CN111236215A - 海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，包括以下流程：钢管桩沉桩、平台承重架安装、嵌岩施工平台安装、嵌岩设备安装、钢管桩嵌岩施工和嵌岩施工平台拆除。进行平台承重架安装流程时，平台承重架采用H型钢结构或采用承台封底钢筋混凝土结构；进行嵌岩设备安装流程时，在嵌岩施工平台上布置一台钻机和一部80t履带吊机，并配置包括集装箱、发电机、集渣箱、空压机的辅助设施以及生活设施；进行钢管桩嵌岩施工流程时，包括以下步骤：钻孔护壁泥浆配合比试验、成孔、清孔、钢筋笼吊装、导管下放安装和混凝土灌注。本发明的嵌岩施工工艺，标准化施工程度高，且对施工安全有较大的保障，能大幅度提高施工进度。

Description

海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺

技术领域

本发明涉及一种海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺。

背景技术

高桩承台基础的结构型式在国内近海、潮间带及潮下带海上风电项目中已成熟运用，其承台基础结构均采用6根或8根直径为Ф1.9m～Ф2.3m的大直径钢管斜桩进行承载，钢管斜桩的斜率为5:1或6:1。由于近海风电场所处的海域海洋水文地质条件复杂，海上施工条件恶劣，地质中分布岩基海床，且岩面起伏变化较大，因此多数近海风电场中的高桩承台基础大直径钢管斜桩均需要在沉桩后穿越中微风化岩石进行嵌岩施工。海上大直径钢管斜桩的嵌岩施工工效是影响高桩承台基础施工进度的主要关键因素。传统的海上大直径钢管斜桩的嵌岩施工一般采用在单个嵌岩施工平台上配置一台35t门机，嵌岩施工平台的对角桩桩位处配置两台正循环回旋钻机，并辅助配置3000t多功能运输驳及一台80t履带吊机。嵌岩施工平台由型钢或贝雷片纵横梁搭建，由辅助桩或工程桩作为承载结构。这种施工方法工效低，施工周期长，严重影响高桩承台基础的施工进度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，它的标准化施工程度高，施工效率高，且对施工安全有较大的保障，能大幅度提高施工进度。

本发明的目的是这样实现的：一种海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，所述嵌岩施工工艺包括以下流程：钢管桩沉桩、平台承重架安装、嵌岩施工平台安装、嵌岩设备安装、钢管桩嵌岩施工和嵌岩施工平台拆除；

进行钢管桩沉桩流程时，包括以下步骤：打桩船和运桩驳驻位，钢管桩检查和划桩，吊桩，GPS测量定位，下桩、稳桩以及锤击沉桩；

进行平台承重架安装流程时，平台承重架采用H型钢结构或采用承台封底钢筋混凝土结构；所述H型钢结构的平台承重架由设在单个高桩承台基础上的若干根夹桩H型钢和两根对角H型钢构成；若干根夹桩H型钢各自连接在每两根相邻的钢管桩的桩顶以下3m之间，两根对角H型钢一一对应地焊接在两对相对设置的钢管桩之间；

进行嵌岩施工平台安装流程时，嵌岩施工平台在陆上钢结构生产基地内制作；嵌岩施工平台为矩形上、下层钢管框架的平台结构，上层钢管框架的长度和宽度各自比下层钢管框架的长度和宽度大4m；嵌岩施工平台的上、下层钢管框架之间及上、下层之间均采用无缝钢管连接；上层钢管框架内的空间沿长度方向加设加强钢管，嵌岩施工平台的面层采用工字钢分配梁和花纹钢板组焊而成；嵌岩施工平台制作成型后出运前，在嵌岩施工平台上标明安装方位，再采用自航驳船由海上运输至施工现场，然后由起重船钢丝绳和卸扣吊装至平台承重架上，最后进行嵌岩施工平台与接触的H型钢结构的平台承重架焊接加固，或将嵌岩施工平台限位在承台封底钢筋混凝土结构的平台承重上；

进行嵌岩设备安装流程时，在嵌岩施工平台上布置一台钻机和一部80t履带吊机，并配置包括集装箱、发电机、集渣箱、空压机的辅助设施以及生活设施，同时在嵌岩施工平台的面层的分配梁的表面上焊接竖向槽钢对集装箱、发电机、集渣箱和空压机进行加固；所述钻机采用全液压气举反循环钻机，该钻机先在陆地生产基地内组装调试，接着采用起重船起吊至运输驳船上，再通过海上运输至施工现场，然后通过起重船起吊至嵌岩施工平台上，由嵌岩施工平台上的80t履带吊机移至桩位上；

进行钢管桩嵌岩施工流程时，包括以下步骤：钻孔护壁泥浆配合比试验、成孔、清孔、钢筋笼吊装、导管下放安装和混凝土灌注；

进行钻孔护壁泥浆配合比试验步骤时，针对钻孔现场的地质分布情况选择泥浆各项技术性能及经济指标最优的钻孔护壁泥浆配合比；钻机排出的钻孔泥浆采用泥浆分离器净化后循环使用；

进行成孔步骤时，钻机采用与钻孔直径相匹配的带滚刀的钻头钻进成孔；

进行清孔步骤时，将钻具提离距孔底30cm～50cm，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行气举反循环清孔，同时保持孔内水头，防止塌孔；当经检测孔底沉渣的厚度满足设计及规范要求，且清孔后孔内的泥浆指标符合规范要求后，报请验收合格后移离钻机；

进行钢筋笼吊装步骤时，先根据各斜桩的实际长度分节加工制作钢筋笼，并依据钢筋笼的运输和安装下放的技术要求确定标准节钢筋笼的长度，最后一节钢筋笼的长度根据实际成孔的标高制作成非标准节钢筋笼；

每一节钢筋笼的吊装采取三个吊点，分别为两个顶端吊点和一个底端吊点，两个顶端吊点位于顶端加劲箍筋的轴线上，底端吊点位于两个顶端吊点的连线中点至底端加劲箍筋的垂足上；采用嵌岩施工平台上的80t履带吊机将钢筋笼吊至钢管桩的孔口处，扶正立稳使钢筋笼的轴线对准孔位轴线并缓缓下放；钢筋笼与钢管桩之间设置与嵌岩混凝土同标号的圆形混凝土垫块，确保钢筋笼的保护层厚度符合要求；用同样的方法吊起下一节钢筋笼，当上下两节钢筋笼在同一轴线上时，转动上一节钢筋笼，以使两节钢筋笼的主筋对正，采用机械连接的方式进行两节钢筋笼的主筋连接，再连接并固定好声测管，对接施工完成后，安装对接部分的水平箍筋；经检查确认后，将钢筋笼缓缓匀速地下入孔内；用同样的吊装方法吊装后续节钢筋笼，直到最后一节钢筋笼下入孔内，同时安装声测管，声测管分别与每节钢筋笼的主筋及加强箍筋固定，声测管的底部与混凝土芯柱的底部齐平，声测管的顶部至桩顶，声测管的上端盖紧，下端封死；

进行导管下放安装步骤时，利用嵌岩施工平台上的80t履带吊机下放安装导管；导管的底口至孔底的距离为30cm～50cm；导管下放安装至孔底后，根据孔底及施工地面标高校对导管的配置总长度；

进行水下混凝土灌注步骤时，采用100m³/h双系统搅拌船进行灌注；在水下混凝土灌注前，搅拌船上备足原材料，在现场拌制混凝土后，泵送混凝土至钢管桩的导管内；

进行嵌岩施工平台拆除流程时，包括以下步骤：

步骤1，对嵌岩施工平台上的嵌岩设备与嵌岩施工平台之间采用槽钢进行进一步限位加固，调整嵌岩施工平台的吊点位置，加强吊耳结构的承载能力；

步骤2，割除嵌岩施工平台与平台承重架之间的固定连接件；

步骤3，由2000t起重船采用钢丝绳和卸扣整体起吊含有嵌岩设备的嵌岩施工平台并移至5000t运输驳船上。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行钢管桩沉桩流程前，钢管桩在钢管加工厂落运桩驳，再采用5000t大型驳船配备拖轮海上驳运至施工现场；进行锤击沉桩步骤时，采用吊钟式替打，钢管桩的沉桩以控制贯入度为主，桩端设计标高为校核。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行所述夹桩H型钢连接时，先在两根相邻的钢管桩的桩顶各自设置一个手拉葫芦吊点，通过手拉葫芦的另一端将割好形状的夹桩H型钢两头吊平，将夹桩H型钢从两根钢管桩之间的焊接位置的下方自下而上通过手拉葫芦拉至焊接位置处，最终将夹桩H型钢的两端各自与两根钢管桩焊接；每根夹桩H型钢的两端各自沿两根钢管桩的圆周方向加焊加劲板；在每根夹桩H型钢的中部两侧各自设置一块平行于腹板的加强钢板，并在加强钢板的中间1m区域的两头焊接封头钢板；进行所述对角H型钢连接时，参照夹桩H型钢的连接方法。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行所述承台封底钢筋混凝土结构安装时，先在每根钢管桩的四周焊接16号槽钢，并在两对相对布置的钢管桩之间采用20号槽钢进行加强连接；在钢管桩沉桩完成后，将承台钢套箱吊装到位，依序进行承台钢套箱的底板与每根钢管桩之间补孔、钢筋绑扎、与每根钢管桩四周的16号槽钢焊接、与两根连接在相对布置的钢管桩之间的20号槽钢焊接和承台封底混凝土的浇筑，最后拆掉承台钢套箱；将所述嵌岩施工平台吊装到承台封底混凝土结构上，并将嵌岩施工平台限位在承台封底混凝土结构上。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行嵌岩施工平台的安装流程时，采用六个吊点将嵌岩施工平台吊至平台承重架上，并增加两个辅助吊点用于嵌岩施工平台的吊装调平。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行嵌岩设备安装流程时，进行钻机现场吊装就位时应按照以下要点操作：

1)钻机现场吊装就位前，先采用80t履带吊机通过卸扣和钢丝绳将已经拼装好的钻具吊挂在钢管桩内；钻具由长度为6m的重型钻杆、安装在重型钻杆下端的钻头和两个安装在重型钻杆上部的双联平衡导向器构成；

2)采用80t履带吊机将钻机吊装就位，就位过程中钻机的机架要保持水平、竖直、稳固，在钻机初步就位后，再使用32t螺旋千斤顶进行微调定位；

3)钻机定位后，采用两台32t螺旋千斤顶顶起钻机的上层底座，使钻架的倾斜度与钢管桩的实测斜率一致；检查验收合格后，采用型钢将钻机的上、下层底座焊接牢固；

4)钻机稳固后，进行长度为3m的标准钻杆安装；采用嵌岩施工平台上的80t履带吊机吊装标准钻杆与钻机的动力头对接，然后上移钻机的提升架将标准钻杆的下端送入钢管桩内与重型钻杆的上端完成对接；在首根标准钻杆的下端还安装配重块；首根标准钻杆对接完成后立即拆除吊挂钻具的卸扣和钢丝绳，然后通过钻机的工作平台上的承杆器辅助完成剩余的标准钻杆的安装对接，每隔三根标准钻杆就安装一个单联平衡导向器；

5)钻机安装验收合格后，在钻机的下层底座内侧四角点平台面上焊接铁板进行固定和限位；

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行成孔步骤时，按照以下要点操作：

A.钢管桩内地层采用清水钻进，在钻头的外表面护圈上镶焊5～6组钢丝绳刷,钢丝绳刷的外径大于钢管桩的内径5cm～10cm；

B.钻头钻出钢管桩的桩底后，采用大气量、中等钻压、慢转速进行钻进成孔，并且每钻进一根标准钻杆均要扫孔，以保证钻孔直径和斜率满足要求；

C.在钻孔的过程中，利用钻杆的长度初步测量孔深，在终孔后利用专业测杆伸入孔内进行精确测量；

D.钻进成孔的纵轴线偏差不大于40mm，且倾斜度的偏差不大于1％，成孔后12小时内浇筑混凝土，孔底的沉渣厚度不大于50mm；

E.直径为φ1.9m的钻头上布置10把滚刀，直径φ1.7m的钻头上布置8把滚刀，滚刀上采用球齿形破岩齿，在钻头面均采用双支点支撑；

F.在粘土层，钻机的转速设定为20转/分，适当减少钻压，加快钻进速度；在砂层土，钻机的转速设定为10～15转/分，适当增加速度；钻机的转速由以下公式计算：

式中：n为钻机的转速r/min，D为钻头的直径cm，V为钻头外围最大的切线速度m/s，V的取值如下：针对砂性土：V＜0.7m/s，针对粘性土：V＞4m/s；针对塑性岩石：V＞3m/s，针对硬性岩石：V＜2m/s；

G.嵌岩起始面的确定原则：以岩石渣样对比方法为主，根据钻孔地质报告，结合沉桩记录，对比钻机的进尺情况和现场的施工情况，作出初步判断；中等风化岩石渣样的判断指标如下：

a.地质勘探报告描述的中风化岩层标高处；

b.钻机的钻进速度明显减弱；

c.掏渣筒岩石渣样或反循环排渣中收集的岩石钻渣物发生明显变化；

d.对岩石渣样中等风化岩样含量必须达到50％，方可判断嵌岩起始面，并依此嵌岩起始面再钻进15～20cm作为实际嵌岩起始面；

e.当嵌岩深度、成孔直径和倾斜度满足设计要求后，确认终孔。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行钢管桩嵌岩施工流程的导管下放安装步骤时，所述导管采用φ300钢质导管；每套导管包括一根长度为4m的底节导管和多根依序与底节导管连接且长度为3m的标准节导管，另外单独配有0.5m和1m长的辅助导管，辅助导管设在导管的顶部；在钢筋笼内每隔三根标准节导管设置一节导正导管；所有的导管使用前都应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密承压试验的水压不小于孔底的静水压力的1.5倍。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，在钢管桩嵌岩施工流程的导管下放安装步骤完毕后，测量孔深及孔底的沉渣厚度，如果孔底的沉渣厚度超过要求，则应利用空压机和导管进行二次清孔，首先将直径为50mm的风管放入导管内，风管上部通过专用接头与空压机的气管相接，并将专用接头与导管连接；接着将导管提起一定高度，然后开启空压机供气，钻机的气举反循环系统正常后，边钻孔循环边缓慢下放导管，直至导管的底口下放至距孔底30～40cm；当气举反循环系统排出的泥浆中含砂量指标满足设计及规范要求，且孔底的沉渣厚度满足设计及规范要求时停止二次清孔。

上述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其中，进行钢管桩嵌岩施工流程的水下混凝土灌注步骤时，按照以下要点操作：

1)灌注时间不得超过灌注首批混凝土的初凝时间；

2)在灌注过程中，随时对混凝土的和易性、坍落度进行检测，确保混凝土的质量；

3)首批混凝土的方量确定，按以下公式计算确定：

式中：Vt为灌注首批混凝土所需数量m³；D为桩孔直径m；H₁为桩孔底至导管底端的间距，取0.3m～0.4m；H₂为导管初次埋置深度，取≧1.0m；d为导管内径m；h₁为桩孔内混凝土达到导管初次埋置深度H₂时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度m；

式中：Hw为桩孔内水或泥浆的深度m；γw为桩孔内水或泥浆的重度kN/m³；γc为混凝土的重度，取24kN/m³；

4)灌注首批混凝土时，待料斗灌满混凝土后再打开导管底口的隔水球，靠混凝土的自重和向下的冲力将孔内的泥浆翻出，避免导管堵塞；

5)在灌注过程中，保持孔内的水头高度；导管的埋置深度为2m～6m，并随时探测桩孔内混凝土面的位置，及时调整导管的埋深；

6)混凝土的实际灌注标高要高于设计标高0.8m～1.0m。

本发明的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺具有以下特点：

1、采用整体式导管架结构的嵌岩施工平台，并利用已沉设的高桩承台基础钢管桩及其桩顶的夹桩H型钢和对角H型钢或承台封底钢筋混凝土结构作为平台承重架，导管架结构的嵌岩施工平台采用模块化制造及一次性整体吊装方案，该导管架结构的嵌岩施工平台具有制作精度高、安装与拆除快速、安全可靠的优点，能够适应不同桩径、不同斜率、不同数量的钢管斜桩的嵌岩施工要求，提高了嵌岩施工平台的周转使用率，有效控制了施工成本。

2、本发明的施工工艺在嵌岩施工平台上布置一台气举反循环钻机和一部80t履带吊机进行嵌岩施工，取消了传统工艺需要辅助配置的35t门机以及停泊在机位附近的3000t多功能运输驳，而是将80t履带吊机转移布置在嵌岩施工平台上，减少了钻机的投入数量，嵌岩施工过程中的钻机移位、钢筋笼、零星材料等吊装作业均由位于嵌岩施工平台上的80t履带吊机完成，有效降低了海洋潮流的波浪要素对吊装作业的施工影响，显著提高了嵌岩施工工效，降低了施工成本。

3、采用了反循环钻机，通过运用钻机的气举反循环的工作原理，提高钢管桩的成孔和清孔的施工工效，并通过使用一种结构先进合理的用于破极硬岩石的反循环钻机的滚刀，该滚刀能在钻机施加1.5～3倍岩石抗压强度的作用力时实现对抗压强度大于160MPa的岩石破岩，且破岩速度能达到25cm/h，实现对施工海域岩石强度的全覆盖破岩，显著提高了钻机的破岩能力及嵌岩施工工效，且滚刀的耐磨性能高，更换率低，成本可控。

附图说明

图1是本发明的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺的流程图；

图2是本发明的嵌岩施工工艺中采用的H型钢结构的平台承重架的平面图；

图3是本发明的嵌岩施工工艺中采用的嵌岩施工平台的平面布置图；

图4是图3的侧视图；

图5是本发明的嵌岩施工工艺中采用的泥浆循环系统示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

先请参阅图1至图5，本发明的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，包括以下流程：钢管桩沉桩、平台承重架安装、嵌岩施工平台安装、嵌岩设备安装、钢管桩嵌岩施工和嵌岩施工平台拆除。

进行钢管桩沉桩流程前，钢管桩在钢管加工厂落运桩驳，再采用5000t大型驳船配备拖轮海上驳运至施工现场。

进行钢管桩沉桩流程时，包括以下步骤：打桩船和运桩驳驻位，钢管桩检查和划桩，吊桩，GPS测量定位，下桩、稳桩以及锤击沉桩。

进行锤击沉桩步骤时，采用吊钟式替打；钢管桩的沉桩以控制贯入度为主，桩端设计标高为校核。

进行平台承重架安装流程时，平台承重架采用H型钢结构或采用承台封底钢筋混凝土结构；H型钢结构的平台承重架由设在单个高桩承台基础上的若干根夹桩H型钢401和两根对角H型钢402构成；若干根夹桩H型钢401各自连接在每两根相邻的钢管桩400的桩顶以下3m之间，两根对角H型钢401一一对应地连接在两对相对布置的钢管桩400之间(见图2)；当钢管桩400的数量为6根时，夹桩H型钢401的数量也为6根，当钢管桩400的数量为8根时，夹桩H型钢401的数量也为8根；若干根夹桩H型钢401和两根对角H型钢402又能加强钢管桩400的桩身稳定性，避免单根钢管桩400由于受到涌浪及潮流影响产生倾覆和偏位现象。

夹桩H型钢连接时，先在两根需要连接的钢管桩的顶部各自设置一个手拉葫芦吊点，通过手拉葫芦的另一端将割好形状的夹桩H型钢两头吊平，将夹桩H型钢从两根钢管桩之间的焊接位置的下方自下而上通过手拉葫芦拉至焊接位置处，上升过程中需要对夹桩H型钢的两端进行逐步修边，最终将夹桩H型钢的两端各自与两根钢管桩焊接；每根夹桩H型钢的两端各自沿两根钢管桩的圆周方向加焊加劲板，以增强夹桩H型钢与钢管桩的连接强度；在每根夹桩H型钢的两侧中部各自设置一块平行于腹板的加强钢板，并在加强钢板的中间1m区域的两头焊接封头钢板，封头钢板的厚度为15mm；对角H型钢的连接方法参照夹桩H型钢的连接方法，确保H型钢结构的平台承重架的整体稳定性。

进行承台封底钢筋混凝土结构安装时，先在每根钢管桩的四周焊接16号槽钢，以增强钢管桩与承台封底混凝土之间的握裹力，两对相对布置的钢管桩之间采用20号槽钢进行加强连接；在钢管桩沉桩完成后，采用200t起重船和钢桁架吊架将承台钢套箱吊装到位，依序进行承台钢套箱的底板与每根钢管桩之间补孔、钢筋绑扎、与每根16号槽钢焊接、与两根20号槽钢焊接和承台封底混凝土的浇筑，最后拆掉承台钢套箱。

进行嵌岩施工平台安装流程时，嵌岩施工平台在陆地上的钢结构生产基地内制作；嵌岩施工平台的高度为2m并采用矩形的上、下层钢管框架的平台结构，上层钢管框架的长度为28.5m，宽度为26.5m，下层钢管框架的长度为24.5m，宽度为22.5m；嵌岩施工平台的上、下层钢管框架之间及上、下层之间均采用直径φ＝500mm、厚度δ＝12mm的无缝钢管连接；上层钢管框架内的空间沿长度方向加设间距为90cm的加强钢管，加强钢管采用直径φ＝300mm、厚度δ＝6mm的无缝钢管；嵌岩施工平台的面层采用间距为30cm的工字钢分配梁和厚度δ＝5mm的花纹钢板组焊而成；嵌岩施工平台的四周还要安装安全防护栏杆和上下安全爬梯；当采用H型钢结构的平台承重架时，在下层钢管框架的钢管外表面与H型钢结构的平台承重架接触的位置前后各1m的范围内各焊接五对筋板，每块筋板呈直角等腰三角形，每块筋板的斜边呈与下层钢管框架的钢管外表面适配的圆弧形，每块筋板的壁厚为2cm；五对筋板的间距为22.5cm，并在五对筋板的顶面焊接一块长度为1m，宽度为0.5m，厚度为2cm的矩形钢板，使下层钢管框架与H型钢结构的平台承重架之间由线接触变为平面接触，扩大荷载传递面积，减小接触面的应力集中现象，确保嵌岩施工平台荷载传递的合理性；嵌岩施工平台制作成型后出运前，在嵌岩施工平台上标明安装方位，再采用5000t自航驳船由海上运输至施工现场，然后由350t起重船采用φ74mm钢丝绳和85t卸扣吊装至H型钢结构的平台承重架上，最后将下层钢管框架上的矩形钢板与接触的H型钢结构的平台承重架之间焊接加固；采用承台封底钢筋混凝土结构的平台承重架时，将嵌岩施工平台吊装在承台封底钢筋混凝土结构上后，通过承台封底钢筋混凝土结构上的预埋件和固定连接件将嵌岩施工平台限位在承台封底钢筋混凝土结构上；嵌岩施工平台吊装时，采用六个吊点，并增加两个辅助吊点用于嵌岩施工平台的吊装调平。

进行嵌岩设备安装流程时，采用200t起重船在嵌岩施工平台100上布置一台钻机200和一部80t履带吊机300，并配置包括发电机101、集渣箱102、空压机103、水塔104、钻杆堆放场105和油箱106的辅助设施以及生活设施，生活设施包括住人集装箱107和厕所108(见图3和图4)，同时在嵌岩施工平台100的面层分配梁的表面上焊接竖向槽钢分别对集装箱101、发电机102、集渣箱103和空压机104等进行加固；钻机200采用三宝SPD200/SPD250/SPD300+SPP260/SPP535/SPP600全液压气举反循环钻机，该钻机200具有以下特点：采用全液压驱动，大扭矩，大提升力配置，悬挂式动力头；可倾斜式动力头以及机架；可通过加减压钻进确保钻孔成孔速度和孔径、斜度精度；钻头上的滚刀能在钻机200施加1.5倍～3倍岩石的抗压强度的作用力时实现对抗压强度大于160MPa的岩石破岩，且破岩速度能达到25cm/h；钻机按照设计钢管桩400钻孔斜度要求制作倾斜固定导向架，确保钻孔倾斜率；钻机200先在陆地生产基地内组装调试，接着采用200t起重船起吊至3000t运输驳船上，再通过海上运输至施工现场，然后通过200t起重船起吊至嵌岩施工平台100上，由嵌岩施工平台100上的80t履带吊机300移至桩位上；按照以下要点进行钻机现场吊装就位的操作：

1)钻机现场吊装就位前，先采用80t履带吊机通过卸扣和钢丝绳将已经拼装好的钻具吊挂在钢管桩内；钻具由长度为6m的重型钻杆、安装在重型钻杆下端的钻头和两个安装在重型钻杆上部的双联平衡导向器构成；

2)采用80t履带吊机将钻机吊装就位，就位过程中钻机的机架要保持水平、竖直、稳固，在钻机初步就位后，再使用32t螺旋千斤顶进行微调定位；

3)钻机定位后，采用两台32t螺旋千斤顶顶起钻机的上层底座，使钻架的倾斜度与钢管桩的实测斜率一致；检查验收合格后，采用型钢将钻机的上、下层底座焊接牢固；

4)钻机稳固后，进行长度为3m的标准钻杆安装；由于钻机钻头重力的作用，钻孔时钻头有一种始终竖直向下的倾向，若不采取一定的措施加以限制，钻进成孔的孔轴线会成为抛物线，将严重影响成桩质量，甚至会出现无法继续钻进终孔的局面；为了保证钻头钻进至钢管桩的桩尖后不发生超出设计及规范要求的偏心及倾斜度，采用嵌岩施工平台上的80t履带吊机吊装标准钻杆与钻机的动力头对接，然后上移钻机的提升架将标准钻杆的下端送入钢管桩内与重型钻杆的上端完成对接；在首根标准钻杆的下端还安装配重块；首根标准钻杆对接完成后立即拆除吊挂钻具的卸扣和钢丝绳，然后通过钻机的工作平台上的承杆器辅助完成剩余的标准钻杆的安装对接，每隔三根标准钻杆就安装一个单联平衡导向器，使单联平衡导向器和双联平衡导向器共同配合减小钻杆的自由变形长度，并能导正钻杆与钻头，确保钻孔的倾斜度偏差值在1％以内；

5)钻机安装验收合格后，在钻机的下层底座内侧四角点平台面上焊接长×宽为15cm×15cm、厚度为20mm的铁板进行固定、限位，确保在钻进成孔过程中钻机不产生位移；

进行钢管桩嵌岩施工流程时，包括以下步骤：钻孔护壁泥浆配合比试验、成孔、清孔、钢筋笼吊装、导管下放安装和混凝土灌注；

进行钻孔护壁泥浆配合比试验步骤时，针对钻孔现场的地质分布情况选择泥浆各项技术性能及经济指标最优的钻孔护壁泥浆配合比；气举反循环钻机300排出的钻孔泥浆，采用泥浆分离器500净化后循环使用(见图5)；

进行成孔步骤时，钻机采用与钻孔直径相匹配的带滚刀的钻头钻进成孔；成孔按照以下要点操作：

A.钢管桩内地层采用清水钻进，在钻头的外表面护圈上镶焊5～6组钢丝绳刷,钢丝绳刷的外径大于钢管桩的内径5cm～10cm，以保证在钻头钻进过程中将钢管桩的内壁上的地层附着物刷洗干净；

B.钻头钻出钢管桩的桩底后，采用大气量、中等钻压、慢转速进行钻进成孔，并且每钻进一根标准钻杆均要扫孔，以保证钻孔直径和斜率满足要求；

C.在钻孔过程中，利用钻杆的长度初步测量孔深，在终孔后利用专业测杆伸入孔内进行精确测量；

D.钢管桩内钻进成孔的纵轴线偏差不大于40mm，且倾斜度的偏差不大于1％，成孔后12小时内浇筑混凝土，孔底的沉渣厚度不大于50mm；

E.直径为φ1.9m的钻头上布置10把滚刀，直径φ1.7m的钻头上布置8把滚刀，在钻头面均采用双支点支撑；滚刀上采用球齿形破岩齿(参见中国专利申请号：2019100667019.4)，该滚刀能在钻机施加1.5～3倍岩石抗压强度的作用力时实现对抗压强度大于160MPa的岩石破岩，且破岩速度能达到25cm/h，实现对施工海域岩石强度的全覆盖破岩；

F.在粘土层，钻机的转速设定为20转/分，适当减少钻压，加快钻进速度；在砂层土，钻机的转速设定为10～15转/分，适当增加速度；

钻机的转速由以下公式计算：

式中：n为钻机的转速r/min，D为钻头的直径cm，V为钻头外围最大的切线速度m/s，V的取值如下：针对砂性土：V＜0.7m/s，针对粘性土：V＞4m/s；针对塑性岩石：V＞3m/s，针对硬性岩石：V＜2m/s；

气举反循环钻机在不同地质层钻进的参数见下表：

G.嵌岩起始面确定的原则：以岩石渣样对比方法为主，根据钻孔地质报告，结合沉桩记录，对比钻机的进尺情况和现场的施工情况，作出初步判断；中等风化岩石渣样的判断指标如下：

a.地质勘探报告描述的中风化岩层标高处；

b.钻机钻进的速度明显减弱；

c.掏渣筒岩石渣样或反循环排渣中收集的岩石钻渣物发生明显变化；

d.对岩石渣样中等风化岩样含量必须达到50％，方可判断嵌岩起始面，并依此嵌岩起始面再钻进15cm～20cm作为实际嵌岩起始面；

e.当嵌岩深度、成孔直径和倾斜度满足设计要求后，确认终孔；

进行清孔步骤时，将钻具提离孔底30cm～50cm，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行气举反循环清孔，同时保持孔内水头，防止塌孔；当经检测孔底的沉渣厚度满足设计及规范要求，且清孔后孔内的泥浆指标符合规范要求后，报请验收合格后移离钻机；

进行钢筋笼吊装步骤时，先根据各斜桩的实际长度分节加工制作钢筋笼，并依据钢筋笼的运输和安装下放的技术要求确定标准节钢筋笼的长度，最后一节钢筋笼的长度根据实际成孔的标高制作成非标准节钢筋笼；

每一节钢筋笼的吊装采取三个吊点，分别为两个顶端吊点和一个底端吊点，两个顶端吊点位于顶端加劲箍筋的轴线上，底端吊点位于两个顶端吊点的连线中点至底端加劲箍筋的垂足上；采用嵌岩施工平台上的80t履带吊机将钢筋笼吊至钢管桩的孔口处，扶正立稳使钢筋笼的轴线对准孔位轴线并缓缓下放；钢筋笼与钢管桩之间设置与嵌岩混凝土同标号的圆形混凝土垫块，确保钢筋笼的保护层厚度符合要求；用同样的方法吊起下一节钢筋笼，当上下两节钢筋笼在同一轴线上时，转动上一节钢筋笼，以使两节钢筋笼的主筋对正，采用机械连接的方式进行两节钢筋笼的主筋连接，再连接并固定好声测管，对接施工完成后，安装对接部分的水平箍筋；经检查确认后，将钢筋笼缓缓匀速地下入孔内；用同样的吊装方法吊装后续节钢筋笼，直到最后一节钢筋笼下入孔内，同时安装声测管，声测管分别与每节钢筋笼的主筋及加强箍筋固定，声测管的底部与混凝土芯柱的底部齐平，声测管的顶部至桩顶，声测管的上端盖紧，下端封死；

进行导管下放安装步骤时，利用嵌岩施工平台上的80t履带吊机下放安装导管；导管的底口至孔底的距离为30cm～50cm；导管下放安装至孔底后，根据孔底及施工地面标高校对导管的配置总长度；导管采用φ300mm钢质导管，每套导管包括一根长度为4m的底节导管和多根依序与底节导管连接且长度为3m的标准节导管，另外单独配有0.5m和1m长的辅助导管，辅助导管设在导管的顶部，方便混凝土灌注过程中拆管，使导管埋设在混凝土中的深度满足要求；在钢筋笼内每隔三根标准节导管设置一节导正导管，通过设在导正导管中部的导向机构使导管在下放过程中不会偏离中心而挂住钢筋笼，并能将导管调至钢筋笼的中心；所有的导管在使用前应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密承压试验的水压不小于孔底的静水压力的1.5倍；导管下放安装完毕后，测量孔深及孔底的沉渣厚度，如果孔底的沉渣厚度超过要求，则应利用空压机和导管进行二次清孔，首先将直径为50mm的风管放入导管内，风管上部通过专用接头与空压机的气管相接，并将专用接头与导管连接；接着将导管提起一定高度(根据孔底的沉渣厚度确定)，然后开启空压机供气，钻机的气举反循环系统正常后，边钻孔循环边缓慢下放导管，直至导管的底口下放至距孔底30cm～40cm；当气举反循环系统排出的泥浆中含砂量指标满足设计及规范要求，且孔底的沉渣厚度满足设计及规范要求时停止二次清孔；

进行水下混凝土灌注步骤时，采用100m³/h双系统搅拌船进行灌注；在水下混凝土灌注前，搅拌船上备足砂、石、水泥等原材料，在现场拌制混凝土后，泵送混凝土至钢管桩的导管内；灌注水下混凝土时按照以下要点操作：

1)灌注时间不得超过首批混凝土的初凝时间；

2)在灌注过程中，随时对混凝土的和易性、坍落度进行检测，确保混凝土的质量；

3)首批混凝土的方量确定，按以下公式计算确定：

式中：Vt为灌注首批混凝土所需数量m³；D为桩孔直径m；H₁为桩孔底至导管底端的间距，取0.3m～0.4m；H₂为导管初次埋置深度，取≧1.0m；d为导管内径m；h₁为桩孔内混凝土达到导管初次埋置深度H₂时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度m，

式中：Hw为桩孔内水或泥浆的深度m；γw为桩孔内水或泥浆的重度kN/m³；γc为混凝土的重度，取24kN/m³；

4)灌注首批混凝土时，待料斗灌满混凝土后再打开导管底口的隔水球，靠混凝土的自重和向下的冲力将孔内的泥浆翻出，避免导管堵塞；

5)在灌注过程中，保持孔内的水头高度；导管的埋置深度为2m～6m，并随时探测桩孔内混凝土面的位置，及时调整导管的埋深；

6)混凝土的实际灌注标高要高于设计标高0.8m～1.0m，以保证桩顶部位混凝土的强度；在灌注将近结束时，应核对混凝土的灌入数量，以确定所测混凝土的灌注标高是否正确。

进行嵌岩施工平台拆除流程时，按照从上往下，后搭先拆、先搭后拆的顺序拆除，且从内向外拆除；拆除步骤如下：

步骤1，对嵌岩施工平台上的嵌岩设备(包括钻孔设备、履带吊、辅助设施及生活设施)与嵌岩施工平台之间采用20a号槽钢进行进一步限位加固，调整嵌岩施工平台的吊点位置，加强吊耳结构的承载能力；

步骤2，割除嵌岩施工平台与H型钢结构的平台承重架之间的固定连接件，或割除嵌岩施工平台与承台封底混凝土结构上的预埋件的固定连接件；

步骤3，由2000t起重船采用φ74mm钢丝绳和85t卸扣整体起吊含有嵌岩设备的嵌岩施工平台并移至5000t运输驳船上，为后续机位的含有嵌岩设备的嵌岩施工平台实施整体吊装创造条件，加快含有嵌岩设备的嵌岩施工钢平台安装和拆除速度。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，所述嵌岩施工工艺包括以下流程：钢管桩沉桩、平台承重架安装、嵌岩施工平台安装、嵌岩设备安装、钢管桩嵌岩施工和嵌岩施工平台拆除；

进行钢管桩沉桩流程时，包括以下步骤：打桩船和运桩驳驻位，钢管桩检查和划桩，吊桩，GPS测量定位，下桩、稳桩以及锤击沉桩；

进行平台承重架安装流程时，平台承重架采用H型钢结构或采用承台封底钢筋混凝土结构；所述H型钢结构的平台承重架由设在单个高桩承台基础上的若干根夹桩H型钢和两根对角H型钢构成；若干根夹桩H型钢各自连接在每两根相邻的钢管桩的桩顶以下3m之间，两根对角H型钢一一对应地焊接在两对相对设置的钢管桩之间；

进行嵌岩施工平台安装流程时，嵌岩施工平台在陆上钢结构生产基地内制作；嵌岩施工平台为矩形上、下层钢管框架的平台结构，上层钢管框架的长度和宽度各自比下层钢管框架的长度和宽度大4m；嵌岩施工平台的上、下层钢管框架之间及上、下层之间均采用无缝钢管连接；上层钢管框架内的空间沿长度方向加设加强钢管，嵌岩施工平台的面层采用工字钢分配梁和花纹钢板组焊而成；嵌岩施工平台制作成型后出运前，在嵌岩施工平台上标明安装方位，再采用自航驳船由海上运输至施工现场，然后由起重船钢丝绳和卸扣吊装至平台承重架上，最后进行嵌岩施工平台与接触的H型钢结构的平台承重架焊接加固，或将嵌岩施工平台限位在承台封底钢筋混凝土结构的平台承重上；

进行嵌岩设备安装流程时，在嵌岩施工平台上布置一台钻机和一部80t履带吊机，并配置包括集装箱、发电机、集渣箱、空压机的辅助设施以及生活设施，同时在嵌岩施工平台的面层的分配梁的表面上焊接竖向槽钢对集装箱、发电机、集渣箱和空压机进行加固；所述钻机采用全液压气举反循环钻机，该钻机先在陆地生产基地内组装调试，接着采用起重船起吊至运输驳船上，再通过海上运输至施工现场，然后通过起重船起吊至嵌岩施工平台上，由嵌岩施工平台上的80t履带吊机移至桩位上；

进行钢管桩嵌岩施工流程时，包括以下步骤：钻孔护壁泥浆配合比试验、成孔、清孔、钢筋笼吊装、导管下放安装和混凝土灌注；

进行钻孔护壁泥浆配合比试验步骤时，针对钻孔现场的地质分布情况选择泥浆各项技术性能及经济指标最优的钻孔护壁泥浆配合比；钻机排出的钻孔泥浆采用泥浆分离器净化后循环使用；

进行成孔步骤时，钻机采用与钻孔直径相匹配的带滚刀的钻头钻进成孔；

进行清孔步骤时，将钻具提离距孔底30cm～50cm，缓慢旋转钻具，补充优质泥浆，进行气举反循环清孔，同时保持孔内水头，防止塌孔；当经检测孔底沉渣的厚度满足设计及规范要求，且清孔后孔内的泥浆指标符合规范要求后，报请验收合格后移离钻机；

进行钢筋笼吊装步骤时，先根据各斜桩的实际长度分节加工制作钢筋笼，并依据钢筋笼的运输和安装下放的技术要求确定标准节钢筋笼的长度，最后一节钢筋笼的长度根据实际成孔的标高制作成非标准节钢筋笼；

每一节钢筋笼的吊装采取三个吊点，分别为两个顶端吊点和一个底端吊点，两个顶端吊点位于顶端加劲箍筋的轴线上，底端吊点位于两个顶端吊点的连线中点至底端加劲箍筋的垂足上；采用嵌岩施工平台上的80t履带吊机将钢筋笼吊至钢管桩的孔口处，扶正立稳使钢筋笼的轴线对准孔位轴线并缓缓下放；钢筋笼与钢管桩之间设置与嵌岩混凝土同标号的圆形混凝土垫块，确保钢筋笼的保护层厚度符合要求；用同样的方法吊起下一节钢筋笼，当上下两节钢筋笼在同一轴线上时，转动上一节钢筋笼，以使两节钢筋笼的主筋对正，采用机械连接的方式进行两节钢筋笼的主筋连接，再连接并固定好声测管，对接施工完成后，安装对接部分的水平箍筋；经检查确认后，将钢筋笼缓缓匀速地下入孔内；用同样的吊装方法吊装后续节钢筋笼，直到最后一节钢筋笼下入孔内，同时安装声测管，声测管分别与每节钢筋笼的主筋及加强箍筋固定，声测管的底部与混凝土芯柱的底部齐平，声测管的顶部至桩顶，声测管的上端盖紧，下端封死；

进行导管下放安装步骤时，利用嵌岩施工平台上的80t履带吊机下放安装导管；导管的底口至孔底的距离为30cm～50cm；导管下放安装至孔底后，根据孔底及施工地面标高校对导管的配置总长度；

进行水下混凝土灌注步骤时，采用100m³/h双系统搅拌船进行灌注；在水下混凝土灌注前，搅拌船上备足原材料，在现场拌制混凝土后，泵送混凝土至钢管桩的导管内；

进行嵌岩施工平台拆除流程时，包括以下步骤：

步骤1，对嵌岩施工平台上的嵌岩设备与嵌岩施工平台之间采用槽钢进行进一步限位加固，调整嵌岩施工平台的吊点位置，加强吊耳结构的承载能力；

步骤2，割除嵌岩施工平台与平台承重架之间的固定连接件；

步骤3，由2000t起重船采用钢丝绳和卸扣整体起吊含有嵌岩设备的嵌岩施工平台并移至5000t运输驳船上。

2.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行钢管桩沉桩流程前，钢管桩在钢管加工厂落运桩驳，再采用5000t大型驳船配备拖轮海上驳运至施工现场；进行锤击沉桩步骤时，采用吊钟式替打，钢管桩的沉桩以控制贯入度为主，桩端设计标高为校核。

3.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行所述夹桩H型钢连接时，先在两根相邻的钢管桩的桩顶各自设置一个手拉葫芦吊点，通过手拉葫芦的另一端将割好形状的夹桩H型钢两头吊平，将夹桩H型钢从两根钢管桩之间的焊接位置的下方自下而上通过手拉葫芦拉至焊接位置处，最终将夹桩H型钢的两端各自与两根钢管桩焊接；每根夹桩H型钢的两端各自沿两根钢管桩的圆周方向加焊加劲板；在每根夹桩H型钢的中部两侧各自设置一块平行于腹板的加强钢板，并在加强钢板的中间1m区域的两头焊接封头钢板；进行所述对角H型钢连接时，参照夹桩H型钢的连接方法。

4.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行所述承台封底钢筋混凝土结构安装时，先在每根钢管桩的四周焊接16号槽钢，并在两对相对布置的钢管桩之间采用20号槽钢进行加强连接；在钢管桩沉桩完成后，将承台钢套箱吊装到位，依序进行承台钢套箱的底板与每根钢管桩之间补孔、钢筋绑扎、与每根钢管桩四周的16号槽钢焊接、与两根连接在相对布置的钢管桩之间的20号槽钢焊接和承台封底混凝土的浇筑，最后拆掉承台钢套箱；将所述嵌岩施工平台吊装到承台封底混凝土结构上，并将嵌岩施工平台限位在承台封底混凝土结构上。

5.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行嵌岩施工平台的安装流程时，采用六个吊点将嵌岩施工平台吊至平台承重架上，并增加两个辅助吊点用于嵌岩施工平台的吊装调平。

6.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行嵌岩设备安装流程时，进行钻机现场吊装就位时应按照以下要点操作：

1)钻机现场吊装就位前，先采用80t履带吊机通过卸扣和钢丝绳将已经拼装好的钻具吊挂在钢管桩内；钻具由长度为6m的重型钻杆、安装在重型钻杆下端的钻头和两个安装在重型钻杆上部的双联平衡导向器构成；

2)采用80t履带吊机将钻机吊装就位，就位过程中钻机的机架要保持水平、竖直、稳固，在钻机初步就位后，再使用32t螺旋千斤顶进行微调定位；

3)钻机定位后，采用两台32t螺旋千斤顶顶起钻机的上层底座，使钻架的倾斜度与钢管桩的实测斜率一致；检查验收合格后，采用型钢将钻机的上、下层底座焊接牢固；

4)钻机稳固后，进行长度为3m的标准钻杆安装；采用嵌岩施工平台上的80t履带吊机吊装标准钻杆与钻机的动力头对接，然后上移钻机的提升架将标准钻杆的下端送入钢管桩内与重型钻杆的上端完成对接；在首根标准钻杆的下端还安装配重块；首根标准钻杆对接完成后立即拆除吊挂钻具的卸扣和钢丝绳，然后通过钻机的工作平台上的承杆器辅助完成剩余的标准钻杆的安装对接，每隔三根标准钻杆就安装一个单联平衡导向器；

5)钻机安装验收合格后，在钻机的下层底座内侧四角点平台面上焊接铁板进行固定和限位。

7.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行成孔步骤时，按照以下要点操作：

A.钢管桩内地层采用清水钻进，在钻头的外表面护圈上镶焊5～6组钢丝绳刷,钢丝绳刷的外径大于钢管桩的内径5cm～10cm；

B.钻头钻出钢管桩的桩底后，采用大气量、中等钻压、慢转速进行钻进成孔，并且每钻进一根标准钻杆均要扫孔，以保证钻孔直径和斜率满足要求；

C.在钻孔的过程中，利用钻杆的长度初步测量孔深，在终孔后利用专业测杆伸入孔内进行精确测量；

D.钻进成孔的纵轴线偏差不大于40mm，且倾斜度的偏差不大于1％，成孔后12小时内浇筑混凝土，孔底的沉渣厚度不大于50mm；

E.直径为φ1.9m的钻头上布置10把滚刀，直径φ1.7m的钻头上布置8把滚刀，滚刀上采用球齿形破岩齿，在钻头面均采用双支点支撑；

F.在粘土层，钻机的转速设定为20转/分，适当减少钻压，加快钻进速度；在砂层土，钻机的转速设定为10～15转/分，适当增加速度；钻机的转速由以下公式计算：

式中：n为钻机的转速r/min，D为钻头的直径cm，V为钻头外围最大的切线速度m/s，V的取值如下：针对砂性土：V＜0.7m/s，针对粘性土：V＞4m/s；针对塑性岩石：V＞3m/s，针对硬性岩石：V＜2m/s；

G.嵌岩起始面的确定原则：以岩石渣样对比方法为主，根据钻孔地质报告，结合沉桩记录，对比钻机的进尺情况和现场的施工情况，作出初步判断；中等风化岩石渣样的判断指标如下：

a.地质勘探报告描述的中风化岩层标高处；

b.钻机的钻进速度明显减弱；

c.掏渣筒岩石渣样或反循环排渣中收集的岩石钻渣物发生明显变化；

d.对岩石渣样中等风化岩样含量必须达到50％，方可判断嵌岩起始面，并依此嵌岩起始面再钻进15～20cm作为实际嵌岩起始面；

e.当嵌岩深度、成孔直径和倾斜度满足设计要求后，确认终孔。

8.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行钢管桩嵌岩施工流程的导管下放安装步骤时，所述导管采用φ300钢质导管；每套导管包括一根长度为4m的底节导管和多根依序与底节导管连接且长度为3m的标准节导管，另外单独配有0.5m和1m长的辅助导管，辅助导管设在导管的顶部；在钢筋笼内每隔三根标准节导管设置一节导正导管；所有的导管使用前都应进行水密承压和接头抗拉试验，进行水密承压试验的水压不小于孔底的静水压力的1.5倍。

9.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，在钢管桩嵌岩施工流程的导管下放安装步骤完毕后，测量孔深及孔底的沉渣厚度，如果孔底的沉渣厚度超过要求，则应利用空压机和导管进行二次清孔，首先将直径为50mm的风管放入导管内，风管上部通过专用接头与空压机的气管相接，并将专用接头与导管连接；接着将导管提起一定高度，然后开启空压机供气，钻机的气举反循环系统正常后，边钻孔循环边缓慢下放导管，直至导管的底口下放至距孔底30～40cm；当气举反循环系统排出的泥浆中含砂量指标满足设计及规范要求，且孔底的沉渣厚度满足设计及规范要求时停止二次清孔。

10.根据权利要求1所述的海上风电高桩承台基础大直径钢管斜桩的嵌岩施工工艺，其特征在于，进行钢管桩嵌岩施工流程的水下混凝土灌注步骤时，按照以下要点操作：

1)灌注时间不得超过灌注首批混凝土的初凝时间；

2)在灌注过程中，随时对混凝土的和易性、坍落度进行检测，确保混凝土的质量；

3)首批混凝土的方量确定，按以下公式计算确定：

式中：Vt为灌注首批混凝土所需数量m³；D为桩孔直径m；H₁为桩孔底至导管底端的间距，取0.3m～0.4m；H₂为导管初次埋置深度，取≧1.0m；d为导管内径m；h₁为桩孔内混凝土达到导管初次埋置深度H₂时，导管内混凝土柱平衡导管外压力所需的高度m；

式中：Hw为桩孔内水或泥浆的深度m；γw为桩孔内水或泥浆的重度kN/m³；γc为混凝土的重度，取24kN/m³；

4)灌注首批混凝土时，待料斗灌满混凝土后再打开导管底口的隔水球，靠混凝土的自重和向下的冲力将孔内的泥浆翻出，避免导管堵塞；

5)在灌注过程中，保持孔内的水头高度；导管的埋置深度为2m～6m，并随时探测桩孔内混凝土面的位置，及时调整导管的埋深；

6)混凝土的实际灌注标高要高于设计标高0.8m～1.0m。

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