一种新型工地地基排水结构
技术领域
本实用新型涉及建筑施工技术领域，尤其涉及一种新型工地地基排水结构，特别是适用于软土地基。
背景技术
软土地基是指由淤泥、淤泥质土、松软冲填土与杂填土，或由其他高压缩性软弱土层构成的地基，其具有高压缩性、抗剪强度低、固结系数小、透水性小、触变性、流变性和不均匀性等特点。由于强度低，软土地基承载力和稳定性往往难以满足工程要求，而压缩性大、透水性差，在上部荷载长期作用下会产生相当大的沉降和沉降差，可能影响到上部建筑的正常使用，因此，此类地基通常需要采取加固排水处理，而真空预压法就是处理软粘土地基的有效方法之一。
目前，专利WO2019/000503公开了一种软土地基超深强排水固结结构，其包括透水滤管，透水滤管内腔设有分隔件，透水滤管的底端设有与其下部相连通的增压气管，透水滤管的顶端与真空泵相连，透水滤管顶端连接有排水管，在真空泵的作用下透水滤管进行常规抽真空作业，当透水滤管中水位较高时，真空泵停止工作同时增压泵工作，经增压气管向透水滤管内腔下部增压，使得分隔件向上移动，从而将透水滤管内腔上部分中的水挤压经排水管向外排出，从而实现软土层的排水固结。
但上述专利中分隔件并未采取任何支撑部件，极易在水位较高时下沉至透水滤管的底部，使得增压空气不能进入透水滤管，从而存在排水困难的现象；另外，该专利中仅利用真空预压来进行排水，其排水量及排水速度也有待进一步提高。
实用新型内容
为了克服现有技术中所存在的缺点与不足，本实用新型提供一种新型工地地基排水结构，其通过结合真空预压及对软土层的物理挤压实现软土地基的快速排水，减少加固时间。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供一种新型工地地基排水结构，包括分别竖直设置于软土层内的透水滤管和气囊杆，所述气囊杆包括设置于其本体上的相互间隔分布的至少1个第一气囊体和至少1个第二气囊体，所述气囊杆上开设有连通各所述第一气囊体和第二气囊体的通孔，各所述第一气囊体沿着所述气囊杆在竖直方向上间隔对称分布，各所述第二气囊体沿着所述气囊杆在竖直方向上间隔螺旋式分布。
为了进一步优化上述技术方案，本实用新型采取的技术措施还包括：
进一步地，所述气囊杆为一中空圆柱管，其入口端连接至充气泵，所述充气泵与所述气囊杆入口端之间设置阀门；所述气囊杆的底端设置导向锥。
进一步地，各所述第一气囊体包括连接至所述气囊杆的竖直管段及位于其端部的球形囊状体，所述竖直管段的一端为用于充气的通孔。
进一步地，各所述第二气囊体为设置在所述第一气囊体之间的半椭圆形囊状体，所述半椭圆形囊状体的竖直中心轴的中央处为用于充气的通孔。
进一步地，各所述第一气囊体在充气后的体积由上至下逐步增大；各所述第二球囊体在充气后的体积由上至下逐步增大，所述第一气囊体的竖直管段的长度由上至下逐步增加。
进一步地，所述第一气囊体的竖直管段与所述气囊杆为一体成型结构，所述第一气囊体端部的球形囊状体采用粘贴的方式固定至其竖直管段，第二气囊体均采用粘贴的连接方式固定至所述气囊杆上。
进一步地，所述气囊杆的外部套设具有一定刚度的强度补偿件。
进一步地，所述透水滤管的顶部设置与抽真空泵连通的抽真空管；位于所述软土层上方的所述透水滤管的侧面设置出水管。
进一步地，在位于所述软土层内的所述透水滤管底部设置分隔件以将所述透水滤管分成透水腔和隔水腔。
进一步地，所述分隔件的下表面为凹凸形表面，并沿着所述下表面向下延伸设置至少1个支撑腿，所述支撑腿的截面形状为具有空气通道的‘m’形。
进一步地，所述分隔件的直径略微小于所述透水滤管的直径(例如小0.5cm～1.5cm)，所述分隔件在初始位置处与所述透水滤管之间设置有密封圈，所述密封圈固定至所述透水滤管的表面，所述分隔件与所述密封圈可分离。
进一步地，位于所述透水腔处的所述透水滤管上设置透水孔，其外部套设滤膜；位于所述隔水腔处的所述透水滤管不设置透水孔，且其外部设置隔水膜。
进一步地，在所述透水滤管的一侧设置与增压气泵连通的增压气管，所述增压气管的底端与所述隔水腔连通。
进一步地，所述透水滤管的数量至少为4个，成长方形或正方形分布，所述气囊杆设置于长方形或正方形的中心位置。
与现有技术相比，本实用新型采用上述技术方案，具有如下技术效果：
本实用新型所述的新型工地地基排水结构，其适用于软土地基，其设置真空预压件，在分隔件底部设置支撑腿，以防止分隔件在水位较高时的下沉，以保证增压空气的顺利进入，并采用特定‘m’形结构的支撑腿及具有凹凸形底面的分隔件，保证增压空气的顺利流动及增大相应的接触面积，以利于分隔件的顺利上移；同时分隔件的尺寸略微小于透水滤管的尺寸，以减少分隔件在透水滤管内上移时的摩擦力，以加快其移动速度从而加快排水速度；
本实用新型所述的新型工地地基排水结构，其额外设置了物理挤压件，其通过设置特殊结构的气囊体，其充气膨胀后能够更有效地对土体进行挤压，配合上述的真空预压件，加快了对地基的挤压速度，从而提高了软土地基的排水速度，减少了软土层所需的加固时间。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例中软土地基排水结构的结构示意图。
图2为含有图1所示的软土地基排水结构的分隔件在A-A处的截面示意图；
其中，图中的附图标记为：1-软土层；2-透水滤管；21-透水腔；22-隔水腔；3-滤膜；4-分隔件；41-支撑腿；42-空气通道；5-出水管；6-抽真空管；7-增压气管；8-气囊杆；9-第一气囊体；10-第二气囊体；11-导向锥；12-通孔；13-隔水膜。
具体实施方式
本实用新型提供一种新型工地地基排水结构，其适用于软土地基，包括真空预压件和物理挤压件，物理挤压件包括气囊杆，所述气囊杆包括设置于其本体上的相互间隔分布的至少1个第一气囊体和至少1个第二气囊体，所述气囊杆上开设有连通各所述第一气囊体和第二气囊体的通孔，各所述第一气囊体沿着所述气囊杆在竖直方向上间隔对称分布，各所述第二气囊体沿着所述气囊杆在竖直方向上间隔螺旋式分布。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
实施例1
本实施例为一较佳结构的适用于软土地基的排水结构，如图1-图2所示，该排水结构包括真空预压件和物理挤压件，上述真空预压件包括竖直设置于软土层1中的透水滤管2(优选PE材质)，该透水滤管2的顶部伸出该软土层1，其顶端设置与抽真空泵连通的抽真空管6以对软土层1进行真空预压；位于软土层1上方的透水滤管2的顶部侧面设置出水管5，以在透水滤管2内水位较高时进行排水；位于软土层1内的透水滤管2底部设置分隔件4以将其分成透水腔21和隔水腔22，该透水腔21处的透水滤管2上设置透水孔，其外部套设滤膜3以用于水中杂质的过滤防止透水孔的堵塞，延长透水滤管2的使用寿命，且该滤膜3与透水滤管2为可拆卸连接，以利于进行更换；位于隔水腔22处的透水滤管2不设置透水孔，其外部设置隔水膜13以防止水进入隔水腔22中；在透水滤管2的一侧设置与增压气泵连通的增压气管7，该增压气管7的底端与隔水腔22连通，其与隔水腔22的侧壁采用法兰对接，当透水滤管2中水位较高时，关闭抽真空泵，开启增压泵通入增压空气从而实现软土层的排水。
在本实施例中，上述分隔件4的下表面为凹凸形表面，以增大增压空气与分隔件4的接触面积，并沿着下表面向下延伸设置2个支撑腿41，2个支撑腿41对称分布，支撑腿41与分隔件4为一体成型结构，其采用一定刚度及弹性的橡胶材质，支撑腿41的截面形状为具有空气通道42的‘m’形，其利于增压空气的流动，从而利于推动分隔件4向上移动；该分隔件4的直径比透水滤管2的直径小0.8cm～1.0cm，且分隔件4在位于隔水腔22的初始位置与透水滤管2的内壁之间设置有密封圈，该密封圈采用防水强力胶粘贴至透水滤管2的内壁2上，且该分隔件4与该密封圈可在增压空气的作用下分离，这可以减少分隔件4在透水滤管2内上移动时的摩擦力，从而加快分隔件4的移动速度以加快排水速度。
在本实施例中，上述物理挤压件包括竖直设置于软土层1内的气囊杆8(优选PE材质)，该气囊杆8的顶部伸出该软土层1，该气囊杆8为一中空圆柱管，其入口端连接至充气泵，充气泵与气囊杆8入口端之间设置阀门，以利于对气囊杆8进行充气；气囊杆8的外部套设具有一定刚度的强度补偿件(例如具有一定刚度的涂层)，以保证气囊杆8的强度，延长其使用寿命。该气囊杆8的底端设置导向锥11，以使得气囊杆8在其导向作用下能够顺利地插入到软土层1中。上述气囊杆8包括设置于其本体上的相互间隔分布的9个第一气囊体9和至8个第二气囊体10，该气囊杆8上开设有连通各第一气囊体9和第二气囊体10的通孔12，各第一气囊体9沿着气囊杆8在竖直方向上间隔对称分布(即相邻的第一气囊体9标高不同，且两者之间的水平夹角为180°，但各相邻第一气囊体9之间的竖直间隔距离相同)，各第二气囊体10沿着气囊杆8在竖直方向上间隔螺旋式分布(即相邻的第二气囊体10标高不同，位于气囊杆8的圆周侧，但各相邻第二气囊体10之间的水平夹角相同或不同，例如15～45°，但各相邻第二气囊体10之间的竖直间隔距离相同)，上述第一气囊体9和第二气囊体10的间隔交错布置使得其对软土层1的挤压效果更佳，能更全方位的对软土层1的各个方向进行挤压。
在上述实施例中，各第一气囊体9包括连接至气囊杆8的竖直管段及位于其端部的球形囊状体，该竖直管段与气囊杆8为一体成型结构，其一端为用于充气的通孔12，一端连通至球形囊状体，该球形囊状体的端部延伸以将其通过强力胶粘贴至竖直管段的外壁；各第二气囊体10为设置在所述第一气囊体9之间的半椭圆形囊状体，半椭圆形囊状体的竖直中心轴的中央处为用于充气的通孔12，除了通孔12以外的竖直中心轴侧采用强力胶粘贴至气囊杆8的外壁，上述强力胶在一定条件下(例如高温条件下)可脱落从而实现各气囊体的更换；上述气囊体主体材质为橡胶材料，其外层为涂覆具有疏水性的聚四氟乙烯涂层；各第一气囊体9在充气后的体积由上至下逐步增大，各第二球囊体10在充气后的体积由上至下逐步增大，各第一气囊体9的竖直管段的长度由上至下逐步增加，从而使得其对软土层1的挤压力由上至下增大。
在上述实施例中，真空预压件以正方形的形式布置，物理挤压件设置在正方形的中心处，上述布置使得在预压阶段软土层受到应力均匀、保持相对稳定，且气囊杆不易对透水滤杆产生单向挤压，其配合真空预压，使得软土层中的水顺利排出。
上述实施例中排水结构的操作过程如下：打开充气泵出口处的阀门为气囊杆上的气囊体充气，充气完毕后，关闭阀门。启动真空泵，对透水滤管进行抽真空，在真空载荷及物理挤压的双重作用下，软土层发生排水固结，产生的水进入透水腔，当透水滤管中水位达到预定高度时，停止真空泵。启动增压泵对隔水腔进行增压，从而推动分隔件向上移动，从而将水挤压从排水管排出，然后重复抽真空及增压步骤。上述操作结合真空预压和物理挤压加快了软土层的预压速度。
通过上述实施例可知，本实用新型所述的新型工地地基排水结构，其适用于软土地基，其设置具有透水滤管的真空预压件和具有气囊杆的物理挤压件，透水滤管内特定结构的分隔件使其在排水时移动阻力降低，气囊杆周向的特定结构的气囊体对软土层的挤压效果更佳，两者的结合加快了对地基的挤压速度，从而提高了软土地基的排水速度，减少了软土层所需的加固时间。
以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
