[發(fā)明專利]地震所致水下軟土斜坡滑坡防治的抗滑樁及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010885390.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN112252309B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章麗莎;魏驍;魏綱;趙春艷;張金紅;崔允亮;王新泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙大城市學(xué)院
• 主分類號(hào): E02D5/38
• 分類號(hào): E02D5/38;E02D7/00;E02D13/00;E02B3/12;E02D17/20;G08B21/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

1.一種地震所致水下軟土斜坡滑坡防治的抗滑樁，其特征在于：用于江河沖積平原、江河入海口以及大陸架上的易液化軟土斜坡突發(fā)流動(dòng)性滑坡和漸進(jìn)流動(dòng)性滑坡的預(yù)防和治理；所述抗滑樁包括若干新型鋼護(hù)筒、若干鋼護(hù)筒安裝裝置和鉆孔灌注樁主體；所述鉆孔灌注樁主體包括若干普通鋼護(hù)筒、鋼筋籠和混凝土；所有新型鋼護(hù)筒和所有普通鋼護(hù)筒從下至上依次密封連接；

所述新型鋼護(hù)筒包括內(nèi)筒、外筒、內(nèi)筒和外筒間的空腔和自動(dòng)化液化防治系統(tǒng)；所述外筒包括外筒主體、通孔、注漿孔和刃腳；所述通孔和注漿孔周向均布于外筒的筒壁；所述刃腳設(shè)置于內(nèi)筒和外筒間的空腔和外筒的下端口，呈一體環(huán)形傾斜設(shè)置；所述內(nèi)筒和外筒間的空腔中由內(nèi)向外依次設(shè)置排水板和土工織物；相鄰兩節(jié)新型鋼護(hù)筒的內(nèi)筒密封連接；所有通孔均位于水下易液化軟土層中；

所述鋼護(hù)筒安裝裝置包括吸力桶、通水/氣孔和磁力安裝頂帽；所述吸力桶為底部開口的鋼桶；所述通水/氣孔位于吸力桶頂部，與吸力桶內(nèi)部連通；所述磁力安裝頂帽由環(huán)形頂帽和電磁鐵組成；所述磁力安裝頂帽通過環(huán)形頂帽與吸力桶頂部環(huán)向焊接的方式固定連接；所述吸力桶頂部環(huán)向安裝環(huán)形的電磁鐵；所述吸力桶的外徑小于待安裝的新型鋼護(hù)筒/普通鋼護(hù)筒的內(nèi)徑；所述電磁鐵的尺寸保證安裝電磁鐵后的磁力安裝頂帽的內(nèi)徑與待安裝的鋼護(hù)筒的外徑一致，使得電磁鐵與鋼護(hù)筒緊密接觸；

所述自動(dòng)化液化防治系統(tǒng)包括孔隙水壓力傳感器、傳感器接口和排水管接口面板、采集儀、報(bào)警器、水泵、注漿管和注漿系統(tǒng)；所述孔隙水壓力傳感器由孔隙水壓力傳感器探頭、傳感器導(dǎo)線、傳感器通道和注漿通道組成；所述孔隙水壓力傳感器探頭固定于迎波面處的一列豎向排布的通孔上，與傳感器導(dǎo)線連接；所述注漿孔與注漿通道連通；所述傳感器接口和排水管接口面板由傳感器接口和排水管接口組成，密封地安裝于外筒頂部；所述傳感器導(dǎo)線通過安裝在外筒內(nèi)壁上的傳感器通道引出，與傳感器接口連接；所述排水管接口與內(nèi)筒和外筒間的空腔水力連通，并通過排水管與水泵連接；所述傳感器接口通過導(dǎo)線與采集儀連接；所述外筒的頂部還密封安裝有注漿接口，所述注漿接口與注漿通道連通；

所述采集儀、報(bào)警器和水泵依次連接，所述采集儀能夠通過孔隙水壓力傳感器自動(dòng)讀取和保存孔隙水壓力數(shù)據(jù)，所述報(bào)警器能夠?qū)λ霾杉瘍x采集的孔隙水壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、預(yù)警和處理；所述采集儀采集到的抗滑樁基礎(chǔ)周邊易液化軟土層中的超靜孔隙水壓力超過可致水下易液化軟土剪切破壞的孔隙水壓力預(yù)警值時(shí)，與采集儀連通的警報(bào)器將報(bào)警并自動(dòng)啟動(dòng)水泵抽水，及時(shí)降低抗滑樁基礎(chǔ)周邊軟土中的孔隙水壓力，排除水下易液化軟土斜坡滑坡以及抗滑樁基礎(chǔ)破壞的風(fēng)險(xiǎn)；

所述抗滑樁的樁頂單日沉降量等于地基變形允許值的一半或者累積沉降量等于建筑物或構(gòu)筑物的地基變形允許值時(shí)，所述注漿系統(tǒng)通過注漿管與注漿接口連接，通過注漿通道與注漿孔向易液化軟土層注混凝土漿，充分加固水下易液化軟土斜坡，治理斜坡滑坡以及抗滑樁基礎(chǔ)破壞；

所述易液化軟土斜坡的突發(fā)流動(dòng)性滑坡和漸進(jìn)流動(dòng)性滑坡兩類滑坡類型的土體破壞形式是通過水下軟土斜坡原狀土的地震液化動(dòng)三軸試驗(yàn)獲得的；根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)依次整理出以下四個(gè)圖：軸向應(yīng)變--循環(huán)次數(shù)圖、超靜孔隙水壓力--循環(huán)次數(shù)圖、偏應(yīng)力--軸向應(yīng)變圖、偏應(yīng)力--平均有效應(yīng)力圖；

所述易液化軟土斜坡突發(fā)流動(dòng)性滑坡的土體破壞的具體特征為：

根據(jù)軸向應(yīng)變--循環(huán)次數(shù)圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用下，試樣土體流動(dòng)液化破壞發(fā)生前軸向應(yīng)變不明顯，土體流動(dòng)液化破壞是無征兆突然發(fā)生的；

根據(jù)超靜孔隙水壓力--循環(huán)次數(shù)圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用下，超靜孔隙水壓力震蕩，且超靜孔隙水壓力震蕩的幅值基本保持不變，超靜孔隙水壓力最大值遠(yuǎn)不及有效圍壓值時(shí)土體突然發(fā)生流動(dòng)液化破壞；

根據(jù)偏應(yīng)力--軸向應(yīng)變圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用下，軸向應(yīng)變基本上保持不變，偏應(yīng)力上下震蕩后，土體無征兆地發(fā)生流動(dòng)液化破壞；

根據(jù)偏應(yīng)力--平均有效應(yīng)力圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用下，平均有效應(yīng)力隨著上下震蕩的偏應(yīng)力不斷震蕩減小，但在平均有效應(yīng)力遠(yuǎn)未達(dá)到零值時(shí)，土體突然發(fā)生流動(dòng)液化破壞；

所述易液化軟土斜坡漸進(jìn)流動(dòng)性滑坡的土體破壞的具體特征為：

根據(jù)軸向應(yīng)變--循環(huán)次數(shù)圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用的初始數(shù)個(gè)周期內(nèi)，軸向應(yīng)變上下震蕩不明顯；經(jīng)過數(shù)個(gè)循環(huán)動(dòng)力荷的周期作用后，試樣的軸向應(yīng)變隨著動(dòng)力荷載循環(huán)次數(shù)上下震蕩，且震蕩幅值不斷增大，直至試樣的土體發(fā)生循環(huán)液化破壞；

根據(jù)超靜孔隙水壓力--循環(huán)次數(shù)圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用下，超靜孔壓震蕩增加，當(dāng)超靜孔隙水壓力的最大值達(dá)到或接近有效圍壓值后，土體發(fā)生循環(huán)液化破壞；在土體發(fā)生循環(huán)液化破壞前的幾個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，超靜孔隙水壓力震蕩的幅值發(fā)生突變；

根據(jù)偏應(yīng)力--軸向應(yīng)變圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用初始階段，軸向應(yīng)變基本保持不變，偏應(yīng)力上下震蕩；經(jīng)過數(shù)個(gè)循環(huán)動(dòng)力荷的周期作用后，試樣的軸向應(yīng)變隨著上下震蕩的偏應(yīng)力而震蕩，直至試樣的土體發(fā)生循環(huán)液化破壞；

根據(jù)偏應(yīng)力--平均有效應(yīng)力圖，在循環(huán)動(dòng)力荷載作用下，平均有效應(yīng)力隨著上下震蕩的偏應(yīng)力不斷減??；當(dāng)平均有效應(yīng)力的震蕩最小值接近甚至達(dá)到零值后，土體發(fā)生循環(huán)液化破壞。