[發(fā)明專利]一種用于后樁法施工的樁靴底部密封系統及其密封方法

有效

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• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111663554B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 朱嶸華;王立忠;王恒豐;秦齊;陸承立;劉東華;鄭榮坤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D27/42
• 分類號: E02D27/42;E02D27/44;E02D29/16;E02D5/72;E02D31/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

本發(fā)明屬于海洋工程施工技術領域，具體涉及一種用于后樁法施工的樁靴底部密封系統及其密封方法，包括安置于海床上的導管架基礎、設置于導管架基礎下端周圍的樁靴及若干插入海床的鋼管樁，鋼管樁插接于對應樁靴中，樁靴的底部設置隔膜，樁靴與鋼管樁之間上下設置第一密封隔條、鋼絲毛刷及第二密封隔條，第一密封隔條和第二密封隔條將樁靴與鋼管樁之間的縫隙上下分隔成第一容腔和第二容腔，第一容腔內填滿混凝土，第二容腔內填滿膨脹高聚物。本發(fā)明利用膨脹高聚物進行導管架基礎樁靴與鋼管樁之間的灌注密封，具有良好的密封效果與堵漏效果。

技術領域

本發(fā)明屬于海洋工程施工技術領域，具體涉及一種用于后樁法施工的樁靴底部密封系統及其密封方法。

背景技術

海上風電風機與升壓站位于惡劣的海洋環(huán)境中，其基礎不僅要承受來自承臺上部的荷載，還要抵抗巨大的環(huán)境荷載，因此對其結構要求以及施工工藝要求十分嚴苛，以保證海洋平臺的穩(wěn)定與安全。

海上風機有許多不同的結構形式，包括重力式、單樁式、吸力式、三樁(多樁)導管架式和漂浮式等多種形式，其中導管架基礎應用較為廣泛，僅次于單樁的應用，海上升壓站的基礎形式也是采用導管架較為廣泛。導管架基礎為空間框架式結構，其優(yōu)點在于桿徑小、強度高、質量輕、受波浪流作用小，適用于較深的海域。按照施工順序可將導管架基礎分為兩種結構形式：先打樁導管架和后打樁導管架。兩種導管架形式主體結構相同，先打樁導管架支撐腿末端不用設置樁靴，而后打樁導管架基礎支撐腿末端設置樁靴。

后樁法施工采用的即是后打樁導管架，在施工過程中需要先將導管架基礎放置于海床面之上，樁靴底部與泥面接觸，隨后將鋼管樁貫穿通過樁靴打入海床中，樁靴與鋼管樁均為圓環(huán)形柱狀結構，樁靴的內徑要大于鋼管樁的外徑，樁靴與鋼管樁之間再通過混凝土等灌漿材料進行連接，這樣，導管架承臺上部、波浪和洋流等荷載可以通過樁靴經灌漿材料傳遞至鋼管樁，鋼管樁再把載荷傳遞到海床，從而保證海上風電結構物的結構強度和穩(wěn)定性。

導管架灌漿是整個風電基礎結構施工的一項關鍵技術，灌漿的成功與否直接關系到海上風電基礎結構抵抗環(huán)境荷載的能力與壽命。由于導管架樁靴與管樁的直徑不等，因此其之間都會存在圓環(huán)形間隙，灌漿材料就是用來填充此圓環(huán)形空間，以保證荷載能通過樁靴傳遞至鋼管樁，最后將力傳遞到海床中。

為了防止在灌漿過程中漿料泄漏，所述圓環(huán)形空間的底部需要進行封堵，即在導管架樁靴底部進行密封，目前較為流行的密封方法有兩種，第一種是氣囊式密封：其工作原理為先將密封氣囊安裝于樁靴的底部，同時安裝氣壓傳輸管路，然后在導管架安裝定位與打樁完成后，采用氣壓設備使氣囊充氣膨脹后封閉樁靴與鋼管樁之間的環(huán)形空間，最后進行灌漿；第二種方法是機械式密封，此方法采用橡膠片或鋼板等密封條通過螺栓連接或焊接方式安裝于樁靴底部，鋼管樁穿過密封條后，樁體與密封條之間相互擠壓，緊密接觸，產生摩擦力以抵抗灌漿時灌漿液與海水對密封條的壓力，這種密封條可以只安裝一條也可以安裝兩條。

上述兩種方法雖然目前比較流行，但是并不能保證完全密封，在施工過程中容易造成灌漿液從樁靴底部泄露以及海水的滲透，從而造成資源浪費，增加了施工成本，同時，海水中夾雜的許多細沙，容易通過樁靴與鋼管樁之間縫隙進入密閉空間，從而影響密閉性。

發(fā)明內容

為了彌補現有技術的不足，本發(fā)明提供一種用于后樁法施工的樁靴底部密封系統及其密封方法的技術方案。

所述的一種用于后樁法施工的樁靴底部密封系統，包括安置于海床上的導管架基礎、若干設置于導管架基礎下端周圍的樁靴及若干插入海床的鋼管樁，鋼管樁插接于對應樁靴中，其特征在于樁靴的底部設置隔膜，樁靴與鋼管樁之間上下設置第一密封隔條、鋼絲毛刷及第二密封隔條，第一密封隔條和第二密封隔條將樁靴與鋼管樁之間的縫隙上下分隔成第一容腔和第二容腔，第一容腔內填滿混凝土，第二容腔內填滿膨脹高聚物。

所述的一種用于后樁法施工的樁靴底部密封系統，其特征在于鋼絲毛刷為環(huán)狀結構，包括固定配合于樁靴內壁上的刷座和沿刷座環(huán)布的刷毛，刷毛的內端與鋼管樁外壁緊密貼合。