[发明专利]一种带桩芯钢管的潮流发电灌注桩及其施工方法

摘要

本发明公开了一种带桩芯钢管的潮流发电灌注桩及其施工方法，该灌注桩具有直径较小、抗弯抗剪能力强以及施工工序简便的优点，并解决了现有常规直径灌注桩无法承受潮流能源丰富区域的大潮流流速所产生的过大荷载、大直径灌注桩占用过多的潮流有效过水断面，从而影响潮流能利用以及大直径灌注桩工程造价过高的问题。本发明中在常规直径的嵌岩灌注桩内部通过打入一定长度的桩芯钢管，并确保灌注桩桩基嵌入海底基岩层以下6m，在受到波浪、潮流等往复荷载作用下，尤其在极端天气时，桩芯钢管与钢筋笼能共同发挥其较强的抗弯、抗剪能力，特别适用于承受较大水平荷载的潮流发电桩基础等近海区域工程基础，灵活性高，具有较好的经济效益和社会效益。

主权项

1.一种潮流发电灌注桩的施工方法，所述潮流发电灌注桩包括连接套管、外套筒、桩芯钢管、钢筋笼以及封顶钢板，所述连接套管一端嵌入海底基岩层岩面内，另一端伸入外套筒内，所述钢筋笼设置于外套筒内且通过连接套管从外套筒顶部一直延伸至灌注桩桩底，钢筋笼内部设置有所述的桩芯钢管；所述灌注桩从桩底经连接套管直至外套筒顶部通长灌注混凝土并与钢筋笼固结成一体后由所述封顶钢板在外套筒顶端焊接封盖，所述灌注桩桩底至海底基岩层岩面以下6m处；所述施工方法包括如下步骤：/n(1)利用施工船舶定位总成平台，并通过高程控制使总成平台上的所有外套筒底部距海底基岩层岩面间距为1.5m～3m，定位过程中确保总成平台顶部平面基本水平；/n(2)根据设计要求在总成平台上选择一定数量且布设合理的外套筒，并在其内安放定位钢管桩，定位钢管桩与外套筒间通过高度可微调的定位销连接，所有定位钢管桩安放结束后，通过调节定位销高度，使总成平台顶部平面满足设计的水平要求；/n(3)将内套管插入外套筒中，使内套管底端与海底基岩层岩面接触，通过冲击锤进行一次成孔，边成孔边下沉内套管，内套管长度要求满足一次成孔结束后内套管顶端略高于外套筒顶端，以便于一次成孔过程中内套管的下沉和二次成孔结束后内套管的拔出；/n(4)通过冲击锤进行二次成孔，此阶段成孔过程不再下沉内套管，二次成孔深度距海底基岩层岩面以下6m，待二次成孔结束后将内套管取出；/n(5)放置连接套管，放置前使连接套管顶部与上部同直径的辅助钢管底部通过连接扣相连，在外套筒内利用打桩锤将辅助钢管和连接套管一同打入海底基岩面以下不少于0.5m；连接套管就位后，通过旋转连接扣拔出上部辅助钢管，进而在连接套管与海底基岩层岩面之间的空隙四周抛置模袋混凝土进行封堵；/n(6)对嵌岩桩基孔进行清渣，并放置预制钢筋笼，进而将浇注砼的导管插入嵌岩桩基孔中进行桩芯混凝土一次浇注，浇注顶标高高于连接套管顶部高程1～2m，浇注深度为L1+(10～11)m，其中岩面以下6m，岩面以上L1+(4～5)m，浇注的混凝土需添加缓凝剂以延长初凝时间；L1为外套筒底端至海底基岩层岩面之间沿外套筒轴线方向的最大距离；/n(7)将桩芯钢管与同直径的辅助钢管通过连接扣相连，在一次浇注混凝土尚未初凝之前，利用打桩锤将桩芯钢管打入桩芯混凝土中，使桩芯钢管底端距离嵌岩桩基孔底部不超过0.5m，桩芯钢管长度为L1+(9.5～10.5)m，释放后桩芯钢管顶部高程不高于一次浇注混凝土表面，最后旋转断开连接扣，拔出上部辅助钢管；/n(8)桩芯钢管安装完成后，进行二次桩芯混凝土浇注，浇注至桩基设计标高，通过在一次浇注混凝土中添加缓凝剂并严格控制两次混凝土浇注的时间间隔，使得两次浇注的混凝土不存在分界面，确保灌注桩整体性能，浇注结束后，将封顶钢板与外套筒顶部焊接。/n