一种智能化学释放减饱和预制桩及施工方法

本发明涉及一种减饱和预制桩基及施工方法，具体为一种智能化学释放减饱和预制桩及施工方法。

背景技术：

1、目前我国大部分沿海及江边城市建设工程、沉积地貌中含有地下水的工程等，该种情况下土体具有饱和度高、密实度低、强度低等特点，不适于作为地基土进行施工。此外在饱和度高的土体上建造设施，会因受到动荷载的作用导致土体发生液化，进而影响设施的正常使用。因此在饱和度较高的地方施工前必须空隙排水并静置，直到土体具有相应的承载能力。

2、在本发明之前，专利号为cn114687343a的中国发明专利“一种微生物减饱和预制桩基及其施工方法”公布了一种采用微生物发酵产生二氧化碳进行充气减饱和的预制桩基，然而该装置受微生物寿命的限制，无法实现长期减饱和工作。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的在于提供一种智能化学释放减饱和预制桩及施工方法，用催化剂催化化学反应进行减饱和，可以长期进行减饱和工作。

2、技术方案：一种智能化学释放减饱和预制桩，包括桩身，所述桩身内间隔设有若干个深浅不一的孔道，每个孔道的两端均贯穿桩身，孔道一端贯穿桩身顶部，孔道另一端贯穿桩身侧壁，贯穿桩身侧壁的孔道底部的桩身上贴有电阻监测单元，所述电阻监测单元与控制端连接，所述孔道内设有控制阀门，所述控制阀门与继电器连接，所述继电器与控制端连接，所述控制端另一端与泵送装置连接。

3、所述孔道包括竖直孔道和水平孔道，竖直孔道的底部连通有水平孔道，竖直孔道的顶部均贯穿桩身顶部，水平孔道的末端贯穿桩身侧壁。

4、所述竖直孔道的深浅不一，实现分层减饱和。

5、所述竖直孔道内设有第二控制阀门，水平孔道内设有第一控制阀门。

6、所述第一控制阀门至桩身边界的距离至少为100mm。

7、所述泵送装置采用液压装置，液压装置将过氧化氢溶液压注入竖直孔道。

8、所述水平孔道的洞口处设有单向阀，以防止土颗粒和孔隙水进入桩体中。

9、所述桩身中央贯穿有桩心孔道，所述竖直孔道布设在桩心孔道四周。

10、所述桩身底部设有桩尖，有利于桩的沉降。

11、一种智能化学释放减饱和预制桩的减饱和过程，包括以下步骤：

12、s1、对施工现场进行土体饱和度与电阻之间的关系实验；

13、s2、将s1所计算出的数据关系导入控制端，进而设置减饱和阈值；

14、s3、在泵送装置中注入反应溶液，并设置每次泵送的剂量；

15、s4、将一根或多根桩基沉入需要减饱和的土层中；

16、s5、通过电阻监测单元获取相应土层的电阻值，随后依据对应的试验数据转化为土体的饱和度；

17、s6、当地基的电阻值超过设定阈值时，由控制端控制泵送装置将反应溶液泵送至催化剂上部，同时继电器分别控制第一控制阀门关闭及第二控制阀门打开，泵送结束后继电器再分别控制第一控制阀门打开、第二控制阀门关闭，随后通过催化剂催化产生的气体进行减饱和；

18、s7、定期重复上述试验步骤，确保土体处于不饱和状态。

19、有益效果：本发明考虑到功能性和时效性因素，采用催化剂催化化学反应进行减饱和，受催化剂特性的影响，可以长期进行减饱和工作，并且该发明配备检测及自动填充反应原料的装置，可以实现全时段自动化减饱和工作；采用的双氧水溶液成本较低，反应过程简单、迅速、产生气体充足、减饱和见效快，且实验产物绿色环保不会影响生态环境。其次二氧化锰催化剂在试验过程中只起催化作用不参与反应，可持续利用，进而保证减饱和装置的长期效果；本发明通过设置多个深浅不一的孔道，可实现分层减饱和的目的，能够有效的固化土体、降低土体饱和度，适用于吹填土等饱和度较高的土体，同时本发明配备饱和度检测装置及反应原料填充装置，可以进行长期全时段自动减饱和工作。

技术特征：

1.一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，包括桩身，所述桩身内间隔设有若干个深浅不一的孔道，每个孔道的两端均贯穿桩身，孔道一端贯穿桩身顶部，孔道另一端贯穿桩身侧壁，贯穿桩身侧壁的孔道底部的桩身上贴有电阻监测单元，所述电阻监测单元与控制端连接，所述孔道内设有控制阀门，所述控制阀门与继电器连接，所述继电器与控制端连接，所述控制端另一端与泵送装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述孔道包括竖直孔道和水平孔道，竖直孔道的底部连通有水平孔道，竖直孔道的顶部均贯穿桩身顶部，水平孔道的末端贯穿桩身侧壁。

3.根据权利要求2所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述竖直孔道的深浅不一。

4.根据权利要求3所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述竖直孔道内设有第二控制阀门，水平孔道内设有第一控制阀门。

5.根据权利要求4所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述第一控制阀门至桩身边界的距离至少为100mm。

6.根据权利要求1所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述泵送装置采用液压装置。

7.根据权利要求2所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述水平孔道的洞口处设有单向阀。

8.根据权利要求2所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述桩身中央贯穿有桩心孔道，所述竖直孔道布设在桩心孔道四周。

9.根据权利要求1所述的一种智能化学释放减饱和预制桩，其特征在于，所述桩身底部设有桩尖。

10.根据权利要求1～9任一项所述的一种智能化学释放减饱和预制桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种智能化学释放减饱和预制桩及施工方法，包括桩身，所述桩身内间隔设有若干个深浅不一的孔道，每个孔道的两端均贯穿桩身，孔道一端贯穿桩身顶部，孔道另一端贯穿桩身侧壁，贯穿桩身侧壁的孔道底部的桩身上贴有电阻监测单元，所述电阻监测单元与控制端连接，所述孔道内设有控制阀门，所述控制阀门与继电器连接，所述继电器与控制端连接，所述控制端另一端与泵送装置连接。本发明采用的双氧水溶液成本较低，反应过程简单，实验产物绿色环保不会影响生态环境，其次二氧化锰催化剂在试验过程中只起催化作用不参与反应，可持续利用，化学反应产生的气体充足，保证整个实验过程迅速见效；通过设置多个深浅不一的孔道，实现分层减饱和；本发明能够长期有效的固化土体、降低土体饱和度，适用于吹填土等饱和度较高的土体。技术研发人员：李晨梦,陈育民,李长春,王琼婷,秦程朝,郭军伟受保护的技术使用者：河海大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27