本发明专利技术公开了一种海上深层双向搅拌桩的施工方法及其定位装置，其方法包括施工准备、桩位布设、搅拌桩机牵引至桩位、定位装置固定、喷浆搅拌、提升搅拌、桩头复搅、桩头修整和移至下一桩位。定位装置包括两个相互平行设置的悬浮主板，悬浮主板上均设置有水平支撑板，两个水平支撑板之间设置有安装座，安装座的两侧均通过第一伸缩杆连接水平支撑板，安装座上设置有定位孔，水平支撑板内设置有辅助定位机构。本发明专利技术工艺简单，实用性强，不仅能满足不同深度海域的施工要求，桩位施工精度高，而且在没有拖船的情况下能实现移动，提高了使用时的灵活性，能抵抗较大强度的海浪的冲击，保持双向搅拌桩机的稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种海上深层双向搅拌桩的施工方法及其定位装置。
技术介绍
水泥搅拌桩是用于加工饱和软粘土低地基的一种方法，它利用水泥作为固化剂，通过特质的搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结呈具有整体性、水稳定性和一定强度的优质地基。随着科学技术的发展，水泥搅拌桩有传统的单桩向双向搅拌桩发展，并且逐渐运用于海上施工，但是由于海床与陆基的分布、观测程度和地质结构等方便存在很大差异，现有技术中的双向搅拌桩很难对不同深度海域进行施工，并且由于海水的流动冲击，无法使桩机精确定位，因此完成一个桩往往需要耗费较长的时间，桩的质量还不一定能达到设计的标准；当搅拌桩机需要移动时往往需要通过一艘拖船才能实现移动，施工周期长，效率较低。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种海上深层双向搅拌桩的施工方法及其定位装置的技术方案，不仅能满足不同深度海域的施工要求，桩位施工精度高，而且在没有拖船的情况下能实现移动，提高了使用时的灵活性，能抵抗较大强度的海浪的冲击，保持双向搅拌桩机的稳定。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种海上深层双向搅拌桩的施工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)施工准备首先对需要施工的海床进行测绘，并绘制成图纸，针对需要施工的位置进行方案设计，同时对需要的设备机具进行采购，并进行进场前的验收，做好整
个施工过程的技术交底工作；(2)桩位布设在施工前，需对搅拌桩施工范围内的施工桩位，按不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位由浅至深进行编号，在相应桩位上安插荧光浮标，并在浮标的顶端安装不同颜色的指示牌，对不同深度的桩位用不同的颜色进行区分，便于双向搅拌桩机的快速调整，同一深度的桩位按规划顺序进行有序施工；(3)搅拌桩机牵引至桩位在搅拌桩机的底部与水面接触的位置安装定位装置，减小海浪对搅拌桩机造成的冲击，并做好航行路线图，通过拖拉船只将搅拌桩机从码头牵引至第一桩位，在牵引的同时保持搅拌桩机位置水平，同时在搅拌桩机与拖拉船只之间用绳索和定位框板进行连接，当搅拌桩机牵引至相应的桩位时，同时抛下船只和定位装置上的锚；(4)定位装置固定a、当定位装置上的锚抛下后，先断开定位装置与船只之间的绳索和定位框板，然后通过方向舵和双层螺旋桨调整定位装置的位置，使搅拌杆对准相应的桩位，同时降低双层螺旋桨的转速，使定位装置保持平衡；b、然后调整两个悬浮主板上的方向舵，使两个双层螺旋桨的旋转方向相反，通过第一伸缩杆将位于安装座两侧的水平支撑板打开，直至水平支撑板与安装座之间的间距为第一伸缩杆的长度，打开水平支撑板上的太阳能板，使阳光能直接照射太阳能板；c、接着通过第二伸缩杆将水平支撑板内部的助推板移动，同时启动抽气泵，使空气通过进气管经出气管进入助推板的衔接管内，然后进入到布孔管内，在单向出气孔的作用下对辅助悬浮板进行充气，直至辅助悬浮板所承受的浮力达到设定值；(5)喷浆搅拌待定位装置的位置固定后，先将搅拌桩以0.6～0.8m/min的速度深入至水
面以下，当搅拌桩的底端距离海床底面5m时将搅拌桩的下沉速度降低至0.3～0.5m/min，直至搅拌桩的底端与海床的底面相接触，然后对配置好的水泥浆进行连续搅拌，同时启动双向搅拌桩机，使搅拌桩机沿垂直方向向下切土，同时启动送浆泵向搅拌的土体内喷射水泥浆，双向搅拌桩上的叶片组同时正、反向旋转切割、搅拌土体，叶片组中位于外钻杆上的叶片逆时针旋转，位于内钻杆上的叶片顺时针旋转，下沉时喷浆压力为0.3～0.4MPa，待浆液到达喷浆口时，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，使灰浆与土体拌合，搅拌桩的底端持续下降，直至达到设计的深度位置；(6)提升搅拌当搅拌桩的桩头下沉至设定深度位置时，关闭送浆泵，然后将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片顺时针旋转，位于内钻杆上的叶片逆时针旋转)，搅拌的速度控制在60～80r/min，并以0.3～0.5m/min的速度垂直提起搅拌桩，直至搅拌桩的桩头达到海床的表面，接着再将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片逆时针旋转，位于内钻杆上的叶片顺时针旋转)，同时启动送浆泵，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，直至达到相应的深度位置，最后关闭送浆泵，并将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片顺时针旋转，位于内钻杆上的叶片逆时针旋转)，直至桩头达到海床的表面；(7)桩头复搅在双向搅拌桩实现二次提升搅拌后将搅拌桩提升至海床表面以上50～80cm的高度位置，在搅拌桩机行程1m的范围内进行重复搅拌；(8)桩头修整搅拌施工结束后由潜水设备潜入海床的底部，对搅拌位置的施工进行连续观察，并对桩头的位置进行水下焊接操作；(9)移至下一桩位前一桩位施工结束后，并且满足施工的质量要求，然后起锚，启动双层螺旋桨和方向舵使搅拌桩进入下一桩位进行施工。进一步，步骤5)中的外钻杆的转速大于内钻杆的转速。本专利技术采用双向搅拌桩机头代替单向搅拌桩机头，并将叶片组同时正、反向旋转，搅拌海泥，成桩速度快、工效高，特别提高了水泥土的密实度，质量稳定可靠，提高了连续施工时间，可以大大缩短工期，减少了机械费用和施工成本；克服了传统单向水泥土搅拌桩成桩强度低、成桩质量难以保证、有效桩深度有限、成桩速度慢的难题；同时为了提高海泥的密实性，可以反复搅拌，搅拌次数越多，海泥越密实，海泥强度越高，提高海床局部位置的整体强度，比砼振捣施工重复操作性强，可以在海水涨潮或退潮时均可24小时持续施工，打破了半日潮型影响工期的尴尬。应用如上述的一种海上深层双向搅拌桩的施工方法的定位装置，其特征在于：定位装置包括两个相互平行设置的悬浮主板，悬浮主板上均设置有水平支撑板，两个水平支撑板之间设置有安装座，安装座的两侧均通过第一伸缩杆连接水平支撑板，安装座上设置有定位孔，水平支撑板内设置有辅助定位机构；通过悬浮主板可以有效地将双向搅拌桩机进行支撑，使其能在海上稳定地移动，便于对设定的桩位进行施工，提高了施工的精度，安装座用于固定连接搅拌桩机，能满足对不同型号大小的桩机进行定位安装，提高了实用性，当搅拌桩机的体积较大时，通过调节第一伸缩杆，可以有效地增大两个水平支撑板之间的间距。进一步，悬浮主板内设置有腔体，腔体内设置有电机和卷筒，电机位于腔体的后端，悬浮主板的下方设置有方向舵和双层螺旋桨，双层螺旋桨连接在方向舵上，方向舵连接电机，卷筒位于腔体的前端，卷筒通过钢丝绳连接有锚，电机可以有效控制方向舵和双层螺旋桨，使其能满足定位装置运行的需要，不需要借助拖船即可实现相邻桩位之间的转移，提高了施工效率，锚可以用于定位装置的固定，同时在卷筒的作用下方便回收。进一步，水平支撑板的顶面上设置有太阳能板，太阳能板通过转动支杆连接水平支撑板，通过太阳能板可以有效地实现定位装置自身的供电，能使搅拌桩机连续工作，节省了能耗。进一步，安装座上设置有卡槽，卡槽上对称设置有弹性限位板，卡槽方便
双向搅拌桩机的安装与定位，通过弹性限位板，可以有效地提高搅拌桩机与定位装置中间的稳定性和强度。进一步，辅助定位机构包括助推板、限位槽、辅助悬浮板和导气机构，限位槽位于水平支撑板上，助推板通过第二伸缩杆移动连接在限位槽内本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种海上深层双向搅拌桩的施工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)施工准备首先对需要施工的海床进行测绘，并绘制成图纸，针对需要施工的位置进行方案设计，同时对需要的设备机具进行采购，并进行进场前的验收，做好整个施工过程的技术交底工作；(2)桩位布设在施工前，需对搅拌桩施工范围内的施工桩位，按不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位由浅至深进行编号，在相应桩位上安插荧光浮标，并在浮标的顶端安装不同颜色的指示牌，对不同深度的桩位用不同的颜色进行区分，便于双向搅拌桩机的快速调整，同一深度的桩位按规划顺序进行有序施工；(3)搅拌桩机牵引至桩位在搅拌桩机的底部与水面接触的位置安装定位装置，并做好航行路线图，通过拖拉船只将搅拌桩机从码头牵引至第一桩位，在牵引的同时保持搅拌桩机位置水平，同时在搅拌桩机与拖拉船只之间用绳索和定位框板进行连接，当搅拌桩机牵引至相应的桩位时，同时抛下船只和定位装置上的锚；(4)定位装置固定a、当定位装置上的锚抛下后，先断开定位装置与船只之间的绳索和定位框板，然后通过方向舵和双层螺旋桨调整定位装置的位置，使搅拌杆对准相应的桩位，同时降低双层螺旋桨的转速，使定位装置保持平衡；b、然后调整两个悬浮主板上的方向舵，使两个双层螺旋桨的旋转方向相反，通过第一伸缩杆将位于安装座两侧的水平支撑板打开，直至水平支撑板与安装座之间的间距为第一伸缩杆的长度，打开水平支撑板上的太阳能板，使阳光能直接照射太阳能板；c、接着通过第二伸缩杆将水平支撑板内部的助推板移动，同时启动抽气泵，使空气通过进气管经出气管进入助推板的衔接管内，然后进入到布孔管内，在单向出气孔的作用下对辅助悬浮板进行充气，直至辅助悬浮板所承受的浮力达到设定值；(5)喷浆搅拌待定位装置的位置固定后，先将搅拌桩以0.6～0.8m/min的速度深入至水面以下，当搅拌桩的底端距离海床底面5m时将搅拌桩的下沉速度降低至0.3～0.5m/min，直至搅拌桩的底端与海床的底面相接触，然后对配置好的水泥浆进行连续搅拌，同时启动双向搅拌桩机，使搅拌桩机沿垂直方向向下切土，同时启动送浆泵向搅拌的土体内喷射水泥浆，双向搅拌桩上的叶片组同时正、反向旋转切割、搅拌土体，叶片组中位于外钻杆上的叶片逆时针旋转，位于内钻杆上的叶片顺时针旋转，下沉时喷浆压力为0.3～0.4MPa，待浆液到达喷浆口时，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，使灰浆与土体拌合，搅拌桩的底端持续下降，直至达到设计的深度位置；(6)提升搅拌当搅拌桩的桩头下沉至设定深度位置时，关闭送浆泵，然后将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片顺时针旋转，位于内钻杆上的叶片逆时针旋转)，搅拌的速度控制在60～80r/min，并以0.3～0.5m/min的速度垂直提起搅拌桩，直至搅拌桩的桩头达到海床的表面，接着再将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片逆时针旋转，位于内钻杆上的叶片顺时针旋转)，同时启动送浆泵，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，直至达到相应的深度位置，最后关闭送浆泵，并将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片顺时针旋转，位于内钻杆上的叶片逆时针旋转)，直至桩头达到海床的表面；(7)桩头复搅在双向搅拌桩实现二次提升搅拌后将搅拌桩提升至海床表面以上50～80cm的高度位置，在搅拌桩机行程1m的范围内进行重复搅拌；(8)桩头修整搅拌施工结束后由潜水设备潜入海床的底部，对搅拌位置的施工进行连续观察，并对桩头的位置进行水下焊接操作；(9)移至下一桩位前一桩位施工结束后，并且满足施工的质量要求，然后起锚，启动双层螺旋桨和方向舵使搅拌桩进入下一桩位进行施工。...
【技术特征摘要】
1.一种海上深层双向搅拌桩的施工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)施工准备首先对需要施工的海床进行测绘，并绘制成图纸，针对需要施工的位置进行方案设计，同时对需要的设备机具进行采购，并进行进场前的验收，做好整个施工过程的技术交底工作；(2)桩位布设在施工前，需对搅拌桩施工范围内的施工桩位，按不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位由浅至深进行编号，在相应桩位上安插荧光浮标，并在浮标的顶端安装不同颜色的指示牌，对不同深度的桩位用不同的颜色进行区分，便于双向搅拌桩机的快速调整，同一深度的桩位按规划顺序进行有序施工；(3)搅拌桩机牵引至桩位在搅拌桩机的底部与水面接触的位置安装定位装置，并做好航行路线图，通过拖拉船只将搅拌桩机从码头牵引至第一桩位，在牵引的同时保持搅拌桩机位置水平，同时在搅拌桩机与拖拉船只之间用绳索和定位框板进行连接，当搅拌桩机牵引至相应的桩位时，同时抛下船只和定位装置上的锚；(4)定位装置固定a、当定位装置上的锚抛下后，先断开定位装置与船只之间的绳索和定位框板，然后通过方向舵和双层螺旋桨调整定位装置的位置，使搅拌杆对准相应的桩位，同时降低双层螺旋桨的转速，使定位装置保持平衡；b、然后调整两个悬浮主板上的方向舵，使两个双层螺旋桨的旋转方向相反，通过第一伸缩杆将位于安装座两侧的水平支撑板打开，直至水平支撑板与安装座之间的间距为第一伸缩杆的长度，打开水平支撑板上的太阳能板，使阳光能直接照射太阳能板；c、接着通过第二伸缩杆将水平支撑板内部的助推板移动，同时启动抽气泵，使空气通过进气管经出气管进入助推板的衔接管内，然后进入到布孔管内，在单向出气孔的作用下对辅助悬浮板进行充气，直至辅助悬浮板所承受的浮力达到设定值；(5)喷浆搅拌待定位装置的位置固定后，先将搅拌桩以0.6～0.8m/min的速度深入至水面以下，当搅拌桩的底端距离海床底面5m时将搅拌桩的下沉速度降低至0.3～0.5m/min，直至搅拌桩的底端与海床的底面相接触，然后对配置好的水泥浆进行连续搅拌，同时启动双向搅拌桩机，使搅拌桩机沿垂直方向向下切土，同时启动送浆泵向搅拌的土体内喷射水泥浆，双向搅拌桩上的叶片组同时正、反向旋转切割、搅拌土体，叶片组中位于外钻杆上的叶片逆时针旋转，位于内钻杆上的叶片顺时针旋转，下沉时喷浆压力为0.3～0.4MPa，待浆液到达喷浆口时，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，使灰浆与土体拌合，搅拌桩的底端持续下降，直至达到设计的深度位置；(6)提升搅拌当搅拌桩的桩头下沉至设定深度位置时，关闭送浆泵，然后将叶片组同时正、反向旋转搅拌(外钻杆上的叶片顺时针旋转，位于内钻杆上的叶片逆时针旋转)，搅拌的速度控制在60～80r/min，并以0.3～0.5m/min的速度垂直提起搅拌桩，直至搅拌桩的桩头达到海床的表面，接着再将...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘学应，徐振兴，金芳方，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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