用于排水固结地基处理的可冻结地下水循环供压利用系统的制作方法

1.本实用新型涉及地基处理技术领域，尤其是一种用于排水固结地基处理的可冻结地下水循环供压利用系统，可将排水固结地基处理时排出的地下水进行冻结处理并加以循环利用，为地基处理提供固结压力。


背景技术：

2.国家基础设施建设速度呈跨越式增长，地基处理是各类基建项目尤其是工民建、铁路站房、轨交站点等房建工点经常遇到的施工环节，我国东部沿海地区经济发展迅速，各类基础设施建设项目速度日益增长。东部沿海地区软土普遍分布，在各类型的工程项目施工过程中，往往需要对软土进行地基处理。排水固结法是常用的地基处理方法，通过在特定情况下对地基土施加压力，排出地基土中的地下水，达到固结地基土、提高地基土承载力的效果。
3.在现有工程作业中，对于排出的地下水往往作为废水处理，通过引流等手段，将地下水排放至周边环境中，对周边环境造成了较大的破坏，且排水固结地基处理工期较长，排水地下水的量也较大，现有技术方案中，未考虑排出地下水的资源二次利用，严重浪费了施工场地的地下水资源。现有技术施工成本高，不符合国家绿色施工、节能减排及双碳政策导向。同时，由于排放地下水对周边环境的生态破坏严重，也给工程施工造成了极坏的影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了用于排水固结地基处理的可冻结地下水循环供压利用系统，通过集水箱、固结板和稳固主架的结构设计，收集排水固结地基处理时所产生的地下水并将其作为压载施加在地基上，而地基处理完成后的地下水可作为回灌水使用，从而实现地下水的循环供压及利用。
5.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
6.一种用于排水固结地基处理的可冻结地下水循环供压利用系统，其特征在于：包括集水箱、固结板和稳固主架，所述集水箱内具有集水腔，所述集水箱内连接有用于控制所述集水箱内水温的温度调节装置，所述集水箱可拆卸式的设置在所述固结板上，所述稳固主架安装在所述固结板上，所述集水箱与所述稳固主架之间构成限位连接。
7.在所述固结板上沿高度方向层叠设置有两层或两层以上的所述集水箱，所述集水箱与所述固结板之间构成连接，相邻层叠的所述集水箱之间构成连接。
8.所述固结板的顶部及所述集水箱的顶部分别设有作为所述温度调节装置的控温体，所述控温体的内部具有控温片，所述集水箱的底部设有承插槽，所述控温体插装于所述承插槽内，所述固结板与所述集水箱之间以及各所述集水箱之间对应的所述控温体与所述承插槽构成连接。
9.所述控温体设置在所述固结板顶部所开设的凹槽内，所述承插槽形成于所述集水箱底部的凸拱内，所述凸拱与所述凹槽的形状、大小相吻合适配，所述集水箱与所述固结板
之间以及各所述集水箱之间通过所述凹槽与所述凸拱的配合构成限位。
10.所述集水箱为由储水内胆和保护层构成的双层结构，其中所述保护层设置在所述储水内胆的外侧，所述储水内胆的内部空腔为所述集水腔，所述集水箱设有水管，所述水管的一端进水口位于所述保护层的表面，另一端出水口与所述储水内胆连接。
11.所述水管由两端的硬管段以及连接在硬管段之间的伸缩软管段构成，其中一侧的硬管段位于所述保护层内，另一侧的硬管段位于所述储水内胆的侧壁内，所述伸缩软管段位于所述储水内胆与所述保护层之间的接触位置。
12.所述水管的进水口处设置有孔盖，所述孔盖与所述水管的进水口之间构成螺纹连接，所述孔盖上具有施力槽。
13.所述储水内胆的胆体各表面之间通过弹性体连接。
14.所述稳固主架上设有卡板，所述集水箱的侧面设置有卡环，所述卡环与所述卡板构成限位卡接。
15.所述温度调节装置连接有温控按钮，所述温控按钮设置在所述固结板上，通过所述温控按钮连接控制所述温度调节装置的工作状态。
16.固结板、稳固主架等可采用抗压和抗变形能力强、材质较轻、强度较好的复合钢材或者市场其他同类型材料制作；稳固主架和固结板可一体成型，也可分离嵌入式设置。
17.集水箱的储水内胆，可用质量轻、抗压能力强的复合塑料等材料制作，弹性体可采用具备较强防水性能且变形能力的材料制作，保护层可采用具备较强保温效果且具备一定弹性变形能力的材料制作。
18.水管、伸缩软管等，可用市场既有材料制作。
19.本实用新型的优点是：通过地下水为地基处理提供固结压力，并可将集水箱中的地下水进行冻结处理，避免地下水乱流且保证集水箱易于搬动，可保证地基处理区域的生态环境，实现绿色施工，达到节能减排效果；功能齐全、可操作性强、结构简单合理、使用方便、适于推广。
附图说明
20.图1为本实用新型的系统结构示意图；
21.图2为本实用新型中集水箱的结构示意图；
22.图3为本实用新型中水管的局部放大示意图；
23.图4为本实用新型中孔盖的局部放大示意图；
24.图5为本实用新型中卡环与卡板的结构示意图；
25.图6为本实用新型的实施流程示意图。
具体实施方式
26.以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
27.如图1-6所示，图中各标记1-23分别表示为：集水箱1、固结板2、稳固主架3、凹槽4、凸拱5、控温体6、承插槽7、高效控温片8、导电线9、温控按钮10、卡环11、加固体12、卡板13、储水内胆14、保护层15、弹性体16、水管17、伸缩软管18、硬管19、出水口20、孔盖21、施力槽
22、进水口23。
28.实施例：如图1所示，本实施例中的用于排水固结地基处理的可冻结地下水循环供压利用系统主要由集水箱1、固结板2和稳固主架3三部分组成。其中，集水箱1主要用于收集排水固结地基处理时所产生的地下水；固结板2设置在集水箱1的底部用于将地下水能量传递至地基土中，从而向地基施加一定压载，进而提高排水固结处理的效果和效率；而稳固主架3则主要用于保证集水箱1与固结板2之间的连接稳固性，进而保证地下水能量可有效传递至固结板2上。
29.具体而言，结合图1和图2所示，在固结板2顶部与集水箱1顶部均分布有若干凹槽4，该凹槽4沿固结板2或集水箱1的一侧边线方向通长布置。在集水箱1底部分布有与凹槽4的形状、大小相吻合适配的凸拱5；当集水箱1置于固结板2上、或不同集水箱1间沿高度方向逐一层叠时，各凸拱5可与上方的凹槽4之间构成凹凸配合从而形成限位，以提高不同构件之间连接的稳固性。
30.在本实施例中，如图1所示，为了在固结板1水平方向的两侧分别设置集水箱1，在固结板1的板体两侧分别设置了两道凹槽4。
31.如图1所示，在固结板2或集水箱1的凹槽4顶部设置有通长布置的控温体6，在凸拱5的内部对应分布有承插槽7，该承插槽7与控温体6之间构成凹凸适配的承插连接，即控温体6可插装在承插槽7内。在控温体6内部有高效控温片8，位于固结板1两侧的高效控温片8之间通过导电线9连接，该高效控温片8可通过置于固结板2底部的温控按钮10调节其温度。
32.当高效控温片8在得电的情况下，其温度是可控的，而设置了高效控温片8的控温体6便可将高效控温片8的温度传导至上方的集水箱1底部的承插槽7的内部，从而控制集水箱1内的地下水温度并可使其冻结；沿高度方向层叠的集水箱1之间同理。当在固结板2上方设置多层集水箱1时，其温度传导方向是由下至上的，即最下方的集水箱1在受到具有高效控温片8的控温体6的影响后，最下方的集水箱1通过其顶部设置的控温体6再将温度影响传导至其上方的另一集水箱，以此往复直至完成对每个集水箱1的温度控制；无需在每个集水箱1上分别设置温度控制装置，有效简化结构并降低制造成本，便于使用。
33.结合图1和图5所示，在集水箱1侧面分布有卡环11，在固结板1的中部设置有稳固主架3，该稳固主架3的一侧通过加强体12连接有卡板13，该卡板13可卡接在卡环11的卡槽内，从而使集水箱1嵌固在稳固主架3上，实现集水箱1与稳固主架3之间的限位连接。
34.在本实施例中，如图5所示，在稳固主架3的两侧分别设置有卡板13，以分别对其两侧的集水箱1进行限位，进一步保证固结板2所传递的压载的平衡。
35.如图2和图3所示，集水箱1由双层结构组成，分别为储水内胆14和保护层15，其中储水内胆14的内部空腔为地下水的集水腔，保护层15位于储水内胆14的外侧以起到保护作用，该保护层15具备可压缩性和保温功能，可适应储水内胆14的空间体积变化，同时保持储水内胆14中地下水的温度不受周边环境的影响。储水内胆14不同侧立面间通过弹性体16连接，当对集水箱1内的地下水进行冻结处理时，储水内胆14可灵活应对集水箱1内地下水因为温度变化而发生的体积变化，保证集水箱1不会破坏。
36.集水箱1无卡环11的对侧位置设置有水管17，为集水箱1中地下水的进出通道。水管17在位于储水内胆14和保护层15接触部位处为伸缩软管18，其余部分均为硬管19。如图3所示，上部的硬管19位于保护层15内，而下部的硬管19位于储水内胆14侧壁内；通过水管17
的结构设计，使其可适应集水箱1中地下水受冻结处理发生的体积变化，避免在储水内胆14的反复挤压中损坏。下部的硬管19靠近储水内胆14里侧设置为出水口20，地下水主要通过出水口20进入或排出集水箱1。结合图4所示，上部的硬管19靠近保护层15外侧设置有进水口23，并配备有孔盖21用于对进水口23进行封堵，该孔盖21与进水口23处的管体构成螺纹连接。在孔盖21上设置有施力槽22，当通过施力槽22将孔盖21与进水口24紧密连接时，孔盖21外表面可与所在侧的保护层15外表面齐平，以便于集水箱1的搬运。
37.结合图1至图6所示，本实施例在使用时，包括如下步骤：
38.1）如图6（a）所示，在进行排水固结地基处理区域，将固结板2放置在设计位置。
39.2）如图6（b）所示，将集水箱1一侧的卡环11，从稳固主架3顶部卡在卡板13上，并向下搁置在固结板2上。集水箱1底部的凸拱5与固结板2顶部的凹槽4对应放置，同时，凹槽4顶部的控温体6嵌入凸拱5内部的承插槽7内。
40.3）打开孔盖21，通过水管17向集水箱1内部的储水内胆14内注入排水固结地基处理作业中排出的地下水。
41.4）当储水内胆14内的地下水注满时，通过施力槽22扭紧孔盖21。
42.5）重复步骤1-5，依次层叠安放其余的集水箱1，如图6（c）所示，并对各集水箱1进行注水处理，完成后如图6（d）所示。
43.6）当一个区域的集水箱1安放满足设计需要时，通过固结板2上的温控按钮10，控制高效控温片8及控温体6的温度，进而依次调节各集水箱1中储水内胆14的温度，实现对地下水的冻结处理，完成后如图6（e）所示。经冻结处理的各集水箱1通过固结板2向地基处理区域施加压载，有效提高其处理效果。
44.7）按照上述操作，顺序施工其它区域的地下水循环供压作业。
45.除上述实施例外，也可根据施工需要，同时安放多个区域的固结板2，以适应排水固结地基处理的区域范围。可根据地下水排放情况，同步安装不同数量的集水箱1，并进行集水箱1注水作业，可实现提供定量压载的效果；例如，随着排水固结地基处理的进行，逐渐增加集水箱1以提高固结板2上的总压载，从而提高排水固结地基处理的效果。也可根据需要，同时对多个区域的集水箱1进行冻结处理作业，还可对统一区域的集水箱1，分别进行冻结处理作业。还可根据不同区域的排水固结情况、地基处理效果和地下水排放需求，实时调整已注水并已进行冻结处理集水箱的位置，该可冻结地下水循环功能系统，可根据施工需要，灵活调整作业方案，快速实现对排水固结地基处理的辅助作业。在排水固结地基处理完成后，还可通过温度按钮10调整控温体6的温度，使集水箱1内已冻结的地下水融化并利用其进行原位回灌。
46.虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。