一種加速固結的透水管樁系統及其施工方法與流程

本發明涉及樁基工程領域，特別涉及一種加速固結的透水管樁系統及其施工方法，主要適用于軟土地基處理。

背景技術：

近年來，隨著社會經濟的飛速發展，各項工程和施工工藝都有了很大的發展。預制鋼筋混凝土管樁因施工方法簡單、能承受較大的荷載、施工速度快等原因在樁基工程中得到廣泛的應用。所謂預制鋼筋混凝土管樁，是由專業廠家采用先張法預應力工藝和離心工藝成型后，經蒸汽養護而成的一種細長空心圓筒體的等截面預制混凝土構件(簡稱管樁)，在建筑地基施工中通常是通過錘擊或靜壓的方法將其沉入地下作為建(構)筑物的基礎，然而對于沿海地區，預制鋼筋混凝土管樁的應用卻面臨著一些嚴峻的困難。從工程實踐來看，預制鋼筋混凝土管樁在壓樁過程中，會對樁周土體產生擠土效應，導致樁周土體的超靜孔隙水壓力升高，進一步使樁周土體的強度降低。由于在沿海地區及地下水位較淺的地區，地基土體的含水量較大，當預制鋼筋混凝土管樁沉樁后，樁周土體的超靜孔隙水因土體的滲透性小而得不到快速地排散，使樁側的摩擦阻力提高的速度緩慢，同時也可能會引發管樁接樁處的鋼筋生銹、老化、開裂等一系列的問題，從而影響了管樁的承載能力的發揮和使用年限。

同時，近年來，氣壓劈裂法在軟土地基處理方面得到初步的應用和推廣。所謂氣壓劈裂，一方面是把高壓氣體輸送到深部地基土體中，使地基土體產生劈裂，形成裂隙，迅速增加土體的孔隙度和滲透性，使深部土體的排水固結速率加快，土體的加固時間縮短。另一方面，利用高壓氣體對地基深部土體施加擠壓力，從根本上改變引起地基固結的附加應力的施加方法，從土體的內部施加壓力，克服常規的地表外部施壓時，附加應力隨著深度衰減過快的局限性，從而使地基土體得到有效的加固。而對于加氣劈裂技術，若單方面應用該技術于地基處理時，會使項目的施工工序增加，進一步復雜化工程，可能額外增加了工程項目的成本，導致工程最終的經濟效果并不明顯。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種加速固結的透水管樁系統，從而克服現有管樁沉樁后，樁側的摩擦阻力提高的速度緩慢，會引發管樁接樁處的鋼筋生銹、老化、開裂等一系列問題的缺點。

本發明的另一目的在于一種加速固結的透水管樁系統的施工方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種加速固結的透水管樁系統，包括：樁體，其呈中空狀，所述樁體的樁壁上均勻分布設有孔，所述樁體底部為封閉的，頂部設有氣密壓蓋；加氣裝置，其包括輸氣管和氣泵，所述輸氣管下端穿過所述氣密壓蓋向所述樁體的空腔內延伸，上端與所述氣泵連接；以及排水裝置，其包括排水管和水泵，所述排水管下端穿過所述氣密壓蓋向所述樁體的空腔底部延伸，上端與所述水泵連接。

優選地，上述技術方案中，所述樁體的底部設有樁尖。

優選地，上述技術方案中，所述排水管的下端設有濾管，該濾管置于所述樁體的空腔內。

優選地，上述技術方案中，所述輸氣管下端設于所述樁體空腔的上部。

一種加速固結透水管樁系統的施工方法，包括以下步驟：

(1)對場地平整，使透水管樁完成沉樁；

(2)安裝加氣裝置和抽水設備，鋪設氣密壓蓋；輸氣管穿過氣密壓蓋向樁體的空腔內延伸，排水管穿過氣密壓蓋向樁體的空腔內底部延伸；

(3)對透水管樁通過加氣裝置和排水裝置進行重復加壓和抽水，進一步使樁周土體的超靜孔隙水壓力加速消散。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

(1)本發明的加速固結透水管樁系統，既具備透水管樁的優點，又結合了加氣劈裂技術的特點，使樁周圍土體的超靜孔隙水消散的速率加快，快速提高了樁側的摩擦阻力，從而保證了管樁的承載力及工程使用年限的需求，使工程的經濟效果更加理想化。且施工方法簡單。

(2)本發明的透水管樁具有較強的透水能力，進一步使樁周土體孔隙水的排水路徑增加，加快了超靜孔隙水的排散，快速提高了樁側的摩擦阻力，保證了管樁承載能力的發揮，以及滿足了工程使用年限的需求。

(3)本發明直接利用透水管樁的圓孔進行加氣(與排水同屬一個圓孔)，無需另外設置加氣通道，減輕了施工工藝量，使利用加氣劈裂土體來加速固結的透水管樁系統更加簡單有效化，節約了工程成本，縮短了工期，經濟可行。

附圖說明

圖1是根據本發明的加速固結透水管樁系統的結構示意圖。

圖2是根據本發明的加速固結透水管樁系統中樁體的俯視圖。

圖3是根據本發明的加速固結透水管樁系統中加氣裝置對透水管樁進行加氣的效果示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明的具體實施方式進行詳細描述，但應當理解本發明的保護范圍并不受具體實施方式的限制。

除非另有其它明確表示，否則在整個說明書和權利要求書中，術語“包括”或其變換如“包含”或“包括有”等等將被理解為包括所陳述的元件或組成部分，而并未排除其它元件或其它組成部分。

如圖1至圖3所示，根據本發明具體實施方式的一種加速固結的透水管樁系統，包括樁體1、加氣裝置2和排水裝置3。樁體1呈中空狀，即設有空腔，樁體1的樁壁上均勻分布設有孔11，樁體1的底部為封閉的，優選地，樁體的底部設有樁尖12，底部設有樁尖便于打樁。樁體1頂部設有臨時的氣密壓蓋4。加氣裝置2包括輸氣管21和氣泵22，輸氣管21下端穿過氣密壓蓋4向樁體1的空腔內延伸，位于樁體1空腔的上部；上端與氣泵22連接。排水裝置3包括排水管31和水泵32，排水管31下端穿過氣密壓蓋4向樁體1的空腔底部延伸，上端與水泵32連接。在透水管樁的基礎上，結合加氣劈裂土體作用的原理，加速了樁周土體超靜孔隙水壓力的消散，快速提高了樁側的摩擦阻力，從而提高管樁的承載力，以及保證了工程使用年限的需求。

優選地，排水管31的下端設有濾管33，該濾管33置于樁體的空腔內。抽水時，濾管可過濾較大的雜質，避免雜質進入排水管造成堵塞。

一種加速固結透水管樁系統的施工方法，包括以下步驟：

(1)對場地平整，使透水管樁完成沉樁；

(2)安裝加氣裝置2和排水設備3，鋪設氣密壓蓋；輸氣管穿過氣密壓蓋向樁體的空腔內延伸，排水管穿過氣密壓蓋向樁體的空腔內底部延伸；

(3)對透水管樁通過加氣裝置和排水裝置進行重復加壓和抽水，進一步使樁周土體的超靜孔隙水壓力加速消散。以及保證了管樁的使用年限。使該系統應用于樁基工程領域中能有明顯的社會和經濟效益。

前述對本發明的具體示例性實施方案的描述是為了說明和例證的目的。這些描述并非想將本發明限定為所公開的精確形式，并且很顯然，根據上述教導，可以進行很多改變和變化。對示例性實施例進行選擇和描述的目的在于解釋本發明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的技術人員能夠實現并利用本發明的各種不同的示例性實施方案以及各種不同的選擇和改變。本發明的范圍意在由權利要求書及其等同形式所限定。