海上风电基础钢管桩嵌岩斜桩后注浆施工技术.pdfVIP

海上风电基础钢管桩嵌岩斜桩后注浆施

工技术

摘要：通过采用桩底、桩侧壁复合式后注浆新工艺，在确保风机基础桩基承

载力满足设计要求的情况下，最大程度优化减小钢管桩斜桩钻孔深度，制定技术

先进、安全可靠的钢管桩嵌岩斜桩后注浆质量检测方法，解决超厚强风化岩层地

质环境下海上风电基础钢管桩斜桩超长钻孔（嵌岩钻机钻头出钢管桩斜桩沉桩桩

底标高后继续钻进成孔深度大于15m，一般超过20m）的技术难题，该项新技

术具有重要的推广应用价值。

关键词：海上风电钢管桩嵌岩斜桩后注浆

引言：超厚强风化花岗岩钢管桩沉入深度有限，常用的灌注桩钻机受施工工

艺限制难以满足原设计方案斜桩灌注桩的孔深要求。采用灌注桩后注浆是比较好

的解决方案。泥皮效应、沉渣效应、地应力释放、尺寸效应、强风化岩遇水软化

会对灌注桩承载力造成大幅削弱，采用后注浆灌注桩可以较好地弥补这些削弱影

响。

1.

研究背景

灌注桩后注浆是针对传统灌注桩的缺点而开发出来的一种辅助工艺。后注浆

灌注桩是指在灌注桩成桩3～7d且其强度达到设计强度的75%后，由预设于桩身

内的压浆导管及与之相连的桩端、桩侧压浆阀通过高压注浆泵压入一定压力的浆

液，通过浆液对桩端沉渣，桩端持力层及桩周泥皮起到渗透、填充、压密、劈裂、

固结等作用来增强桩端土和桩侧土的强度，从而达到提高单桩承载力，减少沉降

量的一项技术措施。采用后注浆灌注桩具有以下优点：

1.

减少桩底沉渣厚度，加固桩端持力层；

2.

改善桩-土界面特性；

3.

一定程度上恢复土体应力。

1.

方案及其特点

斜桩后注浆采用开放式桩底和桩侧联合注浆。桩端注浆采用U形管方式注浆。

桩侧注浆管采用直管方式注浆。均沿桩基圆周均匀布置4根注浆管。灌注桩混凝

土灌注结束后在12h～24h小时内及时清水开塞，使压浆管路畅通，开启压浆

孔。开塞压力不超过8MPa。桩底注浆采用管式单向注浆阀，桩侧注浆阀采用外

置于桩工界面的弹性注浆管阀。注浆阀具备逆止功能。注浆采用普通硅酸盐水泥

浆，水泥标号不小于42.5级。水灰比宜为0.45～0.65；并宜掺入适量减水、早

强微膨胀等外加剂以改善浆液性能。压浆过程采用压浆量与压浆压力双重控制，

以压浆量控制为主，压力控制为辅。并辅以桩顶上抬量控制。单桩合理注浆量：

桩端注浆暂定为4.3t（水泥质量），复式注浆暂定为6.0t（水泥质量）；最

佳注浆量需要通过试注浆确定。桩端注浆压力宜为1～4Mpa。注浆流量宜控制在

30～50L/min，不宜超过75L/min。注浆作业与成孔作业点的距离不宜小于8～

10m。后注浆起始作业时间一般于成桩后5～7d进行，具体时间可视施工情况

与经验进行调整，复式注浆宜先桩侧后桩端，桩侧桩端注浆间隔时间不宜少于2

h。

1.

斜桩后注浆工艺方法

斜桩后注浆工艺具备能有效地清理斜桩灌注桩孔底沉渣，并使桩底虚土得到

固结挤密，使桩侧摩擦力和桩端承载力明显增大，桩基承载性能得到明显改善，

并能有效控制桩基的沉降量的优点。

3.1工艺流程

海上风电基础钢管桩嵌岩斜桩后注浆施工方法主要包括以下工艺流程：灌注

桩斜桩成孔和清孔、安装钢筋笼和注浆器（包括桩端和桩侧）、浇筑桩身混凝土、

开塞、桩身混凝土完整性检测、桩端和桩侧压浆嵌岩桩后压浆施工顺序以实际施

工顺序为准，每根嵌岩桩先侧面压浆后桩端压浆。

3.2注浆器布置方案

本工程进行安装钢筋笼和注浆器流程时，包括安装桩端注浆器和桩侧注浆器。

桩端注浆器包括四根沿钻孔嵌岩桩的外缘均布的桩端竖向注浆管，每根桩端竖向

注浆管的底部连接双层桩端注浆阀；桩侧注浆器包括设在距桩底一定距离的注浆

环形管和一根通过一个三通垂直连接在注浆环形管上的桩侧竖向注浆管；注浆环

形管上均布地安装四个桩侧压浆阀。具体布置方案如下：

桩端压浆在钢筋笼上布置4根竖向压浆管，由声测管兼用，管底安装双层桩

端压浆阀，阀底伸出桩底50mm～100mm，具体长度视现场情况决定。声测管顶

伸出至桩顶嵌岩施工钢平台以上，便于施工。对于桩身钢管桩底端距离桩底不小

于8.5m的桩基布置桩侧压浆装置，桩侧压浆装置距离桩底分