CN111794258B - 基坑降水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的基坑降水系统包括软土地基、围垦区和淤泥区，围垦区外围设有一圈桩基，围垦区一侧设有真空泵和直流电源，围垦区内一侧设有与真空泵连接的竖向排水管，竖向排水管上设有多层横向排水管，横向排水管另一端插入围垦区另一侧的的软土地基内，且横向排水管上设有多个导电排水板，最上层的横向排水管设有电渗阳极，往下的每一层横向排水管设置的电渗电极与上一层横向排水管设置的电渗电极相反，导电排水板的电极通过导线连接对应横向排水管的电渗电极,导线与导电排水板形成既能排水又能导电的整体，横向排水管的电渗电极通过导线连接直流电源。该基坑降水系统够对基坑进行快速降水、加快围垦速率、提高地基处理效率、加强紧固了桩基强度。

Description

基坑降水系统

技术领域

本发明涉及土建施工领域，具体涉及一种基坑降水系统。

背景技术

随着我国城市化进程的加速，对地下空间的开发利用已成为社会发展的重要战略之一，也必然产生越来越多的基坑工程，随着工程建设要求越来越高，基坑不断向“深大近”方向发展，是否合理处理地下水直接关系到基坑结构整体稳定性及周边环境的安全，基坑降水方案的选择要根据工程地质、水文地质及环境因素等进行综合确定，为保证基坑施工过程中不出现渗水、涌砂、坑底隆起等问题，保证复杂环境下基坑工程施工及周边环境的安全，践行地下工程绿色环保施工的发展理念，对基坑降水排水技术的要求也越来越高。

目前，软土地区基坑的降水主要通过真空预压法来实现的，首先在围垦区外围插设一圈制桩，然后用真空预压对围垦区浅层进行降水固结，待浅层处理后达到一定强度用作工作平台再进行第二步深层土体加固，这种地基处理方法只有在所有的填充材料吹填完并且工作平台已经形成之后才能进行下部软土地基降水加固，整体处理周期很长，土地开发效率较低，另外，现有的预制桩每根桩体截面是统一宽度的，没有变截面，预制桩的整体强度和抗剪切能力有局限性。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对基坑进行快速降水、加快围垦速率、提高地基处理效率、加强紧固了桩基强度的基坑降水系统。

为此，本发明是采用如下技术方案来实现：

基坑降水系统，包括软土地基、围垦区和淤泥区，所述围垦区外围设有一圈桩基，其特征是：围垦区一侧设有真空泵和直流电源，围垦区内一侧设有与真空泵连接的竖向排水管，所述竖向排水管上设有多层横向排水管，横向排水管另一端插入围垦区另一侧的软土地基内，且横向排水管上设有多个导电排水板，最上层的所述横向排水管设有电渗阳极，往下的每一层横向排水管设置的电渗电极与上一层横向排水管设置的电渗电极相反，所述导电排水板的电极通过导线连接对应横向排水管的电渗电极，所述导线与导电排水板形成既能排水又能导电的整体，所述横向排水管的电渗电极通过导线连接直流电源。

进一步的，所述设有多根输送管，从第二层所述横向排水管开始每层横向排水管下方设置一所述输送管，所述围垦区上设置一所述输送管，所述输送管上设有阀门。

进一步的，所述桩基由多节桩体构成，且每相邻的两节桩体之间设有套在桩体上的双向套筒，所述双向套筒中部设有可向外弯折的套管。

进一步的，所述双向套筒中部的套管包括上套管和下套管，上套管和下套管之间通过薄板连接，且上套管和下套管之间围成腔体，所述双向套筒朝上的套筒底部设有与腔体相通的通孔，通过所述通孔可向腔体内灌入高强水泥砂浆，所述双向套筒朝上的套筒下部设有多个连通外界的第一流道。

进一步的，所述上套管内壁等间距设有多道第一环形卡块，所述下套管内壁等间距设有多道第二环形卡块，当所述上套管和下套管向外弯折至叠在一起时，所述第一环形卡块和第二环形卡块互相交叉插接。

进一步的，所述第一环形卡块和第二环形卡块均贯穿设有第二流道，当所述上套管和下套管向外弯折至叠在一起时，所有所述第二流道相通。

进一步的，所述围垦区和桩基之间具有沟槽，所述沟槽底部设有混凝土配筋板带，所述混凝土配筋板带上设有地梁砖胎模，所述地梁砖胎模和桩基之间设有换撑带混凝土，所述地梁砖胎模和围垦区之间的沟槽内设有回填软土。

进一步的，所述围垦区上设有覆盖层，所述覆盖层包括从上到下依次贴合设置的土工膜、土工布和编织布。

本发明具有以下优点：

1、当淤泥通过排水管进入围垦区并覆盖住最底层导电排水板时即可开启真空泵进行真空预压抽水，降水和填淤泥同时进行，大大缩短整个项目工期；

2、每一层导电排水板均可在抽真空作用下排水，在直流电场作用下将电渗阳极区域土体水分排向电渗阴极区域通过真空预压排出；

3、本系统所用导电排水板一种材料同时满足真空预压、电渗两种方法的要求，同时还能防止作为电渗阳极的电动排水板腐蚀，节省阳极电极，使电渗作用持续更长的时间；

4、排水板垂直打设能够处理深度约为20米，因真空度沿深度传递和受损问题深部土体处理效果不佳，而导电排水板水平铺设则不存在这个缺陷，处理深度不受限制；

5、对于顶层以下土体，可以充分利用上层土体自重，等效于土体处于真空预压、电渗、堆载三者联合作用下降水加固，有利于进一步增强降水固结效率；

6、桩基的双向套筒受压后薄板处先断裂，随后上套管和下套管慢慢向外弯折，上述过程中高强水泥砂浆受压通过第一流道和第二流道被挤到附近的软土地基内，并与软土地基的土体形成一体，当上套管和下套管向外弯折至叠在一起时，第一环形卡块和第二环形卡块互相交叉插接，防止在桩基发生横向位移，保证了桩基的垂直度，同时还加强紧固了桩基变截面的强度及桩基承载能力；

7、利用混凝土配筋板带的整体性较好以及侧向刚度较大(相当于一个有侧限的水平深受弯梁)的特点，来作为支护桩基的一个固定支撑，约束其位移，使桩基能够真正发挥其抗剪能力强大的特性，从而大大提高基坑的安全度。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中桩基的结构示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本发明中套筒的结构示意图。

附图标记：1、软土地基；2、围垦区；3、桩基；4、真空泵；5、直流电源；6、竖向排水管；7、横向排水管；8、导电排水板；9、导线；10、输送管；11、阀门；12、桩体；13、双向套筒；14、上套管；15、下套管；16、薄板；17、腔体；18、通孔；19、第一流道；20、第一环形卡块；21、第二环形卡块；22、第二流道；23、沟槽；24、混凝土配筋板带；25、地梁砖胎模；26、换撑带混凝土；27、回填软土；28、土工膜；29、土工布；30、编织布；31、淤泥区。

具体实施方式

参照上述附图所示，本发明提供的基坑降水系统包括软土地基1、围垦区2和淤泥区31，所述围垦区2外围设有一圈桩基3，其特征是：围垦区2一侧设有真空泵4和直流电源5，围垦区2内一侧设有与真空泵4连接的竖向排水管6，所述竖向排水管6上设有多层横向排水管7，横向排水管7另一端插入围垦区2另一侧的软土地基1内，且横向排水管7上设有多个导电排水板8，最上层的所述横向排水管7设有电渗阳极，往下的每一层横向排水管7设置的电渗电极与上一层横向排水管7设置的电渗电极相反，所述导电排水板8的电极通过导线9连接对应横向排水管7的电渗电极，所述导线9与导电排水板8形成既能排水又能导电的整体，所述横向排水管7的电渗电极通过导线9连接直流电源5，所述设有多根输送管10，从第二层所述横向排水管7开始每层横向排水管7下方设置一所述输送管10，所述围垦区2上设置一所述输送管10，所述输送管10上设有阀门11，所述桩基3由多节桩体12构成，且每相邻的两节桩体12之间设有套在桩体12上的双向套筒13，所述双向套筒13中部设有可向外弯折的套管，所述双向套筒13中部的套管包括上套管14和下套管15，上套管14和下套管15之间通过薄板16连接，且上套管14和下套管15之间围成腔体17，所述双向套筒13朝上的套筒底部设有与腔体17相通的通孔18，通过所述通孔18可向腔体17内灌入高强水泥砂浆，所述双向套筒13朝上的套筒下部设有多个连通外界的第一流道19，所述上套管14内壁等间距设有多道第一环形卡块20，所述下套管15内壁等间距设有多道第二环形卡块21，当所述上套管14和下套管15向外弯折至叠在一起时，所述第一环形卡块20和第二环形卡块21互相交叉插接，所述第一环形卡块20和第二环形卡块21均贯穿设有第二流道22，当所述上套管14和下套管15向外弯折至叠在一起时，所有所述第二流道22相通，所述围垦区2和桩基3之间具有沟槽23，所述沟槽23底部设有混凝土配筋板带24，所述混凝土配筋板带24上设有地梁砖胎模25，所述地梁砖胎模25和桩基3之间设有换撑带混凝土26，所述地梁砖胎模25和围垦区2之间的沟槽23内设有回填软土27，所述围垦区2上设有覆盖层，所述覆盖层包括从上到下依次贴合设置的土工膜28、土工布29和编织布30。

本发明工作过程如下：

步骤一：在围垦区2外围打出桩孔，将双向套筒13的下套筒套在第一节桩体12上并放入桩孔内，通过通孔18向腔体17内灌入高强水泥砂浆，将第二节桩体12插入第一个双向套筒13的上套筒内，对第二节桩体12施压，双向套筒13受压后薄板16处先断裂，随后上套管14和下套管15慢慢向外弯折，上述过程中高强水泥砂浆受压通过第一流道19和第二流道22被挤到附近的软土地基1内，并与软土地基1的土体形成一体，当上套管14和下套管15向外弯折至叠在一起时停止对第二节桩体12施压，此时第一环形卡块20和第二环形卡块21互相交叉插接，待高强水泥砂浆冷却后，重复上述过程对后续的桩体12进行施工，直至得到一圈完成的桩基3；

步骤二：在围垦区2和桩基3之间挖出沟槽23，在沟槽23底部铺设混凝土配筋板带24，然后在混凝土配筋板带24上砌筑地梁砖胎模25，再在地梁砖胎模25和桩基3之间浇筑换撑带混凝土26，在地梁砖胎模25和软土地基1之间的沟槽23内回填软土27；

步骤三：打开所有阀门11使输送管10将淤泥送至围垦区2内，待淤泥将覆盖住最底层导电塑料排水板时即可开启真空泵4进行真空预压抽水，抽真空和填淤泥同时进行；

步骤四：待淤泥填至预定位置时，关闭所有阀门11，然后在淤泥上从下到上铺设编织布30、土工布29和编织布30进行真空预压表面密封处理，再开启直流电源5进行电渗联合真空预压进行排水；

步骤六：在淤泥排出适量水后且淤泥还没完成固结时，可开启横向排水管7下方输送管10的阀门11，继续向围垦区2内输送淤泥，使围垦区2内的淤泥始终保持在标高线范围内，直至淤泥完成固结。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.基坑降水系统，包括软土地基、围垦区和淤泥区，所述围垦区外围设有一圈桩基，其特征是：围垦区一侧设有真空泵和直流电源，围垦区内一侧设有与真空泵连接的竖向排水管，所述竖向排水管上设有多层横向排水管，横向排水管另一端插入围垦区另一侧的软土地基内，且横向排水管上设有多个导电排水板，最上层的所述横向排水管设有电渗阳极，往下的每一层横向排水管设置的电渗电极与上一层横向排水管设置的电渗电极相反，所述导电排水板的电极通过导线连接对应横向排水管的电渗电极，所述导线与导电排水板形成既能排水又能导电的整体，所述横向排水管的电渗电极通过导线连接直流电源，所述淤泥区设有多根输送管，从第二层所述横向排水管开始每层横向排水管下方设置一所述输送管，所述围垦区上设置一所述输送管，所述输送管上设有阀门，所述桩基由多节桩体构成，且每相邻的两节桩体之间设有套在桩体上的双向套筒，所述双向套筒中部设有可向外弯折的套管，所述双向套筒中部的套管包括上套管和下套管，上套管和下套管之间通过薄板连接，且上套管和下套管之间围成腔体，所述双向套筒朝上的套筒底部设有与腔体相通的通孔，通过所述通孔可向腔体内灌入高强水泥砂浆，所述双向套筒朝上的套筒下部设有多个连通外界的第一流道。

2.根据权利要求1所述的基坑降水系统，其特征是：所述上套管内壁等间距设有多道第一环形卡块，所述下套管内壁等间距设有多道第二环形卡块，当所述上套管和下套管向外弯折至叠在一起时，所述第一环形卡块和第二环形卡块互相交叉插接。

3.根据权利要求2所述的基坑降水系统，其特征是：所述第一环形卡块和第二环形卡块均贯穿设有第二流道，当所述上套管和下套管向外弯折至叠在一起时，所有所述第二流道相通。

4.根据权利要求1所述的基坑降水系统，其特征是：所述围垦区和桩基之间具有沟槽，所述沟槽底部设有混凝土配筋板带，所述混凝土配筋板带上设有地梁砖胎模，所述地梁砖胎模和桩基之间设有换撑带混凝土，所述地梁砖胎模和围垦区之间的沟槽内设有回填软土。

5.根据权利要求1所述的基坑降水系统，其特征是：所述围垦区上设有覆盖层，所述覆盖层包括从上到下依次贴合设置的土工膜、土工布和编织布。

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