一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法技术

本发明专利技术公开一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法，在深水斜桩的外围环向设置斜向导向装置，钻机通过斜向导向装置引斜孔而后进行高压旋喷作业，相连旋喷斜桩环向之间相互咬合，形成旋喷群斜桩加固地基，有效增强深水斜桩基础的承载力及稳定性，施工质量好、效果佳。

【技术实现步骤摘要】
一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法
本专利技术涉及海洋工程施工
，具体涉及一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基加固方法。
技术介绍
随着海上建设和交通工程的发展，对海洋深水桩基础的稳定性要求越来越高，例如海上风力发电场的建设。由于海底地形与岩层的复杂性，施工工艺以及施工管理因素的影响加大深水桩基础稳固的难度。在砂土层、风化岩层等特殊地层，受施工扰动后，存在液化软化现象，造成深水桩基础周围地基变形松动，出现桩内漏砂、桩外塌陷现象，严重危害桩基础施工及海上既有建筑物或构筑物的安全。高压旋喷注浆作为高压喷射注浆法中一种常见的注浆方式，其应用主要集中在加固土体及堵水防渗两方面。高压旋喷注浆形成的加固体为圆柱形，桩体方向以垂直居多，在工程建设发展过程中，会出现竖直旋喷桩无法有效解决一些复杂、特殊的工程需要。例如海上风电机的高桩承台基础，一般包含6-8根钢管斜桩，在用高频振动锤振动钢管桩下沉过程中，造成地层扰动，特别是在砂层和强风化层中往往存在液化软化现象，导致桩基塌陷事故屡见不鲜。陆地上地面袖阀管注浆、WSS双液浆加固、MJS竖直或水平旋喷桩咬合群桩防渗帷幕及补充注浆加固等现有技术应用已较为广泛，然而针对海上深水施工，作业环境恶劣，施工场地较为狭小且针对的是斜桩施工，传统的陆地垂直旋喷桩已无法有效解决深水斜桩桩周地基土塌陷问题，造成后续桩基础长时间停工，经济损失较大，且桩基承载力无法满足设计要求，存在巨大安全风险隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法，通过对桩周施工斜孔旋喷桩，对斜桩基础进行桩周土加固，解决海上作业施工时的地层松动塌陷问题，有效保证工程的安全。为了实现本专利技术的上述目的，采用以下技术方案：在深水斜桩的外围环向通过斜向导向定位套管施工旋喷斜桩，旋喷斜桩与深水斜桩基础保持平行，相连旋喷斜桩环向之间相互咬合，形成斜孔旋喷群桩充分加固桩周围地基。海上深水斜桩桩周土旋喷加固方法包括以下步骤：(1)加固方案设计：根据斜桩桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及旋喷设备性能，设计旋喷斜桩加固处理方案，确定旋喷斜桩桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；(2)桩孔定位放线：根据设计方案图纸在现场测设定出施工桩位；(3)设置导向定位套管：根据引孔孔径、水深、倾斜度、布孔位置等参数，平行斜桩基础方向制作安装斜向导向定位套管；(4)开孔成孔：布设钻机，沿着导向定位套管，钻设斜孔到设计深度；(5)高压旋喷：将旋喷管下放到斜孔中进行旋喷桩施工。进一步地，旋喷斜桩与深水斜桩基础保持平行，相连旋喷斜桩环向之间相互咬合重叠，形成斜孔旋喷群桩确保充分加固桩周塌陷地基。进一步地，所述旋喷斜桩相对于水平方向的倾斜角度为锐角。进一步地，旋喷斜桩交叉重叠分布。进一步地，所述导向定位套管采用抱箍方式固定。进一步地，导向定位套管穿过海床面插入软土层一定深度稳定为止。进一步地，导向定位套管包含内套管，内套管在引孔时跟进至岩土层。综上所述，由于采取了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.整体稳定性好：旋喷桩是水泥浆液与周围土体混合形成的桩体，相比注浆等手段，具有加固效果可靠明显、自温能力强、整体稳定性好等优点。2.加固效果好、经济、工期短：因基础为斜桩，若采用旋喷直桩，需每间隔一定深度分层打设一圈旋喷桩，一方面加固区域不能充分覆盖桩周土，另外工程量也增大，工期长，施工难度也更大，相比旋喷直桩，采用旋喷斜桩，与斜桩基础保持平行，使得加固区域可以完全覆盖桩周土，工程量也更小，工期更短。3、加固充分无空白区域：结合桩径、旋喷设备能力及与斜桩基础的间距等参数，设计科学合理的旋喷斜桩径与数量，让相邻水平旋喷斜桩环向之间互相叠合，完整覆盖桩周土区域，不存在未加固的空白区域。4.本专利技术可以进行0～90°倾斜角度的施工，因此针对不同建筑或构筑物基础形式，能够灵活有效的调整定位导向装置，从而施工不同角度的旋喷斜桩，使用自由，布置形式灵活，适应性强。附图说明图1为实施例中海上风电斜桩桩周地基塌陷示意图。图2为实施例中海上风电斜桩桩周塌陷地层旋喷加固前后纵断面示意图(左侧未加固，右侧加固)。图3为实施例中海上风电斜桩桩周塌陷地层旋喷加固横断面示意图。附图标记：1、斜桩基础(钢管斜桩)；2、斜孔；21、旋喷斜桩；3、导向定位套管；31、连接件(接扣)；32、抱箍；11、中粗砂层；12、全风化花岗岩；13、砂土状强风化花岗岩；14、碎裂状强风化花岗岩；15、中风化花岗岩；16、塌陷区域；17、C40微膨胀混凝土；100、临时夹桩固定平台；101、平均海平面；102、平均海床面。具体实施方式结合附图，对本专利技术作详细说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。某地海上风电场拟采用的基础形式为高桩承台基础(含打入摩擦桩基础、钻孔摩擦桩基础及嵌岩桩基基础)。基础设计使用年限为二十五年。高桩承台基础包含6-8根斜桩基础1。根据地勘资料显示，在钻进深度控制范围内，某地海上风电场的海底地层结构包括有淤泥层、含泥细砂、粉细砂、粉质粘土、中粗砂层11、全风化花岗岩12、砂土状强风化花岗岩13、碎裂状强风化花岗岩14、中风化花岗岩15等。斜桩基础1周围土层松动造成塌陷。如图1所示，钢管斜桩1直径2.1米，该桩处水深约15米，在桩的南侧有直径约为3米深度3米以上的漏斗型塌陷区域16，通过钻探查明，在桩的四周泥面以下3-12米深度范围存在较多孔洞。海上深水斜桩基础桩周塌陷地基旋喷加固方法包括以下步骤：(1)加固方案设计：根据斜桩基础1桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及旋喷设备性能，设计旋喷斜桩加固处理方案，确定旋喷斜桩21桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；(2)桩孔定位放线：根据设计方案图纸在现场测设定出施工桩位；(3)设置导向定位套管3：根据引孔孔径、水深、倾斜度、布孔位置等参数，平行斜桩基础1方向制作安装斜向导向定位套管3；本实施例中导向定位套管3采用抱箍32方式固定。在斜桩基础1纵向上每间隔6m安装钢管环抱接扣31，接扣31与导向定位套管3相接，固定导向定位套管3。所安装的导向定位套管3为内径110mm的钢管，中心距离管桩边0.5m-0.8m。导向定位套管3与斜桩基础1的倾斜度要一致，导向定位套管3的内壁必须光滑。导向定位套管3穿过海床面插入泥面以下一定深度稳定为止。导向定位套管3也可采用其他安装方式，如滑轨、卡槽固定、套管安装等。海上作业，本工序安装较为困难，必要时应有潜水员和拖船配合安装。旋喷斜桩21施工结束后，导向定位套管3可拆除重复利用。优选地，导向定位套管3设置为内外两层套管，内套管在引孔时跟进至碎裂状强风化花岗岩层14，避免钻孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法，所述斜桩为钢管桩，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)加固方案设计：根据斜桩桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及旋喷设备性能，设计旋喷斜桩加固处理方案，确定旋喷斜桩桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；/n(2)桩孔定位放线：根据设计方案图纸在现场测设定出施工桩位；/n(3)设置导向定位套管：根据引孔孔径、水深、倾斜度、布孔位置等参数，平行斜桩基础方向制作安装斜向导向定位套管；/n(4)开孔成孔：布设钻机，沿着导向定位套管，钻设斜孔到设计深度；/n(5)高压旋喷：将旋喷管下放到斜孔中进行旋喷桩施工。/n

【技术特征摘要】
1.一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法，所述斜桩为钢管桩，其特征在于，包括以下步骤：
(1)加固方案设计：根据斜桩桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及旋喷设备性能，设计旋喷斜桩加固处理方案，确定旋喷斜桩桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；
(2)桩孔定位放线：根据设计方案图纸在现场测设定出施工桩位；
(3)设置导向定位套管：根据引孔孔径、水深、倾斜度、布孔位置等参数，平行斜桩基础方向制作安装斜向导向定位套管；
(4)开孔成孔：布设钻机，沿着导向定位套管，钻设斜孔到设计深度；
(5)高压旋喷：将旋喷管下放到斜孔中进行旋喷桩施工。


2.根据权利要求1所述的一种海洋深水斜桩桩周塌陷地基旋喷加固方法，其特征在于：所述旋喷斜桩与所述深水斜桩基础保持平行，相连旋喷斜桩环向之间相互咬合重叠，形成斜孔旋喷群桩加固地基。


3.根据权利要求1所述的一种海洋深水斜...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗承浩，孔秋平，郭琼玲，许万强，罗发锟，许万洪，郑添寿，张强，邱维衍，
申请(专利权)人：福建永强岩土股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35