海上风电钢管嵌岩桩及桩外灌浆施工的方法技术

本发明专利技术涉及一种海上风电钢管嵌岩桩，包括钢管桩桩身，在处于嵌岩深度范围的钢管桩桩身长度内，等间距均匀布置出浆口，所述出浆口上设置有由内向外的单向注浆阀，所述出浆口外侧包裹橡胶垫圈。还设涉及了一种桩外灌浆施工的方法，包括如下步骤：步骤1：用钻机进行钻孔施工，钻孔至设计深度，进行第一次清孔，之后将所述海上风电钢管嵌岩桩的桩基沉入到所述设计深度；步骤2：进行第二次清孔，将所述海上风电钢管嵌岩桩的桩底端的残渣清除，下放导管接入所述单向注浆阀，开始水下浇筑混凝土。打桩效率高，灌浆充分，桩壁与岩壁能够有效结合，操作方便。

Method for construction of offshore wind power steel pipe embedded rock pile and outside pile grouting

The invention relates to a wind power offshore steel rock socketed pile, including steel pipe piles, in the rock socketed depth range of the steel pipe pile length, spacing evenly arranged a slurry outlet, the slurry outlet is arranged on the inside out one-way grouting valve, the slurry outlet outside rubber washer. Also relates to a method of grouting pile, which comprises the following steps: Step 1: drilling rig, drilling depth to the design, for the first time to clean the hole, then the sea wind pipe pile pile embedded into the design depth; step 2: for the second time clean the hole, the sea clear wind socketed steel pile bottom residue, decentralization of the one-way valve access duct grouting, to underwater concrete. The pile driving efficiency is high, the grouting is sufficient, and the pile wall and the rock face can be effectively combined, and the operation is convenient.

【技术实现步骤摘要】
海上风电钢管嵌岩桩及桩外灌浆施工的方法
本专利技术涉及海上平台施工领域，具体而言，涉及一种海上风电钢管嵌岩桩及一种桩外灌浆施工的方法。
技术介绍
在沿海区域，地质条件复杂，海底礁石、砂脊、沙丘、沟壑纵横交错、不同区域地质情况变化大，浅表层土多为软土地基、基岩埋藏深浅不一、甚至会出现孤石的情况。基于这种复杂的地质情况，海上风电项目风机基础需要采用钢管嵌岩桩的基础形式。现有的嵌岩桩灌浆技术多应用于钻孔灌注桩，即先进行钻孔作业，在孔内放置钢护筒护壁，接着进行灌浆作业。但针对风电基础，采用灌注桩作为单桩基础，需要大量适用于水下的灌浆材料，不仅费用较高，且水下灌浆施工难度大、灌浆效果不理想。因此，打入性大直径钢管嵌岩桩成为一种理想的替代灌注桩的嵌岩桩型。但鉴于在中等风化岩层或是弱风化岩层中，钢管桩打入性差，需要钻机钻孔直径略大于桩径，也便于钻孔后沉桩。因此，需要一种合理的填充钢管桩壁与岩壁之间空隙的灌浆工艺。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术施工难度大、灌浆效果不理想的问题，提出了一种既方便施工又能保证水下灌浆使桩壁与岩壁有效结合的海上风电钢管嵌岩桩，包括钢管桩桩身，在处于嵌岩深度范围的钢管桩桩身长度内，等间距均匀布置出浆口，所述出浆口上设置有由内向外的单向注浆阀，所述出浆口外侧包裹橡胶垫圈。进一步地，所述出浆口随高度变化成梅花形式布置。进一步地，所述间距的范围为2～4米，每一层均匀布置8～12个所述出浆口，所述出浆口的喷射面积为3～5平方米。进一步地，所述钢管桩桩身内部连接的所述出桨口的通道为J型通道，所述J型通道与所述单向注浆阀连接。进一步地，还包括导管，所述导管设置在所述钢管桩桩身内部，所述导管的一端与所述单向注浆阀对接。进一步地，连接位于所述钢管桩桩身同一竖直高度上出浆口的导管水平方向上间隔设置。本专利技术另一方面还提供了一种利用上述海上风电钢管嵌岩桩进行桩外灌浆施工的方法，包括如下步骤：步骤1：用钻机进行钻孔施工，钻孔至设计深度，进行第一次清孔，之后将所述海上风电钢管嵌岩桩的桩基沉入到所述设计深度；步骤2：进行第二次清孔，将所述海上风电钢管嵌岩桩的桩底端的残渣清除，下放导管接入所述单向注浆阀，开始水下浇筑混凝土。进一步地，所述步骤1中，在海水底层上部具有软弱图层时，对所述海上风电钢管嵌岩桩进行打桩施工，当所述桩身贯入到坚硬岩层时，钻机由桩内径到达桩底端进行钻孔施工，钻孔半径大于桩身半径，钻孔深度直达设计持力层停止。进一步地，所述步骤2中，在地下水位以下时，混凝土浆液水灰比为0.45～0.65，在地下水位以上时，混凝土浆液水灰比为0.7～0.9；最大注浆压力不小于4MPa；注浆流量不超过75L/min。进一步地，所述步骤2中，所述导管接入所述单向注浆阀的步骤包括，扳动位于J型通道处的滑动螺栓，将所述导管和所述单向注浆阀紧固，注浆完成后，扳动滑动螺栓，将导管拔出所述出浆口。本专利技术相对于现有技术，打桩效率高，灌浆充分，桩壁与岩壁能够有效结合，操作方便。可提高施工的可靠性，保证设计满足工程受力需要。可以有效减少桩基的长度，降低成本。附图说明通过参考附图会更加清楚的理解本专利技术的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本专利技术进行任何限制，在附图中：图1为本专利技术一些实施例中的海上风电钢管嵌岩桩的结构示意图；图2为本专利技术一些实施例中的海上风电钢管嵌岩桩的局部结构示意图；图3为本专利技术一些实施例中的海上风电钢管嵌岩桩的局部结构示意图；图4为本专利技术一些实施例中的海上风电钢管嵌岩桩在灌浆施工时的状态结构图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。实施例一本专利技术实施例提供海上风电钢管嵌岩桩桩外灌浆施工工艺，该灌浆施工工艺在嵌岩段钢管桩桩身设置出浆口，安置从地面到出浆口处的多根注浆导管，既方便施工又能保证水下灌浆使桩壁与岩壁有效结合。具体地如图1、图3所示，本专利技术实施例提供了一种海上风电钢管嵌岩桩100，包括钢管桩桩身110，在处于嵌岩深度范围的钢管桩桩身长度内，等间距均匀布置出浆口111，所述出浆口111上设置有由内向外的单向注浆阀，所述出浆口111外侧包裹橡胶垫圈120。所述海上风电钢管嵌岩桩100能够钻入岩层，之后通过设置在侧面的出浆口111进行灌浆，利用橡胶垫圈120保护出浆口111，防止钻入岩层中时出浆口111磨损，甚至破坏单向注浆阀。本专利技术为了保证注浆与岩层贴合均匀，如图2所示，所述出浆口111随高度变化成梅花形式布置，即上下层出浆口111的横向位置相互错开。为了保证灌浆效率，同时保证操作方便，使得浆液填充均匀，所述间距的范围为2～4米，每一层均匀布置8～12个所述出浆口，所述出浆口的喷射面积为3～5平方米。为了方便出浆口111的浆液出浆，减小出浆阻力，如图3所示，所述钢管桩桩身110内部连接所述出桨口111的通道为J型通道112，所述J型通道112与所述单向注浆阀连接，所述J型通道112包括圆弧段和直线段。所述J型通道112内设有滑动螺栓140。通过滑动螺栓140连接所述导管130。为了进行灌浆，本专利技术的海上风电钢管嵌岩桩100还包括导管130，所述导管130设置在所述钢管桩桩身110内部，所述导管130的一端与所述单向注浆阀对接。通过导管130接入到所述单向注浆阀，进行注浆，浆液从所述出浆口111流出，保证了操作效率，在初始打桩之后再接入导管130，保证了导管的安全性，保证了出浆的安全性、可靠性。为了方便同时灌浆，连接位于所述钢管桩桩身110同一竖直高度上出浆口的导管水平方向上间隔设置，间隔距离为30cm左右，对应J型通道的长度也相应变化。实施例二本专利技术基于上述的海上风电钢管嵌岩桩，还提供了一种桩外灌浆施工的方法，包括如下步骤：步骤1：用钻机进行钻孔施工，钻孔至设计深度，进行第一次清孔，之后将所述海上风电钢管嵌岩桩的桩基沉入到所述设计深度。在海水底层上部具有软弱图层时，对所述海上风电钢管嵌岩桩进行打桩施工，当所述桩身贯入到坚硬岩层时，钻机由桩内径到达桩底端进行钻孔施工，钻孔半径大于桩身半径，钻孔深度直达设计持力层停止。步骤2：进行第二次清孔，将所述海上风电钢管嵌岩桩的桩底端的残渣清除，下放导管接入所述单向注浆阀，开始水下浇筑混凝土。在地下水位以下时，混凝土浆液水灰比为0.45～0.65，在地下水位以上时，混凝土浆液水灰比为0.7～0.9；最大注浆压力不小于4MPa；注浆流量不超过75L/min。所述导管接入所述单向注浆阀的步骤包括，扳动位于J形弯处的滑动螺栓，将其二者紧固，注浆完成后，扳动滑动螺栓，将灌浆导管拔出出浆口。本专利技术的施工方法能够高效打桩，并能克服地质条件差的情况。节约灌浆量且能保证灌浆质量有效的填充了岩石裂隙以及钢管桩壁与岩壁的空隙。实施例三本专利技术实施例提供了一种海上风电钢管嵌岩桩桩外灌浆施工工艺，包括以下步骤：步骤一，如图4所示，处于嵌岩深度范围的钢管桩桩身长度内，间距3米的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，包括钢管桩桩身，在处于嵌岩深度范围的钢管桩桩身长度内，等间距均匀布置出浆口，所述出浆口上设置有由内向外的单向注浆阀，所述出浆口外侧包裹橡胶垫圈。

【技术特征摘要】
1.一种海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，包括钢管桩桩身，在处于嵌岩深度范围的钢管桩桩身长度内，等间距均匀布置出浆口，所述出浆口上设置有由内向外的单向注浆阀，所述出浆口外侧包裹橡胶垫圈。2.如权利要求1所述的海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，所述出浆口随高度变化成梅花形式布置。3.如权利要求1所述的海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，所述间距的范围为2～4米，每一层均匀布置8～12个所述出浆口，所述出浆口的喷射面积为3～5平方米。4.如权利要求1所述的海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，所述钢管桩桩身内部连接所述出桨口的通道为J型通道，所述J型通道与所述单向注浆阀连接。5.如权利要求1～4所述的任一海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，还包括导管，所述导管设置在所述钢管桩桩身内部，所述导管的一端与所述单向注浆阀对接。6.如权利要求5所述的海上风电钢管嵌岩桩，其特征在于，连接位于所述钢管桩桩身同一竖直高度上出浆口的导管水平方向上间隔设置。7.一种利用权利要求1～6中任一海上风电钢管嵌岩桩进行桩外灌浆施工的方法，其特征在于，包括如下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾沼霖，袁新勇，王小合，张星波，逯鹏，刘玉飞，张健翔，孔德煌，张康，余刚，张清涛，郝利忠，
申请(专利权)人：华电重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11