一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法技术

本发明专利技术公开一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法，采用桩内斜孔注浆与桩外斜孔注浆补强的手段，形成一体的新的复合地基来加固桩周土体，对海洋深水斜桩桩周地层塌陷治理效果质量显著，有效确保后续桩基施工安全顺利进行，大大减小工期及经济损失，也有效保障海洋深水斜桩基础的承载力及稳定性，杜绝安全隐患的发生。

A grouting reinforcement method for stratum collapse around marine deep-water inclined pile

【技术实现步骤摘要】
一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法
本专利技术涉及工程施工
，具体涉及一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法。
技术介绍
海洋风电桩基础大都采用高性能的海工混凝土承台和钢管桩基础。钢管桩主要由钢护筒和位于钢护筒内的混凝土桩组成，以其足够大的承载力、相对简单的沉桩工艺、较小的排土量与良好的抗弯能力等优点，得到广泛应用。钢管桩基础常见基础形式有单桩与高桩承台。单桩基础技术较为成熟，缺点在于桩径大造价高，刚度较小，适应水深有限。高桩承台基础一般包含6-8根斜桩。由于海洋作业环境恶劣、海底地形与岩层的复杂性，施工工艺以及管理因素的影响易造成深水桩基施工过程中发生周围地层发生软化松动塌陷而桩内漏砂现象，严重阻碍桩基础后续施工进度，也影响桩基后续施工安全，同时大大降低桩基的承载力，危及整个海洋风电场的正常安全运行，带来的风险损失将无比巨大。目前国内沉陷地基处理技术针对海洋工程的研发与应用非常少，缺乏成熟可行的技术经验参考，尤其是海洋风电深水斜桩基础沉陷地层处理技术经验严重不足，较少的已往应用案例也只采用传统直桩的钻孔注浆等单一的整治措施，由于桩基是倾斜的，直桩的钻孔效率低，注浆效果差，施工周期长，对海上天气窗口期要求高，无法有效解决海洋地层塌陷问题，严重影响后续桩基施工和风电场运行的安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有海洋深水斜桩桩周地层塌陷治理效果差、无法满足后续施工及安全要求的缺陷，提供一种海洋深水斜桩桩周土塌陷注浆加固方法，通过对桩基塌陷区域进行桩内斜孔注浆与桩侧斜孔注浆，使桩外侧与周围的土体有效且充分固结成一个整体，确保桩基后续安全顺利施工，确保桩基承载力及稳定性满足设计要求。为了实现本专利技术的上述目的，采用以下技术方案：一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固结构，以斜桩基础为中心，采用环绕布置，在桩内及桩侧进行斜孔注浆，桩外注浆体之间相互咬合，桩内与桩外注浆体之间相互重叠交联，这样形成以桩内桩外为一体的新的复合地基来加固桩周土体，有效增强了海洋深水斜桩基础的安全性及稳定性。一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法，包括以下步骤：(1)处理前准备工作：对桩基分布范围内的地质勘探，处理前钻探取芯探摸，确定塌陷区域的情况后再进行布孔；(2)加固方案设计：根据斜桩桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及注浆设备性能，设计斜桩加固处理方案，确定斜桩桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；(3)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；采用测量仪在已有夹桩钢架平台或临时搭设施工平台上测设放线定位出钻孔位置；(4)桩内引孔注浆：在桩内平行钢管桩方向通过安置桩内导向装置引孔钻进，引注浆斜孔，而后注浆管下放至孔内，进行桩端桩底注浆。(5)设置桩侧定向导管：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定向导管；(6)桩侧引孔注浆：桩外侧平行钢管桩方向，布设钻机，沿着桩侧定位导管，钻设斜孔到设计深度；将注浆管下放到斜孔中进行注浆施工。进一步地，步骤(6)中注浆斜孔以斜桩为中心，环形布置。进一步地，步骤(6)中注浆管为多根花管，采用多次注浆工艺灌注水泥浆，使桩与桩外土体固结成一个整体。进一步地，步骤(5)桩内设置导向定位装置，使桩内注浆管的倾斜度保持与斜桩平行。进一步地，步骤(5)桩内设置的导向定位装置是木质导向支架构件。进一步地，所述步骤(5)桩内注浆管放置结束后，在桩顶安装桩帽密封，使桩内注浆更加密实凝固。进一步地，步骤(4)中桩侧定向导管采用抱箍固定。进一步地，桩内斜孔注浆、桩侧斜孔注浆与钢管桩及其桩周土体结合，交联为一整体的复合地基加固结构。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.本专利技术提供一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法，在海洋深水环境下对成桩前的斜桩基础周围塌陷地层进行补强加固，有效确保桩基后续安全顺利施工，也可对已成桩的斜桩基础的塌陷区域进行加固，有效增强斜桩基础的承载力及稳定性。2.采用本专利技术方法进行加固处理，充填钢管桩四周桩周土裂隙，桩内注浆与桩侧注浆填充液凝固后，改善桩周土体的刚性和强度，使岩土的变形受到约束，强化钢管桩与桩周土层的联结程度，从而达到桩外侧与周围的土体有效紧密固结成一个整体，大大提高桩周土的摩擦力，增强了海洋深水斜桩基础的稳定性。大大减小后续工期及工程经济损失，也有效杜绝后期运行安全隐患的发生。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注浆加固横断面示意图。图3为实施例中海上风电斜桩桩周塌陷地层注浆加固前后纵断面示意图(左侧未加固，右侧加固)。图4为本专利技术桩侧注浆下放钢花管示意图。附图标记：1、斜桩(钢管桩)；2、注浆孔；21、桩内注浆斜孔；22、桩外注浆斜孔；210、桩内注浆体；220、桩外注浆体；30、桩侧定向导管；31、连接件(接扣)；32、抱箍；33、桩内导向定位装置；40、注浆花管；41、花眼；42、桩端面；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。某地海洋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。高桩承台基础一般包含6-8根斜桩。根据地勘资料显示，在钻进深度控制范围内，某地海洋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。如图1所示，斜桩1基础周围土层松动造成塌陷。钢管桩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。如图2和3所示，本实施例采用一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固结构，以斜桩1基础为中心，采用环绕布置，在桩内及桩侧进行斜孔注浆，桩外注浆体220之间相互咬合，桩内注浆体210与桩外注浆体220之间相互重叠交联，浆液通过渗入、填充、挤密、劈裂等作用与桩周土体结合，这样形成以桩内桩外为一体的新的复合地基来加固桩周土体，有效增强了海洋深水斜桩基础的安全性及稳定性。本实施例中的海洋深水斜桩基塌陷注浆加固方法，包括以下步骤：(1)处理前准备工作：对桩基分布范围内的地质勘探，处理前钻探取芯探摸，确定塌陷区域16的情况后再进行布孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法，所述斜桩为钢管桩基础，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)处理前准备工作：对桩基分布范围内的地质勘探，处理前钻探取芯探摸，确定塌陷区域的情况后再进行布孔；/n(2)加固方案设计：根据斜桩桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及注浆设备性能，设计斜桩加固处理方案，确定斜桩桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；/n(3)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；采用测量仪在已有夹桩钢架平台或临时搭设施工平台上测设放线定位出钻孔位置；/n(4)桩内引孔注浆：在桩内平行钢管桩方向通过安置桩内导向装置引孔钻进，引注浆斜孔，而后注浆管下放至孔内，进行桩端桩底注浆。/n(5)设置桩侧定向导管：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定向导管；/n(6)桩侧引孔注浆：桩外侧平行钢管桩方向，布设钻机，沿着桩侧定位导管，钻设斜孔到设计深度；将注浆管下放到斜孔中进行注浆施工。/n

【技术特征摘要】
1.一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法，所述斜桩为钢管桩基础，其特征在于，包括以下步骤：
(1)处理前准备工作：对桩基分布范围内的地质勘探，处理前钻探取芯探摸，确定塌陷区域的情况后再进行布孔；
(2)加固方案设计：根据斜桩桩径、桩长、倾斜度、塌陷情况、地层条件以及注浆设备性能，设计斜桩加固处理方案，确定斜桩桩径、桩长、数量、倾斜度、水灰比等关键参数；
(3)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；采用测量仪在已有夹桩钢架平台或临时搭设施工平台上测设放线定位出钻孔位置；
(4)桩内引孔注浆：在桩内平行钢管桩方向通过安置桩内导向装置引孔钻进，引注浆斜孔，而后注浆管下放至孔内，进行桩端桩底注浆。
(5)设置桩侧定向导管：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定向导管；
(6)桩侧引孔注浆：桩外侧平行钢管桩方向，布设钻机，沿着桩侧定位导管，钻设斜孔到设计深度；将注浆管下放到斜孔中进行注浆施工。


2.根据权利要求1所述的一种海洋深水斜桩桩周地层塌陷注浆加固方法，其特征在于：步骤(6)中所述注浆斜孔以斜桩为...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琼玲，孔秋平，罗承浩，许万强，许万洪，罗发锟，邱维衍，郑添寿，张强，
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