一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法
阅读说明：本技术 一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法 (Passive reinforcing construction method suitable for underwater cast-in-place pile ) 是由 巨宏亮 唐小军 任培涛 于海洲 程为 刘志平 徐安东 任学志 尤春颖 王雷 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法,包括以下步骤：S1:根据设计要求确定灌注桩在水底具体施工位置；S2：采用高压旋喷注浆技术围绕灌注桩中心施工位置圆周方向均匀施工多个高压旋喷桩,高压旋喷桩2穿过水底淤泥层设置,每相邻两个所述高压旋喷桩间留有距离,高压旋喷桩中心至灌注桩中心距离L为：L＝R+r。本发明所述的水下灌注桩被动加固施工方法作业简单,使用比较方便、安全,多个高压旋喷桩对淤泥层也就是灌注桩施工位置提前进行加固,同时对后续钻孔灌注过程中灌注桩的施工进行了加固,整体结构简单受力明确。(The invention provides a passive reinforcement construction method suitable for an underwater cast-in-place pile, which comprises the following steps of: s1, determining the concrete construction position of the cast-in-place pile at the water bottom according to the design requirements; s2: adopt high-pressure jet grouting technique around bored concrete pile center construction position circumferencial direction evenly construct a plurality of high-pressure jet grouting piles, high-pressure jet grouting pile 2 passes submarine silt layer setting, every adjacent two leave the distance between the high-pressure jet grouting pile, high-pressure jet grouting pile center is to bored concrete pile center distance L be: l ═ R + R. The passive reinforcing construction method for the underwater cast-in-place pile is simple in operation, convenient and safe to use, the multiple high-pressure jet grouting piles reinforce a sludge layer, namely the construction position of the cast-in-place pile in advance, the construction of the cast-in-place pile in the subsequent drilling and pouring process is reinforced, and the overall structure is simple and is stressed clearly.)
技术领域
本发明属于土木工程领域，尤其是涉及一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法。
背景技术
在钻孔灌注桩施工过程中，通常采用搭设临时平台、打设护筒定位防护，钻机钻进的方式进行钻孔施工，由于台风高发区及淤泥地质层厚等不利因素的影响，特别是对于地质勘探不明确，钻孔深度较大等钻孔灌注桩施工时，采用该传统施工方法存在以下问题：
第一：所占施工材料较多，钻孔桩成桩质量较差且易发生偏位、断桩等质量事故，浪费大。
第二：对于超厚淤泥层地质情况下钻孔灌注桩施工，钢护筒的设置适用性不高，原因是护筒穿过淤泥层需20-45m不等，材料使用量过大，成本大，插打困难，尤其是沿海地区风力大，插打作业不安全。同时护筒长度过长也容易导致斜孔等质量事故。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法，以解决在台风高发区、淤泥地质层厚及钻孔桩孔深且较大等不利施工情况下，水下钻孔灌注桩施工出现的质量不高、易出现斜孔、断桩等施工质量事故等问题，同时解决插打钢护筒施工浪费大、成本高，插打困难、不安全、作用效果较小等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法，包括以下步骤：
S1:根据设计要求确定灌注桩在水底具体施工位置；
S2：采用高压旋喷注浆技术围绕灌注桩中心施工位置圆周方向均匀施工多个高压旋喷桩，高压旋喷桩2穿过水底淤泥层设置，每相邻两个所述高压旋喷桩间留有距离，高压旋喷桩中心至灌注桩中心距离L为：
L＝R+r；
其中：R：灌注桩半径：
r：高压旋喷桩半径。
进一步的，所述高压旋喷桩长度为灌注桩对应基础承台底标高至岩面标高间距离。
进一步的，所述高压旋喷桩半径r为：R/3≤r≤R/2。
进一步的，所述高压旋喷桩数量n为：n＝ROUND(3π/[4arcsin[r/(R+r)]]。
进一步的，所述高压旋喷桩为单管法高压旋喷桩。
进一步的，所述高压旋喷桩施工用浆液的水灰比为0.9:1～0.7:1，注浆压力为28-33mpa，旋喷头提升速度每分钟18-20cm，旋喷头转速为25R每分钟。
相对于现有技术，本发明所述的一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法具有以下优势：
1、作业简单，使用比较方便、安全，多个高压旋喷桩对淤泥层也就是灌注桩施工位置提前进行加固，同时对后续钻孔灌注过程中灌注桩的施工进行了加固，整体结构简单受力明确。
2、优化了施工工艺，省却了钻孔灌注桩施工时钢护筒的使用，提高了工作效率，并提高了施工安全性，简化施工流程的同时节省护筒钢材的使用。
3、避免了常规施工方法中因钻孔灌注桩成桩质量较差、易偏位、断桩等质量事故导致浪费大的情况，同时解决因钻孔灌注桩质量问题所耽误的工期，具有良好的经济效益和社会效益。
4、施工过程中安全风险较小，作业空间需求不大。
5、可以针对不同地质层情况下对不同直径钻孔桩施工。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本实施例所述的一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法原理图；
附图标记说明：
1-灌注桩；2-高压旋喷桩。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种适用于水下灌注桩的被动加固施工方法，包括以下步骤：
S1:根据设计要求确定灌注桩1在水底具体施工位置；
S2：采用高压旋喷注浆技术围绕灌注桩1中心施工位置圆周方向均匀施工多个高压旋喷桩2，所述高压旋喷桩2为单管法高压旋喷桩，高压旋喷桩2穿过水底淤泥层设置，且高压旋喷桩2桩底低于水底岩面标高设置，每相邻两个所述高压旋喷桩2间留有距离，高压旋喷桩2中心至灌注桩1中心距离L为：
L＝R+r；
其中：R：灌注桩1半径：
r：高压旋喷桩2半径。
高压旋喷桩2施工完成后，即可进行钻孔桩施工，也就是可以进行灌注桩1施工。灌注桩1施工完成后，灌注桩1和高压旋喷桩2位置关系如图1所示，多个高压旋喷桩2围绕灌注桩1均匀布置，且灌注桩1外圆周面和高压旋喷桩2外圆周面相切，通过多个高压旋喷桩2对灌注桩1施工位置的淤泥层进行加固，提高水上灌注桩施工可靠性，同时对灌注桩1施工进行防护，使得后续不用钢护筒状况下即可进行灌注桩钻孔施工，解决因钢护筒过长导致插入困难，因钢护筒过长导致的出现斜孔等质量问题，保证灌注桩施工质量，简化灌注桩施工流程，节省了钢护筒的使用，保证了施工安全性。同时，灌注桩1施工完成后，高压旋喷桩2对其具有加固功能，保证灌注桩1固定性和支撑稳定性。
本实施例中，所述高压旋喷桩2长度为灌注桩1对应基础承台底标高至岩面标高间距离。
本实施例中，所述高压旋喷桩2半径r为：R/3≤r≤R/2。
本实施例中，所述高压旋喷桩2数量n为：n＝ROUND(3π/[4arcsin[r/(R+r)]]。该设计使得相对于高压旋喷桩所在的施工圆周而言，相邻两个高压旋喷桩2之间间隙对应圆心角β大小约为一个高压旋喷桩2对应圆心角α的三分之一，一方面便于施工人员快速确定高压旋喷桩数量，另一方面保证高压旋喷桩2对灌注桩1及水底淤泥层的加固性。
本实施例中，所述高压旋喷桩2为单管法高压旋喷注，该高压旋喷注施工用浆液的水灰比为0.9:1～0.7:1，施工时保证注浆压力为28-33mpa，高压旋喷钻机的旋喷头提升速度每分钟18-20cm，旋喷头转速为25R每分钟。
现以直径1400mm的灌注桩施工举例说明，首先确定该直径1400mm的灌注桩水底施工位置，确定该灌注桩中心位置，然后选定高压旋喷桩半径为300mm，则高压旋喷桩中心位置位于以灌注桩中心为圆心、半径为1000mm的圆周上，根据公式n＝ROUND(3π/[4arcsin[r/(R+r)]]确定高压旋喷桩施工数量为8个，将高压旋喷钻机在施工平台就位，测量定位后先后施工该8个高压旋喷桩，此时8个高压旋喷桩围合形成直径为1400的圆形区域，该区域即为灌注桩施工区域，8个高压旋喷桩加固了淤泥层，并对灌注桩施工进行防护，高压旋喷桩施工完成后即可施工钻孔桩，也就是进行灌注桩施工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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