一种加强海上风电桩基础承载力的注浆系统的制作方法

1.本实用新型涉及海上风电桩基基础工程技术领域，特别是涉及一种加强海上风电桩基础承载力的注浆系统。


背景技术：

2.近年来我国海上风电建设事业蓬勃发展，福建、广东等东南沿海海域广泛有花岗岩分布，花岗岩属于特殊性岩土，地层岩性复杂多变，尤其是花岗岩的球状风化具有不均匀性，离散性、差异性、突变性。风化层往往深厚连续且风化程度不均匀，我国东南沿海已勘明的强风化花岗岩层最厚处达40多米，同时有碎裂状夹层分布。
3.海上风机基础对桩基承载力要求极高，桩基入土深度较长。由于钢管桩入土深度和斜桩灌注桩长度受限，现有工艺下桩基承载力在特定地质条件下无法满足设计要求。


技术实现要素：

4.本实用新型为了克服现有技术的不足，提供了一种加强海上风电桩基础承载力的注浆系统，可以有效解决海上风机基础灌注桩承载力不足的难题，施工方便，可以穿插于较多工序之间，人机料投入经济，成本低廉、可控。后注浆方法的使用可以提升桩基承载力，一定程度上减少桩基整体的长度，降低工程造价。该工艺适用性强，优化潜力大。后注浆方法基本适用于各类土层，并且在管线布置、材料选取、工艺参数方面都可以根据实际情况进行优化设计，达到更好的使用效果。
5.为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种加强海上风电桩基础承载力的注浆系统，它包括用于安装所述注浆系统的管线安装结构；
6.所述注浆系统包括用于对于灌注桩的外侧壁进行注浆的桩侧注浆系统和用于对灌注桩的桩底进行注浆的桩底注浆系统；
7.所述桩侧注浆系统与注浆系统相连，并将浆液注入到灌注桩的外侧壁与海床基础层之间的桩侧间隙；
8.所述桩底注浆系统与注浆系统相连，并将浆液注入到灌注桩的桩底和海床基础层之间的桩底间隙。
9.所述管线安装结构采用钢筋笼或单独的支撑骨架。
10.所述桩侧注浆系统包括固定在管线安装结构上的直管，所述直管的末端连通有环管，所述环管上并沿其外圆周布置有多个桩侧注浆阀；所述直管从灌注桩的桩顶伸至注浆平面；所述环管在注浆平面沿灌注桩的桩周方向布置；所述桩侧注浆阀的开口朝向桩侧间隙。
11.所述桩底注浆系统包括多根固定在管线安装结构内部的桩底注浆管，所述桩底注浆管的底部末端安装有桩底注浆阀门。
12.所述桩侧注浆系统的桩侧注浆阀和桩底注浆系统的桩底注浆阀门都采用单向注浆阀，并使得在海洋环境高水头差情况下海水、泥浆不会倒灌。
13.所述浆液选用流动性好的胶凝浆料。
14.所述海床基础层适用于具有深厚覆盖层的基础或者基岩层。
15.所述深厚覆盖层包括软土层、砂土层和强风化层中的一种或者多种的组合。
16.本实用新型有如下有益效果：
17.1、本实用新型公开了一种加强海上风电桩基础承载力的后注浆方法，解决了位于强风化层深厚连续、风化程度不均匀、有碎裂状夹层分布地质条件的海上风电场斜桩高桩承台基础的承载力不足问题。
18.2、通过实用新型的施工方法，施工方便，可以穿插于较多工序之间，人机料投入经济，成本低廉、可控，后注浆方法的使用可以提升桩基承载力，一定程度上减少桩基整体的长度，降低工程造价；该工艺适用性强，优化潜力大。
19.3、本实用新型所述的后注浆方法基本适用于各类土层，并且在管线布置、材料选取、工艺参数方面都可以根据实际情况进行优化设计，达到更好的使用效果。
20.4、通过采用二次后注浆的工艺，其浆液首先对桩身及附近土体产生渗透、劈裂作用，随后凝固，从而产生增加承载力的效果。
21.5、上述的后注浆方法适用于软土层、砂土层、强风化层等各类覆盖层以及基岩层。效果在孔隙、裂隙发育较多的砂层和强风化层尤为明显。
附图说明
22.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
23.图1为本实用新型整体结构图。
24.图2为本实用新型桩侧注浆系统和桩底注浆系统结构图。
25.图中：管线安装结构1、浆液2、海床基础层3、桩侧注浆系统4、桩底注浆系统5、桩底间隙6、钢筋笼7、灌注桩8、桩侧间隙9；
26.直管41、环管42、桩侧注浆阀43；
27.桩底注浆阀门51、桩底注浆管52。
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
29.实施例1：
30.参见图1
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2，一种加强海上风电桩基础承载力的注浆系统，它包括用于安装所述注浆系统的管线安装结构1；所述注浆系统包括用于对于灌注桩8的外侧壁进行注浆的桩侧注浆系统4和用于对灌注桩8的桩底进行注浆的桩底注浆系统5；所述桩侧注浆系统4与注浆系统相连，并将浆液2注入到灌注桩8的外侧壁与海床基础层3之间的桩侧间隙9；所述桩底注浆系统5与注浆系统相连，并将浆液2注入到灌注桩8的桩底和海床基础层3之间的桩底间隙6。通过采用上述的注浆系统，能够在灌注桩8浇筑完成之后，进行二次注浆，通过浆液对桩身及附近土体产生渗透、劈裂作用，随后凝固，从而产生增加承载力的效果。效果在孔隙、裂隙发育较多的砂层和强风化层尤为明显。
31.进一步的，所述管线安装结构1采用钢筋笼7或单独的支撑骨架。通过上述的管线安装结构1能够很好的对注浆系统进行布置，以方便后续对其进行二次注浆使用。
32.进一步的，所述桩侧注浆系统4包括固定在管线安装结构1上的直管41，所述直管41的末端连通有环管42，所述环管42上并沿其外圆周布置有多个桩侧注浆阀43；所述直管41从灌注桩8的桩顶伸至注浆平面；所述环管42在注浆平面沿灌注桩8的桩周方向布置；所述桩侧注浆阀43的开口朝向桩侧间隙9。通过上述的桩侧注浆系统4能够对灌注桩侧壁进行注浆。
33.进一步的，所述桩底注浆系统5包括多根固定在管线安装结构1内部的桩底注浆管52，所述桩底注浆管52的底部末端安装有桩底注浆阀门51。通过上述的桩底注浆系统5能够对灌注桩端部进行注浆。
34.进一步的，所述桩侧注浆系统4的桩侧注浆阀43和桩底注浆系统5的桩底注浆阀门51都采用单向注浆阀，并使得在海洋环境高水头差情况下海水、泥浆不会倒灌。进而保证了注浆效果和注浆可靠性。
35.进一步的，所述浆液2选用流动性好的胶凝浆料。不限于水泥基灌浆料，有机高分子材料，各类胶结材料等。浆液有必要的胶结凝固强度和流动性的指标。
36.进一步的，所述海床基础层3适用于具有深厚覆盖层的基础或者基岩层。
37.进一步的，所述深厚覆盖层包括软土层、砂土层和强风化层中的一种或者多种的组合。效果在孔隙、裂隙发育较多的砂层和强风化层尤为明显。
38.进一步的，进行后注浆时，需按照一定的注浆压力和注浆量进行过程控制。两项指标的取值结合地基承载力试验结果参照港规、桥规进行确定。
39.进一步的，根据实际需求，桩底注浆系统5和桩侧注浆系统4可布置为一组或多组，且桩底注浆系统5至少预留2组备用，桩侧注浆系统4至少预留一组备用。
40.实施例2：
41.采用所述加强海上风电桩基础承载力的注浆系统进行注浆的施工方法，其特征在于：通过从埋设在灌注桩8内部中的注浆系统在灌注桩8成型后进行二次注浆，通过浆液首先对桩身及附近土体产生渗透、劈裂作用，随后凝固，从而产生增加承载力的效果。
42.所述加强海上风电桩基础承载力的注浆系统进行注浆的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
43.步骤1：选取典型承载力不足地质条件下的风机基础进行桩基承载力试验，确定注浆前后桩基竖向抗压、抗拔极限承载力标准值，并获取各土层的极限抗压、抗拔侧阻标准值，极限端阻抗压标准值；
44.步骤2：制作管线安装结构1，并同时安装桩侧注浆系统4和桩底注浆系统5，并对注浆系统的所有注浆管线进行保护，待桩基嵌岩钻孔完后后安装管线安装结构1，安装过程中，应对注浆系统进行水密性检查，若注浆系统渗漏必须返工处理，注浆管的进浆口进行密封，防止异物堵塞注浆管路；
45.步骤3：待灌注桩8浇筑后12小时~24小时，进行桩侧注浆系统4和桩底注浆系统5的注浆阀初次开塞；
46.步骤4：待灌注桩8完整性检测后，利用水对桩侧注浆系统4和桩底注浆系统5进行通畅测试，制备浆液2对通过通畅测试的注浆管线进行注浆，先通过桩底注浆系统5进行桩底注浆，桩底注浆应从出浆口最低高程的竖向注浆管开始；待桩底注浆完成后，通过桩侧注浆系统4进行桩测注浆；
47.步骤5：注浆过程中，桩侧注浆系统4和桩底注浆系统5均应满足注浆量和注浆压力的双项控制标准；
48.步骤6：注浆完成并待其稳定后，对桩基进行ct抽检，以检验注浆效果。