[发明专利]用于桩基冲刷形态检测和治理加固的方法

权利要求书

1.一种用于桩基冲刷形态检测和治理加固的方法，其特征是，包括如下步骤：

S1.利用冲刷坑形态监测设备探测冲刷坑形态，在探测船上，将带有重物及锥尖探针的缆绳下放，当锥尖探针触碰到海床表面土体时，探测船上的指示器灯亮，停止缆绳下放并记录缆绳长度，更换缆绳下放地点并重复上述步骤，完成多次测量取点，计算冲刷坑深度，进一步得到冲刷坑形态、深度和范围；

S2.预算回填砂土体积，根据步骤S1得到的冲刷坑形态，计算冲刷坑体积V’，并根据冲刷坑体积预算回填砂土体积V，考虑到土体物理性质并为预留出土体沉降空间，回填砂土应高于原海床平面，因此回填砂土体积V=1.3*V’；

S3.砂土回填，利用绞吸船或运砂船进行砂土回填；

S4.设计桩位、数量和桩长，采用先打振冲高压桩、后高压旋喷注浆的方式对回填砂土进行加固，防止回填砂土在浪流的冲刷下发生二次流失，根据步骤S1中得到的冲刷坑的形态、深度和范围，按照经济、安全的原则对桩位、数量和桩长进行设计；

S5.计算打桩、注浆耗材，根据步骤S4计算得出的桩的桩位、数量和桩长，计算混凝土桩总耗材，根据预计耗材给出需要使用的砂、石和水泥的用量和配比；

S6.加固方案实施，按照步骤S4计算的数据进行振冲高压桩和旋喷桩的施工，其中先进行振冲高压桩的施工，待全部完成后再进行旋喷桩的施工，两种桩的施工均依照“先中间后周边”的施工顺序进行。

2.如权利要求1所述的用于桩基冲刷形态检测和治理加固的方法，其特征是，所述步骤S1中，缆绳下放点环绕桩基，各点形成以桩基为中心的同心圆，同心圆的数量及直径根据工程实际设置，具体冲刷坑深度的计算公式为：

冲刷坑深度=重物及探针长度+缆绳下放长度-海底土面水深，

式中海底土面水深即为海床面水深，通过查阅当地的地质资料获得，通过多次重复测点即得三维冲刷坑形态。

3.如权利要求1所述的用于桩基冲刷形态检测和治理加固的方法，其特征是，所述步骤S2中，不同形态冲刷坑的体积V’计算公式如下：

锥型冲刷坑体积为：

，其中H为最大冲刷深度，R为最大冲刷坑半径，D为桩基直径；

椭球型冲刷坑体积为：

，其中H为最大冲刷深度，为冲刷坑半长，为冲刷坑半宽，D为桩基直径；

圆台型冲刷坑体积为：

，其中，H为最大冲刷深度，R为最大冲刷坑半径，r为最小冲刷坑半径，D为桩基直径；

复合型冲刷坑近似为桩基前后两个尺寸不同的半个圆台形冲刷坑结合在一起，因此，其体积为：

，其中，分别为桩前、桩后最大冲刷深度，分别为桩前、桩后最大冲刷坑半径，分别为桩前、桩后最小冲刷坑半径。

4.如权利要求1所述的用于桩基冲刷形态检测和治理加固的方法，其特征是，所述步骤S3中，

当使用绞吸船吸土回填时，在冲刷坑外围迎水侧4倍桩基直径范围设置钢板桩围挡，绞吸头及泥泵切削海底泥砂并形成负压，吸管及输砂管道将砂水混合物抽吸上来，经过加压泵增压，将泥砂输送到待吹填区域；泥砂从吹填导管吹出，自然沉淀固结，完成砂土回填作业；

当使用运砂船投掷砂土回填时，在冲刷坑外围迎水侧4倍桩基直径范围设置钢板桩围挡，高压水泵一端抽吸海水、另一端将运砂船中的泥砂冲成泥浆，吸砂泵将泥浆吸到加压泵中，加压作用下通过吹砂导管吹入待吹填区域，自然沉淀固结，完成砂土回填作业。