工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基及其施工方法，该桩基包括桩基主体和自动化地震液化防治系统；桩基主体包括桩帽、空心混凝土桩基础、排水管、注浆导向管和注浆管；自动化地震液化防治系统包括孔压传感器、采集仪、报警器和水泵；当采集仪采集到的桩基周边的孔隙水压力明显升高超过预警值时，报警器报警并启动水泵抽水，及时降低桩基周边土体的孔隙水压力，预防工程土质边坡地震液化滑坡破坏风险；采用常规位移监测方法监测边坡变形过大或变形速度过快且超过预警值时，报警器报警，利用注浆限位器进行定位注浆，实现了工程土质边坡地震液化滑坡破坏的深度治理。

【技术实现步骤摘要】
工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基及其施工方法
本专利技术涉及陆上岩土工程的地震液化治理
，尤其涉及一种工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基及其施工方法。
技术介绍
随着我国交通工程建设的不断发展，出现了越来越多的工程土质边坡。与此同时，也涉及到了大量工程土质边坡的问题，其中，滑坡破坏是最为常见的破坏形式。地震引起的边坡液化也是滑坡破坏发生的重要诱因，将会诱发路基和边坡失稳坍塌，阻断交通，严重的边坡塌陷滑坡还会造成人员伤亡和重大财产损失。现有的地震液化治理桩基技术主要采用碎石桩和抗滑桩的组合的形式，具体步骤为：在填方区运用碎石桩作排水通道，降低地震产生的超静孔隙水压力以达到预防和初步治理地震引起的工程土质边坡液化的目的；同时在填方坡脚采用抗滑桩进行支挡，将桩穿透液化土层，并插入稳定土层一定深度，对土层液化滑坡破坏具有一定的治理效果。但上述传统桩基技术只对工程土质边坡地震液化进行了预防和初步治理，防治分离，效率不高，且无法深度综合治理强震导致的工程土质边坡液化滑坡破坏。因此，为及时防治地震所致工程土质边坡液化破坏，针对不同震级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基，其特征在于，包括桩基主体和自动化地震液化防治系统；/n所述桩基主体包括桩帽(1)、空心混凝土桩基础(2)、排水管(3)、注浆导向管(4)和注浆管(5)；/n所述桩帽(1)上有注浆管通道孔(1-1)、排水管接口(1-2)、传感器接口面板(1-3)和密封塞(1-4)，所述桩帽(1)与空心混凝土桩基础(2)密封连接，所述密封塞(1-4)用于密封注浆管通道孔(1-1)；/n所述空心混凝土桩基础(2)是俯视图呈圆环状的混凝土结构，其表面沿轴向对称均匀设置四列反滤导水孔(2-1)且在径向剖面上呈正交分布，对称均匀设置两列单向注浆孔(2-2)，同时四列反滤导水孔(...

【技术特征摘要】
1.一种工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基，其特征在于，包括桩基主体和自动化地震液化防治系统；
所述桩基主体包括桩帽(1)、空心混凝土桩基础(2)、排水管(3)、注浆导向管(4)和注浆管(5)；
所述桩帽(1)上有注浆管通道孔(1-1)、排水管接口(1-2)、传感器接口面板(1-3)和密封塞(1-4)，所述桩帽(1)与空心混凝土桩基础(2)密封连接，所述密封塞(1-4)用于密封注浆管通道孔(1-1)；
所述空心混凝土桩基础(2)是俯视图呈圆环状的混凝土结构，其表面沿轴向对称均匀设置四列反滤导水孔(2-1)且在径向剖面上呈正交分布，对称均匀设置两列单向注浆孔(2-2)，同时四列反滤导水孔(2-1)与两列单向注浆孔(2-2)在空心混凝土桩基础(2)的横截面上错位分布，所述反滤导水孔(2-1)作为反滤导水管(3-1)的预留通道孔，所述单向注浆孔(2-2)作为单向注浆管(4-2)的预留通道孔；
所述排水管(3)由反滤导水管(3-1)和排水管主体(3-2)组成，所述排水管主体(3-2)上沿轴向对称均匀设置四列反滤导水孔(2-1)且在径向剖面上呈正交分布，对称均匀设置两列单向注浆孔(2-2)，同时四列反滤导水孔(2-1)与两列单向注浆孔(2-2)在排水管(3)的横截面上错位分布；所述排水管主体(3-2)上的反滤导水孔(2-1)、单向注浆孔(2-2)分别与空心混凝土桩基础(2)上的反滤导水孔(2-1)、单向注浆孔(2-2)相对应；所述反滤导水管(3-1)管口设有排水板(3-1-2)，其表面设有反滤层(3-1-1)，同时管口与桩基外表面平齐，且与排水管主体(3-2)采用机械连接；
所述注浆导向管(4)由注浆导向管主体(4-1)和单向注浆管(4-2)组成，所述注浆导向管主体(4-1)上沿轴向对称均匀设置两列单向注浆孔(2-2)，所述注浆导向管(4)上的单向注浆孔(2-2)与空心混凝土桩基础(2)的单向注浆孔(2-2)相对应，所述单向注浆管(4-2)管口与桩基外表面平齐；
所述注浆管(5)由注浆管主体(5-1)、电磁铁注浆端头(5-2)和铁制限位端头(5-3)组成，所述注浆管主体(5-1)伸入注浆导向管主体(4-1)内部，其端部以套筒形式固定连接环向包裹第一橡胶圈(5-2-1)的电磁铁注浆端头(5-2)，在电磁铁注浆端头(5-2)和注浆导向管主体(4-1)前端面之间设置环向包裹第二橡胶圈(5-3-1)的铁制限位端头(5-3)；所述注浆导向管主体(4-1)作为电磁铁注浆端头(5-2)和铁制限位端头(5-3)的活动通道，所述电磁铁注浆端头(5-2)和铁制限位端头(5-3)之间形成与注浆管主体(5-1)连通的注浆空间，电磁铁注浆端头(5-2)通电后具有磁性，从而控制铁制限位端头(5-3)的位置实现治理工程土质边坡地震液化滑坡的注浆定位；在非工作状态时，电磁铁注浆端头(5-2)和铁制限位端头(5-3)可抵达桩基最前端；
所述自动化地震液化防治系统包括孔压传感器、采集仪、报警器和水泵；所述孔压传感器由孔压传感器探头(6)、传感器导线及其通道组成，所述孔压传感器探头(6)纵横交错均布在空心混凝土桩基础(2)表面的反滤导水孔(2-1)中，与传感器导线连接，所述传感器导线通过其通道连接传感器接口面板(1-3)；所述传感器接口面板(1-3)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，所述排水管接口(1-2)与排水管(3)相通，可实现所述自动化地震液化防治系统的降排水功能，所述采集仪读取测得的孔隙水压力，当与同一土层原始孔压相比采集仪所测数据明显上升时报警器报警并利用水泵进行排水，实现自动化地震液化预防以及初步治理；所述报警器存储实际工程边坡位移预警值，当边坡变形过大或变形速度过快且超过预警值时，报警器报警并利用压力注浆装置向桩基内注浆，实现工程土质边坡地震液化的深度治理。


2.根据权利要求1所述的工程土质边坡地震液化滑坡防治的桩基，其特征在于：该桩基应用于渐进流动性工程土质边坡滑坡和渐进塑性工程土质边坡滑坡的预防和治理；所述渐进流动性工程土质边坡滑坡和渐进塑性工程土质边坡滑坡的土体破坏特征，通过与填筑边坡的密实度、孔隙比一致的试样进行地震液化的动三轴试验获得；根据试验数据依次整理出以下四个图：(a)轴向应变--循环次数图；(b)超静孔隙水压力--循环次数图；(c)偏应力--轴向应变图；(d)偏应力--平均有效应力图；
所述渐进流动性工程土质边坡滑坡的土体破坏是在地震循环动力荷载下土体强度软化后发生的，其具体特征为：
根据轴向应变--循环次数图，在循环动力荷载作用的初始数个周期内，轴向应变上下震荡不明显；经过数个循环动力荷的周期作用后，试样的轴向应变随着动力荷载循环次数上下震荡，且震荡幅值不断增大，直至试样的土体发生循环液化破坏；
根据超静孔隙水压力--循环次数图，在循环动力荷载作用下，超静孔压震荡增加，当超静孔隙水压力的最大值达到或接近有效围压值后，土体发生循环液化破坏；在土体发生循环液化破坏前的几个循环周期内，超静孔隙水压力震荡的幅值发生突变；
根据偏应力--轴向应变图，在循环动力荷载作用初始阶段，轴向应变基本保持不变，偏应力上下震荡；经过数个循环动力荷载的周期作用后，试样的轴向应变随着...

【专利技术属性】
技术研发人员：章丽莎，魏骁，赵春艳，魏纲，张金红，崔允亮，王新泉，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33