[发明专利]一种抗液化排水预制混凝土方桩

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体地涉及一种抗液化排水预制混凝土方桩。

背景技术

在地震作用下，如松散砂土地基中将产生超孔隙水压力，若超孔隙水压力得不到及时消 散将逐渐积累，如果超孔隙水压力积累值达到土的有效应力则土颗粒将悬浮，地基土将由固 体变为液体，从而导致地基失去承载能力，造成建(构)筑物倒塌，地基液化现象已成为场 地地震破坏的重要原因之一。

针对地基液化失效的机理，发展了多种可液化地基处理方法，其中，碎石桩复合地基法 是常用的抗液化加固措施之一。一方面，碎石桩渗透性较大，有利于超孔隙水压力的迅速消 散；一方面，通过碎石桩施工过程中的振密和挤密作用，使松散砂土变得密实，减少了地基 土的液化势；另外，由于碎石桩具有一定的刚度，地震时可分担更多的地震荷载(桩体效应)， 减小了超孔隙水压力的产生。

尽管碎石桩可以提高地基的抗液化能力并在一定程度上提高了地基的承载力，但是由于 碎石桩为散体材料，桩体强度的大小靠周围土体对它的约束作用，因此，碎石桩桩体效应的 发挥和对地基承载力的提高幅度有限，对很多工程难以满足承载力的要求。

尽管刚性桩可以提高地基的承载力，但是由于刚性桩本身不能排水，因此地震时难以及 时排出地基中的超孔隙水压力，从而导致地基土液化破坏。

文献1《刚体排水桩的研究》(参见建设科技，2012年第3期，33-35，马鸿春，张宗贤 等)，给出了一种刚体排水桩。该刚体排水桩是在桩体内设置排水体，通过抽取桩体本身的水 气，形成真空，使桩体与周围土体之间形成压力差，把桩体周围土体的水气抽走，增大土的 摩擦系数来提高桩的承载力，这类桩可用于软土地基处理。对于可液化土层，地震时无法实 现桩体的真空度、无法保证桩土之间的压力差，难以实现超孔压的及时消散。

文献2《刚性排水桩的透水结构》(参见实用新型专利200820037906.0)给出了一种刚性 排水桩的透水结构，该结构在预制透水混凝土管中沿轴向设通孔，在预制透水混凝土管的立 面上沿轴线方向设第一排水槽、沿径向设第二排水槽，排水槽外设透水膜，水通过透水膜进 入第一排水槽，再从第一排水槽进入第二排水槽经第二排水槽进入通孔，通孔中的水再有真 空泵抽出。由于预制透水混凝土管内设置通孔及第二排水槽从而严重削弱了桩体的整体刚度， 同时，其排出的水要从透水混凝土管内部抽走，在水被抽走的过程中，水是从中心向四周对 透水混凝土管进行侵蚀，因此，对透水混凝土管的强度造成了严重影响，使得该桩只能作为 排水用而无法提高地基的承载力、地震时无法发挥桩体效应；用透水膜覆盖于排水槽上且凹 陷于排水桩的立面，当所处理土层埋置较深、土压力和水压力较大时宜破裂。该结构可用于 软土的地基加固而不能用于地震时地基抗液化。

文献3《刚性排水桩的技术开发与抗液化特性试验研究》(参见第一届全国工程安全与防 护学术会议,2008年531-535.刘汉龙等)给出了一种抗液化排水刚性桩。该刚体排水桩是在 刚性桩侧面设置圆形或方形凹槽，在圆形凹槽内设置钢丝软管，在方形凹槽内放置塑料排水 板。由于塑料排水板较薄，有效排水通道不足，不能保证地震时超孔隙水的及时消散，开孔 钢丝软管宜锈蚀。

另外，现有相关排水桩要么构造复杂难以施工、要么排水通道偏少使得超孔隙水压力不 能及时消散而引起液化。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种抗液化排水预制混凝土方桩，该桩桩体强度高可 满足提高地基承载力的要求，地震时可充分发挥桩体效应减小液化，排水通道足够可保证超 孔隙水压力及时消散，同时构造简单、施工方便，利于批量生产。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种抗液化排水预制混凝土方桩，包括预制混凝土方桩，在所述的预制混凝土方桩的侧 面沿方桩的纵向方向设有未贯穿其顶面和底面的凹槽，所述的凹槽与纵向设置的铝合金扣板 围合成竖向空腔，在铝合金扣板上设有透水孔，所述的透水孔外侧设有粘贴在预制混凝土方 桩表面的滤水型土工织物；铝合金扣板上端与凹槽端部预留水平排水口；水透过滤水型土工 织物进入竖向空腔从水平排水口排出。

进一步的，所述的凹槽包括多个，且预制混凝土方桩相对的两个侧面上的凹槽对称设置， 可两面对称设置也可以是四面对称设置。

进一步的，所述的空腔纵向长度应按要求处理液化的深度确定，一般应穿越可液化土层。