專利名稱：剛體排水樁正負壓快速排水方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基礎樁的排水方法，特別是一種剛體排水樁正負壓快速排水方法。
背景技術：
目前，關于基礎樁的排水，國內(nèi)外的普遍方法是自然排水或正壓排水方法。亦即土層中滲出的水，直接溢出樁外或由水泵將滲出水抽出。
當樁內(nèi)的水抽干后，再等待下一批水從土層中滲出來。滲出水的速度相當慢，需要很長時間才能達到可供抽吸要求的水位，才能往外抽水，這種方法排水又慢又不徹底，循環(huán)抽吸幾次以后，水便滲出的很慢了。原因是土層中的水流出后，導致土顆粒下沉，土體固結，土的滲透系數(shù)變小了。距樁壁較遠處土中的水，因路徑長，水若排出就很困難，需要很長時間，嚴重影響施工質(zhì)量、速度、投資。因此，此項技術急需改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術在于利用剛體排水樁正負壓快速排水方法來解決基礎樁排水速度慢的技術問題。
本發(fā)明的特征是一種剛體排水樁正負壓快速排水方法。
本發(fā)明主要是由剛體排水樁、密封蓋、潛水泵、射流器組成，其中密封蓋帶有通氣孔，潛水泵出水管帶有閥門。
本發(fā)明的基本原理見(圖1)在已經(jīng)下沉好的剛體排水樁垂直排水通道內(nèi)，滲出水位已經(jīng)穩(wěn)定，置入潛水泵進行抽水。通道內(nèi)水位與地下水位一致，此時通道內(nèi)是一個大氣壓po，水位以下，是水壓力pw。起動潛水泵抽水，水位很快下降，達到穩(wěn)定。過了一會，滲水流出，水位又升上來。再重復抽水，直到滲出的水很慢，水量很小，水位很難升上來，見(圖2)。此時，通道內(nèi)還是一個大氣壓po。然后，將排水通道口加上密封蓋，并安裝好射流器，見(圖3)。開動射流器，通道內(nèi)出現(xiàn)負壓，直到-740mm汞柱。由于排水通道內(nèi)壓力急劇降低，水位又降低，使得排水通道內(nèi)無水部分區(qū)域的壓力呈-p狀態(tài)。而樁周土層內(nèi)的壓力沒有變，這就為土層中的水滲出。增加了壓力p。于是水流加快了，流量也加大了，排水通道內(nèi)的水壓力pw就由小變大了。水很快滿了，部分水被射流器抽出去，見(圖4)。由于排水通道內(nèi)水滿了，水壓力又恢復了pw，土內(nèi)水壓力梯度又變小了，又開始影響土內(nèi)水的滲出。為了加快排出排水通道內(nèi)的水pw，于是停止射流器，打開通氣孔，打開潛水泵的閥門，并開動潛水泵排水。很快，水又降到排水通道底，見(圖2)。于是，再把通氣孔關閉，閥門關閉，起動射流器，施加負壓，造成水的壓力梯度增加，加大滲水流量，排水通道的水很快又滿了，見(圖4)。再打開潛水泵的閥門，打開通氣孔，開動潛水泵抽水，排水通道內(nèi)水位很快下降了，見(圖2)。以此循環(huán)操作，土層的孔隙水很快被抽走，實現(xiàn)了土層加速固結。
本發(fā)明的排水方法
1、當剛體排水樁沉入地下之后，地下水便通過樁的過濾層，進入樁的排水通道，并趨于穩(wěn)定；2、將潛水泵放入樁的排水通道內(nèi)抽水，直至滲出水滿足不了潛水泵抽水條件時，停抽；3、將排水通道口加密封蓋，伸出潛水泵出水管，關閉出水管閥門，關閉密封蓋通氣孔，保持排水通道密封狀態(tài)；4、安裝好射流器，并起動，對排水通道內(nèi)抽真空，直至井水上升后，從射流器中排出；5、打開密封蓋，重新起動潛水泵抽水。抽水時，無需通道內(nèi)水充滿，水位穩(wěn)定，便可抽水，以排水快為原則；6、水抽完后，關閉潛水泵出水管閥門，關閉通氣孔，開動射流器再做抽真空，加快土層滲水。當水位達到合理抽水高度時，關閉射流器，再重新起動潛水泵；7、上述步驟，循環(huán)使用，直至樁周土的固結，，滿足工程要求時為止。
本發(fā)明的優(yōu)越性1、由于排出了樁周土中的水和氣，促使基土快速固結，提高了土的摩擦系數(shù)，故從根本上提高了摩擦樁的承載力；2、使用正負壓排水方法，基土中的水、氣排出的快，徹底；3、基土固結后無逆向變化；4、節(jié)省材料，節(jié)省工期，節(jié)省能耗，節(jié)省投資，不污染環(huán)境；5、樁內(nèi)正、負壓排水原理清晰，設備簡單，操作方便，效果明顯；6、正、負壓排水系統(tǒng)，可永久在樁內(nèi)保留，可定期不定期繼續(xù)排水，減少樁周土中的含水量。因此，樁的后期承載力在逐年增長。


(1)是各土層；(2)是地面；(3)是地下水位；(4)是樁內(nèi)水位；(5)是濾水層；(6)是樁壁；(7)是通水孔；(8)是潛水泵；(9)是潛水泵排水管；(10)是閥門；(11)是密封蓋；(12)是通氣孔；(13)是射流器；(14)是水流線路；(15)是樁內(nèi)排水通道；po是大氣壓，pw是水壓力，-p是真空度。
具體實施例方式
當剛體排水樁沉入土中之后，各土層(1)中的水，便沿著水流線路(14)透過濾水層(5)，經(jīng)過通水孔(7)進入樁內(nèi)排水通道(15)并不斷上升，經(jīng)過一段時間，樁內(nèi)水位(4)穩(wěn)定。此時，開動潛水泵(8)排水，見(圖1)。
潛水泵(8)開動一段時間之后，樁內(nèi)水位(4)降到排水通道(15)底部，見(圖2)。此時，各土層(1)中水依然按上述方式，滲入樁內(nèi)排水通道(15)，再開動潛水泵(8)排水，以此方式，循環(huán)操作。
經(jīng)過一陣正壓排水之后，各土層(1)中的水，便滲出很慢，為加速滲水在樁內(nèi)排水通道(15)的頂部，加一個密封蓋(11)，并帶有通氣孔(12)，安裝射流器(13)和潛水泵排水管(9)見(圖3)。
起動射流器(13)，對樁內(nèi)排水通道(15)進行抽真空，很快真空度達到-740mm汞柱，接近一個負大氣壓力。此時增大了滲水壓力，水源源源不斷從各土層(1)中快速經(jīng)濾水層(5)通水孔(7)，進入樁內(nèi)排水通道(15)。樁內(nèi)水位(4)開始快速上升，并逐漸減慢，最后充滿了樁內(nèi)排水通道(15)，由射流器(13)將水抽出，見(圖4)。
此時，滲水，排水都處在不佳狀態(tài)，立即停止射流器(13)，打開通氣孔(12)，打開潛水泵閥門(10)，起動潛水泵(8)排水。以此方式，循環(huán)使用，直至水流滲出很小，待抽時間很長，確認樁周土已滿足工程要求時停止。
權利要求
1.剛體排水樁正負壓快速排水方法，是在樁內(nèi)正壓排水，土層中的孔隙水滲出很慢時，對樁內(nèi)排水通道實施密封，施加負壓，增大滲水壓力，人工強制土層快速滲水，在合理的時機打開進通氣孔，起動正壓快速排水的方法，并循環(huán)使用，達到設計要求時止。
2.根據(jù)權利要求1所述的剛體排水樁正負壓快速排水方法，其特征在于本發(fā)明的基本原理是當剛體排水樁樁內(nèi)排水通道進行正壓排水一段時間后，等待滲水時間太長時，停止正壓排水。將樁內(nèi)排水通道從樁頂部密封用施加負壓(即抽真空)的方法，增加土層中滲水的壓力梯度，加大滲水速度，樁內(nèi)排水通道水位快速上升，當有利于正壓排水時，打開通氣孔，進行正壓排水，樁內(nèi)水位很快下降。當水位下降到潛水泵無法抽水時，停止正壓排水，再重復上述步驟進行負壓排水，循環(huán)往復，直到滿足工程要求為止。
3.根據(jù)權利要求1所述的剛體排水樁正負壓快速排水方法，其特征在于施加正壓排水設備是潛水泵，施加負壓排水設備是射流器，密封器材是密封蓋，且?guī)饪?，密封部位是樁頂部或?cè)部，潛水泵排水管道帶閥門。
4.根據(jù)權利要求1所述的剛體排水樁正負壓快速排水方法，其特征在于本發(fā)明的排水方法(1)當剛體排水樁沉入地下之后，地下水便通過樁的過濾層進入樁的排水通道，并趨于穩(wěn)定；(2)將潛水泵放入樁的排水通道內(nèi)抽水，直至滲出水滿足不了潛水泵抽水條件時，停抽；(3)將排水通道道口加密封蓋，伸出潛水泵出水管，關閉出水管閥門，關閉密封蓋通氣孔，保持排水通道密封狀態(tài)；(4)安裝好射流器，并起動，對排水通道內(nèi)抽真空，直至井水上升后，從射流器中排出；(5)打開密封蓋通氣孔，重新起動潛水泵抽水。抽水時，無需通道內(nèi)水充滿，水位穩(wěn)定，便可抽，以排水快為原則；(6)水抽完后，關閉潛水泵出水管閥門，關閉通氣孔，開動射流器再做抽真空，加快土層滲水。當水流達到合理抽水高度時，關閉射流器，再重新起動潛水泵；(7)上述步驟循環(huán)使用，直至樁周土的固結，滿足工程要求時止。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基礎樁的排水方法，特別是一種剛體排水樁，正負壓快速排水方法?，F(xiàn)行剛體排水樁，均采用土層自然滲水，潛水泵正壓排出的方法。由于土層滲水很慢，排水效率很低。本發(fā)明原理是在正壓排水效率降低時，對樁內(nèi)排水通道施加負壓(即抽真空)，通過濾水層加大土層滲水的水力梯度，加速滲水，加快排出。本方法的優(yōu)越性主要是1.排水力度大，速度快，加速了樁周土的固結，提高了土的摩擦系數(shù)，提高了樁的承載力；2.節(jié)省材料，節(jié)省工期，節(jié)省能耗，節(jié)省投資；3.保留正負壓排水系統(tǒng)，定期排水，可提高樁的后期承載力，提高建筑物的安全度；4.原理清晰，設備簡單，操作方便，效果明顯。
文檔編號E02D3/10GK1958967SQ200610145889
公開日2007年5月9日 申請日期2006年11月22日 優(yōu)先權日2006年11月22日
發(fā)明者馬鴻春, 馬驄, 馬卓 申請人:天津鴻?？萍奸_發(fā)有限責任公司