[發(fā)明專(zhuān)利]一種軟土地基多孔深部壓氣排水裝置及施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111361278.8
• 申請(qǐng)日: 2021-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114370047A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王君;孫紅月;舒俊煒;陳琦;金夢(mèng)晨;袁帥;鄭娟;常紀(jì)磊;李雪野
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波中交水運(yùn)設(shè)計(jì)研究有限公司;浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E02D3/10
• 分類(lèi)號(hào): E02D3/10
• 代理公司: 寧波甬致專(zhuān)利代理有限公司 33228
• 代理人: 李迎春

1.一種軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，包括壓氣管(1)和排水管(2)，其特征在于：在軟土地基(6)內(nèi)分別埋設(shè)有排水空腔體(3)和氣體擴(kuò)散空腔體(4)，所述排水空腔體(3)至少設(shè)有兩個(gè)，并布置在所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)的周邊，且所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)在軟土地基(6)內(nèi)的底部低于所述排水空腔體(3)在軟體地基(6)內(nèi)的底部；所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)的上端面開(kāi)設(shè)有連接口，并通過(guò)所述連接口連接有所述壓氣管(1)，且所述壓氣管(1)沿軟土地基(6)的豎向伸出至地表外并與充氣泵(5)相連通；所述排水空腔體(3)的上端面開(kāi)設(shè)有連接口，并通過(guò)所述連接口連接有所述排水管(2)，且所述排水管(2)的一端伸入至所述排水空腔體(3)的底部，另一端沿軟土地基(6)的豎向并伸出至地表外。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，其特征在于：所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)的外徑大于或等于所述排水空腔體(3)的外徑，所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)在軟土地基(6)內(nèi)的底部與所述排水空腔體(3)在軟體地基(6)內(nèi)的底部之間的豎向間距為1至2m。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，其特征在于：所述排水空腔體(3)設(shè)有四個(gè)，并圍繞在所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)的徑向周邊且呈等間距分布。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，其特征在于：所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)與所述軟土地基(6)的地表面之間的豎向間距大于10m，且所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)與所述排水空腔體(3)之間的橫向間距為3至5m。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，其特征在于：所述排水空腔體(3)的高度大于所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)的高度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，其特征在于：所述氣體擴(kuò)散空腔體(4)包括剛性支架(41)和土工布(42)，所述剛性支架(41)為圓柱形體并在外側(cè)包裹所述土工布(42)，并沿軟土地基(6)豎向埋設(shè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置，其特征在于：所述排水空腔體(3)由透水管?chē)扌纬?，并沿軟土地?6)豎向埋設(shè)。

8.一種采用如權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置的施工方法，其特征在于：施工方法步驟如下：

S1、在軟體地基(6)上鉆出一個(gè)深度為至少10m的用于埋設(shè)氣體擴(kuò)散空腔體(4)的深孔，并在其橫向周?chē)?至5m處鉆出至少兩個(gè)用于埋設(shè)排水空腔體(3)的深孔，然后將帶有壓氣管(1)的氣體擴(kuò)散空腔體(4)和帶有排水管(2)的排水空腔體(3)放入至各自的深孔底部，并將土體填入至各深孔內(nèi)并直至與軟土地基(6)的地表平齊；

S2、通過(guò)充氣泵(5)向壓氣管(1)壓氣，使氣體擴(kuò)散空腔體(4)形成高氣壓，并保持氣體擴(kuò)散空腔體(4)內(nèi)的氣壓大于周?chē)馏w的孔隙水壓力并小于土體的自重壓力，氣體擴(kuò)散空腔體(4)中的空氣就會(huì)向四周土體擠壓擴(kuò)散，并驅(qū)動(dòng)土體中的地下水沿最大壓力梯度方向流動(dòng)；

S3、在氣體擴(kuò)散空腔體(4)內(nèi)充氣過(guò)程中，氣壓驅(qū)動(dòng)土體的滲流壓力會(huì)傳遞至周?chē)呐潘涨惑w(3)內(nèi)并引起排水空腔體(3)內(nèi)的壓力上升，當(dāng)排水空腔體(3)內(nèi)的壓力水頭達(dá)到地表時(shí)，滲入到排水空腔體(3)中的地下水就能通過(guò)排水管(2)流出地表。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軟土地基多孔深部壓氣排水裝置的施工方法，其特征在于：S2和S3步驟中，在壓氣管(1)加壓的條件下，氣體擴(kuò)散空腔體(4)處于高壓狀態(tài)，利用氣體擴(kuò)散空腔體(4)的高壓條件，驅(qū)動(dòng)其周?chē)馏w的地下水流向相對(duì)低壓且距離較近的排水空腔體(3)中，并通過(guò)排水管(2)排水到地表。