CN217710662U - 一种自动抽水式真空负压排水管桩系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，包括真空泵、抽水泵抽、真空管、抽水管以及有孔管桩，有孔管桩插入地层内，有孔管桩上分布有多个透水孔，有孔管桩上端设有一覆盖刚性盖板；抽水管一端连接于所述真空泵上，另一端穿过延伸至所述有孔管桩内，抽水管一端连接于抽水泵上，另一端延伸至有孔管桩内空腔的底部。本实用新型提供的有益效果为：该排水管桩系统的真空泵将有孔管桩内空腔抽出至负压状态，加速地层内超静孔隙水压力消散，减少挤土效应，增加土体强度；该排水管桩系统的抽水泵周期性地自动抽出有孔管桩内的水，整个过程实现自动化，减少人工成本。
Description
技术领域
本实用新型地基超静孔隙水压力消散装置技术领域，尤其涉及一种自动抽水式真空负压排水管桩系统。
背景技术
随着经济的发展，铁路、公路和港口码头等建设规模不断扩大，桩基础的使用需求持续增长。其中，预制桩因具有桩身强度高、施工速度快、质量有保证、造价低等诸多优点，而在各类工程中得到广泛应用。然而，在软黏土地基施工时，将预制管桩在压入过程中，会对桩周土体产生挤土效应，会使桩周土体超静孔隙水压力升高。桩基承载力和桩周土体的承载力受超静孔隙水压力的影响很大，若超静孔隙水压力不能及时消散，地基承载力整体偏低。
常规的地基处理加快孔压消散的方法有真空预压法或堆载预压法等，由于上部荷载或能量影响深度有限，土体排水固结的速度较慢，地基处理的时间周期往往较长。桩基施工必须在地基处理完成后再进行，导致整体施工周期大量增加；与此同时，现有地基处理方法受施工质量及施工设备等因素影响，地基处理效果往往不理想，土体固结度达和承载能力达不到设计要求，对于后续建筑物的正常使用带来一定风险。为了避免或减少上述不利影响，可以通过设计减压排水管桩，通过内嵌的排水板形成排水通道，可以加快地基中超孔隙水压力消散，一方面可以减少沉桩的挤土效应，另一方面加快桩周土体的固结，增加土体强度，从而在沉桩的过程中达到地基处理的效果。
现有的排水管桩在沉桩过程中，内部的压力会影响桩周土体中孔隙水的流入，内部的水压会转化成湿度的指标，且湿度是不断在变化的，因此目前的排水管桩的水压控制一般使用持续抽水或手动测量调整。持续抽水会使抽水泵长时间工作且部分时间处于空转状态，这样会降低抽水泵的寿命，且抽水效率低；而手动测量存在劳动成本高、数据质量差以及无法及时判断数据的准确性是否满足相关规范的要求等缺点。
实用新型内容
有鉴于此，为使排水管桩能释放地层孔隙水压力，且能实现管内排水压力精确自动化控制，保证排水管桩的正常使用，促进地基中静超孔隙水压力的消散，减少挤土效应。本实用新型提供一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，包括真空泵、抽水泵、抽真空管、抽水管以及中空的有孔管桩，所述有孔管桩插入地层内，所述有孔管桩上设有多个贯穿所述有孔管桩侧壁的透水孔，所述有孔管桩上端设有一刚性盖板。
所述抽水管一端连接于所述真空泵上，另一端穿过所述刚性盖板延伸至所述有孔管桩内。
所述抽水管一端连接于所述抽水泵上，另一端穿过所述刚性盖板延伸至所述有孔管桩内空腔的底部；所述抽水泵用于抽出所述有孔管桩内的水。
进一步地，包括所述有孔管桩顶部还设有一软质密封层，所述软质密封层覆盖刚性盖板和有孔管桩上端。
进一步地，所述软质密封层为透明的气密性材料土工膜或塑料布。
进一步地，所述透水孔沿有孔管桩的顶部到底部由松散到密集布置。
进一步地，还包括一集水箱，所述抽水泵设置于所述集水箱内，所述集水箱用于收集抽水泵抽数的水。
进一步地，该排水管桩系统还包括一水位控制器和两水位传感器，两所述水位传感器相对上下间隔设置于有孔管桩内，两所述水位传感器中位于下方的一水位传感器位于所述有孔管桩底部，两水位传感器均与所述水位控制器相连，两水位传感器用于感测二者是否处于水中，并将感测到的信息传递至水位控制器，所述水位控制器根据两水位传感器感测到的信息控制所述抽水泵启停。
进一步地，所述真空泵还可以向管腔内部充气，当开孔处土体被挤压进入管腔内造成透水孔堵塞时，真空泵可以向管腔内部充气以增大管腔内部压强，保证透水孔畅通。
本实用新型一种自动抽水式真空负压排水管桩系统的有益效果为：该排水管桩系统的有孔管桩桩孔从桩顶到桩底呈逐渐密集分布，适应地层不断深入后逐渐加深的超孔隙水压力，可使排水管桩避免造成侧向位移或地面隆起，从而造成断桩、桩身倾斜等工程事故。
该排水管桩系统的水位控制器能在有孔管桩中水位高于一定位置时，启动排水泵，将有孔管桩中水抽至低水位，这样可保证排水泵高效间断地运行，无需工作人员控制，减少人工成本。
该排水管桩系统结果简单，便于大规模使用，也可重复循环使用，节约成本。
附图说明
图1是本实用新型一种实施例自动抽水式真空负压排水管桩系统的结构示意图；
图2是图1中的有孔管桩1的整体结构图；
图3是图2中的有孔管桩1的剖面结构图；
图4是图2中的有孔管桩1的A-A处的截面图；
图5是图1中的刚性盖板3的仰视图。
上述图中：1-有孔管桩，2-透水孔，3-刚性盖板，4-真空泵，5-抽真空管道，6-软质密封层，7-抽水泵，8-集水箱，10-水位传感器，11-抽气孔，12-水位控制器，13-抽水管，14-抽水孔。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
请参考图1至图5，本实用新型提供一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，包括有孔管桩1、真空泵4、抽真空管5、抽水泵7、抽水管13、水位控制器12和两水位传感器10。
所述有孔管桩1上端开口下端为尖端的中空圆管体，有孔管桩1下端插入地层中，上端位于地层上，有孔管桩1上设有多个透水孔2，所有透水孔2均贯穿有孔管桩1侧壁，且透水孔2沿有孔管桩1的顶部到底部由松散到密集布置，即有孔管桩1靠近顶部处的透水孔2分布稀疏，有孔管桩1靠近底部处分布的透水孔2密集，透水孔2用于使地层中的超静孔隙水能流入至有孔管桩1内。
有孔管桩1上端设有一刚性盖板3，刚性盖板3为圆形的阶梯形板，刚性盖板3上设有抽气孔11和抽水孔14，刚性盖板3盖于有孔管桩1上端，所述真空泵4、抽水管7以及水位控制器12均位于地面，所述抽真空管一5端连接于所述真空泵4上，另一端穿过所述盖刚性盖板3延伸至所述有孔管桩1内，所述真空泵4用于抽出所述有孔管桩1内的空气，使有孔管桩1内空腔保持负压状态，从而加快地层内孔隙中的水流入有孔管桩1内，使地基中静超孔隙水压力加速消散。
所述抽水管13一端连接于抽水泵7上，另一端穿过刚性盖板3延伸至有孔管桩1内空腔的底部；两水位传感器10相对上下间隔设置于有孔管桩1内，两水位传感器10中位于下方的一水位传感器10位于有孔管桩1底部，两水位传感器均与水位控制器12通过导线相连，两水位传感器10用于感测二者是否处于水中，并将感测到的信息传递至水位控制器12，水位控制器12根据两水位传感器10感测到的信息控制抽水泵7启停，抽水泵7启动则将有孔管桩1内的水抽出，直至两水位传感器10均露出水面。
进一步地，所述有孔管桩1顶部还设有一软质密封层6，软质密封层6覆盖刚性盖板3和有孔管桩1上端，从而使有孔管桩1顶部保持密封状态。本实施例中，所述软质密封层6为透明的气密性材料土工膜或塑料布。
进一步地，该排水管桩系统还包括一集水箱8，所述抽水泵7设置于所述集水箱8内，所述集水箱8用于收集抽水泵7抽出的水。
本实施新型一种自动抽水式真空负压排水管桩系统的工作过程为：启动真空泵4，真空泵4将有孔管桩1内空腔抽气至负压状态；地层内孔隙中的水逐渐向有孔管桩1的空腔内聚集；有孔管桩1的空腔聚集的水的水位高度超过两水位传感器10后，水位控制器12控制抽水泵7开启，将有孔管桩1的空腔聚集的水抽出，两水位传感器10中位于下方的水位传感器10露出水面后，水位控制器10控制抽水泵7停止。
当开孔处土体被挤压进入管腔内造成透水孔堵塞时，该水管桩系统的真空泵4还可以在抽真空前向孔管桩1的管腔内部充气，以增大孔管桩1内压强，保证透水孔2畅通。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，其特征在于：包括真空泵、抽水泵抽、真空管、抽水管以及中空的有孔管桩，所述有孔管桩插入地层内，所述有孔管桩上设有多个贯穿所述有孔管桩侧壁的透水孔，所述有孔管桩上端设有一刚性盖板；
所述抽水管一端连接于所述真空泵上，另一端穿过所述刚性盖板延伸至所述有孔管桩内；
所述抽水管一端连接于所述抽水泵上，另一端穿过所述刚性盖板延伸至所述有孔管桩内空腔的底部；所述抽水泵用于抽出所述有孔管桩内的水。
2.根据权利要求1所述的一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，其特征在于：包括所述有孔管桩顶部还设有一软质密封层，所述软质密封层覆盖刚性盖板和有孔管桩上端。
3.根据权利要求2所述的一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，其特征在于：所述软质密封层为透明的气密性材料土工膜或塑料布。
4.根据权利要求2所述的一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，其特征在于：所述透水孔沿有孔管桩的顶部到底部由松散到密集布置。
5.根据权利要求1所述的一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，其特征在于：还包括一集水箱，所述抽水泵设置于所述集水箱内，所述集水箱用于收集抽水泵抽数的水。
6.根据权利要求1所述的一种自动抽水式真空负压排水管桩系统，其特征在于：还包括一水位控制器和两水位传感器，两所述水位传感器相对上下间隔设置于有孔管桩内，两所述水位传感器中位于下方的一水位传感器位于所述有孔管桩底部，两水位传感器均与所述水位控制器相连，两水位传感器用于感测二者是否处于水中，并将感测到的信息传递至水位控制器，所述水位控制器根据两水位传感器感测到的信息控制所述抽水泵启停。
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