CN109750672B - 一种海上风电嵌岩柱回填方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种海上风电嵌岩柱回填方法，步骤包括：制备水泥基材料，制备时水泥基材料可由施工现场的船载搅拌机拌制；制备水溶性高分子聚合物溶液，浓度为0.2％；确定灌浆位置并下导管，导管放置在需要回填灌浆的缝隙处，导管下端距缝隙底部3m以内；通过导管向钢护筒内注入水溶性高分子聚合物溶液，该步骤中根据回填位置的体积，计算需要注入的水溶性高分子聚合物溶液的体积，使得水溶性高分子聚合物溶液充填需要回填的区域后，区域内水溶性高分子聚合物的浓度控制在0.1％‑0.01％；通过导管向钢护筒内注入水泥基材料。本发明提出的回填方法，具有施工简单、成本低和环境优化等特点，具有重要的工程实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及嵌岩桩回填灌浆技术，尤其是一种海上风电嵌岩柱回填方法。
背景技术
风电技术发展迅速，成本不断下降，是目前应用规模最大的新能源发电方式。风电可分为陆基与海上两大类。与陆基风电相比，海上风电具有高风速、低风切变、低湍流、高产出的优势。目前，海上风电基础的主要型式有重力式、桩基式(单桩、多桩)、导管架式和浮式等，而80％以上的基础为桩基式和导管架式。为保证基础的稳定性，桩基及导管架式往往采用嵌岩桩的方式提高桩基承载力。嵌岩桩的主要施工工艺包括成孔、下桩和回填灌浆三个步骤，为保障嵌岩桩的施工质量，回填灌浆对材料的流动性、硬化速度和硬化强度等均提出了很高的要求。目前，嵌岩桩回填灌浆材料以化学灌浆材料为主，一方面化学灌浆材料施工复杂、价格昂贵，另一方面，化学材料对海洋环境也具有一定的污染。
发明内容
本发明提出一种海上风电嵌岩柱回填方法，采用的技术方案如下：
一种海上风电嵌岩柱回填方法，使用水泥基材料作为回填的材料，回填前向钢护筒内注入水溶性高分子聚合物溶液，水溶性高分子聚合物溶液用于改变钢护筒内，嵌岩柱周围海水的物理性质。
进一步的，水溶性高分子聚合物溶液的浓度为0.2％，将水溶性高分子聚合物溶液注入钢护筒内后，钢护筒内海水中，水溶性高分子聚合物的浓度为0.1％-0.01％。
进一步的，使用水泥基材料回填时，通过水泥基材料的自重填充嵌岩柱与钢护筒内壁间的空隙。
进一步的，回填方法包括：
S1.制备水泥基材料；
S2.制备水溶性高分子聚合物溶液；
S3.确定灌浆位置并下导管；
S4.通过导管向钢护筒内注入水溶性高分子聚合物溶液；
S5.通过导管向钢护筒内注入水泥基材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1.本发明利用一般的水泥基材料作为回填材料，价格便宜，具有很好的经济性，因水泥基材料相对化学灌浆材料密度大、流动性好，可利用自重自流充满灌浆缝隙，无需加压，简化了施工工艺。
2.回填时采用了水溶性高分子聚合物溶液改变了钢护筒内海水的物理性质，阻止了水泥基材料向水中扩散，保障不污染海洋环境。
附图说明
图1是利用导管浇注水溶性高分子聚合物溶液施工示意图；
图2是嵌岩桩内部封底混凝土施工示意图；
图3是嵌岩桩小缝隙回填灌浆施工示意图；
图4是嵌岩桩大缝隙回填灌浆施工示意图；
图5是嵌岩桩回填灌浆施工完成后的示意图。
附图标记说明：
1-导管，2-混凝土灌浆材料，3-小缝隙砂浆灌浆材料，4-大缝隙砂浆灌浆材料，5-钢护筒，6-水溶性高分子聚合物溶液，7-嵌岩桩。
具体实施方式
如图1至图5所示，本实施例中，提出的海上风电嵌岩柱回填方法包括步骤：
S1.制备水泥基材料，制备时，水泥基材料可由施工现场的船载搅拌机拌制；
S2.制备水溶性高分子聚合物溶液6，浓度为0.2％；
S3.确定灌浆位置并下导管1，其中导管1可以为刚性管或柔性管，导管1放置在需要回填灌浆的缝隙处，导管1下端距缝隙底部3m以内；
S4.通过导管1向钢护筒5内注入水溶性高分子聚合物溶液6，该步骤中根据回填位置的体积，计算需要注入的水溶性高分子聚合物溶液6的体积，使得水溶性高分子聚合物溶液6注入需要回填的区域后，区域内水溶性高分子聚合物的浓度控制在0.1％-0.01％，其中水溶性高分子聚合物溶液6的作用在于，保护水泥基材料在海水流动过程中不分散；
S5.通过导管1向钢护筒5内注入水泥基材料。
本实施例中，通过导管1，可以采用泵送或自流方式浇注水溶性高分子聚合物溶液6或水泥基材料。
本实施例中，步骤S5中，水泥基材料可以为自密实混凝土或自密实砂浆，根据施工需要选择合适的水泥基材料。
具体的注入水泥基材料包括步骤：
S501.向嵌岩桩7内回填混凝土灌浆材料2，其中，混凝土灌浆材料2坍落度≥260mm、扩展度大于650mm、V形漏斗通过时间10-20s，混凝土灌浆材料2自流静止的坡比≥1:25，流动性可根据需要保持1-6小时。混凝土灌浆材料2水体中自由下落2.5m，水下胶凝材料损失率≤0.5％，各龄期水陆强度比不低于80％，标准条件下，28d龄期自生体积变形不收缩或微膨胀；
S502.向嵌岩桩7周围的小缝隙处回填小缝隙砂浆灌浆材料3，其中，小缝隙砂浆灌浆材料3坍落度≥270mm、扩展度大于700mm、V形漏斗通过时间10-20s，小缝隙砂浆灌浆材料3自流静止的坡比≥1:30，流动性可根据需要保持1-6小时。小缝隙砂浆灌浆材料3水体中自由下落2.5m，水下胶凝材料损失率≤0.5％，各龄期水陆强度比不低于80％，标准条件下，28d龄期自生体积变形不收缩或微膨胀；
S503.向嵌岩桩7周围的大缝隙处回填大缝隙砂浆灌浆材料4，其中，大缝隙砂浆灌浆材料4坍落度≥270mm、扩展度大于650mm、V形漏斗通过时间10-20s，大缝隙砂浆灌浆材料4自流静止的坡比≥1:30，流动性可根据需要保持1-6小时。大缝隙砂浆灌浆材料4水体中自由下落2.5m，水下胶凝材料损失率≤0.5％，各龄期水陆强度比不低于80％，标准条件下，28d龄期自生体积变形不收缩或微膨胀。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种海上风电嵌岩柱回填方法，其特征在于：使用水泥基材料作为回填的材料，向钢护筒内注入水泥基材料，向嵌岩桩内回填混凝土灌浆材料，向嵌岩桩周围的小缝隙处回填小缝隙砂浆灌浆材料，向嵌岩桩周围的大缝隙处回填大缝隙砂浆灌浆材料；回填前向钢护筒内注入水溶性高分子聚合物溶液，水溶性高分子聚合物溶液用于改变钢护筒内，嵌岩柱周围海水的物理性质；
具体步骤如下：
S1.制备水泥基材料，制备时，水泥基材料由施工现场的船载搅拌机拌制；
S2.制备水溶性高分子聚合物溶液（ 6） ，浓度为0.2％；
S3.确定灌浆位置并下导管（ 1） ，其中导管（ 1） 为刚性管或柔性管，导管（ 1） 放置在需要回填灌浆的缝隙处，导管（ 1） 下端距缝隙底部3m以内；
S4.通过导管（ 1） 向钢护筒（ 5） 内注入水溶性高分子聚合物溶液（ 6） ，该步骤中根据回填位置的体积，计算需要注入的水溶性高分子聚合物溶液（ 6） 的体积，使得水溶性高分子聚合物溶液（ 6） 注入需要回填的区域后，区域内水溶性高分子聚合物的浓度控制在0.1％-0.01％，其中水溶性高分子聚合物溶液（ 6） 的作用在于，保护水泥基材料在海水流动过程中不分散；
S5.通过导管（ 1） 向钢护筒（ 5） 内注入水泥基材料；
通过导管（ 1） ，采用泵送或自流方式浇注水溶性高分子聚合物溶液（ 6） 或水泥基材料；
步骤S5中，水泥基材料为自密实混凝土或自密实砂浆，根据施工需要选择合适的水泥基材料；
具体的注入水泥基材料步骤：
S501.向嵌岩桩（ 7） 内回填混凝土灌浆材料（ 2） ，其中，混凝土灌浆材料（ 2） 坍落度≥260mm、扩展度大于650mm、V形漏斗通过时间10-20s，混凝土灌浆材料（ 2） 自流静止的坡比≥1:25，流动性根据需要保持1-6小时；混凝土灌浆材料（ 2） 水体中自由下落2.5m，水下胶凝材料损失率≤0.5％，各龄期水陆强度比不低于80％，标准条件下，28d龄期自身体积变形不收缩或微膨胀；
S502.向嵌岩桩（ 7） 周围的小缝隙处回填小缝隙砂浆灌浆材料（ 3） ，其中，小缝隙砂浆灌浆材料（ 3） 坍落度≥270mm、扩展度大于700mm、V形漏斗通过时间10-20s，小缝隙砂浆灌浆材料（ 3） 自流静止的坡比≥1:30，流动性根据需要保持1-6小时；小缝隙砂浆灌浆材料（ 3） 水体中自由下落2.5m，水下胶凝材料损失率≤0.5％，各龄期水陆强度比不低于80％，标准条件下，28d龄期自身体积变形不收缩或微膨胀；
S503.向嵌岩桩（ 7） 周围的大缝隙处回填大缝隙砂浆灌浆材料（ 4） ，其中，大缝隙砂浆灌浆材料（ 4） 坍落度≥270mm、扩展度大于650mm、V形漏斗通过时间10-20s，大缝隙砂浆灌浆材料（ 4） 自流静止的坡比≥1:30，流动性根据需要保持1-6小时；大缝隙砂浆灌浆材料（ 4） 水体中自由下落2.5m，水下胶凝材料损失率≤0.5％，各龄期水陆强度比不低于80％，标准条件下，28d龄期自身体积变形不收缩或微膨胀。
2.如权利要求1所述一种海上风电嵌岩柱回填方法，其特征在于：使用水泥基材料回填时，通过水泥基材料的自重填充嵌岩柱与钢护筒内壁间的空隙。
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