[發(fā)明專利]一種快速壓入式管樁井及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113431067B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建秀;蔡榮;武昭;尉勝偉;劉學增;周順新;吳強;龍冠宏;劉笑天
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學;蘇州軌道交通市域一號線有限公司
• 主分類號: E02D19/06
• 分類號: E02D19/06;E02D19/10;B01D35/02
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種快速壓入式管樁井的應(yīng)用，其特征在于，該管樁井應(yīng)用于改善周邊土層滲透性，該管樁井包括由內(nèi)而外布置的井管層、填料層和外加固層，以及交錯設(shè)置的隔水層段和用于引流排水的含水層段，所述的隔水層段與土壤中的隔水層對應(yīng)，所述的含水層段與土壤中的含水層對應(yīng)；

所述的井管層包括相互固接，起支撐導流作用的井壁管（11）和濾水管（12）；所述的井壁管（11）位于隔水層段，所述的濾水管（12）位于含水層段；所述的濾水管（12）上設(shè)有用于引流排水的透水孔（13），該透水孔（13）表面加網(wǎng)塞并用蠟封；

所述的填料層包括用于隔水和加固井管的粘土填料（21）和多孔結(jié)構(gòu)的貼礫過濾器（22）；所述的粘土填料（21）位于隔水層段，并包裹于井壁管（11）外側(cè)壁，所述的貼礫過濾器（22）位于含水層段，并包裹于濾水管（12）外側(cè)壁；

所述的外加固層包括套筒（31）和錐形導向頭（32），所述的套筒（31）位于填料層外側(cè)，所述的錐形導向頭（32）位于管樁井的底部，在豎直方向上與套筒（31）扣合連接；

該管樁井使用時，與產(chǎn)生高壓水流和震蕩水流的高水壓擾動系統(tǒng)相連；所述的高水壓擾動系統(tǒng)包括空壓機（41）、高壓水泵（42）、水箱（43）、壓力表（44）排氣管（45）、沖孔器（46）和噴水孔（47）；所述的空壓機（41）與排氣管（45）相連，所述的壓力表（44）位于空壓機（41）上；所述的高壓水泵（42）與沖孔器（46）通過水管相連，所述的水箱（43）與高壓水泵（42）相連，所述的噴水孔（47）位于沖孔器（46）上；

空壓機（41）產(chǎn)生風壓，并通過排氣管（45）排到井內(nèi)水位以下的指定位置，在井內(nèi)產(chǎn)生正循環(huán)或逆循環(huán)的震蕩水流，清洗井管內(nèi)表面的泥皮和孔底沉淀物，改變淤泥質(zhì)土的孔隙結(jié)構(gòu)，增大土體的滲透性；高壓水泵（42）給液體加壓，用于將水箱（43）中的液體加壓排出至沖孔器內(nèi)，沖孔器（46）通過排水管與高壓水泵（42）連接，將水流再次加壓后通過噴水孔（47）排出，形成高壓水流，沖擊井管，破壞泥皮及淤泥質(zhì)土的孔隙結(jié)構(gòu)，增大土體的滲透性，提高管井降水效率，縮短降水工期，節(jié)省工程費用；

具體應(yīng)用方法如下：

（1）制作適用于各個含水層的高強度貼礫過濾器，首先查明地層中地下水埋藏條件，統(tǒng)計各含水層和隔水層的厚度及各層土體顆粒級配；根據(jù)各含水層土體的顆粒級配確定貼礫過濾器的顆粒粒徑及孔隙分布；使用計算機建模軟件建立多個適用于不同含水層的貼礫層三維立體模型；選擇合適的3D打印方法、打印材料、打印設(shè)備，計算機控制完成貼礫過濾器模型制作；

（2）根據(jù)地下水埋藏條件焊接井管，使井壁管與隔水層對應(yīng)，濾水管與含水層對應(yīng)，給濾水管上的透水孔加網(wǎng)塞并用蠟封；

（3）將貼礫過濾器和粘土填料分別固定于井管的外側(cè)壁，貼礫過濾器通過扣合形式固定于濾水管外圍，與濾水管接觸的內(nèi)側(cè)表面涂抹少量粘結(jié)劑加強固定，粘土填料通過涂抹粘結(jié)劑的方式與井壁管外側(cè)壁緊密粘結(jié)；

（4）將鋼制套筒外套于填料層外表面，底部與錐形導向頭在豎直方向上扣合連接，受到豎直方向拉力時相互脫離，鋼制套筒與填料層之前涂抹凡士林作為潤滑劑；管樁井預(yù)制完成；

（5）將管樁井通過靜壓法置于地層中預(yù)定位置，施工工序包括測放井位—起吊入位—校正垂直度—靜壓沉井—持荷穩(wěn)定—上拔套筒；

（6）將高壓水泵與沖孔器連接，將空壓機與排氣管連接，將排氣管和沖孔器放置于井內(nèi)與濾水管對應(yīng)的位置，排氣管置于沖孔器的上方或下方時，形成正循環(huán)或逆循環(huán)的震蕩水流；

（7）打開高壓水泵和空壓機，開始沖孔洗井，在高壓水流和震蕩水流的作用下透水孔上的網(wǎng)塞和封蠟被沖開，同時改變淤泥質(zhì)土的孔隙結(jié)構(gòu)，增大淤泥質(zhì)土的滲透性；

（8）反復(fù)升降排氣管和沖孔器的高度，完成井管所有管段內(nèi)表面的沖洗工作，同時達到疏通透水孔和改善周邊土層滲透性的目的。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速壓入式管樁井的應(yīng)用，其特征在于，所述的貼礫過濾器（22）為兩瓣對扣式構(gòu)造，一瓣上設(shè)有凸榫，另一瓣上設(shè)有與凸榫匹配的凹卯。