CN114960776A - 一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，涉及单桩基础施工技术领域，包括以下步骤：步骤一、采用砂被，砂袋和混凝土联锁排施工；步骤二、砂被灌充施工技术控制，先进行试充，在掌握了适宜的砂浆浓度，屏浆压力、固结时间、固结速度等经验数据后，再进行正式的灌充施工，砂浆浓度宜控制在20％～45%；步骤三、砂被铺设完成后，进行桩基周边砂袋填空作业，砂袋的抛填采用网兜吊放至桩周位置，由潜水员进行水下将桩基与砂被之间的缝隙用砂袋垒筑填平。本发明通过严格计算施工时砂浆的固结及充盈度，进行多次充填，而且控制砂被的充填饱满度和厚度，确保砂被的饱满度，进而提高单桩基础的抗冲刷能力。

Description

一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法

技术领域

本发明涉及单桩基础施工技术领域，具体涉及一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法。

背景技术

风能作为一种清洁、无污染、可再生的绿色能源，在新能源领域扮演着重要的角色，海上风电装机大幅度增长，海上风电是新能源规划的重点产业，是推动沿海经济发达地区能源转型的重要手段，现行的风机基础大部分都是单桩基础，对于单桩基础的防护都是重中之重，风机基础是整个风机最关键的部位，整体风机的重量支撑于此，对风机稳定工作起到了至关重要的作用。针对现有技术存在以下问题：

现行的基础保护都是抛石保护，缺点是抗冲刷能力较弱，易产生单桩周围四周凹陷，而且现有的施工工法成本较高，单桩基础也不便于保证风机的稳定性，难以有效控制基础周边涌浪的冲刷。

发明内容

本发明提供一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，有效的解决了现有技术中现行的基础保护都是抛石保护，缺点是抗冲刷能力较弱，易产生单桩周围四周凹陷，而且现有的施工工法成本较高，单桩基础也不便于保证风机的稳定性，难以有效控制基础周边涌浪的冲刷的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，包括以下步骤：

步骤一、采用砂被，砂袋和混凝土联锁排施工；

步骤二、砂被灌充施工技术控制，先进行试充，在掌握了适宜的砂浆浓度，屏浆压力、固结时间、固结速度等经验数据后，再进行正式的灌充施工，砂浆浓度宜控制在20％～45%；

步骤三、砂被铺设完成后，进行桩基周边砂袋填空作业，砂袋的抛填采用网兜吊放至桩周位置，由潜水员进行水下将桩基与砂被之间的缝隙用砂袋垒筑填平；

步骤四、混凝土联锁排施工，将U型口对准钢管桩，缓慢卡入，使混凝土软体排U型口贴牢桩身并调整好方位，吊钩逐渐下放使混凝土软体排落至海床，随后，潜水员进行探摸，确认铺设到位后继续松钩至吊索呈松弛状态，启动开关解除吊点，吊起钢吊架。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤一还包括有，砂被及砂袋充填料采用渗透系数不小于10-3cm/s的中粗砂，粒径d要求在0.2~0.63mm之间，d50=0.58mm，充砂饱满度为80％，砂被及砂袋袋体采用600g/m2涤纶长丝机织土工模袋，砂被上下表面缝制宽度70mm丙纶加筋带，砂被平面尺寸，平均厚度为300mm，砂袋规格为1600mm（长）×500mm（宽）、800mm（长）×500mm（宽），混凝土联锁排由若干预制单元联结成整体，整体平面尺寸与对应机位砂被2平面尺寸一致，环形1、3砂被最大重量约71t，方型砂被最大重量约355t，混凝土连锁排最大重量约250t。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤二还包括有，砂被在运输船甲板上进行灌充，制作好的砂被平摊至甲板上，泥浆泵安装在运输船上，充填工作开始时，运砂船停靠砂被运输船一侧，将泥浆泵搬入运砂船舱内，另利用潜水泵将水灌入运砂船船舱内，作业人员将泥浆泵充砂管对接砂被充砂口后即可实施砂被充砂施工作业，单个砂被灌充完成后，沥水检查砂体饱满度是否符合设计要求，未达要求继续灌充，合格后进行下一个砂被的充填。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述砂被灌充可总结为以下工艺流程：运输船码头侧面系带→土工布砂被由运输船甲板面铺摊平整→接通充砂泵充砂口（先充填四角）再由砂被一侧依次序逐个充填→单个砂被充填完成，沥水检查砂体饱满度是否符合设计要求→验收不合格补充，合格则进行下一个砂被的充填。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤三还包括有，灌充完成的砂被由自航甲板驳船运输至海上施工现场待命，船舶进点就位后起重船吊起钢吊架移动至运输船砂被上方，作业人员将砂被上所有的吊带与钢吊梁对应位置吊点利用吊索连接，吊索连接完成后起吊砂被并移位至待铺设位置，环形砂被铺设时砂被内环对准钢管桩套入，方型砂被铺设时利用缆风绳牵引，将U型口对准钢管桩，缓慢卡入，使砂被贴牢桩身并调整好方位。吊钩逐渐下放使砂被落至海床，潜水员进行探摸，确认铺设到位后继续松钩至吊索呈松弛状态，遥控气动开关解除吊点，吊起钢吊架。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述步骤四还包括有，先采用预制的方式进行联锁排的联锁块的制作，再进行预制混凝土联锁块养护和场内堆存。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述预制混凝土联锁块的制作要求为：a、采购符合需求的商品混凝土；b、设定混凝土配合比；c、进行配合料的称量搅拌；d、进行预制混凝土联锁块的预制施工。

由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：

1、本发明提供一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，采用特制钢吊架，方便施工，同时采用混凝土块压载软体排铺设，降低冲刷的范围，以此提高风机基础的抗冲刷能力，降低海上抛石的反复性，避免灾害的发生，降低电能消耗，增加经济收益。

2、本发明提供一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，此工艺的实施，可大大降低施工成本，减少了涌浪对风机基础冲刷的干扰，提升了风机的稳定性，可有效控制风机基础周边涌浪的冲刷，增加了风机基础自身的安全性。

3、本发明提供一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，进行各工序的严格要求及性能参数的验算，确保施工时的安全符合要求，同时降低施工时的成本。

4、本发明提供一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，严格计算施工时砂浆的固结及充盈度，进行多次充填，而且控制砂被的充填饱满度和厚度，确保砂被的饱满度，进而提高单桩基础的抗冲刷能力。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的单桩防冲刷砂被及砂袋施工平面布置图；

图3为本发明的防冲刷保护剖面图1；

图4为本发明的防冲刷保护剖面图2；

图5为本发明的砂被、砂袋施工工艺流程；

图6为本发明的混凝土联锁排施工工艺流程；

图7为本发明的钢吊架外形图；

图8为本发明的砂被灌充现场图；

图9为本发明的砂袋吊装施工示意图1；

图10为本发明的砂袋吊装施工示意图2；

图11为本发明的联锁块定型钢模；

图12为本发明的联锁块混凝土浇筑现场图；

图13为本发明的混凝土联锁排整体示意图；

图14为本发明的砂被、砂袋和混凝土联锁排及软体排施工时，船位示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1

如图1-14所示，本发明提供了一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，包括以下步骤：

步骤一、采用砂被，砂袋和混凝土联锁排施工，砂被及砂袋充填料采用渗透系数不小于10-3cm/s的中粗砂，粒径d要求在0.2~0.63mm之间，d50=0.58mm，充砂饱满度为80％，砂被及砂袋袋体采用600g/m2涤纶长丝机织土工模袋，砂被上下表面缝制宽度70mm丙纶加筋带，砂被平面尺寸，平均厚度为300mm，砂袋规格为1600mm（长）×500mm（宽）、800mm（长）×500mm（宽），混凝土联锁排由若干预制单元联结成整体，整体平面尺寸与对应机位砂被2平面尺寸一致，环形1、3砂被最大重量约71t，方型砂被最大重量约355t，混凝土连锁排最大重量约250t；

步骤二、砂被灌充施工技术控制，先进行试充，在掌握了适宜的砂浆浓度，屏浆压力、固结时间、固结速度等经验数据后，再进行正式的灌充施工，砂浆浓度宜控制在20％～45%，砂被在运输船甲板上进行灌充，制作好的砂被平摊至甲板上，泥浆泵安装在运输船上，充填工作开始时，运砂船停靠砂被运输船一侧，将泥浆泵搬入运砂船舱内，另利用潜水泵将水灌入运砂船船舱内，作业人员将泥浆泵充砂管对接砂被充砂口后即可实施砂被充砂施工作业，单个砂被灌充完成后，沥水检查砂体饱满度是否符合设计要求，未达要求继续灌充，合格后进行下一个砂被的充填；

步骤三、砂被铺设完成后，进行桩基周边砂袋填空作业，砂袋的抛填采用网兜吊放至桩周位置，由潜水员进行水下将桩基与砂被之间的缝隙用砂袋垒筑填平，灌充完成的砂被由自航甲板驳船运输至海上施工现场待命，船舶进点就位后起重船吊起钢吊架移动至运输船砂被上方，作业人员将砂被上所有的吊带与钢吊梁对应位置吊点利用吊索连接，吊索连接完成后起吊砂被并移位至待铺设位置，环形砂被铺设时砂被内环对准钢管桩套入，方型砂被铺设时利用缆风绳牵引，将U型口对准钢管桩，缓慢卡入，使砂被贴牢桩身并调整好方位。吊钩逐渐下放使砂被落至海床，潜水员进行探摸，确认铺设到位后继续松钩至吊索呈松弛状态，遥控气动开关解除吊点，吊起钢吊架；

步骤四、混凝土联锁排施工，先采用预制的方式进行联锁排的联锁块的制作，再进行预制混凝土联锁块养护和场内堆存，然后将U型口对准钢管桩，缓慢卡入，使混凝土软体排U型口贴牢桩身并调整好方位，吊钩逐渐下放使混凝土软体排落至海床，随后，潜水员进行探摸，确认铺设到位后继续松钩至吊索呈松弛状态，启动开关解除吊点，吊起钢吊架。

进一步的是，所述砂被灌充可总结为以下工艺流程：运输船码头侧面系带→土工布砂被由运输船甲板面铺摊平整→接通充砂泵充砂口（先充填四角）再由砂被一侧依次序逐个充填→单个砂被充填完成，沥水检查砂体饱满度是否符合设计要求→验收不合格补充，合格则进行下一个砂被的充填。

更进一步的是，所述预制混凝土联锁块的制作要求为：a、采购符合需求的商品混凝土；b、设定混凝土配合比；c、进行配合料的称量搅拌；d、进行预制混凝土联锁块的预制施工。

实施例2

如图1-14所示，在实施例1的基础上，本发明提供了砂被、砂袋的制作要求，如下所示：

A、材料要求

①砂被及砂袋袋体采用600g/m²涤纶长丝机织土工模袋缝制，土工模袋主要项目满足表1的要求，其它项目满足《土工合成材料长丝机织土工布》GB/T 17640-2008的要求；砂被底部缝制宽70mm，丙纶加筋带加筋带拉伸负荷应大于20kN，砂被每个隔舱交接部位、端部加筋带各预留1m制成拉环（施工单位可根据施工情况调整预留加筋带长度）。严格按照规范及设计确保土工织物的各项技术指标达到要求。

表1 土工模袋主要项目技术要求

②填充料

砂被及砂袋充填料采用渗透系数不小于10-3cm/s的中粗砂，粒径d要求在0.2～0.63mm之间，d50=0.58mm，充填饱和度不小于80%。

③砂被按施工图纸进行分仓缝制，砂被平均厚度约300mm。

B、制作要求

①本工法所需的土工织物在有资质的生产厂家专业生产加工，并按设计要求进行加工缝制。砂被、砂袋由生产厂家加工完成后，运至工程现场，按程序先自检，合格后报监理验收，监理验收合格后，方可投入工程施工。

②对砂被接缝的结构形式、缝纫针的大小、针距、缝纫线的质量都按设计要求及规范要求严格控制。

③砂被、砂袋缝制满足《水运工程土工合成材料应用技术规范》JTJ 239-2005及其他相应的规程规范要求，缝制误差满足表2。

表2 砂被缝制允许误差要求

注：L为砂被长度，B为砂被宽度，单位均为mm。

④砂被、砂袋采用包缝法进行缝制，缝接处的强度不应低于原土工织物拉伸强度的70%。

⑤充砂前保证袋体无破损，发现破损处经等强修补后才能使用。

⑥砂被制作时要考虑收缩，砂被平均厚度为400mm；施工完成后砂被平面位置允许误差±500mm，砂被填充厚度允许误差±50mm。

实施例3

如图1-14所示，在实施例1、实施例2的基础上，本发明提供一种钢吊架的制作要求，如下所示：

钢吊架形状与砂被形状一致，钢吊架吊点根据砂被上的吊点进行布设，以便于起吊时吊索连接。在砂被每个隔仓各个角均设置吊点，确保砂被中间不会因重力下垂，使起吊时呈平整状态，方型砂被共布置292个吊点。钢吊架对应设置292个下吊点，均采用气动自动脱扣装置，砂被吊装完成后人员可以遥控操作，自动脱钩，该装置已在多个海上风电项目的基础防护施工中成功应用，可靠性高，吊装前对装置进行全面检查，确保万无一失。钢吊架上部均匀设置8个吊点，其布设位置满足钢吊架起吊时平衡度要求，确保在施工时能平稳起吊砂被，防止吊点偏移导致砂被倾斜而无法安装。钢吊架U型口内侧安装高强度橡胶靠垫，在吊装时U型口卡进桩基时，高强度尼龙滚轮与桩基接触，防止钢吊架对桩基的防腐层造成破坏。环型砂被共布置54个吊点，钢吊架对应设置54个下吊点，上部均匀设置4个吊点，内环口内侧安装高强度橡胶靠垫。

实施例4

如图1-14所示，在实施例1、实施例2和实施例3的基础上，本发明提供一种砂被灌充方法，如下所示：

①砂被由施工人员铺摊运输船甲板面接通充砂管口后，开启高压水枪，对运砂船舱内的砂进行冲刷搅翻，利用泥浆泵于运砂船中吸砂，经高密管输送至灌充部位，经分流器分流后进行充砂袋灌充。

②输砂管采用4吋和6吋高密塑料管，船船联结处采用4吋和6吋橡胶管联结，在砂被充砂口采用4吋和6吋腈纶软管联结，并伸入袖口内（延伸至袋体内），绑扎牢固，输砂管线在铺设过程中，严格铺设质量，确保在整个施工过程中无跑、冒、滴、漏现象；灌充压力掌握在0.2～0.4Mpa范围内，压力太低充填料易沉积，影响充填效果，压力太大易造成充填袋爆裂。

③充填时，原则上先充袋舱体四角，然后再进行单侧的砂被腔室逐仓依次充填，在充填过程中，施工人员要经常检查出泥管口的泥砂堆积情况，及时调整出泥管口位置，不断调整充泥袖口，使袋内砂充填均匀、饱满，确保充填平整，加快袋体排水固结速度，待整个砂袋达到屏浆阶段，适当减少充填砂袋机械或停止充填，以防布袋爆裂，留有一定固结脱水时间，充填过程中，技术人员根据充砂舱体积计算好量，在充填过程中如一次达不到理想高度，待砂袋稍有固结后，再进行二次或多次充填，直到理想的充盈度。

④控制好充填饱满度和厚度，控制每个袋体厚度，确保砂被平均厚度为0.3m，饱满度控制在80%，灌充完成之后将袖口扎紧。

⑤充填施工过程中，如发现破损，必须及时进行等强度修补，以防袋内充填物流失， 充填完成后，袖口用土工带或绳子(不得用铅丝)绑扎好。

实施例5

如图1-14所示，在实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的基础上，本发明提供一种施工质量控制标准，如下所示：

（1）严格把好材料质量关，采用符合设计要求的土工布、填充料，并按规范要求抽样检查，确保砂被原材料合格。

（2）砂被验收时，详细检查布料质量，对有破损、孔洞、经纬线明显疏密不均、质地老化等明显影响砂袋质量的布料一律不准使用。

（3）砂被成品检验较为困难，砂被制作过程中要着重检查砂被加筋环处、拼接缝等受力敏感部位的加工质量。

（4）充砂前仔细检查袋体，保证袋体无破损，单个砂被充灌完成后，沥水检查充砂饱满度是否符合设计要求，未达要求继续充灌，合格后方可进行下一个砂被的充填。

（5）严格测量放样，确保砂被位置、高程的准确性，从而保证防护符合设计要求。

（6）绳索连接前，对绳索、卸扣、自动脱钩装置逐一检查，确保砂被吊起后平整，绳索受力均匀，顺利脱钩。

（7）单侧砂被主体吊装铺设完成后，则进行桩基另外一侧的主体砂被铺设，方法同上，潜水员在引导铺设第二块砂被过程中，仔细检查砂被之间的搭接位置，以确保搭接长度符合设计要求。

（8）为了确保施工质量，保证水下作业安全，砂被吊装铺设作业尽量安排在平潮时段进行，起重船吊装沉放的速度应同引导作业潜水员充分协调，砂被的就位着床，必须满足设计要求，严禁吊放铺设过程中造成砂被体折扭移位或损坏。

（9）由于吊架与砂被的吊点仅能设置在袋体四周，整体起吊过程中，其软体砂被势必成兜袋形状，容易造成砂被着床就位位置偏差，因此，在试充、试吊过程中，对砂被袋兜的着床点以及吊架前沿与钢桩的位置进行校验，以确保吊架松钩后，其砂被就位符合设计技术要求的允许范围内。

（10）铺设完成后为及时掌握每块砂被的铺设质量，安排潜水员对砂被的实际搭接宽度和平面位置进行检查。

实施例6

如图1-14所示，在实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5的基础上，本发明提供混凝土联锁排施工所需的联锁块制作要求，如下所示：

A、制作要求

联锁排预制使用的混凝土直接采购商品混凝土

①水泥：本工程所用水泥必须从质监部门认可的厂家获得，施工时采用符合设计要求的水泥，当水泥进场时，附生产厂家质量保证书，以表明这批水泥的品种和标号经过试验与分析并符合标准，水泥储存地点应防雨、架空，通风良好，且架空的地板离地至少高出O.3米，避免水泥受潮，袋装水泥的堆放高度以不超过12袋为准。

②砂：选择颗粒坚硬强度高、耐久性好的天然黄砂（中粗砂），颗粒级配、含泥量、自然堆积密度、表观密度等指标必须符合国家标准要求。

③石子：石子粒径宜为5～25mm，连续级配。若级配不连续，经试验室试验证明能确保工程质量时，方可使用，其它指标中如颗粒级配、含泥量、泥块含量、自然堆积密度及碎石中的针片状含量必须符合国家相应标准的要求，禁止使用受矿物水特别是酸水浸蚀的石灰岩碎石及经过锻烧的石料。

④拌和用水：任何用于混凝土拌和用的水，应不影响水泥正常凝结、硬化，不得采用沼泽水、工业废水或含有杂质（酸、盐、糖、油等）的水，PH值小于4的酸性和硫酸盐含量（按S02）超过重量的0.22%的水，不得使用。

B、混凝土配合比

配合比是决定混凝土质量的关键。配合比设计必须严格按照有CMC资质的检验单位提供的试验报告数据进行施工，现场应做好配合比标牌并直接挂在搅拌机上，配料人员根据配合比直接进行配料，按不同情况分别取样试验，按监理批准的试验结果使用，水泥各检测指标均应符合相应规范标准的要求。

C、配合料的称量搅拌

正式施工前，按配合比要求做好首拌计量，并在运料设备上做好标识，严格控制每拌混凝土拌和物各原材料的用量，保证每拌拌合料比例的准确性，同时根据砂、石含水量及时调整用水量，根据现场施工情况不定期对原材料进行过磅复查计量的准确性，确保混凝土的搅拌质量。

D、预制施工

混凝土连锁块预制采用特制定型钢模板，底部铺设一层塑料布，首先安放并固定放绳架，将丙纶绳按设计间距连成框格形绳网，再将特制的定型钢模板吊放在已连成框格形的绳网上，使绳网均卡在模板的预留槽内，再插上特制的铁片，防止混凝土从预留糟下部流出及固定丙纶绳的位置，将模板四角用钢钎固定牢固。

E、混凝土养护和场内堆存

预制好的连锁块达到一定强度（根据施工季节的气温情况控制提模时间，以棱角不损伤为原则）后， 吊除定型钢模。由于预制砼的龄期为28天，为防止砼脱水，当砼达到初凝后可进行洒水养护（当低于5°C不宜进行洒水），砼的养护将根据天气的情况进行，但最少不得低于连续7天，储存区应按不同龄期划分不同的场区，并做好标识，同一区内块体应分层堆码整齐，最大堆码高度不得超过2m，并用遮阳网覆盖，防止丙纶绳暴晒老化。

实施例7

如图1-14所示，在实施例6的基础上，本发明提供混凝土联锁排的运输及吊装标准，如下所示：

联锁排按4m×3m、5m×4m两种规格进行片单元预制，吊放至运输船甲板上上进行整体组拼，组拼连接节点处强度不低于原丙纶绳强度，混凝土联锁排现场吊装同方型砂被吊装施工工艺。

实施例8

如图1-14所示，在实施例1的基础上，本发明提供混凝土块压载软体排施工标准，如下所示：

A、混凝土块压载软体排制作

软体排由土工织物为基本材料缝接成一定尺寸的排体形式并在排体上系绑混凝土块的压重物体组成，土工织物排体和绑扎环的缝制要求应满足表3中的要求。缝接处的强度不宜低于土工织物拉伸强度的70％。

表3 软体排土工织物缝制允许误差

序号	项 目	允许偏差（mm）
			1	幅 长	±L/200
2	幅 宽	±B/150
			3	加筋带间距	±50
4	混凝土块绑扎环间距	±50

（1）材料要求

1）软体排排布采用整块600g/m²涤纶长丝机织土工模袋制作，土工模袋要满足项目要求，其它项目满足《水运工程土工合成材料应用技术规范》JTJ 239的要求。

2）软体排压载所用混凝土联锁块均采用C20混凝土预制，预制混凝土块强度达到设计值强度70％才能起吊、堆存，达到100％才能运输、安装。

B、混凝土块压载软体排运输

软体、混凝土联锁块在后方基地制作完成后，由5000T自航甲板驳运输至施工现场。

C、混凝土块压载软体排施工

D、施工质量控制

水上沉排其施工质量的好坏直接关系到建筑物的稳定与安全，是影响整体工程质量关键因素之一，同时该单项工程为水下隐蔽工程，排体沉放后淹没水下，难以检测其铺设质量好坏，加之施工环节较多、质量形成过程复杂，因此加强质量控制至关重要。

（1）排布质量控制。排不进场前应检查其技术参数是否符合设计要求，进场后应对排体规格和破损情况进行复查。

（2）压载体系接控制。主要检查系接数量、排列方式、系接质量。

实施例9

如图1-14所示，在实施例1的基础上，本发明提供水下作业的相关标准，如下所示：

A、水下作业主要包括砂被、联锁排铺设过程中对铺设质量的检查，以及对砂袋抛填情况的探摸和整平处理。

B、潜水作业操作流程

（1）进行潜水作业前，首先进行空压机、潜水头盔及水下电话等设备的日常检查。

（2）观测潮汐及涌浪实际施工情况，在确保潜水安全的情况下，抛掷老纤绳，进行大致的定位。

（3）潜水人员及辅助人员全部准备就位后，潜水员入水，入水过程中，潜水员顺着老纤绳进行缓慢下潜，甲板潜水辅助人员根据潜水员水下电话指示，进行老纤绳及潜水脐带的收放。

（4）潜水人员在水下进行探摸及施工，根据水下具体情况使用水下对讲机进行实时沟通。

（5）水下作业完成后或施工条件限制后，潜水人员出水，出水过程中根据减压表水深调整减压时间，潜水员缓慢上升。

（6）潜水员出水后，潜水辅助人员进行对潜水作业设备的保养。

C、设备要求

（1）个人装具包括潜水员个人直接佩戴或穿着的潜水面罩或头盔、潜水服、安全背带、压重带、应急气瓶、脚蹼、潜水和浮力背心等。

（2）个人装具的各个组成部分应具备识别编号、维护保养程序和记录。

（3）水面供气式潜水面罩应符合下列要求：

①供气量符合GB 18985-2003的要求；

②有双向语音通信装置；

③供气管路上装有止回阀，阀内弹簧承受压强小于20 kPa；

④采用抗腐蚀材料制成；

⑤有过压保护装置。

D、潜水作业实施

实施例10

如图1-14所示，在实施例1-9的基础上，本发明提供安全性验算标准，如下所示：

A、当现场实测风力大于7级，浪高大于1.5m时，停止吊装作业。

B、砂被、砂袋和混凝土联锁排及软体排施工时，船位示意图，详见图14；

C、吊索具选择

S1、钢吊架

钢吊架形状与砂被形状一致，钢吊架吊点根据砂被上的吊点进行布设，以便于起吊时吊索连接，钢吊架下部对应砂被吊点位置设置292个吊点，上部设置8个吊点，吊架尺寸为38×20m，重量为82t，起吊砂被最大重量为355t，起吊混凝土联锁排时最大重量为250t，根据CCS《船舶与海上设施起重设备规范》（2007）中3.5.2的规定，重型起重机动载系数取1.1，则吊架最大承重390t。

S2、吊索与卸扣

方型砂被与吊架连接选用Φ28mm船用高性能聚酯聚丙烯混合缆绳，单根最小破断拉力为163kN，砂被吊装时，单根对折，双股起吊，方形砂被共292个吊点，砂被最大重量为355t，取动载系数1.1，则起吊安全系数为n=163÷9.8×2×292/（355×1.1）=24.9，满足要求，吊点连接采用6.5t卸扣，6.5t×292=1898t＞355t×1.1=390.5t，满足要求。

方型吊架上方与吊钩连接选用4根Φ110mm×22.4m和4根Φ110mm×20m超高分子量聚乙烯缆绳，单根额定破断拉力为6860kN，砂被最大重量为355t，吊架重量为82t，取动载系数1.1，根据吊架强度验算时应力分析结果，单根吊索最大受力为110t，则起吊安全系数为n=6860÷9.8÷110=6.4，满足要求，吊点连接采用8个120t卸扣，单个最大受力为110t＜120t，满足要求。

环型砂被与吊架连接选用Φ20mm船用高性能聚酯聚丙烯混合缆绳，单根最小破断拉力为89kN，砂被吊装时，单根对折，双股起吊，环形砂被共54个吊点，砂被最大重量为71t，取动载系数1.1，则起吊安全系数为n=89÷9.8×2×54/（71×1.1）=12.6，满足要求，吊点连接采用6.5t卸扣，6.5t×54=351t＞71t×1.1=78.1t，满足要求。

环型吊架上方与吊钩连接选用4根Φ50mm×18m钢丝绳，单根最小破断拉力为1580kN，钢丝绳与垂直方向夹角为12.84°，砂被最大重量为71t，吊架重量为9t，取动载系数1.1，则单根钢丝绳最大受力为（71+9）t×1.1÷4÷cos12.84°=22.564t，起吊安全系数为n=1580÷9.8÷22.564=7.1，满足要求，吊点连接采用4个85t卸扣，单个最大受力为22.564t＜85t，满足要求。

混凝土联锁排吊装时，起吊工况及吊索具选择与方型砂被吊装时相同，联锁排重量小于砂被重量，故满足要求。

D、起重船选择及吊装要求

根据设计图纸和施工工艺，本工法基础防护施工中方型砂被的吊装对起重船吊重、吊高及吊距的要求最高，方型砂被最大重量为355t，吊架重量为82t，取动载系数1.1，则要求起重船吊机最小起重能力为（355t+82t）×1.1=480.7t；钢吊架下方吊绳长度为30m，吊架高度2.5m，吊架与吊钩连接索具高度为18m（按绳长和绳与垂直方向夹角换算的垂直高度），则要求起重船吊机最小起升高度为50.5m。为避免砂被起吊时吊架触碰起重船臂架，则起重机起吊幅度须满足表4的要求，即起吊幅度大于24.283m

表4起重机起吊幅度参数

上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、采用砂被，砂袋和混凝土联锁排施工；

步骤二、砂被灌充施工技术控制，先进行试充，在掌握了适宜的砂浆浓度，屏浆压力、固结时间、固结速度等经验数据后，再进行正式的灌充施工，砂浆浓度宜控制在20％～45%；

步骤三、砂被铺设完成后，进行桩基周边砂袋填空作业，砂袋的抛填采用网兜吊放至桩周位置，由潜水员进行水下将桩基与砂被之间的缝隙用砂袋垒筑填平；

步骤四、混凝土联锁排施工，将U型口对准钢管桩，缓慢卡入，使混凝土软体排U型口贴牢桩身并调整好方位，吊钩逐渐下放使混凝土软体排落至海床，随后，潜水员进行探摸，确认铺设到位后继续松钩至吊索呈松弛状态，启动开关解除吊点，吊起钢吊架。

2.根据权利要求1所述的一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：所述步骤一还包括有，砂被及砂袋充填料采用渗透系数不小于10-3cm/s的中粗砂，粒径d要求在0.2~0.63mm之间，d50=0.58mm，充砂饱满度为80％，砂被及砂袋袋体采用600g/m2涤纶长丝机织土工模袋，砂被上下表面缝制宽度70mm丙纶加筋带，砂被平面尺寸，平均厚度为300mm，砂袋规格为1600mm（长）×500mm（宽）、800mm（长）×500mm（宽），混凝土联锁排由若干预制单元联结成整体，整体平面尺寸与对应机位砂被2平面尺寸一致，环形1、3砂被最大重量约71t，方型砂被最大重量约355t，混凝土连锁排最大重量约250t。

3.根据权利要求1所述的一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：所述步骤二还包括有，砂被在运输船甲板上进行灌充，制作好的砂被平摊至甲板上，泥浆泵安装在运输船上，充填工作开始时，运砂船停靠砂被运输船一侧，将泥浆泵搬入运砂船舱内，另利用潜水泵将水灌入运砂船船舱内，作业人员将泥浆泵充砂管对接砂被充砂口后即可实施砂被充砂施工作业，单个砂被灌充完成后，沥水检查砂体饱满度是否符合设计要求，未达要求继续灌充，合格后进行下一个砂被的充填。

4.根据权利要求3所述的一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：所述砂被灌充可总结为以下工艺流程：运输船码头侧面系带→土工布砂被由运输船甲板面铺摊平整→接通充砂泵充砂口（先充填四角）再由砂被一侧依次序逐个充填→单个砂被充填完成，沥水检查砂体饱满度是否符合设计要求→验收不合格补充，合格则进行下一个砂被的充填。

5.根据权利要求1所述的一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：所述步骤三还包括有，灌充完成的砂被由自航甲板驳船运输至海上施工现场待命，船舶进点就位后起重船吊起钢吊架移动至运输船砂被上方，作业人员将砂被上所有的吊带与钢吊梁对应位置吊点利用吊索连接，吊索连接完成后起吊砂被并移位至待铺设位置，环形砂被铺设时砂被内环对准钢管桩套入，方型砂被铺设时利用缆风绳牵引，将U型口对准钢管桩，缓慢卡入，使砂被贴牢桩身并调整好方位；吊钩逐渐下放使砂被落至海床，潜水员进行探摸，确认铺设到位后继续松钩至吊索呈松弛状态，遥控气动开关解除吊点，吊起钢吊架。

6.根据权利要求1所述的一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：所述步骤四还包括有，先采用预制的方式进行联锁排的联锁块的制作，再进行预制混凝土联锁块养护和场内堆存。

7.根据权利要求6所述的一种大直径单桩基础防冲刷保护施工工法，其特征在于：所述预制混凝土联锁块的制作要求为：a、采购符合需求的商品混凝土；b、设定混凝土配合比；c、进行配合料的称量搅拌；d、进行预制混凝土联锁块的预制施工。

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