[发明专利]一种海上深层双向搅拌桩的施工方法及其定位装置

摘要

本发明公开了一种海上深层双向搅拌桩的施工方法及其定位装置，其方法包括施工准备、桩位布设、搅拌桩机牵引至桩位、定位装置固定、喷浆搅拌、提升搅拌、桩头复搅、桩头修整和移至下一桩位。定位装置包括两个相互平行设置的悬浮主板，悬浮主板上均设置有水平支撑板，两个水平支撑板之间设置有安装座，安装座的两侧均通过第一伸缩杆连接水平支撑板，安装座上设置有定位孔，水平支撑板内设置有辅助定位机构。本发明工艺简单，实用性强，不仅能满足不同深度海域的施工要求，桩位施工精度高，而且在没有拖船的情况下能实现移动，提高了使用时的灵活性，能抵抗较大强度的海浪的冲击，保持双向搅拌桩机的稳定。

主权项

1.一种海上深层双向搅拌桩的施工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)施工准备首先对需要施工的海床进行测绘，并绘制成图纸，针对需要施工的位置进行方案设计，同时对需要的设备机具进行采购，并进行进场前的验收，做好整个施工过程的技术交底工作；(2)桩位布设在施工前，需对搅拌桩施工范围内的施工桩位，按不同桩深要求，划分施工区块，并按质检资料记录要求，对所有桩位由浅至深进行编号，在相应桩位上安插荧光浮标，并在浮标的顶端安装不同颜色的指示牌，对不同深度的桩位用不同的颜色进行区分，便于双向搅拌桩机的快速调整，同一深度的桩位按规划顺序进行有序施工；(3)搅拌桩机牵引至桩位在搅拌桩机的底部与水面接触的位置安装定位装置，并做好航行路线图，通过拖拉船只将搅拌桩机从码头牵引至第一桩位，在牵引的同时保持搅拌桩机位置水平，同时在搅拌桩机与拖拉船只之间用绳索和定位框板进行连接，当搅拌桩机牵引至相应的桩位时，同时抛下船只和定位装置上的锚；(4)定位装置固定所述定位装置包括两个相互平行设置的悬浮主板，所述悬浮主板上均设置有水平支撑板，两个所述水平支撑板之间设置有安装座，所述安装座的两侧均通过第一伸缩杆连接所述水平支撑板，所述安装座上设置有定位孔，所述水平支撑板内设置有辅助定位机构，所述悬浮主板内设置有腔体，所述腔体内设置有电机和卷筒，所述电机位于所述腔体的后端，所述悬浮主板的下方设置有方向舵和双层螺旋桨，所述双层螺旋桨连接在所述方向舵上，所述方向舵连接所述电机，所述卷筒位于所述腔体的前端，所述卷筒通过钢丝绳连接有锚，所述水平支撑板的顶面上设置有太阳能板，所述太阳能板通过转动支杆连接所述水平支撑板，所述辅助定位机构包括助推板、限位槽、辅助悬浮板和导气机构，所述限位槽位于所述水平支撑板上，所述助推板通过第二伸缩杆移动连接在所述限位槽内，所述助推板上设置有衔接管，所述辅助悬浮板固定连接在所述助推板的端部，所述辅助悬浮板内设置有布孔导管，所述布孔导管连通所述衔接管，所述布孔导管上均匀设置有单向出气孔，所述导气机构包括进气管、出气管和抽气泵，所述进气管通过所述抽气泵连接所述出气管，所述出气管连接所述衔接管；a、当定位装置上的锚抛下后，先断开定位装置与船只之间的绳索和定位框板，然后通过方向舵和双层螺旋桨调整定位装置的位置，使搅拌杆对准相应的桩位，同时降低双层螺旋桨的转速，使定位装置保持平衡；b、然后调整两个悬浮主板上的方向舵，使两个双层螺旋桨的旋转方向相反，通过第一伸缩杆将位于安装座两侧的水平支撑板打开，直至水平支撑板与安装座之间的间距为第一伸缩杆的长度，打开水平支撑板上的太阳能板，使阳光能直接照射太阳能板；c、接着通过第二伸缩杆将水平支撑板内部的助推板移动，同时启动抽气泵，使空气通过进气管经出气管进入助推板的衔接管内，然后进入到布孔管内，在单向出气孔的作用下对辅助悬浮板进行充气，直至辅助悬浮板所承受的浮力达到设定值；(5)喷浆搅拌待定位装置的位置固定后，先将搅拌桩以0.6～0.8m/min的速度深入至水面以下，当搅拌桩的底端距离海床底面5m时将搅拌桩的下沉速度降低至0.3～0.5m/min，直至搅拌桩的底端与海床的底面相接触，然后对配置好的水泥浆进行连续搅拌，同时启动双向搅拌桩机，使搅拌桩机沿垂直方向向下切土，同时启动送浆泵向搅拌的土体内喷射水泥浆，双向搅拌桩上的叶片组同时正、反向旋转切割、搅拌土体，叶片组中位于外钻杆上的叶片逆时针旋转，位于内钻杆上的叶片顺时针旋转，下沉时喷浆压力为0.3～0.4MPa，待浆液到达喷浆口时，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，使灰浆与土体拌合，搅拌桩的底端持续下降，直至达到设计的深度位置；(6)提升搅拌当搅拌桩的桩头下沉至设定深度位置时，关闭送浆泵，然后将叶片组同时正、反向旋转搅拌，搅拌的速度控制在60～80r/min，并以0.3～0.5m/min的速度垂直提起搅拌桩，直至搅拌桩的桩头达到海床的表面，接着再将叶片组同时正、反向旋转搅拌，同时启动送浆泵，搅拌头一边搅拌下沉一边喷浆，直至达到相应的深度位置，最后关闭送浆泵，并将叶片组同时正、反向旋转搅拌，直至桩头达到海床的表面；(7)桩头复搅在双向搅拌桩实现二次提升搅拌后将搅拌桩提升至海床表面以上50～80cm的高度位置，在搅拌桩机行程1m的范围内进行重复搅拌；(8)桩头修整搅拌施工结束后由潜水设备潜入海床的底部，对搅拌位置的施工进行连续观察，并对桩头的位置进行水下焊接操作；(9)移至下一桩位前一桩位施工结束后，并且满足施工的质量要求，然后起锚，启动双层螺旋桨和方向舵使搅拌桩进入下一桩位进行施工。