【技术实现步骤摘要】
一种水下抗滑钻孔灌注桩基础及其施工方法
本专利技术涉及水下钻孔灌注桩基础
，尤其涉及一种水下抗滑钻孔灌注桩基础及其施工方法。
技术介绍
随着我国城市化进程的快速推进，涌现出了大量跨江/河大桥、跨海大桥、沿江/河公路、沿海公路以及一系列水上(江/河上或海上)观景平台等工程项目，各类桩基础(特别是水下钻孔灌注桩基础)为上述工程的顺利建设和正常运营发挥了重要的作用。在江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上广泛分布着孔隙率大、抗剪强度低、灵敏度高、易受扰动的软弱土，在陆地向江河、海洋延伸区域形成水下软土斜坡。在此类水下软土斜坡中修造建筑物或构筑物时，一方面需要考虑建造过程中施工荷载、天文潮汛以及其他极端天气条件下水下钻孔灌注桩基础的施工安全性，另一方面也要考虑在长期运营过程中波浪荷载、上部结构工作荷载、地震以及风暴潮等因素对水下钻孔灌注桩基础稳定性的影响。事实上，施工荷载、波浪荷载、结构本身振动及其上部工作荷载、风暴潮、地震以及其他自然灾害等作用下，不仅使得水下软土受扰动后土体微观结构破坏、强度软化，还将在水下钻孔灌注桩基础周围的软土层中逐渐形成超静孔隙水压力，根据有效应力原理可知，随着软土层中孔隙水压力的增加，有效应力会减小，导致土体的抗剪强度也随之减小，由此，可能引起水下软土斜坡滑坡，进而诱发水下钻孔灌注桩基础发生滑移或断裂，甚至引发水下钻孔灌注桩基础及其上部结构的整体倾覆破坏，从而可能造成人员伤亡并带来巨大的财产损失。因此，为预防和治理水下钻孔灌注桩基础周边的软土斜坡滑坡灾害，保证水下软土斜坡中的钻...
【技术保护点】
1.一种水下抗滑钻孔灌注桩基础，用于江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上的水下软土斜坡中，其特征在于：从下至上由至少一节新型钢护筒和至少一节普通钢护筒(6)依次密封连接而成；所述新型钢护筒和普通钢护筒(6)内布放钢筋笼(7)并浇灌混凝土(8)。/n所述新型钢护筒包括内筒(1)、外筒(2)、内筒和外筒间的空腔(3)和自动化孔压调节系统；所述外筒(2)包括外筒主体(2-1)、通孔(2-2)和刃脚(2-3)；所述通孔(2-2)周向均布于外筒(2)的筒壁；所述刃脚(2-3)设置于内筒和外筒间的空腔(3)和外筒(2)的下端口，呈一体环形倾斜设置；所述内筒和外筒间的空腔(3)中由内向外依次设置排水板(3-1)和土工织物(3-2)；相邻两节新型钢护筒的内筒(1)密封连接；所有通孔(2-2)均位于水下软土层中。/n所述自动化孔压调节系统包括孔隙水压力传感器(4)、传感器接口和排水管接口面板(5)、采集仪、报警器和水泵；所述孔隙水压力传感器(4)由孔隙水压力传感器探头(4-1)、传感器导线(4-2)和传感器通道(4-3)组成；所述孔隙水压力传感器探头(4-1)固定于迎波面处的一列竖向排布的通孔(2-2)...
【技术特征摘要】
1.一种水下抗滑钻孔灌注桩基础，用于江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上的水下软土斜坡中，其特征在于：从下至上由至少一节新型钢护筒和至少一节普通钢护筒(6)依次密封连接而成；所述新型钢护筒和普通钢护筒(6)内布放钢筋笼(7)并浇灌混凝土(8)。
所述新型钢护筒包括内筒(1)、外筒(2)、内筒和外筒间的空腔(3)和自动化孔压调节系统；所述外筒(2)包括外筒主体(2-1)、通孔(2-2)和刃脚(2-3)；所述通孔(2-2)周向均布于外筒(2)的筒壁；所述刃脚(2-3)设置于内筒和外筒间的空腔(3)和外筒(2)的下端口，呈一体环形倾斜设置；所述内筒和外筒间的空腔(3)中由内向外依次设置排水板(3-1)和土工织物(3-2)；相邻两节新型钢护筒的内筒(1)密封连接；所有通孔(2-2)均位于水下软土层中。
所述自动化孔压调节系统包括孔隙水压力传感器(4)、传感器接口和排水管接口面板(5)、采集仪、报警器和水泵；所述孔隙水压力传感器(4)由孔隙水压力传感器探头(4-1)、传感器导线(4-2)和传感器通道(4-3)组成；所述孔隙水压力传感器探头(4-1)固定于迎波面处的一列竖向排布的通孔(2-2)上，与传感器导线(4-2)连接；所述传感器接口和排水管接口面板(5)由传感器接口(5-1)和排水管接口(5-2)组成，密封地安装于外筒(2)顶部；所述传感器导线(4-2)通过安装在外筒(2)内壁上的传感器通道(4-3)引出，与传感器接口(5-1)连接；所述排水管接口(5-2)与内筒和外筒间的空腔(3)水力连通，并通过排水管与水泵连接；所述传感器接口(5-1)通过导线与采集仪连接。
所述采集仪、报警器和水泵依次连接，所述采集仪能够通过孔隙水压力传感器(4)自动读取和保存孔隙水压力数据，所述报警器能够对所述采集仪采集的孔隙水压力数据进行读取、预警和处理；所述采集仪采集到的水下抗滑钻孔灌注桩基础周边软土层中的超静孔隙水压力超过可致土体剪切破坏的孔隙水压力预警值时，与采集仪连通的警报器将报警并自动启动水泵抽水，及时降低水下抗滑钻孔灌注桩基础周边软土中的孔隙水压力，排除水下软土斜坡滑坡以及水下抗滑钻孔灌注桩基础破坏的风险；所述新型钢护筒贯入水下软土层困难时，通过新型钢护筒外筒(2)相应的排水管接口(5-2)向内筒和外筒间的空腔(3)内加压注水，增加新型钢护筒外围土体中的孔隙水压力，软化周边软土但不致使土体剪切破坏，减小钢护筒贯入阻力。
2.根据权利要求1所述的一种水下抗滑钻孔灌注桩基础，其特征在于：
所述内筒(1)和外筒(2)为钢筒；
所述外筒(2)设置在根据地质勘察资料确定的水下软土区域；
所述外筒(2)上的多个通孔(2-2)可纵横均匀分布或纵横交错均布；
所述外筒(2)与内筒(1)通过焊接或对拉螺栓的形式刚性连接，连接方式不应破坏内筒(1)侧壁的密封性；
所述内筒和外筒间的空腔(3)内设置横向或纵向加劲肋，用于加固外筒(2)与内筒(1)的连接，所述加劲肋应避开设置于外筒(2)筒壁的通孔(2-2)，且不应影响所述内筒和外筒间的空腔(3)内的水力连通；
所述刃脚(2-3)可通过水平环形钢板与内筒(1)和外筒(2)紧密连接，通过向刃脚(2-3)与水平环形钢板构成的空腔内注浆，增加新型钢护筒的自重，同时提高新型钢护筒的强度、刚度和稳定性；
所述排水板(3-1)和土工织物(3-2)紧贴，填充满内筒和外筒间的空腔(3)；所述土工织物(3-2)上的通径应小于水下软土层土颗粒的直径。
3.根据权利要求1所述的一种水下抗滑钻孔灌注桩基础，其特征在于：所述孔隙水压力传感器纵向分布于一列通孔(2-2)中为一个安装组，通常需一个安装组，安装于外筒(2)的迎波面上的一列通孔内；当水下抗滑钻孔灌注桩基础直径较大时，适当增加水下抗滑钻孔灌注桩基础迎波面上的孔隙水压力传感器的安装组数；所述孔隙水压力传感器探头(4-1)的孔隙水压力的测试面与外筒(2)的外侧壁相切，朝向水下软土层土体。
4.根据权利要求1所述的一种水下抗滑钻孔灌注桩基础，其特征在于：所述传感器接口(5-1)和排水管接口(5-2)采用机械密封接口技术，保证两者在传感器接口和排水管接口面板(5)处完全密封，与外部环境中的水、气隔绝；所述导线和排水管预留长度根据钢护筒的埋设深度以及采集仪和水泵所处的位置确定。
5.根据权利要求1所述的一种水下抗滑钻孔灌注桩基础，其特征在于：所述相邻新型钢护筒的连接处、新型钢护筒与普通钢护筒(6)的连接处、以及相邻普通钢护筒(6)的连接处均密封连接，在连接处采用环形钢板加固；所述新型钢护筒和普通钢护筒(6)成桩后不予以拆除。
6.一种水下抗滑钻孔灌注桩基础的施工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：章丽莎，魏骁，张世民，魏纲，邢丽，崔允亮，孙苗苗，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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