一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法技术

本发明专利技术属于海上风电工程领域，具体涉及一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，包括以下步骤：将外护筒打入土层并与岩层相抵；将辅助导向架的中间护筒打入土层并与岩层相抵，中间护筒的直径小于外护筒的直径，中间护筒位于外护筒内，且中间护筒的顶部高出海面；将内护筒插入中间护筒并打入岩层；钻桩孔；将单桩放入钻好的桩孔并放至设计高度；在单桩底部及外侧进行灌浆加固。本发明专利技术通过内外双护筒的方式进行土体的加固，降低了在钻孔过程中发生土体破坏塌方的可能。钻孔过程中发生土体破坏塌方的可能。钻孔过程中发生土体破坏塌方的可能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法


[0001]本专利技术属于海上风电工程领域，具体涉及一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法。

技术介绍

[0002]海上风电作为可再生绿色能源越发受到人们的重视。海上风力发电因其能量密度大、受地理环境因素限制小、发电总小时数大等优势而得到广泛的应用。但同时受到了复杂海洋环境的影响，海上风电的建设难度也更大。常用的基础形式有重力式基础、单桩基础、导管架基础和吸力筒基础。目前在风电场的施工建设中，单桩基础仍然是应用最多的一种形式。
[0003]在海上风电开发过程中，有些场区地质条件复杂，浅表层为松软的覆土层，覆盖层以下为坚硬的岩石层。如果大直径单桩基础的桩基仅仅打入表层覆土，桩基提供的承载力无法满足需求，为了满足承载力的设计要求，大直径单桩基础桩尖部分需要嵌入覆土层下的岩层内,形成嵌岩桩。
[0004]嵌岩桩通过钻孔沉桩完成施工，由钻孔产生的桩孔的孔径大于单桩的直径，以便于后续把大直径单桩直接植入到该钻孔内。在钢管桩外壁与桩孔之间存在空隙，需要通过一定强度的灌浆料来填充钢管桩与桩孔之间的空隙，待灌浆料老化后，保证单桩的承载力和稳固性，以抵抗风机载荷和外部环境载荷的冲击。但由于不同地区的地质条件不同，在具体的施工过程中，很容易产生以下技术难题：1、在钻孔及下放钢护筒的过程中，由于海底施工复杂的条件，可能会造成土质的破坏，形成塌方，施工难度增加；二、当形成塌方时，如果情况严重，无法形成一个封闭的环境，也无法通过灌浆作业进行封堵。

技术实现思路

[0005]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法的技术方案。
[0006]所述的一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：
[0007]步骤一：将外护筒打入土层并与岩层相抵；
[0008]步骤二：将辅助导向架的中间护筒打入土层并与岩层相抵，中间护筒的直径小于外护筒的直径，中间护筒位于外护筒内，且中间护筒的顶部高出海面；
[0009]步骤三：将内护筒插入中间护筒并打入岩层；
[0010]步骤四：钻桩孔；
[0011]步骤五：将单桩放入钻好的桩孔并放至设计高度；
[0012]步骤六：在单桩底部及外侧进行灌浆加固。
[0013]所述的一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于所述步骤二中，所述辅助导向架还包括设置于中间护筒四周的支撑架，所述支撑架的顶部安装
有同样高出海面的施工平台。
[0014]所述的一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于所述步骤二中，所述支撑架的主体位于外护筒外侧，支撑架的主体同样打入土层并与岩层相抵。
[0015]所述的一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于所述步骤四的操作包括：首先进行初钻，钻至一定深度，再次进行内护筒的插打，同时辅以泥浆护壁，避免孔壁的塌方，此后，钻机继续工作，钻至设计标高后，撤除钻机。
[0016]所述的一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于还包括步骤七：拆除内护筒、辅助导向架和外护筒。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1)通过内外双护筒的方式进行土体的加固，降低了在钻孔过程中发生土体破坏塌方的可能；
[0019]2)将辅助导向架的中间护筒也打入图土中，在未打入内护筒时，首先形成了一个类似双护筒的情况，将土体进行了加固，当打入内护筒时，实际上形成一个三护筒的土体加固结构，加固效果更好；
[0020]3)辅助导向架具有三个功能，一是为内护筒的打入导向，二是用作施工平台，三是加固土体。
附图说明
[0021]图1为本专利技术流程图；
[0022]图2为本专利技术中打入外护筒时的施工示意图；
[0023]图3为本专利技术中打入辅助导向架时的施工示意图；
[0024]图4为本专利技术中打入内护筒时的施工示意图；
[0025]图5为本专利技术中钻机初钻时的施工示意图；
[0026]图6为本专利技术中钻机复钻至标高后放入单桩时的施工示意图；
[0027]图7为本专利技术中灌浆时的施工示意图；
[0028]图8为本专利技术中辅助导向架俯视结构示意图。
[0029]图中：1是海水、2是外护筒、3是土层、4是岩层、5是辅助导向架、50是中间护筒、51是支撑架、52是施工平台、6是内护筒、7是单桩、8是灌浆层。
具体实施方式
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0032]参阅图1
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8，一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：
[0033]步骤一：首先进行施工准备，包括土质的测量，机位的定位等工作，接着进行外护筒2的运输，利用浮吊吊装外护筒2至预定地点，然后进行外护筒2的入水着床，将外护筒2打
入土层3并与岩层4相抵；
[0034]步骤二：待外护筒2基本稳定，达到设计的平稳度时，进行辅助导向架5的插打，将辅助导向架5的中间护筒50打入土层3并与岩层4相抵，中间护筒50的直径小于外护筒2的直径，中间护筒50位于外护筒2内，且中间护筒50的顶部高出海面，该辅助导向架5用于调整内护筒6的平稳度及加固土体；
[0035]步骤三：待辅助导向架5就位后，进行内护筒6的插打，将内护筒6插入中间护筒50并打入岩层4；
[0036]步骤四：钻桩孔；
[0037]步骤五：将单桩7放入钻好的桩孔并放至设计高度；
[0038]步骤六：在单桩7底部及外侧进行灌浆加固，形成灌浆层8；
[0039]步骤七：在灌浆环节完成后，拆除内护筒6、辅助导向架5和外护筒2。
[0040]继续参阅图2，在所述步骤二中，所述辅助导向架5还包括设置于中间护筒50四周的支撑架51，所述支撑架51的顶部安装有同样高出海面的施工平台52。
[0041]进一步地，所述支撑架51的主体位于外护筒2外侧，支撑架51的主体同样打入土层3并与岩层4相抵。
[0042]继续参阅图6和图7，所述步骤四的操作包括：钻机与内护筒6就位，首先进行初钻，钻至一定深度，再次进行内护筒6的插打，同时辅以泥浆护壁，避免孔壁的塌方，此后，钻机继续工作，钻至设计标高后，撤除钻机，其中，泥浆护壁为本领域的公知常识，不再赘述。
[0043]需要说明的是，本专利技术适用于一些土质条件较差的施工环境。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：将外护筒打入土层并与岩层相抵；步骤二：将辅助导向架的中间护筒打入土层并与岩层相抵，中间护筒的直径小于外护筒的直径，中间护筒位于外护筒内，且中间护筒的顶部高出海面；步骤三：将内护筒插入中间护筒并打入岩层；步骤四：钻桩孔；步骤五：将单桩放入钻好的桩孔并放至设计高度；步骤六：在单桩底部及外侧进行灌浆加固。2.根据权利要求1所述的一种基于双护筒结构软土层海上风电嵌岩单桩施工方法，其特征在于所述步骤二中，所述辅助导向架还包括设置于中间护筒四周的支撑架，所述支撑架的顶部安装有同样高出...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱嵘华，栾富豪，田振亚，刘寒秋，胡彬，
申请(专利权)人：广东华蕴海上风电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：