【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海底沉管隧道地基加固工程领域，具体涉及一种海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系。
技术介绍
1、地震会造成巨大的灾害，尤其是地震引发的沉管隧道下卧地基液化问题更为明显。地震液化引发的破坏主要包括地震液化引发的结构位移和动力响应，以及液化引发的喷水冒砂及不均匀沉降。
2、由于可液化地基(松砂土、粉土等)强度较低、沉降较大，在地震作用下地基土可能会发生液化而丧失抗剪强度和承载能力。地震作用下海底砂土地基液化是造成海底沉管隧道失稳的重要原因之一。
3、在海底可液化砂土地基上修建海底沉管隧道时，有必要对下卧地基进行抗浮处理，提高地震作用下海底砂土的抗液化性能和沉管隧道的稳定性，进而减轻或消除地震灾害。碎石桩技术是近来广泛应用的一项地基处理技术，现有的设计大多只考虑其在砂土地基中的应用，缺乏抗浮和加固体系的考虑，尤其是在海底沉管隧道工程中，缺乏对于饱和砂土地基的针对性抗浮和加固协同处理。
4、目前，尚缺乏一种兼具良好排水效果和强化固定作用的、可用于砂土地基的抗浮加固体系。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种施工简便、工期短、成本低、承载力高以及抗液化能力强的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙防浮体系。
2、本专利技术提出了海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系的设计概念，利用碎石桩桩间排水横梁的排水效应和增强效应和排水钢筋混凝土墙的排水作用和固定作用解决
3、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
4、第一方面，本专利技术提供一种海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，包括碎石桩、桩间排水横梁、排水钢筋混凝土加固墙、碎石垫层、回填层和沉管隧道；
5、所述碎石桩竖向由挤密法阵列于可液化砂土地基中；碎石桩开有通孔，其中安装有焊接套筒；
6、排水钢筋混凝土加固墙立于碎石桩阵列的相对的两侧，预留有孔位并安装有焊接套筒；
7、所述桩间排水横梁穿过碎石桩的焊接套筒，两端连接到排水钢筋混凝土加固墙的焊接套筒，焊接固定；
8、所述碎石垫层设置于碎石桩阵列至上；
9、所述沉管隧道设置于碎石垫层上，两侧填有回填层。
10、进一步，所述碎石桩壁、桩间排水横梁以及排水钢筋混凝土加固墙均开有排水槽，排水槽横竖连通。
11、更进一步，所述排水槽上覆有土工布。
12、进一步，对于每一排的碎石桩，桩间排水横梁竖直方向上至少设置一根。
13、进一步，所述桩间排水横梁长度应该比碎石桩的总长度略长，桩间排水横梁被碎石桩分割的宽度不小于碎石桩直径的1.5倍。
14、进一步，所述排水钢筋混凝土加固墙通过预置钢筋网浇筑混凝土形成。
15、更进一步，所述排水钢筋混凝土加固墙竖向开有凹槽，竖向连接到桩间排水横梁的排水凹槽内，形成排水通道，凹槽外侧布设土工布以防止砂土进入；排水钢筋混凝土加固墙与桩间排水横梁的连接处通过焊接套筒焊接连接，组成桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系。
16、第二方面，本专利技术提供第一方面所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系的施工方法，步骤如下：
17、(1)初始状态：基槽未开挖，土层处于自然状态，海床面标高为原泥面标高，施工所需要的材料和设备进场，做好施工前的准备工作；
18、(2)基槽开挖：至粗挖底标高，宽数十米，略大于沉管隧道宽度，两侧按一定坡度开挖至海床面，并放置时间较长；
19、(3)在施工场地中放出所需施工的各个碎石桩、桩间排水横梁和排水钢筋混凝土加固墙的位置；
20、(4)施打碎石桩至设计底标高；
21、(5)通过挤密法从场地中标好的桩孔位置施工，过程中也对周围砂土有振密作用；
22、(6)在碎石桩桩顶和桩中位置布置桩间排水横梁；
23、(7)在碎石桩阵列两侧布置钢筋网，沿钢筋网浇筑形成排水钢筋混凝土加固墙；排水钢筋混凝土加固墙竖向开有凹槽，竖向连接到桩间排水横梁的排水凹槽内，形成排水通道，凹槽外侧布设土工布；排水钢筋混凝土加固墙与桩间排水横梁的连接处通过焊接套筒焊接连接，组成桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系；
24、(8)清除隆起至精挖底标高，略窄于基槽开挖宽度，两侧按一定坡度开挖至基槽；
25、(9)块石强夯、碎石整平：回填块石至沉管底，两侧拉平至基槽两侧，然后碎石整平至沉管底标高；
26、(10)下放沉管：并完成部分回填；
27、(11)完成锁定回填：回填覆盖。
28、本专利技术相对于现有技术取得了以下有益的技术效果：
29、本专利技术提供了一种海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，该加固体系包括碎石桩、桩间排水横梁、焊接套筒、排水钢筋混凝土加固墙和土工布。其中碎石桩、桩间排水横梁和排水钢筋混凝土加固墙共同组成抗浮加固体系中的砂土液化地基的排水结构和增强结构。
30、本专利技术提出的这种抗浮加固体系不仅增强了整个海底沉管隧道下卧砂土地基的排放孔隙水效果，避免孔隙水累积，同时增强了水平和竖向刚度，提升整体稳定性及抗变形能力，同时布置于桩体两侧的排水钢筋混凝土墙可以将整个海底沉管隧道下卧砂土地基中的孔隙水引流到回填层和远场区域，有效减轻液化引发的地基土侧向和竖向变形，降低沉管隧道的上浮和侧向变形，从而提升了整个海底砂土地基的稳定性和抗液化能力。这些都共同构成了一个整体的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系。
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1.一种海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：包括碎石桩、桩间排水横梁、排水钢筋混凝土加固墙、碎石垫层、回填层和沉管隧道；
2.根据权利要求1所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述碎石桩壁、桩间排水横梁以及排水钢筋混凝土加固墙均开有排水槽，排水槽横竖连通。
3.根据权利要求2所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述排水槽上覆有土工布。
4.根据权利要求1所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：对于每一排的碎石桩，桩间排水横梁竖直方向上至少设置一根。
5.根据权利要求1所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述桩间排水横梁长度应该比碎石桩的总长度略长，桩间排水横梁被碎石桩分割的宽度不小于碎石桩直径的1.5倍。
6.根据权利要求2所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述排水钢筋混凝土加固墙通过预置钢筋
7.根据权利要求6所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述排水钢筋混凝土加固墙竖向开有凹槽，竖向连接到桩间排水横梁的排水凹槽内，形成排水通道，凹槽外侧布设土工布以防止砂土进入；排水钢筋混凝土加固墙与桩间排水横梁的连接处通过焊接套筒焊接连接，组成桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系的施工方法，其特征在于，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：包括碎石桩、桩间排水横梁、排水钢筋混凝土加固墙、碎石垫层、回填层和沉管隧道；
2.根据权利要求1所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述碎石桩壁、桩间排水横梁以及排水钢筋混凝土加固墙均开有排水槽，排水槽横竖连通。
3.根据权利要求2所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：所述排水槽上覆有土工布。
4.根据权利要求1所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于：对于每一排的碎石桩，桩间排水横梁竖直方向上至少设置一根。
5.根据权利要求1所述的海底沉管隧道下卧砂土桩间排水横梁和排水加固墙抗浮加固体系，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑烨炜，周桓竹，郑俊杰，纪明昌，刘圣安，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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