CN108104176A - 一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,该装置包括减速轮胎、压重轮胎以及钢丝网;整个保护装置围绕桩基,分为内外两个环形区域;减速轮胎位于外层,由橡胶轮胎、生态袋、土工布以及塑料排水板组成,橡胶轮胎用土工布封底,内部为生态袋,下部连接着一块条形的塑料排水板插入海床;压重轮胎位于内层,由橡胶轮胎、砂石填料、土工布以及塑料排水板组成,橡胶轮胎用土工布封底,内部为砂石填料,下部连接塑料排水板插入海床;各个橡胶轮胎之间的空隙用透水性混凝土浇筑;整个结构上部覆盖着钢丝网。该装置通过减速、压重双重作用加固海床,可抵御不同程度的海流,维持桩基的长期稳定且具有环境亲和性。
Description
技术领域
本发明涉及防护装置领域,尤其涉及一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置。
背景技术
三角洲地区由于特殊的地理位置,该地区常会修建钻井机、海上风机等构筑物。虽然,该地区的海床强度很高能够支撑构筑物的重量,但是在较强的波浪作用下,海床会发生液化破坏,直接导致上部构筑物倾覆,造成了重大损失。因此,针对三角洲地区的海床液化现象需要采取必要的防治措施。
有研究表明,三角洲地区的土层在空间上具有明显的特征,当海床表层土层的较为密实、透水性差,波浪作用下该层土会对下覆土体产生封闭作用;而其下部一定深度内土体表现着明显的粗化和成层现象,该层土体虽强度较高,但由于细小颗粒的上浮流失而凝聚力显著下降,是海床液化的关键所在。
另外,三角洲地区的海床地基在波浪、潮浪作用小时,土体强度会沿深度不同程度地受到巩固与增强,这部分强度可以作为储备,用于抵御稍强的海浪,参考现有的陆地上水利工程中防止地基液化的措施(排水法、压重法等),结合三角洲地区的海床不同深度的土层力学特性,才能经济有效地解决海床液化的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对三角洲地区的海床力学特性,提供一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其防护效益好、耐久性强、构件制作和拼装方便、生态友好且造价较低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,该保护装置包括减速轮胎、压重轮胎以及钢丝网;整个保护装置围绕桩基进行布置,分为内外两个环形区域;其中,外层环形区域填充若干依次固定连接的减速轮胎,内层环形区域填充若干依次固定连接的压重轮胎,所有轮胎之间的空隙用透水性混凝土进行灌注;所述钢丝网覆盖整个桩基保护装置的上部空间;所述减速轮胎由橡胶轮胎、生态袋、土工布以及塑料排水板组成,橡胶轮胎用土工布封底,内部为生态袋,下部连接着一块长条形的塑料排水板,塑料排水板插入海床;所述压重轮胎由橡胶轮胎、砂石填料、土工布以及塑料排水板组成,橡胶轮胎用土工布封底,内部为砂石填料,下部连接着塑料排水板,塑料排水板插入海床。
进一步地,所述外层环形区域的减速轮胎围绕桩基横向至少布置一圈,纵向布置一层,减速轮胎的圈数可根据工程所在环境的海流情况进行确定。
进一步地,所述内层环形区域的压重轮胎围绕桩基横向至少布置一圈,纵向至少布置一层,压重轮胎的圈数和层数,可根据工程所在环境的海流情况进行确定。
进一步地,所有橡胶轮胎之间锚固连接。
进一步地,所述生态袋中种植海草等海生植物,起到降低海流速度以及巩固海床土的作用,生态袋外包装和土工布的孔隙直径保证能够让植物根系穿过。
进一步地,所述塑料排水板上附着若干透水性混凝土圆柱块,塑料排水板的长度至少穿过海床下的粗化层,透水性混凝土圆柱块在粗化层的密度为其他层密度的1.5倍。
本发明的有益效果是:首先,本发明针对海床液化的关键——“缺乏凝聚力的粗化层”进行加固,插入海床的塑料排水板可提高土体的排水性能,使超孔隙水压力以最快的速度消散,其附属的透水性混凝土圆柱块能提供抗拔抗浮起的拉力,疏松多孔的表面能够为海洋微生物提供生存空间,分泌胶结物,提高海床土体(尤其使粗化层)的凝聚力;其次,减速轮胎的生态袋中,种植海草等海生植物,在装置的最外层形成降低流速的屏障,发挥“三角洲地区海床在较低流速的情况下能够巩固增强土体”的特殊性质,为抵抗较大海流提供强度储备;另外,生态袋的孔隙能够提供海草的根系生长蔓延进入海床,同样也能起到固土的作用;而且,借鉴陆地上的水利工程经验,特别在桩基周围的海床表面施加压重轮胎,其中的砂石填料孔隙比大,透水性好,重量大,可有效增大土体的有效应力而防止海床液化;最后,橡胶轮胎间的空隙用透水性混凝土灌注后,能提高整体结构的整体稳定性,能为微生物生长提供空间,使整个结构对海底环境影响降到最低。综上所述,该装置针对不同深度的土层和不同程度的海流做出不同的处理,在保证有效防治海床液化的问题的同时,将装置对海底环境的不利影响降到最低程度,具有造价低廉、环境亲和性、固土效果显著的优点。
附图说明
图1是本发明的侧视图(轮胎内外圈数和上下层数视具体情况确定);
图2是本发明的俯视图(轮胎内外圈数和上下层数视具体情况确定);
图3是减速轮胎的示意图;
图4是压重轮胎的示意图;
图5是排水板的结构示意图;
其中,减速轮胎1、压重轮胎2、橡胶轮胎3、生态袋4、土工布5、塑料排水板6、透水性混凝土圆柱块7、砂石填料8、钢丝网9、海生植物10、桩基11、粗化层12。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明提供的一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,该保护装置包括减速轮胎1、压重轮胎2以及钢丝网9;所述钢丝网9覆盖整个桩基保护装置的上部空间。
如图2所示,整个保护装置围绕桩基11进行布置,分为内外两个环形区域;其中,外层环形区域填充若干依次固定连接的减速轮胎1,内层环形区域填充若干依次固定连接的压重轮胎2,所有轮胎之间的空隙用透水性混凝土进行灌注。
如图1-3所示,所述减速轮胎1由橡胶轮胎3、生态袋4、土工布5以及塑料排水板6组成,橡胶轮胎3用土工布5封底,内部为生态袋4,下部连接着一块长条形的塑料排水板6,塑料排水板6插入海床。减速轮胎1围绕桩基横向至少布置一圈,纵向布置一层,减速轮胎1的圈数可根据工程所在环境的海流情况进行确定,图2中以一圈为例。所述生态袋4中种植海草等海生植物10,起到降低海流速度以及巩固海床土的作用,生态袋4外包装和土工布5的孔隙直径保证能够让植物根系穿过。
如图1、2、4所示,所述压重轮胎2由橡胶轮胎3、砂石填料8、土工布5以及塑料排水板6组成,橡胶轮胎3用土工布5封底,内部为砂石填料8,下部连接着塑料排水板6,塑料排水板6插入海床。压重轮胎2围绕桩基横向至少布置一圈,纵向至少布置一层,压重轮胎2的圈数和层数,可根据工程所在环境的海流情况进行确定,图2中以一圈为例。
如图5所示,塑料排水板6上附着若干透水性混凝土圆柱块7,塑料排水板6的长度至少穿过海床下的粗化层,透水性混凝土圆柱块7在粗化层的密度为其他层密度的1.5倍。
装置工作时,侵袭而来的海流首先通过最外层的减速轮胎1,生态袋4上形成的海草帷幕通过摆动的紊流作用可有效降低海流速度,内层的桩周土体在较缓和的海流作用下能增强土体的强度,作为抵抗较湍急的海流的储备。海流来袭时会导致土体内的超孔隙水压力上升,从橡胶轮胎3下打入海床的塑料排水板6可提高排水速度,使孔压消散避免出现海床液化的作用。另外,海流会对橡胶轮胎3有上浮的作用,塑料排水板6附着的透水性混凝土圆柱块7能够增加摩擦力,提供抗拔力,使压重轮胎2和减速轮胎1发挥类似锚杆的功能。灌注在橡胶轮胎3之间的透水性混凝土增强结构的整体性,其疏松多孔的表面附着微生物,随着时间的推移,能与海底的生态环境融合,稳固海床的同时减少对环境的影响。
Claims (6)
1.一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其特征在于,该保护装置包括减速轮胎(1)、压重轮胎(2)以及钢丝网(9);整个保护装置围绕桩基(11)进行布置,分为内外两个环形区域;其中,外层环形区域填充若干依次固定连接的减速轮胎(1),内层环形区域填充若干依次固定连接的压重轮胎(2),所有轮胎之间的空隙用透水性混凝土进行灌注;所述钢丝网(9)覆盖整个桩基保护装置的上部空间;所述减速轮胎(1)由橡胶轮胎(3)、生态袋(4)、土工布(5)以及塑料排水板(6)组成,橡胶轮胎(3)用土工布(5)封底,内部为生态袋(4),下部连接着一块长条形的塑料排水板(6),塑料排水板(6)插入海床;所述压重轮胎(2)由橡胶轮胎(3)、砂石填料(8)、土工布(5)以及塑料排水板(6)组成,橡胶轮胎(3)用土工布(5)封底,内部为砂石填料(8),下部连接着塑料排水板(6),塑料排水板(6)插入海床。
2.根据权利要求1所述的一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其特征在于,所述外层环形区域的减速轮胎(1)围绕桩基(11)横向至少布置一圈,纵向布置一层,减速轮胎(1)的圈数可根据工程所在环境的海流情况进行确定。
3.根据权利要求1所述的一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其特征在于,所述内层环形区域的压重轮胎(2)围绕桩基(11)横向至少布置一圈,纵向至少布置一层,压重轮胎(2)的圈数和层数,可根据工程所在环境的海流情况进行确定。
4.根据权利要求1所述的一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其特征在于,所有橡胶轮胎(3)之间锚固连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其特征在于,所述生态袋(4)中种植海生植物(10),起到降低海流速度以及巩固海床土的作用,生态袋(4)外包装和土工布(5)的孔隙直径保证能够让植物根系穿过。
6.根据权利要求1所述的一种适用于三角洲地区的防海床液化的桩基保护装置,其特征在于,所述塑料排水板(6)上附着若干透水性混凝土圆柱块(7),塑料排水板(6)的长度至少穿过海床下的粗化层,透水性混凝土圆柱块(7)在粗化层的密度为其他层密度的1.5倍。
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