[发明专利]一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法

说明书

本发明属于海上风电技术领域，具体涉及一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法，包括将钢护筒打入覆土层，对覆土层和岩层进行挖掘，挖出桩孔；把钢管桩吊入钢护筒中，并定位于桩孔内，钢管桩与桩孔内壁及钢护筒底部之间形成环腔；往钢管桩管孔底部灌注第一灌浆层；往环腔内、第一灌浆层的上端依次灌注第二灌浆层、第三灌浆层、第四灌浆层和第五灌浆层；拔出钢护筒，待灌浆液老化，钢管桩与覆土层和岩层稳固连接，形成一个稳定可靠的风机基础。本发明的有益效果是：本发明将高强度灌浆材料与低强度灌浆材料合理分配，布置于恰当的位置，可以最大限度地发挥材料的性能，并降低前期施工成本，提高海上风电的经济效益。

技术领域

本发明属于海上风电技术领域，具体涉及一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法。

背景技术

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。

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。对于弱风化岩，其风化程度弱，岩体原始组织结构清楚完整，较为坚硬，因此是灌浆嵌岩的理想对象。目前在嵌岩单桩施工过程中，普遍采用一种灌浆料填充钢管桩与岩土层之间的间隙，使得基础与岩层之间刚性连接，这样容易导致单桩疲劳破坏及单桩钢结构局部屈曲破坏。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法的技术方案，有别于现在流行的灌浆技术，该灌浆方法采用分层施工工艺，多次灌浆的方法，将灌浆区域分为五层，从下至上进行五次灌浆，在不同层采用不同强度的灌浆材料，既能够保证单桩基础与岩土层之间稳固连接，使单桩基础具有可靠的承载性能，又能使得单桩与岩层之间不是完全刚性连接，避免了单桩基础疲劳破坏与结构局部屈曲破坏，还能够降低海上风电前期施工成本，提高了海上风电的经济效益。。

所述的一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法，其特征在于包括

S1：将钢护筒打入覆土层，并抵触于岩层上，在钢护筒的保护下对覆土层和岩层进行挖掘，挖出桩孔，桩孔的内径与钢护筒的外径相对应；

S2：把钢管桩吊入钢护筒中，并定位于桩孔内，钢管桩与桩孔内壁及钢护筒底部之间形成环腔；

S3：往钢管桩管孔底部灌注第一灌浆层，用以对钢管桩的底部进行密封；

S4：往环腔内依次灌注第二灌浆层、第三灌浆层、第四灌浆层和第五灌浆层，其中，第二灌浆层和第三灌浆层位于岩层内，第四灌浆层和第五灌浆层位于覆土层内，第二灌浆层为超高强水泥基灌浆材料，第三灌浆层为高强水泥基灌浆材料，第四灌浆层为普通水泥基灌浆材料；

S5：拔出钢护筒，待灌浆液老化，钢管桩与覆土层和岩层稳固连接，形成一个稳定可靠的风机基础。

所述的一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法，其特征在于所述步骤S3中，灌注第一灌浆层时，先往钢管桩的管孔底部灌注灌浆液，然后将钢管桩往上提升，使灌浆液进入环腔内，再把钢管桩放下去，待灌浆液老化后，形成第一灌浆层。

所述的一种海上风电弱风化基岩单桩嵌岩基础的高强灌浆方法，其特征在于灌注第一灌浆层时，通过往钢管桩的管孔内吊入第一灌注管进行灌注。