[发明专利]一种混凝土预制桩海上沉桩施工方法

说明书

本发明属于海上沉桩技术领域，公开了一种混凝土预制桩海上沉桩施工方法，首先进行钻孔和高压旋喷作业或进行钻孔和注浆搅拌作业，使配好的水泥浆液与拟沉桩处的砂土充分搅拌混合，形成应力水平较低的水泥砂土；然后利用沉桩设备将混凝土预制桩在处理过的水泥砂土处下沉至沉桩设计标高；最后静置养护水泥砂土，至水泥砂土强度达到要求。本发明将高压旋喷或水泥‑土搅拌技术应用于海上混凝土预制桩施工中，通过水泥浆液破坏其原有的土体结构，形成更为松散的土体结构，并用水泥浆包裹土颗粒，降低土体表面的粗糙程度，从而降低沉桩贯入阻力；同时使水泥砂土与混凝土预制桩之间形成具有足够强度的有效连接，成为联合受力整体，增大混凝土预制桩的承载力。

技术领域

本发明属于海上沉桩技术领域，具体的说，是涉及一种混凝土预制桩海上沉桩施工方法，特别适合海水面以下较密实砂土环境。

背景技术

在海上进行平台作业，需要将平台基础打入海水以下土层中。相比于陆地施工，海上桩基的土层上方存在海水压力作用，使土体的密实度较高，且其中存在较强的应力场，所以海上混凝土预制桩沉桩更加困难。砂土表面粗糙，高应力场下会在预制桩沉桩过程中产生很大的摩擦阻力，故这种问题在砂土层中体现的更为明显。因此，海上桩基一般采用钢桩，相比混凝土预制桩可以尽量较小沉桩摩阻力。但是如何在海上高应力砂土中完成混凝土预制桩的沉桩一直没有得到很好的解决，而要在海下砂土中顺利完成混凝土预制桩的沉桩，应设法降低砂土的应力水平和砂土与桩侧之间的摩擦系数。

高压旋喷法和水泥-土搅拌法均是在一种在陆上施工中比较常用的地基处理方法，高压旋喷法是采用高压水泥浆通过喷嘴喷出形成喷射流，以此切割土体并预制拌合成水泥土加固体的化学加固方法。水泥土搅拌法是采用水泥浆液与土拌合成水泥土加固体的化学加固方法。陆上的高压旋喷和水泥土搅拌一般用以加固处理软弱地基土。

发明内容

本发明着力于解决海上混凝土预制桩在海水以下的地基土，尤其是砂土中沉桩困难的技术问题，提供了一种混凝土预制桩海上沉桩施工方法，将高压旋喷或水泥-土搅拌技术应用于海上混凝土预制桩施工中，通过水泥浆液的冲击力或搅拌使土体变松散，并用水泥浆包裹土颗粒，降低土体表面的粗糙程度，从而降低混凝土预制桩的沉桩贯入阻力。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

本发明所提供的第一种混凝土预制桩海上沉桩施工方法，该方法按照如下步骤进行：

(1)定位沉桩位置，进行旋喷前的钻孔作业，钻进至混凝土预制桩的设计沉桩标高处停止；

(2)将高压喷嘴置于沉桩设计标高处，进行一边旋喷一边上提高压喷嘴的高压旋喷作业，使配好的水泥浆液与拟沉桩处的砂土充分搅拌混合，形成应力水平较低的水泥砂土；

(3)高压旋喷作业完成后，利用沉桩设备将混凝土预制桩在经高压旋喷处理过的水泥砂土处下沉至沉桩设计标高；

(4)静置养护水泥砂土，至水泥砂土强度达到要求。

进一步地，所述水泥浆液的水灰比不大于0.4。

进一步地，高压旋喷作业中注浆泵的压力值不低于海水以下砂土的水土压力值。

进一步地，所述混凝土预制桩的抗渗等级不小于P8。

本发明所提供的第二种混凝土预制桩海上沉桩施工方法，该方法按照如下步骤进行：

(1)定位沉桩位置，同时进行钻孔作业和高压旋喷作业，下放高压喷嘴的过程中一边钻孔一边旋喷，使配好的水泥浆液与拟沉桩处的砂土充分搅拌混合，形成应力水平较低的水泥砂土；直至达到混凝土预制桩的设计沉桩标高处停止作业；

(2)利用沉桩设备将混凝土预制桩在经高压旋喷处理过的水泥砂土处下沉至沉桩设计标高；

(3)静置养护，至水泥砂土强度达到要求。