[发明专利]地震所致水下软土斜坡滑坡防治的抗滑桩及其施工方法

权利要求书

1.一种地震所致水下软土斜坡滑坡防治的抗滑桩，其特征在于：用于江河冲积平原、江河入海口以及大陆架上的易液化软土斜坡突发流动性滑坡和渐进流动性滑坡的预防和治理；所述抗滑桩包括若干新型钢护筒、若干钢护筒安装装置和钻孔灌注桩主体；所述钻孔灌注桩主体包括若干普通钢护筒、钢筋笼和混凝土；所有新型钢护筒和所有普通钢护筒从下至上依次密封连接；

所述新型钢护筒包括内筒、外筒、内筒和外筒间的空腔和自动化液化防治系统；所述外筒包括外筒主体、通孔、注浆孔和刃脚；所述通孔和注浆孔周向均布于外筒的筒壁；所述刃脚设置于内筒和外筒间的空腔和外筒的下端口，呈一体环形倾斜设置；所述内筒和外筒间的空腔中由内向外依次设置排水板和土工织物；相邻两节新型钢护筒的内筒密封连接；所有通孔均位于水下易液化软土层中；

所述钢护筒安装装置包括吸力桶、通水/气孔和磁力安装顶帽；所述吸力桶为底部开口的钢桶；所述通水/气孔位于吸力桶顶部，与吸力桶内部连通；所述磁力安装顶帽由环形顶帽和电磁铁组成；所述磁力安装顶帽通过环形顶帽与吸力桶顶部环向焊接的方式固定连接；所述吸力桶顶部环向安装环形的电磁铁；所述吸力桶的外径小于待安装的新型钢护筒/普通钢护筒的内径；所述电磁铁的尺寸保证安装电磁铁后的磁力安装顶帽的内径与待安装的钢护筒的外径一致，使得电磁铁与钢护筒紧密接触；

所述自动化液化防治系统包括孔隙水压力传感器、传感器接口和排水管接口面板、采集仪、报警器、水泵、注浆管和注浆系统；所述孔隙水压力传感器由孔隙水压力传感器探头、传感器导线、传感器通道和注浆通道组成；所述孔隙水压力传感器探头固定于迎波面处的一列竖向排布的通孔上，与传感器导线连接；所述注浆孔与注浆通道连通；所述传感器接口和排水管接口面板由传感器接口和排水管接口组成，密封地安装于外筒顶部；所述传感器导线通过安装在外筒内壁上的传感器通道引出，与传感器接口连接；所述排水管接口与内筒和外筒间的空腔水力连通，并通过排水管与水泵连接；所述传感器接口通过导线与采集仪连接；所述外筒的顶部还密封安装有注浆接口，所述注浆接口与注浆通道连通；

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抗滑桩基础周边易液化软土层中的超静孔隙水压力超过可致水下易液化软土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，及时降低抗滑桩基础周边软土中的孔隙水压力，排除水下易液化软土斜坡滑坡以及抗滑桩基础破坏的风险；

所述抗滑桩的桩顶单日沉降量等于地基变形允许值的一半或者累积沉降量等于建筑物或构筑物的地基变形允许值时，所述注浆系统通过注浆管与注浆接口连接，通过注浆通道与注浆孔向易液化软土层注混凝土浆，充分加固水下易液化软土斜坡，治理斜坡滑坡以及抗滑桩基础破坏；

所述易液化软土斜坡的突发流动性滑坡和渐进流动性滑坡两类滑坡类型的土体破坏形式是通过水下软土斜坡原状土的地震液化动三轴试验获得的；根据试验数据依次整理出以下四个图：轴向应变--循环次数图、超静孔隙水压力--循环次数图、偏应力--轴向应变图、偏应力--平均有效应力图；

所述易液化软土斜坡突发流动性滑坡的土体破坏的具体特征为：

根据轴向应变--循环次数图，在循环动力荷载作用下，试样土体流动液化破坏发生前轴向应变不明显，土体流动液化破坏是无征兆突然发生的；

根据超静孔隙水压力--循环次数图，在循环动力荷载作用下，超静孔隙水压力震荡，且超静孔隙水压力震荡的幅值基本保持不变，超静孔隙水压力最大值远不及有效围压值时土体突然发生流动液化破坏；

根据偏应力--轴向应变图，在循环动力荷载作用下，轴向应变基本上保持不变，偏应力上下震荡后，土体无征兆地发生流动液化破坏；

根据偏应力--平均有效应力图，在循环动力荷载作用下，平均有效应力随着上下震荡的偏应力不断震荡减小，但在平均有效应力远未达到零值时，土体突然发生流动液化破坏；

所述易液化软土斜坡渐进流动性滑坡的土体破坏的具体特征为：

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的周期作用后，试样的轴向应变随着上下震荡的偏应力而震荡，直至试样的土体发生循环液化破坏；

根据偏应力--平均有效应力图，在循环动力荷载作用下，平均有效应力随着上下震荡的偏应力不断减小；当平均有效应力的震荡最小值接近甚至达到零值后，土体发生循环液化破坏。