一种在湿陷性黄土中定点把向注水的装置的制作方法

本实用新型涉及一种岩土工程土体注水装置，具体涉及一种在湿陷性黄土中定点把向注水的装置。

背景技术：

在建筑工程中，遇到湿陷性黄土时需要进行地基处理，即消除其湿陷性，按照湿陷性黄土场地上的建筑物分类(《湿陷性黄土地区建筑标准》gb50025-2018第3.0.1条)及不同类别的建筑物要求，采取不同的处理深度。但在施工中常常遇到的问题是地基土含水量偏低，地基处理时，土挤密达不到要求，处理后的湿陷系数达不到设计要求。《建筑地基处理技术规范》jgj79-2012第7.5.3条第3款，要求：“成孔时，地基土宜接近最优(或塑限)含水量，当土的含水量低于12％时，宜对拟处理范围内的土层进行增湿，应在地基处理前(4～6)d，将需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔，均匀地浸入拟处理范围内的土层中”。但在实际施工中有不少的问题。地基土中各层土的含水量是不同的，在实际操作时，注水总量容易掌握，但注水部位不好控制，注水往往会造成含水量高的土层其含水量更加高，含水量低的土层可能还是不达到施工所需的指标要求。为此，有必要设计一种能定点精准注水的装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种在湿陷性黄土中定点把向注水的装置，该装置操作简便，能逐层精准注水，使用效果好，能解决湿陷性黄土的地基处理问题，为后期施工作业提供符合要求的场地土条件，实用性强，可推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种在湿陷性黄土中定点把向注水的装置，其特征在于，包括外注水管和转动套接在外注水管内的多节相互连通的内注水管，多节所述内注水管之间设置有相互配合用于限位并延时传动的突齿，内注水管的底部突齿齿数为下一节内注水管顶部突齿齿数的两倍，位于顶层的内注水管连接进水管，顶层的内注水管伸出外注水管且伸出位置上设置有旋转把手，所述外注水管的外侧壁上对应不同土层深度设置有多个土壤水分传感器，多节所述内注水管的侧壁上开设有多个内注水孔，所述外注水管的侧壁上在对应内注水孔的高度处开设有多个外注水孔，所述外注水孔的数量等于多节内注水管上开设的内注水孔的总数量，位于同一高度的相邻两内注水孔的角度等于同一高度相邻两外注水孔的角度，通过旋转旋转把手使顶层的内注水管先行旋转使内注水孔和外注水孔对准连通从而实现对顶层土层的注水，由于具有延时传动的突齿存在可在顶层土层注水完成后再对第二层土层进行注水，以此类推，实现对不同土层的分别精准注水。

优选的，多节内注水管尺寸相同，长度为0.5-1m，沿土层厚度每0.5-1m在外注水管外侧壁位置布置安装土壤水分传感器。。

优选的，所述突齿之间设置有密封橡胶垫。

优选的，所述外注水管的内侧壁上设置有多个防止内注水管沿外注水管轴向上下移动的限位环，所述内注水管在对应限位环的位置开设与限位环配合卡位的限位凹槽，限位环与内注水孔错开设置。

优选的，所述多个土壤水分传感器通过数据线连接土壤水分分析仪连接，通过土壤水分分析仪实时观察被注水土层的水分含量从而控制外注水孔停止注水，依次进行下一土层的注水。

优选的，所述进水管上设置有用于控制进水量的水表，能控制总注水量。

优选的，所述外注水管的侧壁顶端设置有角度盘，位于顶端的内注水管的外侧壁上设置有与所述角度盘配合控制旋转角度的指针线，通过观察指针线和角度盘来控制旋转把手的转动角度控制内注水孔的转动角度，使内注水孔和外注水孔能对接连通从而使水从内注水管从外注水孔流入土壤内。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型结构简单，使用方便，能对建筑工程场地土层逐层分级注水，按土层的需水量精准注水，使含水量各不相同的各土层同时达到最优含水量，使用效果好，可推广使用。

2、本实用新型通过旋转把手带动内注水管逐层延时转动从而使内注水孔和外注水孔连通从而实现从内注水管内将水注入土层内，通过齿数减半的突出配合，当上层突齿旋转一定角度后才和下层突齿限位啮合带动下层的内注水管转动，这样就起到了延时转动的效果，实现上下内注水管分层注水。

3、本实用新型在内注水管上开设内注水孔，在外注水管上开设外注水孔，内注水孔可相对外注水管相对转动，转动到某一角度后，二者连通实现出水，完美契合《建筑地基处理技术规范》jgj79-2012第7.5.3条第3款中记载的“将需增湿的水通过一定数量和一定深度的渗水孔，均匀地浸入拟处理范围内的土层中”的技术要求，规范合理。

4、本实用新型通过在外注水管的外侧壁上对应不同土层的位置安装多个土壤水分传感器，通过土壤水分分析仪实时监测每个土层内的水分含量是否达到预期数值从而及时控制停止注水，科学精准。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型中第一内注水管和第二内注水管的连接结构示意图。

图4是本实用新型中第二内注水管和第三内注水管的连接结构示意图。

图5是本实用新型中ⅰ-ⅰ截面处的结构示意图。

图6是本实用新型中ⅱ-ⅱ截面处的结构示意图。

图7是本实用新型中ⅲ-ⅲ截面处的结构示意图。

附图标记说明：

1—水表；2—进水管；3—旋转把手；

4—外注水管；5—外注水孔；6—土壤水分传感器；

7—数据线；8—土壤水分分析仪；9—第一内注水管；

10—限位环；11—第一内注水管底部突12—密封橡胶垫；

齿；

13—第二内注水管顶14—第二内注水管；15—第二内注水管底

部突齿；部突齿；

16—第三内注水管顶17—第三内注水管；18—内注水孔；

部突齿；

19—过水孔。

具体实施方式

如图1至图7所示，本实用新型包括外注水管4和转动套接在外注水管4内的三节通过过水孔19连通的内注水管，外注水管4插入提前钻探成孔的湿陷性黄土地基内，将地基按每个土层厚度1m分为三个土层，三节内注水管长度和直径均相同且依次为第一内注水管9、第二内注水管14和第三内注水管17，所述内注水管之间设置有相互配合用于限位并延时传动的突齿，内注水管的底部突齿齿数为下一节内注水管顶部突齿齿数的两倍，第一内注水管9连接进水管2，第一内注水管9伸出外注水管4且伸出位置上设置有旋转把手3，所述外注水管4的外侧壁上对应三个土层深度设置有三个土壤水分传感器6，使三个土壤水分传感器6分别处于三个土层的中间深度位置，第一内注水管9和第二内注水管14的侧壁上开设两列内注水孔18，第三内注水管17的侧壁上开设四列内注水孔18，外注水管4的侧壁上在对应内注水孔18的高度处开设有数目与内注水孔18相等的外注水孔5，位于同一高度的相邻两内注水孔18的角度等于同一高度相邻两外注水孔5的角度，第一内注水管9上的两列内注水孔18之间角度为180°，第二内注水管14上的两列内注水孔18之间的角度为45°，第三内注水管17上开设的四列内注水孔18之间的角度为45°，通过旋转旋转把手使顶层的内注水管先行旋转使内注水孔和外注水孔对准连通从而实现对顶层土层的注水，由于具有延时传动的突齿存在可在顶层土层注水完成后再对第二层土层进行注水，以此类推，实现对不同土层的分别精准注水。

本实施例中，对应第一内注水管9位置的两排外注水孔5通过第一内注水管9旋转45°能使两排内注水孔18和外注水孔5连通，对应第二内注水管14位置的两排外注水孔5通过第二内注水管14旋转90°可使此处的外注水孔5和内注水孔18连通，对应第三内注水管17位置的外注水孔5通过第三内注水管17旋转180°使此处外注水孔5和内注水孔18对齐连通。

本实施例中，所述突齿是以内注水管圆心为中心的且投影为扇形的斜面，斜面最高点为扇形一角，其中一条直边从最高点倾斜至圆心，另一条直边以圆心处高度做水平线，而扇形圆弧则从最高点开始沿圆弧倾斜至该水平的直边。

由于第一内注水管底部突齿11数量为4个(每隔90°设置一个突齿)，第二内注水管顶部突齿13数量为4个(每隔90°设置一个突齿)，第二注水管顶部突齿13的最高点高度为第一内注水管底部突齿11最高点高度的1/2，则当第一内注水管9旋转45°时则会使第一内注水管底部突齿11和第二内注水管顶部突齿13相互啮合限位，使第一内注水管9带动第二内注水管14转动，同时也可以保证下次使用时逆时针旋转45度刚好被第二内注水管前一个突齿的斜面中部卡住而复位。

同理，由于第二内注水管底部突齿15为2个，第三内注水管顶部突齿16数量为2个，则使第二内注水管14转动90°后则会使第二内注水管底部突齿15和第三内注水管顶部突齿16限位卡合。

本实施例中，以外注水管4和内注水管的轴线为圆心划分角度线，以45°为一个间隔，对应第一内注水管9的外注水孔5设置两列，每列14个，两列外注水孔5分别位于135°和315°的位置，第一内注水管9上的内注水孔18设置两列，每列14个，分别位于0°和180°位置，则第一内注水管9沿顺时针方向旋转45°即可使此处的内注水孔18和外注水孔5连通；对应第二内注水管14的外注水孔5设置两列，每列14个，两列外注水孔5分别位于对应315°和270°位置，第二内注水管14上的内注水孔18设置两列，每列14个，两列内注水孔18分别位于0°和45°位置，则第二内注水管14沿顺时针方向旋转90°则能使此处的内注水孔18和外注水孔5连通；对应第三内注水管17的外注水孔5设置四列，每列14个，四列外注水孔5分别位于180°、225°、270°和315°的位置，第三内注水管17上的内注水孔18设置四列，每列14个，分别位于对应0°、45°、90°和135°的位置，则使第三内注水管17沿顺时针旋转180°则能使此处的内注水孔18和外注水孔5连通进行注水。

本实施例中，过水孔19之间连接柔性材质制作的管道，保证管道旋转时不脱离漏水。

本实施例中，相互啮合的突齿中的下层突齿扇形斜面上设置有密封橡胶垫12，密封橡胶垫12能避免过度磨损突齿，还能起到防渗漏的作用。

本实施例中，所述外注水管的内侧壁上设置有六个防止内注水管沿外注水管轴向上下移动的限位环10，对应一节内注水管设置两个限位环10，所述内注水管在对应限位环10的位置开设与限位环10配合卡位的限位凹槽，限位环10与内注水孔18错开设置。

本实施例中，所述三个土壤水分传感器6通过数据线7连接土壤水分分析仪8连接，通过土壤水分分析仪8实时观察被注水土壤的水分含量从而控制外注水孔5停止注水，依次进行下一土层的土壤注水。

本实施例中，所述进水管2上设置有用于控制进水量的水表1，能控制总注水量。

本实施例中，所述外注水管4的侧壁顶端设置有角度盘，第一内注水管9的外侧壁上设置有与所述角度盘配合控制旋转角度的指针线，通过观察指针线和角度盘来控制旋转把手的转动角度控制内注水孔18的转动角度。

本实施例中，所述外注水管4上对应三节内注水管的位置均设置透明环状窗口，环状窗口上设置360°角度刻度线用于装置使用前调整内注水孔18和外注水孔5处于如图5-7所示的位置。

本设计用于地下3m湿陷性黄土土层注水操作的使用步骤为：

步骤一、在地面上通过环状窗口和旋转把手调整内注水孔18和外注水孔5处于如图5-7所示的角度位置；

步骤二、将装置放入提前成孔的湿陷性黄土土层内，通过进水管2连接外部水源向第一内注水管9内注水，水从过水孔19流入第二内注水管14和第三内注水管17内；

步骤三、顺时针旋转旋转把手45°，此时由于第一内注水管底部突齿11和第二内注水管顶部突齿13之间存在45°的虚位，第一内注水管9旋转45°第二内注水管14和第三内注水管17保持不动，同时第一内注水管底部突齿11和第二内注水管顶部突齿13限位卡合，使第一内注水管9上的内注水孔18与对应的外注水孔5连通，水从第一内注水管9流入第一层土层内，通过第一层土层内的土壤水分传感器6收集第一层土层的实时含水率，显示在土壤水分分析仪8上，直到满足第一层土层的预期含水率；

步骤四、当第一层土层的含水率达到要求后，再顺时针旋转旋转把手90°，由于第一内注水管底部突齿11和第二内注水管顶部突齿13已经限位卡合，第一内注水管9带动第二内注水管14转动90°，第二内注水管14上的内注水孔18与对应的外注水孔5连通出水，水从第二内注水管14流入第二层土层内，此时由于第二内注水管底部突齿15和第三内注水管顶部突齿16之间有90°的虚位，则第二内注水管底部突齿15和第三内注水管顶部突齿16刚好限位卡合，直到土壤水分分析仪8显示第二层土层的含水率达到预期值；

步骤五、当第二层土层的含水率达到预期值后，顺时针旋转旋转把手180°，带动第三内注水管17旋转使第三内注水管17上的内注水孔18与对应的外注水孔5连通出水，直到土壤水分分析仪8显示第三层土层的含水率达到预期值；

步骤五、关闭进水管2的水源阀门，停止注水，读取此次注水的总注水量，完成对三层土层的注水。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制。凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

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