一种承载式抗液化排水桩的制作方法

本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种承载式抗液化排水桩。

背景技术：

地震现象的频繁发生，一些松散砂土或者未固结土层在地震循环荷载的作用下，超孔隙水压力上升无法消散，有效应力逐渐趋于零，致使土体成为一种近乎液体的形态，形成地震液化现象，导致地基失去承载能力，使建筑场地受到破坏，出现喷砂冒水、地下结构下浮沉降、地基失效等现象，因而研究抗液化措施在实际工程中显得越来越重要。

人口膨胀、住房压力紧张、以及国家开发深部地下空间的重大需求，国家对高层、超高层建筑群需求日渐增多。与此同时对基础和桩基的承载能力的要求也随之增加，仅仅依据普通的基础作用承载往往不够的。

常见的刚性桩虽然可以提高地基承载力，但是由于刚性桩本身不能够排水，因此地震等动荷载作用时很难及时排出地基中的超空隙水，导致地基土液化破坏。常见的抗液化排水桩，虽然解决了在动力循环荷载下超空隙水的排出，预防了可液化土的液化现象的出现，但其桩基结构多采用圆柱形空心形状，承载能力发挥效果不明显，因而既能承受上部建筑的荷载和应力作用又能够抗液化排水的桩基一直是桩基设计的技术难点。

相对于传统的可液化土层的深度，近年来的实际工程表明，较深土层也会出现液化现象，与土体本身的性质和地震强度有关。而当较深土层发生液化现象时，常见的措施例如：对土体的挖除置换、加密、围封、灌浆拌和、增压、排水、加筋等措施适用于较浅的土层液化处理而且施工过程复杂。

技术实现要素：

针对现有技术所存在的问题，本发明提供一种承载式抗液化排水桩，实现承载上部建筑和基础的荷载和应力作用，又及时将可液化土层因循环荷载产生的超空隙水排出，防止液化现象发生的桩基结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种承载式抗液化排水桩，包括桩体、托力盘、桩根，所述桩体表面一周均匀设有纵向的凹槽，所述凹槽与桩体顶部、底部留有一定距离，每个凹槽的外部设有透水网板、不锈钢扣板，所述凹槽外侧与透水网板、不锈钢扣板之间形成空腔，所述透水网板、不锈钢扣板交替设置，所述透水网板上设有透水孔，所述桩体顶部于凹槽对应位置上方设有与凹槽相连通的排水孔，所述桩体、托力盘、桩根一体浇筑成排水桩，所述排水桩内设有纵向钢筋。

进一步地，所述托力盘为圆台形结构，所述托力盘底部直径大于桩体直径，所述桩根直径小于托力盘底部直径并大于桩体直径。

进一步地，所述凹槽外侧的透水网板、不锈钢扣板交替间距与透水网板的竖向尺寸相同。

进一步地，所述不锈钢扣板厚度大于等于5mm。

进一步地，所述排水孔的尺寸小于凹槽的截面尺寸大小。

进一步地，所述透水网板的网孔尺寸小于排水桩周围颗粒土尺寸。

进一步地，所述桩根深入到不可液化土层和持力层土层中。

本发明有益效果：

本发明适用于解决刚性桩的只能承载不能抗液化排水的缺陷，实现承载上部建筑和基础的荷载和应力作用，又及时将可液化土层因循环荷载产生的超空隙水排出，防止液化现象发生的桩基结构。可以避免因为土体液化产生的房屋倒塌、地面喷砂冒水、地下结构下浮沉降、地基失效等一系列建筑破坏，提高地基土层的承载能力。

附图说明

图1为本发明的一种承载式抗液化排水桩的结构示意图；

图2为本发明的桩基顶部细化图；

图3为本发明的断面构造图。

图中：1-凹槽，2-纵向钢筋，3-排水孔，4-透水网板，5-不锈钢扣板，6-桩体，7-托力盘，8-桩根。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，本发明为一种承载式抗液化排水桩，包括桩体6、托力盘7和桩根8部分组成，桩体6四周设置凹槽1，所述凹槽为半圆柱型凹槽，凹槽1不贯穿桩体6端部和托力盘7端部，桩体6的内部设置纵向钢筋2，凹槽1与桩体1端部未贯穿的部分设置排水孔3，凹槽1外侧与不锈钢扣板5连接形成空腔，不锈钢扣板5设置方形的透水网板4，超空隙水通过透水网板4流入到凹槽1和不锈钢扣板5组成的空腔内，通过上部排水孔3排出，托力盘7采用圆台形结构，与桩体6和桩根8同时浇筑一体，桩根8采用圆柱体，桩根8位置深入到地基土持力层。

在所述的不锈钢扣板5上设置透水网板4，透水网板4设置很多个细小的透水孔，设置时使颗粒土体得到有效的过滤，超空隙水增加时能够立即通过透水网板4流入到桩体6的空腔内，透水孔的数量可以根据可液化土的难易程度进行加密处理，以动力荷载作用时不发生土层液化为标准。

在所述的凹槽1中，凹槽1设置数量为八个，对称且等间距设置，根据不同土层液化难易程度，适当减少增加凹槽1的数量。凹槽的1长度一般要贯穿可液化土层的深度。

所述的凹槽1设置不贯穿桩体6的端部和托力盘7的端部，在桩体6端部和托力盘7端部留出一定的厚度。

所述的排水孔3设置在桩体6端部与凹槽1连接处，排水孔3的尺寸要小于凹槽1的尺寸大小，以方便超空隙水的排出。

所述的不锈钢扣板5的厚度未保持足够的强度设置不小于5mm，与凹槽1围合形成空腔，与桩体6用结构胶接进行连接。

所述的透水网板4设置在不锈钢扣板5上，透水网板4的设置等间距交替设置，交替的间距与透水孔的竖向尺寸相同，即l=h，目的使每层深度都能设置透水网板4进行超空隙水的排放。透水孔的数量可以根据可液化土层的难以程度进行加密处理。

所述的托力盘7采用的圆台形结构，连接桩体6的为小半径r1圆台部分，连接桩根8为大半径r2圆台部分，满足r1＜r2，预制时托力盘7和桩体以及桩根整体浇筑为一体。

所述的桩根采用是圆柱形结构，半径设置为r3，其尺寸满足r1＜r3＜r2，一般情况托力盘7和桩根8均深入到不可液化层即持力层，起到承载上部建筑物和基础的荷载作用。

所述桩基采用钻孔施工方式进行安装，安装过程中可能会出现水通过透水孔3流入到空腔内，在安装完毕以后可以通过排水泵深入排水孔3底部将空腔内的水排出，防止腐蚀现象出现，托力盘7和桩基8部分可以采用打桩设备深入到不可液化土层和持力层土层，增强了桩基的承载强度，安装设备完成后可以起到承载和抗液化排水的双重功效，弥补了刚性桩只能承重不能抗液化排水的缺陷。

技术特征：

1.一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：包括桩体（6）、托力盘（7）、桩根（8），所述桩体（6）表面一周均匀设有纵向的凹槽（1），所述凹槽（1）与桩体（6）顶部、底部留有一定距离，每个凹槽（1）的外部设有透水网板（4）、不锈钢扣板（5），所述凹槽（1）外侧与透水网板（4）、不锈钢扣板（5）之间形成空腔，所述透水网板（4）、不锈钢扣板（5）交替设置，所述透水网板（4）上设有透水孔，所述桩体（6）顶部于凹槽（1）对应位置上方设有与凹槽（1）相连通的排水孔（3），所述桩体（6）、托力盘（7）、桩根（8）一体浇筑成排水桩，所述排水桩内设有纵向钢筋（2）。

2.根据权利要求1所述的一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：所述托力盘（7）为圆台形结构，所述托力盘（7）底部直径大于桩体（6）直径，所述桩根（8）直径小于托力盘（7）底部直径并大于桩体（6）直径。

3.根据权利要求1所述的一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：所述凹槽（1）外侧的透水网板（4）、不锈钢扣板（5）交替间距与透水网板（4）的竖向尺寸相同。

4.根据权利要求1所述的一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：所述不锈钢扣板（5）厚度大于等于5mm。

5.根据权利要求1所述的一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：所述排水孔（3）的尺寸小于凹槽（1）的截面尺寸大小。

6.根据权利要求1所述的一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：所述透水网板（4）的网孔尺寸小于排水桩周围颗粒土尺寸。

7.根据权利要求1所述的一种承载式抗液化排水桩，其特征在于：所述桩根（8）深入到不可液化土层和持力层土层中。

技术总结
一种承载式抗液化排水桩，属于岩土工程技术领域，包括桩体、托力盘、桩根，所述桩体表面一周均匀设有纵向的凹槽，所述凹槽与桩体顶部、底部留有一定距离，每个凹槽的外部设有透水网板、不锈钢扣板，所述凹槽外侧与透水网板、不锈钢扣板之间形成空腔，所述透水网板、不锈钢扣板交替设置，所述透水网板上设有透水孔，所述桩体顶部于凹槽对应位置上方设有与凹槽相连通的排水孔，所述桩体、托力盘、桩根一体浇筑成排水桩，所述排水桩内设有纵向钢筋。本发明实现承载上部建筑和基础的荷载和应力作用，又及时将可液化土层因循环荷载产生的超空隙水排出，防止液化现象发生的桩基结构。

技术研发人员：李纯;赵莉;董月馨;赵久鑫;王刚;王煜斌
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2020.09.11
技术公布日：2020.12.04