[发明专利]植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统

说明书

本申请公开了植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统，施工系统包括：钢护筒、预制有桩芯封底混凝土的钢管桩和导管架；将钢护筒沉桩至预设位置，预制有桩芯封底混凝土的钢管桩植入钢护筒内侧，钢管桩底部、钢管桩和嵌岩孔壁之间的第一环形空间、钢管桩和覆盖层之间的第二环形空间均预制有灌浆管线；待第一环形空间和第二环形空间灌浆完成后，将导管架的桩腿柱插尖部位插入钢管桩内并与钢管桩固定连接，第三环形空间预制有灌浆管线。本申请提出了在钢管桩出运前预先浇筑桩芯混凝土进行桩内封底，不仅降低了施工风险，节省了海上施工窗口，更保证了桩芯混凝土施工质量和嵌岩段灌浆施工质量，同时确保嵌岩段灌浆质量。

技术领域

本申请属于海上风电基础施工技术领域，具体涉及植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统。

背景技术

对于复杂地质的深远海上海风机基础型式，国内风电场址基础选型主要有大直径单桩嵌岩基础、高桩承台群桩嵌岩基础、导管架基桩和吸力筒基础等结构型式。在我国广东福建等地区已经在建和在招标的20-50m水深的复杂地质的海上风电项目中，部分场址采用三桩导管架或四桩导管架基础结构。对于部分覆盖层比较薄的风电场场址，导管架桩基础需要采用嵌岩桩，设计提出“植入式”嵌岩桩基础方案。

植入式嵌岩桩施工大致的施工工艺为：先搭设施工平台，打入钢护筒，护筒稳住之后下钻机钻孔，钻孔至设计桩底标高后，孔内植入钢管桩并固定后，钢管桩底部通过水下封底混凝土封底后浇筑一段桩芯混凝土，钢管桩外壁与岩孔壁间隙通过水下灌浆工艺灌入水下不分散灌浆材料以将钢管桩与基岩粘结形成永久连接。嵌岩灌浆料硬化后拔出钢护筒或割除海床面以上钢护筒完成导管架桩基施工，然后安装导管架，最后进行导管架和钢管桩之间环缝灌浆。

对于上述导管架基桩采用“植入式”嵌岩施工工艺，存在较大的技术风险和施工难度。针对嵌岩桩与岩孔之间环形空间水下灌浆而言，面临灌浆管路长、单根桩灌浆方量大，水下灌浆过程和终点实施监控难度大等风险；同时在桩顶部与导管架内插腿搭接的导管架灌浆连接段存在嵌岩段预制灌浆管线和导管架内插桩腿冲突的问题。针对导管架灌浆段的水下灌浆封堵，一旦预制在导管架腿柱上的橡胶封隔器损坏，则面临漏浆难以补救的巨大风险。针对植入桩底部灌浆前桩底封底混凝土现场浇筑面临外海搅拌船施工现场浇筑混凝土的困难以及与灌浆交叉作业的风险。

发明内容

针对上述现有技术的缺点或不足，本申请要解决的技术问题是提供植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统，解决了植入桩嵌岩桩施工的关键技术难题，节省海上施工窗口，提高施工效率，确保植入桩施工质量和导管架安装质量。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统，

所述施工系统包括：钢护筒、预制有桩芯封底混凝土的钢管桩以及导管架；

将所述钢护筒沉桩至预设位置，预制有桩芯封底混凝土的所述钢管桩植入所述钢护筒内侧，所述钢管桩底部、所述钢管桩和嵌岩孔壁之间的第一环形空间、所述钢管桩和覆盖层之间的第二环形空间均预制有灌浆管线；

待所述第一环形空间和所述第二环形空间灌浆完成后，将所述导管架的桩腿柱插尖部位插入所述钢管桩内并与所述钢管桩固定连接，在所述导管架和所述钢管桩之间的第三环形空间预制有灌浆管线。

进一步地，上述的植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统，其中，所述桩芯封底混凝土的底标高高于所述钢管桩桩底标高200-500mm。

进一步地，上述的植入式嵌岩桩的“先桩法”内插式导管架基础施工系统，其中，设置在所述桩芯封底混凝土底标高以下的所述钢管桩沿周向开设有多个孔洞。