專利名稱：一種排水樁及其排水施工方法
技術領域：
本發(fā)明屬于軟土地基設計施工中使用的排水樁及其排水的施工方法。
目前，施工中遇到的飽水軟土地基，常常不能滿足工程建筑對地基變形與強度的要求，因此必須進行人工處理，而當軟土層較厚或位于水下時，則采用一般的地基處理方法，不僅經濟上不合理，且技術上亦有困難，因此，常常采用樁基礎。采用樁基礎雖能滿足工程要求，但在技術上仍存在一些問題，如(1)由于樁尖達不到埋藏較深的堅硬土層，故樁上荷載主要靠樁周與土之間的摩擦力來支承，故為滿足一定的承載要求則所需樁根數(shù)較多，樁身較長;(2)樁打入土地基中要占有一定空間，飽水軟土地基打樁此空間只能靠擠密地基土來實現(xiàn)，有時地面被擠隆起，且樁越往下打，所受阻力越大，其阻力除摩擦阻力外主要是由非常高的難于消散的孔隙水壓力所形成;(3)樁體打入且荷載后，在飽水軟土地基內部存在著難于消散的孔隙水壓力，長時間存在下去，對建筑物與地基安全均不利。為解決上述問題，工程上曾用增大樁的直徑或改變樁的形狀的方式，以提高單樁的承載力，用施工中以機具鉆“孔穴”的方式，助樁體“裁入”地基，已知U.S.PatentJan，27，1987，Sheet2 of 44，639，168及日本專利昭61-113920[公開昭和61年(1986)5月31日]等均屬于此種類型，此類專利所公開的技術雖能解決承受一定的荷載、排水及下樁困難等問題，但均尚存在著施工方法難度大，樁體結構復雜，或承載力差等矛盾。
本發(fā)明的目的在于設計一種排水樁及其排水的施工方法，它使上述提及的飽水軟土地基下樁施工中所存在如樁體承載力差、排水不利及下樁困難的問題均得以較圓滿解決，是軟土地基施工中可采用的理想途徑。
本發(fā)明的技術方案一種排水樁，包括樁體，其特征在于所說的樁體下部樁頭為錐體形狀，樁體的周圍四壁上均勻分布著縱貫樁壁的溝槽，該槽上口通樁頂或距樁頂有一定距離，下口至樁頭收縮拐點之上，溝槽內有排水溝，并安設有透水孔的排水板或其它透水的復合土工合成材料，同時用掛釘或固定帶將其固定;所說樁體中心垂直有豎排水管，即主排水管，豎排水管下開口至樁尖，上至距樁頂一定距離處拐為水平向開口，成為向外抽水的抽水管，在豎排水管與樁體溝槽間間隔一定距離設有多條橫排水管，即排水支管，橫管可呈水平方向，一端與豎排水管相通，另一端開口于樁體溝槽內排水板的透水孔;所說的樁體中心的豎排水管的下部近樁尖處灌注透水混凝土。上述排水樁可根據(jù)設計要求在施工工地外實行預制。預制后的樁體運入工地后，首先進行沉樁工藝，該工藝可用各種沉樁方法進行，當遇到孔隙水頂樁時，進行自然排水工藝，即放慢沉樁速度，使地下孔隙水通過豎管下部的透水混凝土進入樁體豎管，同時通過排水板或其它透水的復合土工合成材料進入橫排水管及豎排水管，由此循序漸進，使樁體沉到設計高程，即樁體上排水板全部埋入土內，待全部排水樁沉畢之后，則行樁間管路連接工藝，即將各樁抽水管，用連接管密封接于干管及總管而形成排水管網，之后再行啟動管網泵造成管網負壓工藝，即啟動接于總管的抽水泵，使整個管網形成負壓，則排水樁豎管內的水將通過連接管進入干管及總管，最后由泵排出管網外，此時管網負壓增高，一直傳遞至豎排水管及橫排水管，直至溝槽內，使樁內整體形成負壓狀態(tài)，此種情況下，土中的水在樁外孔隙水壓作用下進一步流向排水板，進入橫管及豎管，再經干管及總管被泵排出地面，樁周土就這樣降低了含水量完成了固結過程，改善了土的物理力學性質，增加了土的摩擦力，提高了排水樁的承載力。上述排水樁排水施工方法可由以下流程來概括，即沉樁→自然排水→沉樁畢→樁間管路密閉連接→啟動管網泵制造管網負壓→樁內負壓排水→樁周土固結→施工完畢。
本發(fā)明所涉排水樁及排水施工方法的優(yōu)越性在于1、樁體結構簡單，容易制作，并能保持樁體的結構強度;2、樁體結構及其排水方式提高了樁的摩擦力及抗水平力，同時亦提高了樁的承載力及穩(wěn)定性;3、由于樁的預制方式而減少了制樁的原材料及工程量;4、該種樁體結構提高了沉樁速度，節(jié)省了施工投資。
以下結合附圖及實施例進一步說明本技術。


圖1為本發(fā)明所涉排水樁樁體側剖結構示意圖。
圖2為本發(fā)明所涉排水樁樁體圖1的a-a′斷面結構示意圖。
圖3為本發(fā)明所涉排水樁樁內管路結構示意圖。
圖4為本發(fā)明所涉排水樁上排水板的固定帶結構示意圖。
圖5為本發(fā)明所涉排水樁樁體的溝槽及其內的排水板的大樣結構示意圖(側剖)。
圖6為本發(fā)明所涉排水樁樁體的溝槽內排水板的正面結構示意圖。
圖7為本發(fā)明所涉排水樁的排水施工工藝示意圖。
圖8為本發(fā)明所涉排水樁的排水施工方法的工藝流程圖。
其中1為樁體，2為豎排水管，3為橫排水管，4為排水板，5為溝槽，5′為溝槽內的排水溝，6為固定帶，6′為掛釘，7為透水混凝土，8為樁尖，9為抽水管，10為干管，11為管接口，12為連接管，13為總管，14為泵，15為排水板翅，16為透水孔，17為橫向通道，18為晴綸無紡布，19為地面。
實施例一種排水樁(見圖1、2、3)，包括樁體1，其特征在于所說的樁體下部樁頭為錐體形狀，樁體的周圍四壁上均勻分布著縱貫樁壁的溝槽5，該槽上口距樁頂一定距離，下口至樁頭收縮拐點之上30cm處，溝槽寬3cm，深2cm，溝槽內有排水溝5′，緊貼溝槽有一層晴綸無紡布18(見圖5、6)，與無紡布相貼接為排水板4，排水板外仍貼接一層晴綸無紡布，所說排水板上每隔1m穿一透水孔16，且板上尚有垂直于板面的排水板翅15，透水孔兩側的板翅去除留下一能溝通全部縱向通道的水的橫向通道17，固定排水板用溝槽內予埋的掛釘6′(或使用固定帶6)，釘距可為1m;所說樁體中心垂直有豎排水管2，豎排水管下開口至樁尖8，上至距樁頂50cm處拐為水平向開口成為向外抽水的抽水管9，抽水管橫向出樁20cm，在豎排水管與樁體溝槽間間隔1m距離設有多條橫排水管3，其管徑可為10mm，橫管呈水平方向，一端與豎排水管相通，另一端開口于樁體溝槽內排水板的透水孔16;所說樁體中心的豎排水管的下部于樁尖以上100cm處灌注透水混凝土7。上述排水樁可根據(jù)設計要求在施工工地外實行預制。預制后的樁體運入工地后，首先進行沉樁工藝，該工藝可用各種沉樁方法進行，當遇到孔隙水頂樁時，進行自然排水工藝，即放慢沉樁速度，留給孔隙水進入排水管一個時間，使地下孔隙水通過豎管下部的透水混凝土進入樁體豎管，同時通過無紡布進入樁體溝槽內的排水板，且通過排水板的透水孔進入橫排水管及豎排水管，由此循序漸進，使樁體沉到設計高程，待全部排水樁沉畢完之后，則行樁間管路連接工藝，即將各樁抽水管9用連接管12密封接于干管10及總管13而形成排水管網(見圖7)，之后再行啟動管網泵造成管網負壓工藝，啟動接于總管的抽水泵14，使整個管網形成負壓，則排水樁豎管內的水將通過連接管進入干管及總管，最后由泵排出管網外;此時管網負壓增高，一直傳遞至豎排水管及橫排水管，直到溝槽內，使樁內整體形成負壓狀態(tài)，此種情況下，土中的水在樁外孔隙水壓作用下進一步流向排水板，進入橫管及豎管，再經干管及總管被泵排出地面，樁周土降低了含水量，完成了固結過程，改善了土的物理力學性質，增加了土的摩擦力，提高了樁的承載力;最后則施工完畢。
所述樁體可取材為鋼筋混凝土，各類管材可用金屬材料亦可取非金屬材料。
權利要求
1.一種排水樁，包括樁體，其特征在于所說的樁體下部樁頭為錐體形狀，樁體的周圍四壁上均勻分布著縱貫樁壁的溝槽，該槽上口通樁頂或距樁頂有一定距離，下口至樁頭收縮拐點之上，溝槽內有排水溝，并安設有透水孔的排水板或其它透水的復合土工合成材料，同時用掛釘或固定帶將其固定；所說樁體中心垂直有豎排水管，即主排水管，豎排水管下開口至樁尖，上至距樁頂一定距離處拐為水平向開口，成為向外抽水的抽水管，在豎排水管與樁體溝槽間間隔一定距離設有多條橫排水管，即排水支管，橫管可呈水平方向，一端與豎排水管相通，另一端開口于樁體溝槽內排水板的透水孔；所說的樁體中心的豎排水管的下部近樁尖處灌注透水混凝土。
2.由權利要求1所述排水樁的排水施工方法，其特征在于它是由沉樁→自然排水→沉樁畢→樁間管路密閉連接→啟動管網泵制造管網負壓→樁內負壓排水→樁周土固結→施工完畢的工藝流程來實現(xiàn)的，具體過程為首先進行沉樁工藝，該工藝可用各種沉樁方法進行，當遇到孔隙水頂樁時，進行自然排水工藝，即放慢沉樁速度，使地下孔隙水通過豎管下部的透水混凝土進入樁體豎管，同時通過排水板或其它透水的復合土工合成材料進入橫排水管及豎排水管，由此循序漸進，使樁體沉到設計高程，即樁體上排水板全部埋入土內待全部排水樁沉畢之后，則行樁間管路連接工藝，即將各樁抽水管，用連接管密封接于干管及總管而形成排水管網，之后再行啟動管網泵造成管網負壓工藝，即啟動接于總管的抽水泵，使整個管網形成負壓，則排水樁豎管內的水將通過連接管進入干管及總管，最后由泵排出管網外，此時管網負壓增高，一直傳遞至豎排水管及橫排水管，直至溝槽內，使樁內整體形成負壓狀態(tài)，此種情況下，土中的水在樁外孔隙水壓作用下進一步流向排水板，進入橫管及豎管，再經干管及總管被泵排出地面，樁周土就這樣降低了含水量完成了固結過程，最后即施工完畢。
全文摘要
一種排水樁及其排水施工方法，所說的樁體周圍四壁有溝槽及排水板或其它透水的復合土工材料，樁體內有連通的豎管與橫管，豎管下端有透水混凝土，該樁體在沉樁過程中會使地下孔隙水通過各種管路渠道排出，沉樁后再行各樁間的管路密閉連接，通過制造管網負壓，使地下孔隙水進一步排出。本發(fā)明的優(yōu)越性在于1、樁體結構簡單，易于制作且保證樁體結構強度； 2、提高了樁周土的物理力學性質；3、減少了制樁的原材料及工程量；4、提高了沉樁速度。
文檔編號E02D3/10GK1084599SQ9310011
公開日1994年3月30日 申請日期1993年2月6日 優(yōu)先權日1993年2月6日
發(fā)明者馬鴻春, 吳崇禮 申請人:吳崇禮, 馬鴻春