一種抗液化立體排水剛性樁及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程抗震技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種抗液化立體排水剛性粧及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粧基是一種古老的基礎(chǔ)形式，幾千年前人們就懂得使用木粧、竹粧等作為建筑物的基礎(chǔ)?；捇悄壳皯?yīng)用最為普遍的地基加固處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于公路、橋梁、隧道、高層建筑、大壩等土木水利工程中?；捇N類繁多，有鉆孔灌注粧、預(yù)應(yīng)力高強混凝土管粧、碎石粧、砂粧等。粧基從粧身材料強度可分為柔性粧和剛性粧，柔性粧一般指碎石粧、攪拌粧等，剛性粧包括預(yù)應(yīng)力管粧、現(xiàn)澆混凝土粧等。粧基類型的選用與上部結(jié)構(gòu)的承載力和沉降控制要求有關(guān)。承載力高、沉降控制要求嚴格的工程采用剛性粧，而承載力低，沉降控制要求不高的工程可采用柔性粧。
[0003]我國位于世界兩大地震帶-環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶的交匯部位，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓板塊的擠壓，地震斷裂帶十分發(fā)育，因此，我國是一個地震頻發(fā)的國家。對于地震作用下的粧基礎(chǔ)，必須考慮粧基礎(chǔ)的抗震設(shè)計，尤其是對于地基中分布有可液化的土層(砂性土)時，地震作用下砂性土地基中將產(chǎn)生超靜的孔隙水壓力，由于不能快速消散從而導(dǎo)致地基液化破壞，粧基的抗震安全極為重要。
[0004]在本發(fā)明之前，一般工程場地采用碎石粧作為豎向排水通道來抵抗地基液化，但碎石粧的承載力相對較低，沉降控制能力較弱，不能用于房屋等建筑工程的地基。目前工程中房屋等建筑物地基普遍采用剛性粧來提高地基承載力，但是，由于剛性粧不能排水，不能降低液化可能性，從而地震中可能因地基液化而引起剛性粧基礎(chǔ)的破壞，繼而導(dǎo)致房屋破壞的災(zāi)害實例在每次大地震中都有記錄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，研發(fā)一種抗液化立體排水剛性粧及其施工方法，從而使剛性粧在地震中充分起到排水的作用，防止粧側(cè)砂土液化。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0007]一種抗液化立體排水剛性粧，其主要技術(shù)特征在于:在剛性粧的側(cè)面沿豎向設(shè)置多個凹槽，在凹槽中設(shè)置豎向排水體；在剛性粧的側(cè)面沿橫向設(shè)置多個凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)置橫向排水體；豎向凹槽和豎向排水體沿粧身的深度到達可液化土層底部；橫向凹槽和橫向排水體設(shè)置于粧身位于可液化土層范圍內(nèi)。豎向排水體和橫向排水體固定在凹槽內(nèi)，排水體表面覆蓋一層鋼絲網(wǎng)。
[0008]所述凹槽斷面可以是圓弧形也可以是方形。
[0009]所述凹槽中設(shè)置的排水體可以是圓形鋼絲軟管，也可以是方形塑料排水板，或排水盲管等，外包無紡?fù)凉げ?，其尺寸與凹槽的斷面形狀匹配。
[0010]一種抗液化立體排水剛性粧的施工方法，包括以下技術(shù)步驟:
[0011](I)在工廠預(yù)制剛性粧體。預(yù)制時，先預(yù)留好豎向凹槽和橫向凹槽的位置，待混凝土澆筑成形后形成相應(yīng)的凹槽。
[0012](2)準備豎向排水體和水平排水體，豎向排水體長度與豎向凹槽長度相等，橫向排水體長度與橫向凹槽總周長相等。
[0013](3)將帶凹槽的預(yù)制粧體運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場，將豎向排水體和橫向排水體安裝到相應(yīng)的凹槽內(nèi)。
[0014](4)在橫向排水體和豎向排水體表面安裝一層鋼絲網(wǎng)。
[0015](5)將粧體通過機械沉入地基，沉入地基后，使豎向排水體到達可液化土層底部，橫向排水體位于可液化土層中。
[0016](6)豎向排水體頂面采用無紡?fù)凉げ挤馍w。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于:
[0018]這是一種抗液化效果好的具有立體排水性質(zhì)的剛性粧。由于除了設(shè)置豎向排水體，在可液化的砂土層中還設(shè)置了多圈橫向排水體，從而起到立體排水的效果，大大降低了粧側(cè)砂土層中的孔隙水壓力，從而防止了粧側(cè)砂土液化。
[0019]鋼筋混凝土預(yù)制粧預(yù)制時留有豎向和橫向凹槽，技術(shù)操作很方便。用于凹槽中排水用的排水盲管或塑料排水板在目前市場上有定型產(chǎn)品。本發(fā)明中的鋼筋混凝土預(yù)制粧、排水盲管或塑料排水板可以集成為產(chǎn)品在工廠或現(xiàn)場批量生產(chǎn)，攜帶方便、使用簡單卻效果好。
[0020]本發(fā)明只需采用常規(guī)的施工機械施工，不增加施工的難度，從而沒有增加施工成本。
【附圖說明】
[0021]圖1——本發(fā)明抗液化原理示意圖。
[0022]圖2——本發(fā)明抗液化立體排水剛性粧三維示意圖。
[0023]圖3——本發(fā)明抗液化立體排水剛性粧俯視圖。
[0024]圖中:1-剛性粧；2_豎向排水槽；3_橫向排水槽；4_豎向排水體；5_橫向排水體；6-可液化土層；7_不可液化土層。
【具體實施方式】
[0025]實施例1
[0026]參見圖2，剛性粧I即鋼筋混凝土預(yù)制粧，在預(yù)制時，在其側(cè)面設(shè)置豎向排水槽2和橫向排水槽3。圖2中的鋼筋混凝土預(yù)制粧為圓柱體，若干條(三條)橫向排水槽3環(huán)繞鋼筋混凝土預(yù)制粧的側(cè)壁，這些橫向排水槽3分別處于平行于圓柱體底面的平面上。如圖3，若干條(六條)豎向排水槽2均勻分布在圓柱體的側(cè)壁，這些豎向排水槽2均平行于圓柱體的軸向，他們的上端在圓柱體的頂端、下端與每一條橫向排水槽3相通。
[0027]在豎向排水槽2和橫向排水槽3內(nèi)分別放置豎向排水體4和橫向排水體5，排水體與排水槽形狀互相匹配，大小、尺寸以不超出剛性粧側(cè)面為準。橫向排水槽3圍繞剛性粧I表面一圈，形成封閉的圓形。實施例中，在豎向排水槽2和橫向排水槽3放入管壁開細孔的軟管。這些軟管的管壁具有若干小孔。豎向排水槽2和橫向排水槽3中的軟管相通。
[0028]優(yōu)選地，軟管的外表面可以采用金屬網(wǎng)來保護。
[0029]實施例2
[0030]本實施例是實施例1的粧體的一個的施工過程:
[0031]施工時，先對施工場地進行工程地質(zhì)勘察，確定可液化土層的分布位置和深度。
[0032]下一步，在工廠預(yù)制如實施例1的剛性粧I。預(yù)制時，先預(yù)留好豎向排水槽2和橫向排水槽3的位置，待混凝土澆筑成形后形成相應(yīng)的凹槽。參見圖1，凹槽的位置根據(jù)前面一步的地勘報告確定，使豎向排水槽2底部到達可液化土層6底部，橫向排水槽3位于可液化土層6中，而不可液化土層7中不設(shè)置橫向排水槽3。
[0033]下一步，準備豎向排水體4和橫向排水體5，豎向排水體4長度與豎向排水槽2長度相等，橫向排水體5長度與橫向排水槽3總周長相等。
[0034]下一步，將帶凹槽的預(yù)制剛性粧I運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場，將豎向排水體4和橫向排水體5安裝到相應(yīng)的凹槽內(nèi)。一般可采用強力膠將排水體膠黏到凹槽內(nèi)。
[0035]下一步，在橫向排水體5和豎向排水體4表面安裝一層鋼絲網(wǎng)。鋼絲網(wǎng)的目的是在沉粧過程中起到保護排水體的作用。
[0036]下一步，將剛性粧I通過機械沉入地基，沉入地基后，使豎向排水體4到達可液化土層6底部，并且橫向排水體5位于可液化土層6中。
[0037]下一步，豎向排水體4頂面采用無紡?fù)凉げ挤馍w。
[0038]地震時，可液化土層6中產(chǎn)生的超靜孔隙水可以自動迅速地通過橫向排水體5傳遞到豎向排水體4，從而迅速沿粧壁排出地表，從而達到消除液化的目的。
【主權(quán)項】
1.一種抗液化立體排水剛性粧，其特征在于:在剛性粧的側(cè)面沿豎向設(shè)置多個凹槽，在凹槽中設(shè)置豎向排水體；在剛性粧的側(cè)面沿橫向設(shè)置多個凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)置橫向排水體；豎向凹槽和豎向排水體沿粧身的深度到達可液化土層底部；橫向凹槽和橫向排水體設(shè)置于粧身位于可液化土層范圍內(nèi)；豎向排水體和橫向排水體固定在凹槽內(nèi)，豎向排水體和橫向排水體連通，排水體表面覆蓋一層鋼絲網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗液化立體排水剛性粧，其特征在于:剛性粧側(cè)面凹槽斷面是圓弧形或是方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗液化立體排水剛性粧，其特征在于:剛性粧側(cè)面的凹槽中設(shè)置的排水體是管壁開細孔的圓形鋼絲軟管，方形塑料排水板，或排水盲管，排水體外包無紡?fù)凉げ肌?br>4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗液化立體排水剛性粧，其特征在于:排水體的尺寸與凹槽的斷面形狀匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗液化立體排水剛性粧的施工方法，其技術(shù)步驟包括: (1)在工廠預(yù)制剛性粧體；預(yù)制時，先預(yù)留好豎向凹槽和橫向凹槽的位置，待混凝土澆筑成形后形成相應(yīng)的凹槽； (2)準備豎向排水體和水平排水體，豎向排水體長度與豎向凹槽長度相等，橫向排水體長度與橫向凹槽總周長相等； (3)將帶凹槽的預(yù)制粧體運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場，將豎向排水體和橫向排水體安裝到相應(yīng)的凹槽內(nèi)； (4)在橫向排水體和豎向排水體表面安裝一層鋼絲網(wǎng)； (5)將粧體通過機械沉入地基，沉入地基后，使豎向排水體到達可液化土層底部，橫向排水體位于可液化土層中； (6)豎向排水體頂面采用無紡?fù)凉げ挤馍w。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種抗液化立體排水剛性樁及其施工方法。在剛性樁的側(cè)面沿豎向設(shè)置多個凹槽，在凹槽中設(shè)置豎向排水體；在剛性樁的側(cè)面沿橫向設(shè)置多個凹槽，在凹槽內(nèi)設(shè)置橫向排水體；豎向凹槽和豎向排水體沿樁身的深度到達可液化土層底部；橫向凹槽和橫向排水體設(shè)置于樁身位于可液化土層范圍內(nèi)。豎向排水體和橫向排水體固定在凹槽內(nèi)，排水體表面覆蓋一層鋼絲網(wǎng)。
【IPC分類】E02D3-10, E02D5-30
【公開號】CN104818711
【申請?zhí)枴緾N201510165779
【發(fā)明人】劉漢龍, 陳育民, 丁選明, 楊貴
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月9日