CN110080216A - 一种利用支护管桩的蓄水系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用支护管桩的蓄水系统及其施工方法，蓄水系统包括蓄水井、设在所述蓄水井中的水泵，还包括管桩、浇筑在所述管桩顶部的冠梁、与各个管桩相对应的预埋管道和虹吸管，所述管桩为围护结构中使用的支护管桩，所述预埋管道一部分埋设在所述冠梁中，所述预埋管道一端连接到雨水管网，另一端从管桩端头伸入到所述管桩的中空腔体中，所述虹吸管包括若干进水支管和连通各个进水支管的总管，所述进水支管伸入与之对应的所述中空腔体中，所述总管具有伸入到所述蓄水井底部的出水口，所述出水口高度低于各个进水支管的进水口。本发明利用管桩增大了蓄水量，并能自动将管桩中的水集中到蓄水井中，节能环保。

Description

一种利用支护管桩的蓄水系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及建筑支护结构领域，具体涉及一种利用支护管桩的蓄水系统及 其施工方法。

背景技术

为了合理利用地下空间和发展人防事业，地下工程已成新的发展方向，而且 其规模和深度不断增加，对基坑支护设计提出了更高要求。

海绵城市，是新一代城市雨洪管理概念，下雨时吸水、蓄水、渗水、净水， 需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。

如专利号CN201720116900.1的实用新型专利提供了一种高层绿色建筑用自 设置蓄水灌溉装置，利用手动蓄水池、雨水蓄水池蓄水，并通过高水位调节片和 若干低水位调节片配合使用松调节灌溉与否和灌溉的水量。但是该系统需要设置 多个蓄水池，并且需要通过多个阀门进行调节，占用空间较大，还需要另外设置， 增加了施工成本和时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用支护管桩的蓄水系统，以解决现有技术中 蓄水系统中蓄水井需要另外设置占用空间较大，增加了施工成本和时间的问题。

所述的利用支护管桩的蓄水系统，包括蓄水井、设在所述蓄水井中的水泵， 还包括管桩、浇筑在所述管桩顶部的冠梁、与各个管桩相对应的预埋管道和虹吸 管，所述管桩为围护结构中使用的支护管桩，所述预埋管道一部分埋设在所述冠 梁中，所述预埋管道一端连接到雨水管网，另一端从管桩端头伸入到所述管桩的 中空腔体中，所述虹吸管包括若干进水支管和连通各个进水支管的总管，所述进 水支管伸入与之对应的所述中空腔体中，所述总管具有伸入到所述蓄水井底部的 出水口，所述出水口高度低于各个进水支管的进水口。

优选的，所述管桩为预应力混凝土管桩。

优选的，所述预应力混凝土管桩底部焊接有闭口形桩尖，并在桩端处填置 有混凝土确保完全封底。

优选的，所述水泵通过管路连接到绿化灌溉管路系统。

优选的，所述蓄水井的直径不小于2m，深度介于基坑深度和管桩长度之间, 进水支管的长度要超过蓄水井的井深，蓄水井中的水泵进水口高于所述虹吸管的 出水口。

优选的，所述蓄水井深度和基坑底的深度一致。

本发明还提供了一种利用支护管桩的蓄水系统的施工方法，包括下列步骤：

步骤一、施工准备；

步骤二、预应力混凝土管桩施工；

步骤三、蓄水井施工；

步骤四、铺设管道和冠梁施工；

步骤五、水泵的安装和各管路的连接。

优选的，所述步骤四具体包括下列步骤：

1)、首先将组装后的虹吸管装满水进行实验，确保其具备虹吸作用；

2)、铺设试验后合格的虹吸管，将虹吸管的各个进水支管从管桩端头插入 相应管桩的中空腔体中，铺好总管并将总管的出水口插入到蓄水井的底部；

3)、绑扎冠梁钢筋，在管桩顶部的端头板上的焊接钢筋并与所述冠梁钢筋 连接好；

4)、将预埋管道在设定位置固定，并将预埋管道一端插入到相应的中空腔 体中；

5)、对铺设后的虹吸管和相应的中空腔体注入水再次进行虹吸试验，确保 虹吸作用有效，如果失效对铺设后的虹吸管进行调整修补或重新铺设；

6)、根据设计的冠梁结构进行支模浇筑冠梁。

优选的，所述步骤三中，在基坑外采用沉井法施工一直径为2m、深度与基 坑底的深度一致，蓄水系统总容积为所述水泵泵体底标高以上、蓄水井水面标高 以下范围内的所有管桩空腔和蓄水井的总体积，储水系统的总储水量应尽量满足 日常绿化灌溉的需求。

优选的，所述步骤五中，所述水泵设置在所述蓄水井底部并将出水口通过 管路连接到绿化灌溉管路系统，在所述蓄水井外设置电机，并安装传动机构连接 所述水泵的输入轴和所述电机的输出轴。

本发明有下列优点：

1、通过具有防渗功能的管桩可以将雨水收集起来，防止对周围土壤和基础 的侵蚀，且具有储蓄水源的作用，既节约了蓄水所需占用的空间，又降低了场区 内涝的风险；

2、虹吸管会自动将管桩中的雨水集中到蓄水井中，便于水泵抽水用于灌溉 等用途，虹吸方式能全天候自动实现雨水转移，也无需任何动力，节能环保，效 率高；

3、预应力混凝土管桩运用到基坑支护中，减少了混凝土用量，提高了支护 桩抗弯能力，能存蓄较多的水量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中预应力混凝土管桩使用时的结构示意图；

图3为本发明所用施工方法的流程图。

上述附图中的附图标记为：1、管桩，11、中空腔体，12、端头板，13、焊 接钢筋，2、虹吸管，21、进水支管，3、蓄水井，4、水泵，5、电机，6、冠梁， 61、冠梁钢筋，7、预埋管道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详 细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、 准确和深入的理解。

实施例1：

如图1-3所示，本实施例中本发明提供了一种利用支护管桩的蓄水系统包 括蓄水井3、设在所述蓄水井3中的水泵4，还包括管桩1、浇筑在所述管桩1 顶部的冠梁6、与各个管桩1相对应的预埋管道7和虹吸管2，所述管桩1为围 护结构中使用的支护管桩，所述预埋管道7一部分埋设在所述冠梁6中，所述预 埋管道7一端连接到雨水管网，另一端从管桩1端头伸入到所述管桩的中空腔体11中，所述虹吸管2包括若干进水支管21和连通各个进水支管21的总管，所 述进水支管21伸入与之对应的所述中空腔体11中，所述总管具有伸入到所述蓄 水井3底部的出水口，所述出水口高度低于各个进水支管21的进水口。所述水 泵4通过管路连接到绿化灌溉管路系统。所述蓄水井3的直径不小于2m，深度 介于基坑深度和管桩1长度之间。

本实施例中所述蓄水井3的直径为2m，深度和基坑底的深度一致。进水支 管21的长度要超过蓄水井3的井深，蓄水井3中的水泵4进水口(即泵体底标 高)高于所述虹吸管2的出水口。蓄水系统总容积为所述水泵4泵体底标高以上、 蓄水井3水面标高以下范围内的所有管桩1空腔和蓄水井3的总体积，储水系统 的总储水量应尽量满足日常绿化灌溉的需求。

所述管桩1为预应力混凝土管桩，是在地下工程主体结构完工前用以保障 基坑侧壁稳定的围护结构，考虑到强度和蓄水量一般应选择大直径预应力混凝土 支护管桩。所述预应力混凝土管桩底部焊接有闭口形桩尖(图2中省略)，并在 桩端处填置有混凝土确保完全封底。端头板12应留有插入预埋管道7和进水支 管21的预留孔，并焊接有焊接钢筋13。雨水管网收集场区的雨水经过处理达标 再输送到预埋管道7。

本发明还提供了一种利用支护管桩的蓄水系统的施工方法，施工工艺流程 为：施工准备→长螺旋钻机就位→长螺旋钻机取土→打桩机就位、配备管桩1→ 桩端焊接闭口形桩尖→打桩→检测桩身质量→预埋管道7→支模浇筑冠梁6。

其步骤如下：

步骤一、施工准备：

(1)机械准备。

必须配备性能可靠、符合标准、种类齐全的施工机械和设备，在施工前做 好机械设备的保养、试机工作，确保在施工期间一切正常作业。

(2)材料准备。

准备下列材料：预应力混凝土管桩、预埋管、钢筋、混凝土和模板。

(3)场地准备。

清除地表的建筑垃圾、生活垃圾、杂草、树根、耕植土等，平整场地至设 计标高，根据设计文件和施工组织计划的要求，确定合理可行的施工顺序。

步骤二、预应力混凝土管桩施工：

(1)长螺旋钻机和静压桩机进入现场，根据设计桩长，进行设备组装；

(2)长螺旋钻机就位，移至预打桩位处引孔取土；

(3)静压桩机就位，打桩机移至已完成引孔的预打桩位处；

(4)按照设计桩长和型号配置好预应力混凝土管桩；

(5)在预应力混凝土管桩底部焊接闭口形桩尖，并在桩端填置一定厚度的 混凝土，确保完全封底；

(6)按设计要求把预应力混凝土管桩打入土体；

(7)检测桩身质量，通过小应变试验检查桩身完整性。

步骤三、蓄水井3施工：

在基坑外采用沉井法施工一直径为2m、深度介于基坑深和管桩1长之间， 总容积大于绿化灌溉用水量的蓄水井3。直径的具体尺寸主要考虑人工检修，以 方便工人下池检修为宜；深度在满足前述要求基础上，储水系统的总储水量应尽 量满足日常绿化灌溉的需求。

步骤四、铺设管道和冠梁6施工：

1)、首先将组装后的虹吸管2装满水进行实验，确保其具备虹吸作用；

2)、铺设试验后合格的虹吸管2，将虹吸管2的各个进水支管21从管桩1 端头插入相应管桩1的中空腔体11中，铺好总管并将总管的出水口插入到蓄水 井3的底部；

3)、绑扎冠梁钢筋61，在管桩1顶部的端头板12上的焊接钢筋13并与所 述冠梁钢筋61连接好；

4)、将预埋管道7在设定位置固定，并将预埋管道7一端插入到相应的中 空腔体11中；

5)、对铺设后的虹吸管2和相应的中空腔体11注入水再次进行虹吸试验， 确保虹吸作用有效，如果失效对铺设后的虹吸管2进行调整修补或重新铺设；

6)、根据设计的冠梁6结构进行支模浇筑冠梁6。

步骤五、水泵4的安装和各管路的连接：

所述水泵4设置在所述蓄水井3底部并将出水口通过管路连接到绿化灌溉 管路系统，在所述蓄水井3外设置电机5，并安装传动机构连接所述水泵4的输 入轴和所述电机5的输出轴。之后将雨水管网的出水管连接到所述预埋管道7 入口。

本发明中管桩1采用大直径预应力混凝土基坑支护管桩，减少了混凝土用 量，反而提高了支护体抗弯能力。例如以直径2000mm，壁厚200mm的管桩和直 径1200mm的实心桩进行比较，混凝土用量一样，但前者抗弯刚度(惯性矩)比 后者提高了3.6倍。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连 接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸 连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以 通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关 系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明 中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或 “下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接 触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在 第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特 征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方 或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示 例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的 具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本 说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且， 描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合 适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明 书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上 述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的 改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明 保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用支护管桩的蓄水系统，包括蓄水井(3)、设在所述蓄水井(3)中的水泵(4)，其特征在于：还包括管桩、浇筑在所述管桩顶部的冠梁(6)、与各个管桩(1)相对应的预埋管道(7)和虹吸管(2)，所述管桩(1)为围护结构中使用的支护管桩，所述预埋管道(7)一部分埋设在所述冠梁(6)中，所述预埋管道(7)一端连接到雨水管网，另一端从管桩(1)端头伸入到所述管桩(1)的中空腔体(11)中，所述虹吸管(2)包括若干进水支管(21)和连通各个进水支管(21)的总管，所述进水支管(21)伸入与之对应的所述中空腔体(11)中，所述总管具有伸入到所述蓄水井(3)底部的出水口，所述出水口高度低于各个进水支管(21)的进水口。

2.根据权利要求1所述的一种利用支护管桩的蓄水系统，其特征在于：所述管桩(1)为预应力混凝土管桩。

3.根据权利要求2所述的一种利用支护管桩的蓄水系统，其特征在于：所述预应力混凝土管桩底部焊接有闭口形桩尖，并在桩端处填置有混凝土确保完全封底。

4.根据权利要求1所述的一种利用支护管桩的蓄水系统，其特征在于：所述水泵(4)通过管路连接到绿化灌溉管路系统。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种利用支护管桩的蓄水系统，其特征在于：所述蓄水井(3)的直径不小于2m，深度介于基坑深度和管桩(1)长度之间,进水支管(21)的长度要超过蓄水井(3)的井深，蓄水井(3)中的水泵(4)进水口高于所述虹吸管(2)的出水口。

6.根据权利要求5所述的一种利用支护管桩的蓄水系统，其特征在于：所述蓄水井(3)深度和基坑底的深度一致。

7.根据权利要求1-6中任一所述的一种利用支护管桩的蓄水系统的施工方法，其特征在于：包括下列步骤：

步骤一、施工准备；

步骤二、预应力混凝土管桩施工；

步骤三、蓄水井(3)施工；

步骤四、铺设管道和冠梁(6)施工；

步骤五、水泵(4)的安装和各管路的连接。

8.根据权利要求7所述的一种利用支护管桩的蓄水系统的施工方法，其特征在于：所述步骤四具体包括下列步骤：

1)、首先将组装后的虹吸管(2)装满水进行实验，确保其具备虹吸作用；

2)、铺设试验后合格的虹吸管(2)，将虹吸管(2)的各个进水支管(21)从管桩(1)端头插入相应管桩(1)的中空腔体(11)中，铺好总管并将总管的出水口插入到蓄水井(3)的底部；

3)、绑扎冠梁钢筋(61)，在管桩(1)顶部的端头板(12)上的焊接钢筋(13)并与所述冠梁钢筋(61)连接好；

4)、将预埋管道(7)在设定位置固定，并将预埋管道(7)一端插入到相应的中空腔体(11)中；

5)、对铺设后的虹吸管(2)和相应的中空腔体(11)注入水再次进行虹吸试验，确保虹吸作用有效，如果失效对铺设后的虹吸管(2)进行调整修补或重新铺设；

6)、根据设计的冠梁(6)结构进行支模浇筑冠梁(6)。

9.根据权利要求8所述的一种利用支护管桩的蓄水系统的施工方法，其特征在于：所述步骤三中，在基坑外采用沉井法施工一直径为2m、深度与基坑底的深度一致，蓄水系统总容积为所述水泵(4)泵体底标高以上、蓄水井(3)水面标高以下范围内的所有管桩(1)空腔和蓄水井(3)的总体积，储水系统的总储水量应尽量满足日常绿化灌溉的需求。

10.根据权利要求9所述的一种利用支护管桩的蓄水系统的施工方法，其特征在于：所述步骤五中，所述水泵(4)设置在所述蓄水井(3)底部并将出水口通过管路连接到绿化灌溉管路系统，在所述蓄水井(3)外设置电机(5)，并安装传动机构连接所述水泵(4)的输入轴和所述电机(5)的输出轴。