[發明專利]海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁施工方法及沉樁系統

有效

• 申請號: 201210012870.1
• 申請日: 2012-01-16
• 公開（公告）號: CN102535467A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 朱麗紅;王瑞和;倪紅堅;周衛東;鄒德永;張衛東;周名芳;黃勇;陳新勇;張再華
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E02D7/26
• 分類號: E02D7/26
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所 37216
• 代理人: 張曰俊

技術領域

本發明涉及海洋平臺樁基建設施工技術領域，具體地說，涉及一種海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁施工方法及實施該方法的沉樁系統。

背景技術

樁基礎是海洋平臺建設中最為廣泛的一種基礎形式。由于海洋平臺的樁體長、受水荷載大，因此，如何實現高效、快速沉樁是樁基施工的一個重要難題。目前，海洋平臺樁基施工主要采用錘擊法動力沉樁。但錘擊法沉樁仍存在很多問題，如：沉樁過程中易形成“土塞”，沉樁摩阻增大，導致錘擊數增加和拒錘現象；接樁停錘后繼續打樁出現錘擊數較連續貫入時明顯增多甚至出現拒錘現象；沉樁過程中碰到砂層，尤其是致密砂層時，沉樁困難，增大壓樁力反而會導致壓壞樁頭、斷樁等事故。

水射流輔助沉樁技術利用射流壓力破壞樁端土體，降低沉樁阻力，能夠有效提高沉樁效率。現階段的水射流輔助沉樁方法主要應用于路基淺孔施工。CN101929158A公開了一種靜壓樁高壓旋噴引孔施工方法，利用高壓旋噴擾動堅硬砂層，輔助靜壓沉樁；CN102031780A公開了一種砂樁尖靜壓管樁水沖施工方法，分別利用砂尖通過軟土層和水沖法通過砂質層，實現沉樁。上述方法雖能解決靜壓沉樁過程中穿過堅硬層的問題，但均不適用于海基平臺沉樁作業。因此，很有必要開發一種適用于海洋平臺樁基施工的水射流輔助沉樁技術。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁施工方法及實施該方法的沉樁系統，以便在樁基動力沉樁施工過程中，利用高壓水射流消除樁體內部土塞，降低沉樁摩擦阻力，擾動樁端土體，降低地層強度，實現高效率、高質量地完成平臺樁基建設。

為解決上述關于海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁施工方法的技術問題，本發明的技術方案是：海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁施工方法，依次包括以下步驟：

(1)樁體就位；

(2)沉樁施工前，將高壓水射流噴頭下入樁體內，根據地層條件確定高壓水射流噴頭下入樁體內的深度；

(3)高壓水射流噴頭下入指定位置后，打開高壓泵向所述高壓水射流噴頭供水，所述高壓水射流噴頭噴出高壓射流對土層進行射流破土、沖孔，產生泥漿；

(4)待樁體內泥漿返出樁口后，打開排渣泵，同時開始錘擊法動力沉樁；

(5)錘擊法動力沉樁過程中，所述高壓水射流噴頭與樁體同步下沉；

(6)樁體到達持力層后，將高壓水射流噴頭提出樁體，繼續錘擊法動力沉樁至設計深度。

作為優選，所述步驟(1)中，在樁體上刻劃出中線和尺寸線，以便對中和掌握打入深度，移動打樁船，對準樁位。

作為優選，所述步驟(2)中，根據單位進尺所需錘擊數和地勘報告確定高壓水射流噴頭下入樁體內的深度；對于軟土地層，在樁端保留1～2米高度的土塞；對于砂質地層，將高壓水射流噴頭下至樁體底部。

作為進一步優選，在下放高壓水射流噴頭過程中，以0.5～1Mpa的低壓送水，防止下放過程中高壓水射流噴頭堵塞。

作為優選，所述步驟(3)中，高壓水射流噴頭到達樁底指定位置后，開啟高壓泵，向高壓水射流噴頭提供高壓水，所述高壓水的壓力為30～50Mpa，高壓水射流噴頭噴出高壓射流對土層進行射流破土、沖孔，產生水、泥、砂的混合液即泥漿。

作為優選，所述步驟(5)中，高壓水射流沖孔與沉樁同步進行，邊沖孔邊沉樁，地層土體松動，除較大的粗砂、礫石留在孔底外，一般土壤顆粒被水帶回地表。

作為優選，所述步驟(6)中，樁體的樁端進入持力層后，將高壓水射流噴頭提出樁體外，提升過程中不停高壓泵，避免泥沙回落掩埋噴頭；樁底土壤沉降，固結在樁的周圍；此時采用錘擊法動力沉樁，根據設計要求和實際情況確定停錘標準。

為解決上述關于海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁系統的技術問題，本發明的技術方案是：海洋平臺高壓水射流輔助動力沉樁系統，包括：設置于樁體內的高壓水射流噴頭，所述高壓水射流噴頭經供水管與設置在樁體外的高壓泵的出口連接，所述高壓泵的進口與泥漿池連接，所述泥漿池與位于其上游的沉淀池連接，所述沉淀池的上游設有用于向其輸送泥漿的排渣泵，所述排渣泵的進口連接回水管的一端，所述回水管的另一端伸入所述樁體內。