CN106400763B - 嵌岩桩施工的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种嵌岩桩施工的方法,从所述总成平台的套管内插入内护筒且伸向所述海底岩石，且利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石中，并在所述海底岩石内钻出孔道；将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒和所述孔道中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土从而形成嵌岩桩。本发明所述方法有利于稳固的将所述总成平台固定在所述海底岩石上，从而降低维护成本。

Description

嵌岩桩施工的方法
技术领域
本发明涉及海洋潮流能发电的技术领域，尤其是指一种嵌岩桩施工的方法。
背景技术
由于海洋蕴涵的可利用能量大大超过了目前全球能源需求的总和，且潮流能具有规律性、可预测性、功率密度大、能量稳定等特点,利用潮流能发电已受到越来越多国家的青睐，我国潮流能蕴藏量丰富,潮流能的开发利用成为我国应对全球气候变化的必然选择。对于大型海洋潮流能发电机组项目而言，所述发电机组基础采用一体化总成平台钢桁架基础。通常所述总成平台的重量较大，根据安装工艺，总成平台共需两次起吊，第一次为落驳起吊，利用起重船将所述总成平台由岸上吊至方驳上；第二次为安装起吊，利用起重船将所述总成平台由方驳上吊至海上的设定位置点。
所述总成平台运输至海上的设定位置点后，需要将所述总成平台固定在设定位置，传统通过锚锭以及缆绳固定所述总成平台，但是由于风浪、潮流等自然因素影响，这种固定总成平台的方式需要对总成平台进行监测，每日观测记录从而防止缆绳破断，由于固定方式不稳定，一旦发生问题需要及时处理，这样不仅浪费人力、物力，而且增加了维护成本。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中所述总成平台安装在海底后不牢固的问题从而提供一种容易将所述总成平台固定在海底的嵌岩桩施工方法。
为解决上述技术问题，本发明的所述嵌岩桩施工的方法，将总成平台固定在海底岩石上，其步骤如下：步骤S1：从所述总成平台的套管内插入内护筒且伸向所述海底岩石，且利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石中，并在所述海底岩石内钻出孔道；步骤S2：将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒和所述孔道中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土从而形成嵌岩桩。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S1之前设有步骤S0：利用所述总成平台搭设嵌岩平台。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S0中搭设嵌岩平台的方法为：将型钢两个端头与所述总成平台顶部杆件焊接固定，且沿所述型钢横向布置扁钢，所述扁钢与各型钢顶面焊接，将所述型钢连接成一体；最后在所述型钢上满铺拉格棱形钢网板，并与所述型钢点焊固定，形成嵌岩平台。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S1利用所述内护筒形成套筒钻具的方法为：在所述内护筒的底部焊接一圈硬质齿状合金块形成钻头；在所述内护筒顶部设置法兰盘并与钢钻杆利用螺栓连接；最后将所述钢钻杆与钻机钻盘连接形成套筒钻具。
在本发明的一个实施例中，所述钻机成孔中心与所述嵌岩桩的桩位中心相重合。
在本发明的一个实施例中，利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石时，首先确认嵌岩起始面的位置，然后确认终孔位置。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S2中向所述钢筋笼内浇灌混凝土的方法为在所述钢筋笼内设置导管，通过所述导管由所述钢筋笼的底部向顶部浇水下灌混凝土。
在本发明的一个实施例中，所述导管向所述钢筋笼的底部浇灌混凝土时，由所述内护筒形成通道的下端充满混凝土。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S2完成后进入步骤S3：待所述混凝土灌注至设计标高时，将所述钢筋笼的桩芯管沿所述钢筋笼内壁插入所述混凝土内。
在本发明的一个实施例中，所述步骤S3中，待所述混凝土灌注至设计标高时是指待所述混凝土灌注顶标高超过所述桩芯管设计顶面标高时，将所述桩芯管从所述钢筋笼内插入未初凝的混凝土内。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的嵌岩桩施工的方法，从所述总成平台的套管内插入内护筒且伸向所述海底岩石，且利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石中，并在所述海底岩石内钻出孔道，有利于将所述总成平台固定在所述海底岩石上，将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒和孔道中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土从而形成嵌岩桩，有利于保持所述总成平台的稳定。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明所述嵌岩桩施工的方法的流程图；
图2本发明所述嵌岩钻杆示意图；
图3是本发明安装所述桩芯管的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供一种嵌岩桩施工的方法，将总成平台固定在海底岩石上，其步骤如下：步骤S1：从所述总成平台10的套管内插入内护筒30且伸向所述海底岩石20，且利用所述内护筒30形成套筒钻具嵌入所述海底岩石20中，并在所述海底岩石内钻出孔道；步骤S2：将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台10的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒30和所述孔道中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土从而形成嵌岩桩。
上述是本发明的核心技术方案，本发明所述嵌岩桩施工的方法，将所述总成平台固定在海底岩石上，其步骤如下：所述步骤S1中，从所述总成平台10的套管内插入内护筒30且伸向所述海底岩石20，且利用所述内护筒30形成套筒钻具嵌入所述海底岩石20中，并在所述海底岩石内钻出孔道，从而通过所述内护筒30形成通道连接所述总成平台10和海底岩石20，有利于将所述总成平台10固定在所述海底岩石20上；所述步骤S2中，将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台10的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒30和所述孔道中，向所述钢筋笼内利用导管法浇灌水下混凝土从而形成嵌岩桩，使所述总成平台10与钢筋混凝土嵌岩桩固接形成整体结构，不但有利于保持所述总成平台10的稳定，而且由于所述内护筒30内充满了混凝土，有利于稳固的将所述总成平台10固定在所述海底岩石20上，从而节约人力和物力，降低维护成本。
所述步骤S1之前设有步骤S0：利用所述总成平台10搭设嵌岩平台，所述步骤S0中，由于所述总成平台的空隙较大，不利于设备或者施工人员直接在其上进行作业，因此通过搭设所述嵌岩平台可以满足施工的要求。
所述嵌岩平台的搭设方法如下：将型钢两个端头与所述总成平台顶部杆件焊接固定，且沿所述型钢横向布置扁钢，所述扁钢与各型钢顶面焊接，将所述型钢连接成一体；最后在所述型钢上满铺拉格棱形钢网板，并与所述型钢点焊固定，形成嵌岩平台。所述嵌岩平台之间还设置吊车行走通道，且通道利用型钢和厚钢板搭设。
所述嵌岩平台搭设完成后，通过所述嵌岩平台将所述内护筒30从所述总成平台10的套管插入且伸向所述海底岩石20，实现所述总成平台10和海底岩石20的连接。
所述步骤S1利用所述内护筒形成套筒钻具的方法为：如图2所示，在所述内护筒30的底部焊接一圈硬质齿状合金块形成钻头；在所述内护筒30顶部设置法兰盘32并与钢钻杆31利用螺栓连接；最后将所述钢钻杆31与钻机钻盘连接形成套筒钻具。本发明通过所述内护筒30形成套筒钻具不但方法简单新颖，而且操作简单，易于在所述海底岩石20上钻孔埋设护筒，有利于通过所述内护筒30连接所述总成平台10和海底岩石20。
本实施例中，所述钻机采用全液压回转钻机；所述嵌岩成孔钻头选用球齿牙轮钻头，钻具系统包括球齿牙轮钻头、导向、稳杆器、配重、中心管等。所述钻机由起重船运至所述总成平台处，由履带吊配合组装和就位。所述钻机就位后，经测量校核，所述钻机成孔中心与所述嵌岩桩的桩位中心相重合，从而有利于钻进过程的平稳。所述钻机平台处于水平状态，底座平稳牢固,在钻进过程中不得产生位移，所述钻机就位后,钻机保持垂直。
利用所述内护筒30形成套筒钻具嵌入所述海底岩石20时，首先确认嵌岩起始面的位置，由于地质情况较为特殊，裸露岩层表面无强风化层，嵌岩起始面的确定原则上以实测孔内岩面标高确定，必要时根据岩渣样，会同监理进行确定；然后确认终孔位置，由施工人员进行现场测量，根据嵌岩起始面和终孔深度确定嵌岩深度和孔底标高。
需要注意的是：嵌岩桩施工前积极与监理、设计、业主代表联系、沟通，明确“嵌岩起始面确认”制度和标准，以及“嵌岩起始面”、“终孔确定”和“清孔验收”的确认程序、检测方法。所述终孔位置确认后，对所述终孔进行清理，清理出碎石以及沉渣等物质，方便后续在所述内护筒内和孔道灌装混凝土。
所述步骤S2中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土的方法为在所述钢筋笼内设置导管，通过所述导管由所述钢筋笼的底部向顶部浇水下灌混凝土，具体地，所述导管向所述钢筋笼的底部浇灌混凝土时，由所述内护筒30形成通道的下端充满混凝土，随着混凝土的堆积，所述混凝土由所述钢筋笼的底部向顶部充填，迫使由所述内护筒30形成的通道进行排水，直至整个所述通道和钢筋笼内充满混凝土。
本实施例中，所述钢筋笼需提前制造，具体地，所述钢筋笼先在台座上进行分节制作加工，利用直螺纹套筒连接。采用圆形混凝土垫块作为保护层垫块，固定在钢筋笼上，以控制主筋净保护层。制造完成后，由浮吊运输船将钢筋笼输送至所述总成平台10旁，通过履带吊21起吊至所述嵌岩平台20上，然后安装至所述总成平台10的套管、内护筒以及孔道内。
所述钢筋笼的制作安装需注意：钢筋笼制作应设胎座，主筋钢筋应事先调直；短节运输平板车上应设支座及固定装置，防止翻落变形；钢筋笼拼装接头方式执行设计和规范要求，并应确保成形后的整根钢筋笼保持顺直；钢筋笼同一截面受力钢筋接头的数量应符合规范要求。
所述步骤S2完成后进入步骤S3：待所述混凝土灌注至设计标高时，将所述钢筋笼的桩芯管沿所述钢筋笼内壁插入所述混凝土内，直至孔底，从而增强嵌岩桩的抗剪性能。
待所述混凝土灌注至设计标高时是指待所述混凝土灌注顶标高超过所述桩芯管41设计顶面标高时，将所述桩芯管41从所述钢筋笼内插入未初凝的混凝土内。
将所述钢筋笼的桩芯管41沿所述钢筋笼内壁插入所述混凝土的方法为：如图3所示，用于起吊所述桩芯管41的履带吊21通过振动锤22连接送桩器23，所述送桩器23底部卡槽230卡住所述桩芯管41上口；启动所述振动锤22，将所述桩芯管41沉至设计标高；上提所述送桩器23，使其脱离所述桩芯管41，直至拔出混凝土面。上提所述送桩器23过程中，如果出现上提困难，则边振边拔，直至拔出为止。另外，所述履带吊21通过钢丝绳起吊所述桩芯管41，沿所述钢筋笼内壁将桩芯管41插入混凝土内时，所述桩芯管41顶面需高于所述混凝土面，如果所述桩芯管41在自重作用下其顶部将可能没入混凝土内时，则利用钻机将桩芯管41临时固定住，确保其顶部露在混凝土面上。
本工程嵌岩桩根据设计要求，选择回旋钻成孔施工工艺，具体地，在内护筒中利用回旋钻清水成孔法在海底岩石内钻出孔道。混凝土灌注应连续，不得随意中断砼浇筑。所述桩芯管41是指桩芯钢管。
综上，本发明所述技术方案具有以下优点：
1.本发明所述嵌岩桩施工的方法，所述步骤S1中，从所述总成平台的套管内插入内护筒且伸向所述海底岩石，且利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石中，并在所述海底岩石内钻出孔道，从而通过所述内护筒形成通道连接所述总成平台和海底岩石，有利于将所述总成平台固定在所述海底岩石上；所述步骤S2中，将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒和所述孔道中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土从而形成嵌岩桩，使所述总成平台与钢筋混凝土嵌岩桩固接形成整体结构，不但有利于保持所述总成平台的稳定，而且由于所述内护筒内充满了混凝土，有利于稳固的将所述总成平台固定在所述海底岩石上，从而节约人力和物力，降低维护成本。
2.本发明所述嵌岩桩施工的方法，在所述内护筒的底部焊接一圈硬质齿状合金块形成钻头；在所述内护筒顶部设置法兰盘并与钢钻杆利用螺栓连接；最后将所述钢钻杆与钻机钻盘连接形成套筒钻具。本发明通过所述内护筒形成套筒钻具不但方法简单新颖，而且操作简单，易于在所述海底岩石上钻孔埋设护筒，有利于通过所述内护筒连接所述总成平台和海底岩石。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种嵌岩桩施工的方法，将总成平台固定在海底岩石上，其步骤如下：
步骤S1：从所述总成平台的套管内插入内护筒且伸向所述海底岩石，且利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石中，并在所述海底岩石内钻出孔道；
步骤S2：将提前制造的钢筋笼安装在所述总成平台的套管内，使所述钢筋笼套设于所述内护筒和所述孔道中，向所述钢筋笼内浇灌混凝土从而形成嵌岩桩。
2.根据权利要求1所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述步骤S1之前设有步骤S0：利用所述总成平台搭设嵌岩平台。
3.根据权利要求2所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述步骤S0中搭设嵌岩平台的方法为：将型钢两个端头与所述总成平台顶部杆件焊接固定，且沿所述型钢横向布置扁钢，所述扁钢与各型钢顶面焊接，将所述型钢连接成一体；最后在所述型钢上满铺拉格棱形钢网板，并与所述型钢点焊固定，形成嵌岩平台。
4.根据权利要求1所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述步骤S1利用所述内护筒形成套筒钻具的方法为：在所述内护筒的底部焊接一圈硬质齿状合金块形成钻头；在所述内护筒顶部设置法兰盘并与钢钻杆利用螺栓连接；最后将所述钢钻杆与钻机钻盘连接形成套筒钻具。
5.根据权利要求4所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述钻机成孔中心与所述嵌岩桩的桩位中心相重合。
6.根据权利要求1或4所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：利用所述内护筒形成套筒钻具嵌入所述海底岩石时，首先确认嵌岩起始面的位置，然后确认终孔位置。
7.根据权利要求1所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述步骤S2中向所述钢筋笼内浇灌混凝土的方法为在所述钢筋笼内设置导管，通过所述导管由所述钢筋笼的底部向顶部浇水下灌混凝土。
8.根据权利要求7所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述导管向所述钢筋笼的底部浇灌混凝土时，由所述内护筒形成通道的下端充满混凝土。
9.根据权利要求1所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述步骤S2完成后进入步骤S3：待所述混凝土灌注至设计标高时，将所述钢筋笼的桩芯管沿所述钢筋笼内壁插入所述混凝土内。
10.根据权利要求9所述嵌岩桩施工的方法，其特征在于：所述步骤S3中，待所述混凝土灌注至设计标高时是指待所述混凝土灌注顶标高超过所述桩芯管设计顶面标高时，将所述桩芯管从所述钢筋笼内插入未初凝的混凝土内。
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