CN111593733A - 一种先桩法内插式导管架灌浆封堵*** - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，包括：钢管桩和导管架，所述钢管桩的内壁设有桩内环板和桩内封板，其中，所述桩内封板搭接在所述桩内环板上，所述导管架内嵌入所述钢管桩并按照在所述桩内封板上。本申请通过桩内环板和桩内封板组合拼装这种工艺型式，解决了现有施工过程中因封隔器损坏产生的漏浆问题，为保证导管架灌浆连接质量、减少施工成本提供了有力保障。

Description

一种先桩法内插式导管架灌浆封堵***

技术领域

本申请属于海上风电基础施工技术领域，具体涉及一种先桩法内插式导管架灌浆封堵***。

背景技术

导管架基础因其结构的稳定性与可靠性在海上风电项目的风机基础和海上升压站基础中大量使用，导管架基础结构适用于20～50m水深的海域，导管架与钢管桩通过水下高强灌浆连接。根据导管架安装与钢管桩施工先后顺序，导管架基础施工分为“先桩法”和“后桩法”两种，按照导管架与钢管桩连接结构又分为“内插式”和“外套式”两种。

目前国内已完成和在建的项目中，“先桩法”内插式导管架灌浆连接段与泥面标高位置关系分两种，一种为连接段部分在泥面以上，部分在泥面以下；另一种为连接段均在泥面以上。对于第一种连接方式，在打桩完成后安装导管架之前，需要对桩内进行清泥至设计标高后再安装导管架，对于第二中连接方式，导管架安装前不需要进行桩内清泥。

先桩法导管架基础封隔器的封堵效果和打桩精度、安装过程、封隔器材质、现场的施工环境等有关，任何一个细节处理不好就可能导致封隔器损毁产生漏浆现象。一旦出现漏浆现象，会严重影响连接段的连接质量，导致现场施工时间的增加、安全风险的增大和施工成本的增大。先桩法内插式导管架封隔器一般采用被动式封隔器，该类型封隔器主要通过橡胶封隔器和钢管桩内壁的紧密挤压起到封堵效果。影响封隔器损坏导致漏浆的因素很多，如海况条件、打桩精度、导管架安装工艺和下放速度等。封隔器一旦失效，不仅造成灌浆材料浪费，如果处理不当还可能影响灌浆质量。在实际灌浆施工过程中，均出现过封隔器损坏导致漏浆现象发生。根据上述对在建项目标段统计，现场的灌浆材料损耗率均大于10％，最高损耗率达到25％-30％，水下灌浆施工一旦漏浆虽然可以通过延长灌浆时间和超量灌浆确保灌浆连接质量，但会造成大量材料浪费和宝贵外海施工窗口的损失。国内已规划的20-50m水深海上风电场中，先桩法内插导管架基础结构被大量推广。如何在短暂的窗口期内高效的完成现场施工，降低施工成本成为业主、设计和施工单位关注的重点。

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一种先桩法内插式导管架灌浆封堵***，该封堵***具有施工方法简单、设备要求低、节省海上施工时间、减少灌浆材料损耗率和施工成本等特点，为确保导管架和钢管桩的连接质量提供了有力保障。

为解决上述技术问题，本申请通过以下技术方案来实现：

本申请提出了一种先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，包括：钢管桩和导管架，所述钢管桩的内壁设有桩内环板和桩内封板，其中，所述桩内封板搭接在所述桩内环板上，所述导管架内嵌入所述钢管桩并按照在所述桩内封板上。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述桩内封板的下表面还设有橡胶垫。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述橡胶垫的厚度不小于20mm。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述橡胶垫通过螺栓固定在所述桩内封板的下表面。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述桩内封板通过吊耳安装在所述钢管桩内壁上。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述桩内封板的外径尺寸略小于所述钢管桩的内径尺寸。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述钢管桩内侧还设有瓜子片。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述桩内环板的设计标高低于所述导管架上插尖腿在所述钢管桩内的底标高。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述桩内环板与所述钢管桩内壁为满焊连接。

进一步地，上述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其中，所述钢管桩内的泥面高度小于所述桩内环板的设计标高。

与现有技术相比，本申请具有如下技术效果：

(1)本申请针对在建项目先桩法导管架灌浆材料损耗较大，现场清泥效率较低、施工工期较长、施工成本较高等问题，提出了一种适应于桩顶标高控制的先桩法内插导管架灌浆封堵***，通过桩内环板和桩内封板组合拼装这种工艺型式，解决了现有施工过程中因封隔器损坏产生的漏浆问题，为保证导管架灌浆连接质量、减少施工成本提供了有力保障；

(2)本申请桩内环板、桩内封板等辅助加工均在加工厂里完成，现场安装方便，封堵方式简单，有效解决漏浆封堵问题。

(3)本申请替代现有内插腿上设置灌浆封隔器的方案，具有施工方法简单、封堵效果可靠，设备要求低，节省海上作业时间和施工成本等特点，为先桩法内插式导管架水下灌浆质量提供有力保障。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1：本申请先桩法内插式导管架灌浆封堵***的纵向剖视图；

图2：如图1所示的局部放大图；

图3：本申请中桩内封板的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本申请的目的、特征和效果。

如图1所示，本申请的其中一个实施例中，一种先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，包括：钢管桩10和导管架20，所述钢管桩10的内壁设有桩内环板30和桩内封板40，其中，所述桩内封板40搭接在所述桩内环板30上，所述导管架20内嵌入所述钢管桩10并按照在所述桩内封板40上。本实施例通过桩内环板30和桩内封板40组合搭接拼装结构，解决了现有施工过程中因封隔器损坏产生的漏浆问题，为保证导管架灌浆连接质量、减少施工成本提供了有力保障。

其中，所述桩内环板30标高需要严格根据桩顶标高、导管架20内插尖腿21长度设计尺寸确定。所述桩内环板30的宽度和厚度需要通过理论计算确定，确保桩内封板40安装后能承受住桩内封板40的重量，桩内环板30与桩内封板40搭接宽度确保灌浆封堵可靠性要求。

进一步地，在本实施例中，所述桩内封板40的下表面还设有橡胶垫60。当所述桩内封板40加工完成后，需要对桩内封板40下表面进行橡胶垫60安装，确保在桩内封板40和桩内环板30搭接处没有缝隙，并且通过后续灌浆料的重量将搭接处的橡胶垫60挤压以达到封堵效果。

其中，为获得更加的封堵效果，所述橡胶垫60需要确保有较好的柔韧性、强度、抗拉伸性等，所述橡胶垫60的厚度不小于20mm。

进一步地，为增加所述橡胶垫60的连接稳定性，所述橡胶垫60优选地通过螺栓固定在所述桩内封板40的下表面。

在本实施例中，如图2和图3所示，所述桩内封板40优选地通过吊耳41安装在所述钢管桩10内壁上。

所述桩内封板40的外径尺寸略小于所述钢管桩10的内径尺寸，确保安装过程顺利且搭接在桩内环板30上后不漏缝隙。其中，桩内封板40的钢板厚度需要根据理论计算确定，确保在灌浆过程中，不会导致漏浆发生。

进一步地，所述钢管桩10内侧还设有瓜子片50。通过在所述钢管桩10内铺设瓜子片50可对因打桩精度误差导致灌浆连接段高度变化进行调节，减少灌浆过程中高强灌浆材料的浪费。

所述桩内环板30的设计标高低于所述导管架20上插尖腿21在所述钢管桩10内的底标高。

所述桩内环板30与所述钢管桩10内壁为满焊连接。

所述钢管桩10内的泥面高度小于所述桩内环板30的设计标高。所述钢管桩10打桩至设计标高后停锤，进行桩内清泥(如果需要的话)。对于灌浆连接段部分在泥面以上，部分在泥面以下。在钢管桩10打桩至设计标高后，需要通过特殊的清泥设备对桩内进行清泥，确保桩内灌浆连接段区域不能有淤泥或粘性土。其中，清泥设备需要能满足现场的功效需求。

本实施例的施工工艺具体包括以下步骤：

步骤一：在钢管桩10出运前，根据设计标高在钢管桩10内圈布置一圈桩内环板30。桩内环板30标高需要严格根据桩顶标高设计要求，并且桩内环板30的距桩顶标高的高度大于导管架20插尖腿21底标高距桩顶的高度。桩内环板30的宽度和厚度需要通过理论计算确定，确保桩内封板40安装后能承受住桩内封板40的重量。

所述的桩内环板30的标高要小于导管架20插尖腿21在桩内的底标高。

所述的桩内环板30和钢管桩10内壁需要进行满焊连接固定。

步骤二：根据钢管桩10内径的大小加工外径尺寸略小的桩内封板40。

桩内封板40的外径尺寸需要比钢管桩10内径尺寸略小，确保安装过程的顺利且搭接在桩内环板30上后不漏缝隙。桩内封板40的钢板厚度需要根据理论计算确定，确保在灌浆过程中，因灌浆过程中不会因灌浆料的重量导致桩内封板40的变形导致漏浆现象。

在具体实施操作时，所述桩内封板40需要能承受注连接段灌浆料的重量。

步骤三，在所述桩内封板40下表面安装橡胶垫60。桩内封板40加工完成后，需要对桩内封板40下表面进行橡胶垫60安装，确保在桩内封板40和桩内环板30搭接处没有缝隙，并且通过后续灌浆料的重量将搭接处的橡胶垫60挤压以达到封堵效果。

其中，安装所述橡胶垫60需要通过螺栓紧固连接。

上述橡胶垫60需要确保有较好的柔韧性、强度、抗拉伸性等，橡胶垫60的厚度不小于20mm。

上述桩内封板40的加工可在加工厂里完成后运至现场。

步骤四：钢管桩10打桩至设计标高处，进行桩内清泥(如果需要)。对于灌浆连接段部分在泥面以上，部分在泥面以下，在钢管桩10打桩至设计标高后，需要通过特殊的清泥设备对桩内进行清泥，确保桩内环缝以上位置不能有淤泥或粘性土。

其中，所述钢管桩10桩内泥面标高需要低于桩内环板30的标高。

步骤五：桩内封板40的吊装安装固定。通过吊机进行桩内封板40的安装，安装完成后，需要安排潜水员水下检查，确保桩内封板40和桩内环板30有效搭接。如果有条件，可以安排潜水员对桩内封板40和钢管桩10内壁进行焊接固定连接。

其中，上述桩内封板40安装需要通过吊机辅助进行。

上述安装完成后，检查和固定需要通过潜水员完成。

步骤六：钢管桩10内瓜子片50的铺设。

通过桩内铺设瓜子片50对因打桩精度误差导致灌浆连接段高度变化进行调节，减少灌浆过程中灌浆材料的浪费。

上述在钢管桩10内铺设瓜子片50是用来调节连接段的灌浆高度。

步骤七：导管架20安装。

上述桩内封板40完成安装和固定后，进行导管架20吊装安装，安装应选择在海况较好和风力较小的时候进行，尽量一次性安装到位。

步骤八：灌浆施工。

导管架20安装完成后，通过导管架20上预留预制灌浆管线对钢管桩10和导管架20形成的环缝进行灌浆施工。

本申请中的导管架采用“先桩法”施工，即先打桩，打桩停锤标准遵循“桩顶标高控制”原则，后***导管架，导管架插尖腿和钢管桩之间形成环形空间，在导管架和钢管桩完成固定调平后，通过预制灌浆管线对钢管桩与导管架内插腿之间的环形空间进行水下高强灌浆，最终将导管架和桩基础连接成一个整体。本申请针对在建项目先桩法导管架灌浆材料损耗较大，现场清泥效率较低、施工工期较长、施工成本较高等问题，提出了一种适应于桩顶标高控制的先桩法内插导管架灌浆封堵***，通过桩内环板和桩内封板组合拼装这种工艺型式，解决了现有施工过程中因封隔器损坏产生的漏浆问题，为保证导管架灌浆连接质量、减少施工成本提供了有力保障；本申请桩内环板、桩内封板等辅助加工均在加工厂里完成，现场安装方便，封堵方式简单，有效解决漏浆封堵问题。本申请替代现有内插腿上设置灌浆封隔器的方案，具有施工方法简单、封堵效果可靠，设备要求低，节省海上作业时间和施工成本等特点，为先桩法内插式导管架水下灌浆质量提供有力保障。综上，本申请应用前景广阔。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本申请进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，包括：钢管桩和导管架，所述钢管桩的内壁设有桩内环板和桩内封板，其中，所述桩内封板搭接在所述桩内环板上，所述导管架内嵌入所述钢管桩并按照在所述桩内封板上。

2.根据权利要求1所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述桩内封板的下表面还设有橡胶垫。

3.根据权利要求2所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述橡胶垫的厚度不小于20mm。

4.根据权利要求2或3所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述橡胶垫通过螺栓固定在所述桩内封板的下表面。

5.根据权利要求1或2或3所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述桩内封板通过吊耳安装在所述钢管桩内壁上。

6.根据权利要求5所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述桩内封板的外径尺寸略小于所述钢管桩的内径尺寸。

7.根据权利要求1或2或3所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述钢管桩内侧还设有瓜子片。

8.根据权利要求1所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述桩内环板的设计标高低于所述导管架上插尖腿在所述钢管桩内的底标高。

9.根据权利要求1或2或3或8所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述桩内环板与所述钢管桩内壁为满焊连接。

10.根据权利要求1或2或3或8所述的先桩法内插式导管架基础灌浆封堵***，其特征在于，所述钢管桩内的泥面高度小于所述桩内环板的设计标高。

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