就会发生。降水顺着管网排走，使得传统城市管网也是除日益增长的城市需水量因素外另一个目前大多数城市缺水的原因。内涝与缺水问题在时间上频繁交叉出现。

海绵城市的建设能有效缓解目前城市内涝问题，增加城市地表径流的下渗量。目前渗井的芯柱体多是密实度均匀的混凝土或砂石构筑物，芯柱体侧壁易发生流固耦合作用。当土颗粒经侧壁砂石间孔隙进入芯柱体，芯柱体趋于密实，进一步降低芯柱体下渗的透水性。因此，需要一种简洁、实用具有反滤功能的渗透装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明的第一个目的是提供一种在铺设区的地表径流能快速入渗，使减缓城市内涝的同时补充地下水资源的具有反滤功能的高渗透性芯柱体。该结构具有结构新颖、耐久度高、渗透性好、环境效应高的特点。

本发明的第二个目的是提供一种制造具有反滤功能的高渗透性芯柱体的施工方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用的第一个技术方案是：一种具有反滤功能的高渗透性芯柱体，包括由内向外依次包裹的内砂石层、第二砂石层和第三砂石层，所述内砂石层的直径4cm，第二砂石层包裹最内砂石层后的直径达到7cm，第三砂石层包裹第二砂石层后的直径达到10cm，所述砂石成分为水泥、水、砂、碎石，所述内砂石层、第二砂石层和第三砂石层密度分别为：2250-2320㎏/m³、2320-2390㎏/m³、2390-2460㎏/m³。

所述内砂石层的粒径为10-15mm粗骨料,砂的细度模数为3.3；第二砂石层的粒径为5-10mm粗骨料，砂的细度模数为3.0；第三砂石层的粒径为5-10mm粗骨料，砂的细度模数为2.5。

为实现上述第二个目的，本发明采用的第二个技术方案是：一种上述有反滤功能的高渗透性芯柱体的施工方法，包括以下步骤：

1)先用直径为4cm的圆柱形模具浇筑内砂石层的芯柱体；

2)初凝后拆模，用直径7cm的模具在最内层发芯柱体周围开始浇筑第二砂石层的芯柱体；

3)第二砂石层的芯柱体初凝后拆模，用直径10cm的模具在第二层的芯柱体周围开始浇筑第三砂石层芯柱体；

4)养护完成，拆模后可得具有反滤功能的高渗透性芯柱体。

所述内层砂石成分的比例为水泥：水：砂：碎石＝1：0.6：1：4；所述第二层砂石成分的比例为水泥:水:砂:碎石＝1:0.48:2.2:3；所述第三砂石层砂石成分的比例为水泥:水:砂:碎石＝1：0.42：1.21：2.83。

本发明的效果是：该结构采用水平方向上的分层构造，结构新颖、强度满足、耐久度高、渗透性好；各层的密实度沿半径由内向外依次增大，最外层砂石密实度大，砂石间孔隙小，能有效减缓流固耦合作用，提高耐久度；内层砂石间孔隙较大，地表水能够迅速下渗，且随着沿半径越往外渗透面积越大，越能充分利用材料的渗透性补充地下水资源。

附图说明

图1为本发明具有反滤功能的高渗透性芯柱体的剖面图；

图2为图1芯柱体的俯视图。

图中：

1、内砂石层

2、第二砂石层

3、第三砂石层

具体实施方式

下面结合附图对本发明的有反滤功能的高渗透性芯柱体及施工方法加以说明。

本发明的具有反滤功能的高渗透性芯柱体结构的设计思想：基于缓解流固耦合作用和提高渗井芯柱体耐久性的要求，设计了有反滤功能的高渗透性芯柱体。既能充分利用材料的透水性，确保应用区域地表的渗水量，又能有效提高芯柱体耐久性，延长有效使用时间。

如图1—2所示，本发明的具有反滤功能的高渗透性芯柱体的结构包括：最内层芯柱体，第二层芯柱体，第三层芯柱体。最内层芯柱体为直径4cm的圆柱体，中间层为沿半径向外扩展1.5cm的同心环形柱状体，最外层基于中间层又向外扩展1.5cm，最终形成直径10cm的芯柱体。

本发明的有反滤功能的高渗透性芯柱体的施工方法步骤如下：

(1)先用直径为4cm的圆柱形模具浇筑最内砂石层芯柱体，配合比情况：水泥:水:砂:碎石＝1:0.6:1:4；

(2)初凝后拆模，用直径7cm的模具在最内砂石层芯柱体周围开始浇筑第二砂石层，配合比情况：水泥:水:砂:碎石＝1:0.48:2.2:3；

(3)第二砂石层芯柱体初凝后拆模，用直径10cm的模具在第二砂石层芯柱体周围开始浇筑第三砂石层芯柱体，配合比情况：水泥:水:砂:碎石＝1:0.42:1.21:2.83。养护完成，拆模后可得芯柱体。要注明的是，配合比中的碎石粒径为5--15mm。

本发明的有反滤功能的高渗透性芯柱体具有反滤性能高、渗透性好、结构简单等优点。沿半径由内向外密实度依次增加的砂石浇筑，使其具有反滤功能和一定强度的同时，充分利用了材料的渗透性，满足渗透要求，为海绵城市建设提供技术保障。

以上所述并不用来限制本发明，本发明可以有相应的变化和更改，比如芯柱体的分层数、各层的配合比。凡依据本发明有反滤功能的高渗透性芯柱体及其施工方法所做的修改、替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有反滤功能的高渗透性芯柱体，其特征是：包括由内向外依次包裹的内砂石层(1)、第二砂石层(2)和第三砂石层(3)，所述内砂石层(1)的直径4cm，第二砂石层(2)包裹最内砂石层(1)后的直径达到7cm，第三砂石层(3)包裹第二砂石层(2)后的直径达到10cm，所述砂石成分为水泥、水、砂、碎石，所述内砂石层(1)、第二砂石层(2)和第三砂石层(3)密度分别为：2250-2320㎏/m³、2320-2390㎏/m³、2390-2460㎏/m³。

2.根据权利要求1所述的一种具有反滤功能的高渗透性芯柱体，其特征是：所述内砂石层(1)的粒径为10-15mm粗骨料,砂的细度模数为3.3；第二砂石层(2)的粒径为5-10mm粗骨料，砂的细度模数为3.0；第三砂石层(3)的粒径为5-10mm粗骨料，砂的细度模数为2.5。

3.一种利用权利要求1所述的具有反滤功能的高渗透性芯柱体的施工方法,包括以下步骤：

1)先用直径为4cm的圆柱形模具浇筑内砂石层的芯柱体；

2)初凝后拆模，用直径7cm的模具在最内层发芯柱体周围开始浇筑第二砂石层的芯柱体；

3)第二砂石层的芯柱体初凝后拆模，用直径10cm的模具在第二层的芯柱体周围开始浇筑第三砂石层芯柱体；

4)养护完成，拆模后可得具有反滤功能的高渗透性芯柱体。

4.根据权利要求3所述的一种具有反滤功能的高渗透性芯柱体的施工方法,其特征是：所述内层砂石成分的比例为水泥：水：砂：碎石＝1：0.6：1：4；所述第二层砂石成分的比例为水泥:水:砂:碎石＝1:0.48:2.2:3；所述第三砂石层砂石成分的比例为水泥:水:砂:碎石＝1：0.42：1.21：2.83。