[发明专利]一种海上植入式嵌岩桩的施工方法

说明书

本发明的一种海上植入式嵌岩桩的施工方法，包括芯桩的预制，芯桩的灌注，芯桩的一次灌浆，芯桩的二次灌浆，钢护筒及芯桩的灌浆，向芯桩和钢管桩之间及芯桩内部灌注混凝土浆液，待混凝土凝固后，完成海上植入式嵌岩桩的施工；该方法将水下芯桩浇筑的其中一次浇筑环节变为施工前浇筑，节省了水下施工浇筑的等待的时间，大大缩短了海上嵌岩桩的安装工期，每根桩可节约施工窗口期2~3天；且转变为施工前浇筑的环节为工厂中预制浇筑，一定程度上的确保了桩底混凝土的强度和密实度要求，节约施工窗口期可节省海上施工混凝土搅拌船的租赁和使用耗资，通过设置在芯桩外周面上的上限位机构和下限位机构可使得芯桩在沉设的过程中保持与钢护筒同心。

技术领域

本发明涉嵌岩桩技术领域，特别是一种海上植入式嵌岩桩的施工方法。

背景技术

风能是一种清洁能源，同时海上风能相对于陆上更加丰富。我国海岸线长，沿海地区海上风能资源丰富；然而各地风场地质条件差异性大，大量存在海床覆盖土层较浅，需要将海上风机结构基础钢管桩端进行嵌岩的施工情况。

钢管桩嵌岩施工一般采用的方法是将钢护筒用振动锤打入海床，护筒下端部穿透覆盖土层，直到基岩表面，再将钻机放入钢护筒内部，对基岩进行钻孔。达到预定转孔深度后，将嵌岩芯桩植入钢护筒内，以增加钢护筒的抗弯和抗剪刚度。随后采用在植入式芯桩和钢护筒之间间隙中压力灌注高性能灌浆材料的方式连接二者。

然而现有施工工艺，为保证钢护筒和芯桩之间的圆心重合，一般是利用吊机将芯桩吊起垂直后，缓慢沉放进入钢护筒，并通过不断测量芯桩与钢护筒之间间距的方式进行施工。然而海上施工本身存在风浪环境多变的问题，缓慢沉放中的涌浪和突风都会导致吊钩晃动，影响植桩时的相对位置，造成芯桩偏心，影响后期灌浆质量和结构灌浆后强度。

为了解决上述问题，发明了一种保证嵌岩桩的芯桩沉放施工精度，节约了施工窗口期，节约了施工成本，对海上风电嵌岩桩基础施工的海上植入式嵌岩桩的施工方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供了一种保证嵌岩桩的芯桩沉放施工精度，节约了施工窗口期，节约了施工成本，对海上风电嵌岩桩基础施工的海上植入式嵌岩桩的施工方法。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，一种海上植入式嵌岩桩的施工方法，包括以下步骤，

（1）芯桩的预制：取待施工的钢管桩，在钢管桩的底端设有用于封堵钢管桩的外模板，在钢管桩内设有与外模板对应设置的且与外模板之间形成灌浆空间的内模板，内模板和外模板均与钢管桩的轴线垂直，内模板上具有灌浆孔，外模板上具有另一灌浆孔和用于浆液溢出及排气的溢浆排气孔，通过向钢管桩的灌浆空间内灌注浆液，构成便于钢管桩底部找平且防止浆液从钢管桩底部边沿与基岩表面之间渗出的芯桩；

（2）芯桩的灌注：

（2.1）芯桩的一次灌浆：将钢管桩水平放置，在钢管桩位于灌浆空间部分的外周面上间隔的设置有若干振动组件，通过连接在外模板灌浆孔上的管道向灌浆空间内灌注混凝土，灌注混凝土时灌浆空间内的气体从溢浆排气孔处排出，在灌浆空间顶部预留有压力灌浆空间，当混凝土浆液液面上升至该压力灌浆空间所需高度后，完成芯桩的一次灌浆，一次灌浆结束后封堵外模板上的灌浆孔；

（2.2）芯桩的二次灌浆：保持钢管桩水平放置，通过压力注浆法经内模板上的灌浆孔向压力灌浆空间内灌注高强灌浆料，当灌浆期间溢浆排气孔处溢出浆液时停止灌浆，开启振动组件对浆液进行振动，振动后再次向压力灌浆空间内灌注高强灌浆料，灌浆期间溢浆排气孔处溢出浆液时停止灌浆，再次开启振动组件对浆液进行振动，振动组件对钢管桩至少振动两次以上，完成芯桩的二次灌浆，二次灌浆结束后封堵溢浆排气孔，待灌浆空间内的浆液凝固后完成芯桩的预制；