[发明专利]一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置及其施工方法

权利要求书

1.一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置，包括预制空心桩(1)，其特征在于：所述的预制空心桩(1)底部设置有由钢或混凝土制成的闭口桩尖(4)，所述的闭口桩尖(4)前端设置有排气装置；所述的排气装置包括下端密封的排气管道(5)和设于排气管道(5)内的排气/液管(6)、高压注水/浆管(7)，所述的排气管道(5)内设有分隔板(51)，位于分隔板(51)上方的排气管道(5)穿过闭口桩尖(4)伸入预制空心桩(1)内，位于分隔板(51)下方的排气管道(5)管壁上设置多个滤孔(52)，且多个滤孔(52)五个一组被分为多组，间隔分布在排气管道(5)管壁不同的截面上，同一截面上的五个滤孔(52)相对布置；所述的高压注水/浆管(7)上端连接止回阀(9)后与注水机或注浆机连通，高压注水/浆管(7)下端穿过分隔板(51)伸至排气管道(5)底部，其中位于所述的分隔板(51)下方的高压注水/浆管(7)管壁上开设有多个注水/浆孔(71)，且多个注水/浆孔(71)三个一组被分为多组，间隔分布在高压注水/浆管(7)管壁不同的截面上，同一截面上的三个注水/浆孔(71)相互错开布置；所述排气/液管(6)上端连接流量表(11)和压力控制阀(12)后与排气/液阀(13)相连，排气/液管(6)下端伸至排气管道(5)底部，其中位于所述的分隔板(51)下方的排气/液管(6)管壁上开设有多个进气/液孔(61)，多个进气/液孔(61)四个一组被分为多组，间隔分布在排气/液管(6)管壁不同的截面上，同一截面上的四个进气/液孔(61)相对布置。

2.根据权利要求1所述的一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置，其特征在于：所述的排气/液阀(13)的出口连接气液分离装置(14)。

3.根据权利要求2所述的一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置，其特征在于：所述的预制空心桩(1)为预制混凝土管桩或预制混凝土空心方桩或预制空心钢桩。

4.根据权利要求3所述的一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置，其特征在于：所述的预制空心桩(1)与闭口桩尖(4)采用焊接或胶接的方式连接。

5.一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置的施工方法，其步骤为：

1)闭口桩尖(4)前端设置有排气装置，排气装置中位于分隔板(51)上方的排气管道(5)穿过闭口桩尖(4)，排气装置中排气/液管(6)的下端穿过分隔板(51)伸至排气管道(5)底部，排气装置中高压注水/浆管(7)下端穿过分隔板(51)伸至排气管道(5)底部；

2)将排气装置内的排气/液管(6)上端和高压注水/浆管(7)上端分别通过弯管(8)与预制空心桩(1)内的排气/液管(6)和高压注水/浆管(7)连接，再将闭口桩尖(4)采用焊接或胶接的方式连接于预制空心桩(1)底部；

3)采用动力或静力压桩法，进行预制空心桩(1)施工；

4)在排气装置进入含气土层时，先将预制空心桩(1)内的高压注水/浆管(7)与注水机连通，并打开排气/液阀(13)，注入高压水的压力根据土层深度控制在2～10MPa，此时高压水从高压注水/浆管(7)进入排气管道(5)内冲洗自滤孔(52)进入的杂质，使得杂质经排气/液管(6)排出，然后再通过控制流量表(11)和压力控制阀(12)使得自滤孔(52)进入的气体有序地从排气/液管(6)排出，当排气装置处体趋于密实后再继续压桩施工；

5)在预制空心桩(1)桩端进入含气土层后，边按照步骤4)进行冲洗和排气工作边进行压桩施工；

6)在预制空心桩(1)桩端达到设计标高后，重复步骤4)中冲洗和排气工作，直到气体释放趋于稳定，土体密实度达到预定要求为止，此时根据实际情况选择关闭排气/液阀(13)门，预制空心桩(1)内的高压注水/浆管(7)与注浆机连通，对排气装置进行封闭，或者保持排气/液阀(13)开启的状态。

6.根据权利要求5所述的一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置的施工方法，其特征在于：所述的步骤4)、步骤5)和步骤6)中排出的气/液体通过气液分离装置(14)进行收集储存再利用。

7.根据权利要求6所述的一种用于含气土层中预制桩施工的可控排气装置的施工方法，其特征在于：所述的步骤2)中预制空心桩(1)需要接桩时，先将相邻两节预制空心桩(1)内的排气/液管(6)和高压注水/浆管(7)通过弯管(8)连接，再采取焊接或胶接的方式连接相邻的两预制空心桩(1)。