专利名称：一种排水桩及其排水施工方法
技术领域：
本发明属于软土地基设计施工中使用的排水桩及其排水的施工方法。
目前，施工中遇到的饱水软土地基，常常不能满足工程建筑对地基变形与强度的要求，因此必须进行人工处理，而当软土层较厚或位于水下时，则采用一般的地基处理方法，不仅经济上不合理，且技术上亦有困难，因此，常常采用桩基础。采用桩基础虽能满足工程要求，但在技术上仍存在一些问题，如(1)由于桩尖达不到埋藏较深的坚硬土层，故桩上荷载主要靠桩周与土之间的摩擦力来支承，故为满足一定的承载要求则所需桩根数较多，桩身较长;(2)桩打入土地基中要占有一定空间，饱水软土地基打桩此空间只能靠挤密地基土来实现，有时地面被挤隆起，且桩越往下打，所受阻力越大，其阻力除摩擦阻力外主要是由非常高的难于消散的孔隙水压力所形成;(3)桩体打入且荷载后，在饱水软土地基内部存在着难于消散的孔隙水压力，长时间存在下去，对建筑物与地基安全均不利。为解决上述问题，工程上曾用增大桩的直径或改变桩的形状的方式，以提高单桩的承载力，用施工中以机具钻“孔穴”的方式，助桩体“裁入”地基，已知U.S.PatentJan，27，1987，Sheet2 of 44，639，168及日本专利昭61-113920[公开昭和61年(1986)5月31日]等均属于此种类型，此类专利所公开的技术虽能解决承受一定的荷载、排水及下桩困难等问题，但均尚存在着施工方法难度大，桩体结构复杂，或承载力差等矛盾。
本发明的目的在于设计一种排水桩及其排水的施工方法，它使上述提及的饱水软土地基下桩施工中所存在如桩体承载力差、排水不利及下桩困难的问题均得以较圆满解决，是软土地基施工中可采用的理想途径。
本发明的技术方案一种排水桩，包括桩体，其特征在于所说的桩体下部桩头为锥体形状，桩体的周围四壁上均匀分布着纵贯桩壁的沟槽，该槽上口通桩顶或距桩顶有一定距离，下口至桩头收缩拐点之上，沟槽内有排水沟，并安设有透水孔的排水板或其它透水的复合土工合成材料，同时用挂钉或固定带将其固定;所说桩体中心垂直有竖排水管，即主排水管，竖排水管下开口至桩尖，上至距桩顶一定距离处拐为水平向开口，成为向外抽水的抽水管，在竖排水管与桩体沟槽间间隔一定距离设有多条横排水管，即排水支管，横管可呈水平方向，一端与竖排水管相通，另一端开口于桩体沟槽内排水板的透水孔;所说的桩体中心的竖排水管的下部近桩尖处灌注透水混凝土。上述排水桩可根据设计要求在施工工地外实行预制。预制后的桩体运入工地后，首先进行沉桩工艺，该工艺可用各种沉桩方法进行，当遇到孔隙水顶桩时，进行自然排水工艺，即放慢沉桩速度，使地下孔隙水通过竖管下部的透水混凝土进入桩体竖管，同时通过排水板或其它透水的复合土工合成材料进入横排水管及竖排水管，由此循序渐进，使桩体沉到设计高程，即桩体上排水板全部埋入土内，待全部排水桩沉毕之后，则行桩间管路连接工艺，即将各桩抽水管，用连接管密封接于干管及总管而形成排水管网，之后再行启动管网泵造成管网负压工艺，即启动接于总管的抽水泵，使整个管网形成负压，则排水桩竖管内的水将通过连接管进入干管及总管，最后由泵排出管网外，此时管网负压增高，一直传递至竖排水管及横排水管，直至沟槽内，使桩内整体形成负压状态，此种情况下，土中的水在桩外孔隙水压作用下进一步流向排水板，进入横管及竖管，再经干管及总管被泵排出地面，桩周土就这样降低了含水量完成了固结过程，改善了土的物理力学性质，增加了土的摩擦力，提高了排水桩的承载力。上述排水桩排水施工方法可由以下流程来概括，即沉桩→自然排水→沉桩毕→桩间管路密闭连接→启动管网泵制造管网负压→桩内负压排水→桩周土固结→施工完毕。
本发明所涉排水桩及排水施工方法的优越性在于1、桩体结构简单，容易制作，并能保持桩体的结构强度;2、桩体结构及其排水方式提高了桩的摩擦力及抗水平力，同时亦提高了桩的承载力及稳定性;3、由于桩的预制方式而减少了制桩的原材料及工程量;4、该种桩体结构提高了沉桩速度，节省了施工投资。
以下结合附图及实施例进一步说明本技术。
图1为本发明所涉排水桩桩体侧剖结构示意图。
图2为本发明所涉排水桩桩体图1的a-a′断面结构示意图。
图3为本发明所涉排水桩桩内管路结构示意图。
图4为本发明所涉排水桩上排水板的固定带结构示意图。
图5为本发明所涉排水桩桩体的沟槽及其内的排水板的大样结构示意图(侧剖)。
图6为本发明所涉排水桩桩体的沟槽内排水板的正面结构示意图。
图7为本发明所涉排水桩的排水施工工艺示意图。
图8为本发明所涉排水桩的排水施工方法的工艺流程图。
其中1为桩体，2为竖排水管，3为横排水管，4为排水板，5为沟槽，5′为沟槽内的排水沟，6为固定带，6′为挂钉，7为透水混凝土，8为桩尖，9为抽水管，10为干管，11为管接口，12为连接管，13为总管，14为泵，15为排水板翅，16为透水孔，17为横向通道，18为晴纶无纺布，19为地面。
实施例一种排水桩(见图1、2、3)，包括桩体1，其特征在于所说的桩体下部桩头为锥体形状，桩体的周围四壁上均匀分布着纵贯桩壁的沟槽5，该槽上口距桩顶一定距离，下口至桩头收缩拐点之上30cm处，沟槽宽3cm，深2cm，沟槽内有排水沟5′，紧贴沟槽有一层晴纶无纺布18(见图5、6)，与无纺布相贴接为排水板4，排水板外仍贴接一层晴纶无纺布，所说排水板上每隔1m穿一透水孔16，且板上尚有垂直于板面的排水板翅15，透水孔两侧的板翅去除留下一能沟通全部纵向通道的水的横向通道17，固定排水板用沟槽内予埋的挂钉6′(或使用固定带6)，钉距可为1m;所说桩体中心垂直有竖排水管2，竖排水管下开口至桩尖8，上至距桩顶50cm处拐为水平向开口成为向外抽水的抽水管9，抽水管横向出桩20cm，在竖排水管与桩体沟槽间间隔1m距离设有多条横排水管3，其管径可为10mm，横管呈水平方向，一端与竖排水管相通，另一端开口于桩体沟槽内排水板的透水孔16;所说桩体中心的竖排水管的下部于桩尖以上100cm处灌注透水混凝土7。上述排水桩可根据设计要求在施工工地外实行预制。预制后的桩体运入工地后，首先进行沉桩工艺，该工艺可用各种沉桩方法进行，当遇到孔隙水顶桩时，进行自然排水工艺，即放慢沉桩速度，留给孔隙水进入排水管一个时间，使地下孔隙水通过竖管下部的透水混凝土进入桩体竖管，同时通过无纺布进入桩体沟槽内的排水板，且通过排水板的透水孔进入横排水管及竖排水管，由此循序渐进，使桩体沉到设计高程，待全部排水桩沉毕完之后，则行桩间管路连接工艺，即将各桩抽水管9用连接管12密封接于干管10及总管13而形成排水管网(见图7)，之后再行启动管网泵造成管网负压工艺，启动接于总管的抽水泵14，使整个管网形成负压，则排水桩竖管内的水将通过连接管进入干管及总管，最后由泵排出管网外;此时管网负压增高，一直传递至竖排水管及横排水管，直到沟槽内，使桩内整体形成负压状态，此种情况下，土中的水在桩外孔隙水压作用下进一步流向排水板，进入横管及竖管，再经干管及总管被泵排出地面，桩周土降低了含水量，完成了固结过程，改善了土的物理力学性质，增加了土的摩擦力，提高了桩的承载力;最后则施工完毕。
所述桩体可取材为钢筋混凝土，各类管材可用金属材料亦可取非金属材料。
权利要求
1.一种排水桩，包括桩体，其特征在于所说的桩体下部桩头为锥体形状，桩体的周围四壁上均匀分布着纵贯桩壁的沟槽，该槽上口通桩顶或距桩顶有一定距离，下口至桩头收缩拐点之上，沟槽内有排水沟，并安设有透水孔的排水板或其它透水的复合土工合成材料，同时用挂钉或固定带将其固定；所说桩体中心垂直有竖排水管，即主排水管，竖排水管下开口至桩尖，上至距桩顶一定距离处拐为水平向开口，成为向外抽水的抽水管，在竖排水管与桩体沟槽间间隔一定距离设有多条横排水管，即排水支管，横管可呈水平方向，一端与竖排水管相通，另一端开口于桩体沟槽内排水板的透水孔；所说的桩体中心的竖排水管的下部近桩尖处灌注透水混凝土。
2.由权利要求1所述排水桩的排水施工方法，其特征在于它是由沉桩→自然排水→沉桩毕→桩间管路密闭连接→启动管网泵制造管网负压→桩内负压排水→桩周土固结→施工完毕的工艺流程来实现的，具体过程为首先进行沉桩工艺，该工艺可用各种沉桩方法进行，当遇到孔隙水顶桩时，进行自然排水工艺，即放慢沉桩速度，使地下孔隙水通过竖管下部的透水混凝土进入桩体竖管，同时通过排水板或其它透水的复合土工合成材料进入横排水管及竖排水管，由此循序渐进，使桩体沉到设计高程，即桩体上排水板全部埋入土内待全部排水桩沉毕之后，则行桩间管路连接工艺，即将各桩抽水管，用连接管密封接于干管及总管而形成排水管网，之后再行启动管网泵造成管网负压工艺，即启动接于总管的抽水泵，使整个管网形成负压，则排水桩竖管内的水将通过连接管进入干管及总管，最后由泵排出管网外，此时管网负压增高，一直传递至竖排水管及横排水管，直至沟槽内，使桩内整体形成负压状态，此种情况下，土中的水在桩外孔隙水压作用下进一步流向排水板，进入横管及竖管，再经干管及总管被泵排出地面，桩周土就这样降低了含水量完成了固结过程，最后即施工完毕。
全文摘要
一种排水桩及其排水施工方法，所说的桩体周围四壁有沟槽及排水板或其它透水的复合土工材料，桩体内有连通的竖管与横管，竖管下端有透水混凝土，该桩体在沉桩过程中会使地下孔隙水通过各种管路渠道排出，沉桩后再行各桩间的管路密闭连接，通过制造管网负压，使地下孔隙水进一步排出。本发明的优越性在于1、桩体结构简单，易于制作且保证桩体结构强度； 2、提高了桩周土的物理力学性质；3、减少了制桩的原材料及工程量；4、提高了沉桩速度。
文档编号E02D3/10GK1084599SQ9310011
公开日1994年3月30日 申请日期1993年2月6日 优先权日1993年2月6日
发明者马鸿春, 吴崇礼 申请人:吴崇礼, 马鸿春