国内挤密砂桩船的应用现状及发展趋势

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近岸水下挤密砂桩大规模施工常见问题与对策

近岸水下挤密砂桩大规模施工常见问题与对策

C W T 中国水运 2021·05 147摘 要:水下挤密砂桩在水运工程地基处理中应用日益广泛;如何确保施工质量,是实现工程设计与建设目标的重点和难点。

结合海口市海上人工岛——如意岛的水下挤密砂桩大规模施工,论述气象、水文、地质、设备及人员操作等复杂环境下的施工常见问题与对策,为水下挤密砂桩工程设计、施工及检测提供实例参考。

关键词:近岸;水下挤密砂桩;大规模施工;常见问题;对策中图分类号:U655.55 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2021)05-0147-04近岸水下挤密砂桩大规模施工常见问题与对策曾春华1,成小飞2,田艳1,张会领1(1. 广东海洋大学海洋工程学院,广东 湛江 524088;2. 淮安市水利勘测设计研究院有限公司,江苏 淮安 223005)DOI 编码:10.13646/ki.42-1395/u.2021.05.050挤密砂桩最早从20世纪50年代日本开始,我国20世纪末开始尝试水下挤密砂桩施工,主要应用于小规模码头及岸坡工程[1]。

随着水下挤密砂桩在水运工程地基处理中应用日益广泛,为满足挤密砂桩施工的需要,降低工程造价,加快施工进度,国内目前普遍的做法是将打桩机组应用于改装的平板驳上形成专用砂桩船,完成水下挤密砂桩施工[2]。

人工岛项目常具有典型大规模的砂桩应用,而离岸水下挤密砂桩大规模施工与沿岸小规模应用更有明显不同:①地层变化更为多样化,勘察以点代面,且间距较大;②设计上,参数调整对造价影响明显,需通过典型试桩及施工情况逐步调整参数;③施工上,受自然环境、机械设备、施工操作影响大;④检测数量多,精确操作难度大;⑤问题处理难度大,成本高。

海口市如意岛填岛工程成功实现水下挤密砂桩大规模施工,施工过程中成功处理一系列问题,项目得以顺利推进。

1工程概况如意岛位于海南省海口市东部铺前湾西侧海域,南渡江出海口东北侧白沙浅滩,离陆地岸线约4.4km。

如意岛填岛工程用海面积约716万m 2,人工岛岛长约8km,最宽处约2km,最窄处约0.3km,全岛岸线总长约24km。

陆上打桩机组在水下挤密砂桩施工中的应用

陆上打桩机组在水下挤密砂桩施工中的应用

陆上打桩机组在水下挤密砂桩施工中的应用徐玉华;曹驰昊【摘要】目前国内专业挤密砂桩船仅有7条,均为国外引进,造价昂贵.为加快外海深水筑港建设的步伐,开展陆上挤密砂桩设备在水下应用施工技术的研究有十分重要的意义.结合海口湾南海明珠人工岛二期工程的施工,论述了陆上打桩机组用于挤密砂桩船的施工工艺、适应条件以及施工质量控制等,利于更好地把握水下挤密砂桩加固软土地基技术.【期刊名称】《水运工程》【年(卷),期】2016(000)008【总页数】3页(P179-181)【关键词】陆上打桩机;水下挤密砂桩;质量控制【作者】徐玉华;曹驰昊【作者单位】中交海洋投资控股有限公司,海南三亚572000;中交天航南方交通建设有限公司,广东深圳518040【正文语种】中文【中图分类】U655.4水下挤密砂桩施工不同于一般的地基处理方法,它是在软基上用振动锤把套管沉入至设计深度,填入中粗砂后振动提管,使其周围地基发生侧向挤压而使地基密实的一种加固方法[1]。

相比传统的基础开挖后换填块石、爆夯整平的水下地基处理方法,水下振动沉管砂桩施工工艺特点是:1)施工作业区域广。

砂桩船不仅可在内河及近海区域作业,也可进入条件恶劣的外海区域。

2)依靠GPS 定位系统,打桩定位准确。

3)快速提高承载力及减少沉降。

在振动沉管反复的震动下,桩体密实度高,形成高置换率挤密砂桩快速提高地基承载力,平均标贯击数数值提高可达到20以上,地基整体沉降小。

4)砂桩用料环保无污染,施工过程对海洋生态环境影响较小。

5)加速软土排水固结作用,提高砂质基础抗液化能力和抗震能力。

6)工序简单,造价低廉,施工效率高。

南海明珠工程外护岸总长2 640.1 m,护岸地基液化砂层采用挤密砂桩进行地基处理,共分为25个断面区,砂桩直径均为φ730 mm,砂桩布置采用正三角形布置,桩位间距1.45 m或1.21 m,桩长7~17 m不等,工程总量32万m3,处理基础土质大部分为粉细砂混淤泥。

国内挖泥船建造、运用现状与发展初探

国内挖泥船建造、运用现状与发展初探

泵配置方案 ,排 距可达 4 0 - 0 0 m。 0 0 60
新建 耙吸式挖 泥船 的数量相 对绞 吸式 挖泥船较 少 , 但在 船 型上同样趋 向大型化 ,泥舱的舱容 已达到 10 0方 ,现 已 60 计划建 造 2 0 0 8 0 方耙 吸式 挖泥船 ,并且为吹填造地需要均配 置艏吹装 置。
量、 长排 距能力的绞吸式挖泥船及大舱容带艏 吹装 置的耙吸
式挖泥船 ,尽管与世界先进水平还存在 不少 不足 和差 距,但 在我 国绞吸式与耙吸式挖 泥船 的发展历史上这是一 个很大的
能够统计到 的建造数量约 有 8 艘 ( 0 详见表三 ) 些民营企 。这 业 所建造挖 泥船 的档次差 别较大 , 中简易型绞吸式挖泥船 其 占多数 , 每艘造价约在 2 0 万 一 0 0 00 6 0 万元 , 部分 民营投 资建
选用 国外知名厂商设计并 配套进 口主要设备建造一批 大型、 先进的高效 、 节能型挖泥船 ,例如某民营企业集中建造 I HC
公司的7 2 型绞 / 05 斗式挖泥船4 8 2 型绞吸式挖泥船6 , 艘 57 艘
总 投 资额 约 达 2 亿 元 人 民 币 。 5
8 、国内挖泥船制造业 已批量建造 出 口挖 泥船
市场机制 的作 用下 , 四一五年 国内呈现了大规 模建造挖泥 近
船的局面 , 具不完全统计近年来建造完工的 、 在建造 中的、 计
市场 形势的需要集 团公 司投入百亿元资金加上各疏浚公司 自
筹资金建造一批大型挖泥船 , 进一 步更新 / 扩大 我国疏浚施 工主力队伍 。 初步统计新 建造 大型耙吸式 /绞吸式挖 泥船 约 3艘。 4 6 、目前挖泥船 的设计 与建造 基本 立足国内
造 的挖泥船在建成后转手出让。 但也有些民营企业投入较大 ,

挤密砂桩船打桩控制系统国产化改造与应用

挤密砂桩船打桩控制系统国产化改造与应用


旧系统操作台面
4
一、概述
技术线路
依托国内现有挤密 砂桩技术和相关科研成 果及设备资源,结合所 确定的挤密砂桩工艺和 船舶性能,以自主创新 和集成创新为主,对打 桩控制系统进行国产化 改造。
已有研究成果调研 制定改造工作大纲
打桩控制系统设计
打桩
输送砂砂面Fra bibliotek操作系统 控制系统 监测系统
测量 系统
现有设备状况摸查
13
远程监控
西门子 27 移动料斗绞车油压变送器 PTH501F-30M 吴胜
14
GPS数据通讯
绘海 28
隔离器
CZ3035
辰竹
注:表中黑色字体配件皆为选用的国产配件。
13
目录
Contents
一、概述 二、系统硬件国产化改造 三、系统软件国产化研发 四、主要创新点 五、结语
14
三、系统软件国产化研发
砂桩3
33
30
四、主要创新点
1 结合当今先进的测控技术和电子元件,国产化系统的测控精度高、稳定性 好。
2 针对施工中的重要参数,利用两种方式,采用两种互不干扰的监控测量系 统进行监测,形成“双保险”。
3 国产化系统利用振动式物位计,砂料控制更精准,可以有效保证施工过程 的标准化、统一化。
4 国产化系统的报警功能打破了旧系统的繁琐死板,保证了施工的延续性。

受料斗气压为零
是 受料斗减压阀关闭 系统记录受料斗为无砂状态
23
三、系统软件国产化研发
贯入阶段 在施工中存在地质较硬,振动锤贯入不
到设计桩底标高情况。针对这种情况,在系统 中可设定“贯入着底速度”、“贯入着底持续 时间”、“贯入着底距桩底距离”三个参数。

水下挤密砂桩施工

水下挤密砂桩施工

用高 置换率 的挤 密砂 桩工 法 ,大多从 沉 降 和
稳定性 两 方面来 决定 置换 率 。 海上 挤密砂 桩施 工工 法 的另一 个重 要特 港工技 术 与管理 2 1 0 2年 第 5期
2 一 0
图 5 海 上 工 程 的 施 工 流 程
图 6 海 上 挤 密 砂 桩 施 工 的 设 备
1~9 7 2 。总的砂 桩数 : 0 砂 桩 1 4根 .0 5% 4 6 %砂

小 结
挤密 砂桩 适用 于砂 质土 、粘 质土 等各 种 地基加固, 对粘 性土 形成 复合地 基 . 善地 基 改
整 体稳 定性 ; 砂性地 基 , 对 增加 密 实度 。挤 密 海
护岸 等则应 用低 置换 率 的挤密砂 桩 工法 比较 多。
打 的砂 桩 均为 一般砂 桩 。其 直径 只有 5 0 0~ l 0 mm 。 O0 置换率 平均 为 2 % 右 。 0左
1 挤 密 砂 桩 (CP) 法 的 概 要 S 工
11 挤 密 砂 桩 T 法 的 原 理 .
对于 海上 构筑 物 , 常在微 倾 式 的护岸 、 经
基 础 等 的构 筑 物 处 于 建 造 过 程 的 放 置 期 问 时, 选取 使沉 降结 束 的方 法 。另外 , 重力 式 在 护 岸 或 岸壁 应 用 高置 换 率 的挤 密 砂 桩工 法 ,
挤 密砂 桩工 法是 通过振 动将 砂用 钢 管压 入 软土 地基 中的地基 改 良T法 , 砂土 地基 、 粘
天津港 南疆 非金 属矿石 码 头工程 、洋 山深 水 港 一 、 期码 头接 岸结 构及 工作船 码 头等 , 二 但
受 水 下 砂 桩 施 ] 技 术 的 限 制 ,在 这 些 工 程 中 二

海上挤密砂桩工法及其在港珠澳大桥岛隧工程的应用

海上挤密砂桩工法及其在港珠澳大桥岛隧工程的应用

2 挤密砂桩加固原理及特点 2.1 加固机理
挤密砂桩 (SCP) 不同于陆上一般采用的砂桩,它的 原理是在软基上用振动锤把套管沉入到要求的深度,填入 中粗砂并向下挤压使砂桩扩径,使其周围地基发生侧向挤 压而使地基密实的一种加固方法[2-3]。对松散砂土地基,SCP 的主要作用是成桩时对周围砂层产生挤密作用以及振密作 用;对软弱黏土层地基,SCP 的作用主要是置换和排水作 用,一般高置换率 SCP 考虑置换作用,低置换率 SCP 只考 虑排水固结作用,其作用形式与置换率的关系见图 6。实 施 SCP 可通过高强度砂桩与软弱地基形成复合地基,使之 对上部荷载的承载力增强,包括排水效果在内的地基整体 刚度增加,滑动阻力增加,沉降减少,侧向流动减少。
2012 年第 4 期
林鸣,等:海上挤密砂桩工法及其在港珠澳大桥岛隧工程的应用
工程共投入 7 条砂桩船,图 1 为正在作业的砂桩 6 号,图 2、图 3 为低置换率和高置换率挤密砂桩的分布范围,图 4、图 5 为低置换率和高置换率挤密砂桩典型断面图。
·73·
·74·
中国港湾建设
2012 年第 4 期
图 8 设计流程图
1) 挤密砂桩+堆载预压 (附加荷载≥0 区段) 根据荷载及软土层厚度的变化,共设置 70 %、55 %以 及 42 %三种置换率的挤密砂桩,挤密砂桩直径及间距见表1。
表 1 挤密砂桩参数
置换率 / % 70 55 42
直径 / m 1.7 1.5 1.6
布置形式 正方形布置,1.8 m × 1.8 m 正方形布置,1.8 m × 1.8 m 正方形布置,2.2 m × 2.2 m
考虑海侧护岸结构施工过程中的地基土强度增长,复合土 体综合强度指标采用面积比法计算。

挖泥船与疏浚业发展现状及研究

挖泥船与疏浚业发展现状及研究

挖泥船与疏浚业发展现状及研究摘要:对于挖泥船来说,和普通的运输船舶存在很大差别。

它具有很高的技术含量,涵盖了诸多不同方面的学科知识。

为了推动挖泥船和疏浚业的不断发展,有关政府部门需要做好专业人才培养工作,推动挖泥船的科研与建造进程。

本文通过阐述挖泥船的类型划分情况,并且分析了我国挖泥船和疏浚业的发展现状,同时说明了挖泥船未来的发展趋势,进而有助于加快国内挖泥船和疏浚业发展的速度。

关键词:挖泥船;疏浚业;发展现状引言:对于我国而言,拥有很长的海岸线和江河,挖泥船属于常见的工程船舶,可以借助相关机械设备完成水下泥沙的挖取任务,可以被运用到港口码头的建设、航道疏浚以及水利清淤等各项工作当中,在其中发挥出良好的功效和作用。

受到改革开放政策推进的影响,特别当沿海经济发展速度逐渐变快以后,需要建设的深水港口和围海造地工程数量不断增加,让挖泥船获得了很大的关注与重视,如何促进其长远的发展变得十分关键。

1.挖泥船类型划分概述对于挖泥船而言,结合其拥有的航行能力加以归类,比如,蛟龙号属于自航型挖泥船,天麒号则没有航行的能力,当更换一个运行的位置之后,则要求拖船带动,使所挖出的泥沙可以借助驳船方式,达到拖走的目的。

普通的类型划分方式主要将挖泥船的施工形式当成主要的参考和根据,由此能够把挖泥船划分成下述几个不同的类别:(1)绞吸型挖泥船。

主要借助泥泵把通过铰刀搅松处理之后的泥浆及时吸进相应排泥管当中[1]。

(2)耙吸型挖泥船。

此类船中拥有不同类型的挖泥设施,既能够正常航行,又可以完成作业任务。

(3)抓斗型挖泥船。

(4)铲斗型挖泥船。

主要针对的为借助抓斗抓取泥土的一种船型。

也叫作铲扬型挖泥船。

(5)链斗型挖泥船,针对为借助挖斗,运用斗链上下移动的方式,达到挖取淤泥的目的。

为此,合理划分挖泥船的类型显得十分关键,其重要性是毋庸置疑的。

2.我国挖泥船和疏浚业的发展现状分析国内水利工程发展历史的时间较长,很早便借助人工疏浚的方式完成了开挖河道的任务,带动了经济的可持续发展。

挤密砂桩在海洋接岸地基加固工程中的应用

挤密砂桩在海洋接岸地基加固工程中的应用

固 中 ,但 桩 径 都 较小 ,一 般 均 在 3 ~ 0c 0 5 m左 右 , 且 置换率 较低 ,打设 深度 一般 在 2 以 内 ,加 固 5m 超 软 土地 基 的 实例 较 少 ,主要 是 学术 界 对 砂 桩 法
加 固 软黏 土 的 效果 存 有疑 虑 。宝 钢一 期 工 程 矿 原
K e r s sn o a tdp l; c a i h r rtcinwok ; ru dt ame t y wo d : a dc mp ce i o e ncso epoe t r s go n e t n e o r
1 概 况
我 国用 挤 密砂 桩 法 加 固软 黏 土在 陆上 工 程 中 时 有 应用 ,主 要是 应 用 于公 路 路 基 和铁 路 路 基 加
poet ias r g rad o e o t f i us n nd s na d a uai fa d i eh d r cs t l bi s ow r m i s o ds s o ei n l lt no n l m to . j , o n f s p n r c i o g c c o s pe
桩加固超软土地基 ( 护岸结构型式为钢制格形结
构 的重力 式护 岸) ;南 本牧码 头 工程 的重力 式码 头 下 采用 了挤 密砂 桩 法 处理 ;另 外 釜 山新 港 建 设 工 程沉 箱式码 头下 同样也 采用 了挤 密砂桩 加 固。
A b t a t Asa f ciego n e t n to , a dp l a e nga u l sdo o n e t n f s r c : nef t ru dt ame t e v r meh d s n i h s e rd al u e ng u dt ame t e b y r r o

提高海上挤密砂桩一次检测合格率的方法及改进措施

提高海上挤密砂桩一次检测合格率的方法及改进措施

提高海上挤密砂桩一次检测合格率的方法及改进措施发表时间:2017-06-30T16:06:16.000Z 来源:《防护工程》2017年第3期作者:纪军张文强[导读] 本文就煤矿机电设备常见故障问题进行分析,进而提出针对性的维修方法。

山东港湾建设集团有限公司山东日照 276800摘要:通过对海口市如意岛填岛工程中出现的桩基质量检测问题的分析,总结出对于提高挤密砂桩在不良软土地基工程中检测合格率的施工工艺及方法。

关键词:挤密砂桩,软土地基工程,检测,施工工艺方法由于陆地土地资源日渐短缺,临海城市一般选择填岛工程措施来满足其他生产活动对土地资源的需求。

采用挤密砂桩作为填岛工程的护岸基础的桩基能够达到消除土体液化,提高地基承载力和整体稳定性的目的。

对于工期紧、工程量大、质量要求高的工程来说,提高挤密砂桩的一次检测的合格率,不仅能减小成本,还可以避免二次补桩施工造成的工期延误,大大提高了经济和时间效益。

本文以位于海南省海口市东部铺前湾西侧湾口海域处的如意岛填岛工程为工程实例,分析总结提高海上挤密砂桩一次检测合格的施工方法和工艺。

一工程背景如意岛填岛工程所采用的护岸形式分为直立式沉箱结构护岸和抛石斜坡式护岸,沉箱下方采用抛石基床。

根据地质勘查资料,该工程所在海域泥面以下为粉砂层、细砂层,经鉴别为液化土质。

在上部结构施工之前,需采用挤密砂桩的方式对护岸基础进行处理,从而达到消除液化,提高地基承载力和整体稳定性的目的。

其中,满足要求工程需砂桩的总数量为51089根,分别为三种规格:桩径1m,桩距2.2m;桩径0.8m,桩距1.8m;桩径0.8m,桩距2.8m。

桩长根据每个区域的地质条件不同,最大桩长18m,最深桩底标高-20.2m。

挤密砂桩排布方式见图1。

采用标准贯入试验法进行检测,每1米进行标贯试验,要求桩体和桩间土的标贯击数满足设计要求,抽检比例为2%,合格标准为“检测合格率需达到95%,对达不到该要求的区域需进行二次施工直至达到要求”。

海上挤密砂桩工法及其在港珠澳大桥岛隧工程的应用

海上挤密砂桩工法及其在港珠澳大桥岛隧工程的应用
q ly uai t
1 港 珠 澳 大 桥 岛 隧 工 程概 况
度 0 ~ 93 . 3 .m,标贯击数 1 . 2 . ;第四大层 为密实砂 9 2 — 44击 9
层 。不论是人工 岛填筑还是沉管 隧道斜 坡段 的基础 ,即便 经过局部开挖换填 ,仍需对厚 度达 l~ 0m 的高压缩性 软 0 2
 ̄un to rt r tn nd a lc to ft i on tu to eho dain f hema kei ga pp ia in o sc sr c inm t d. o h
Ke r s Ho g o g Z u a- c o b d e iln & t n e r s s n o a t n pl ; ts ; d sg ; c n t cin; y wo d : n k n — h h i Ma a r g ; s d i a u nl wo k ; a d c mp ci i o e et e i n o sr t u o
H o ko ng ng-Zhu i ha -M a a i e c o Brdg
L N Mi g L ANG He g,L U Xio d n , L in y I n , I n I a— o g I a- u J ( C CHogo gZ u a Maa r g ln n un l rjcD pr et hh i un dn 0 0 hn C C nkn — h h i coB d e s dadT n ePoet eat n,Z u a,G a go g5 9 8 ,C i — i Ia m 1 a)
t e i r cp e n h r c e sis a c r i g t s n h t p n i l sa d c aa t r t c od n o Il d& T n e ok fHo g o g Z u a - c o B d e Me n h l . s i i c a u n lW r s o n k n - h h i Ma a r g . a w i i e t i p p rs mma z sr lv n c iv me t f i a - o r e t rS h s a e u i r e ee a ta h e e n so t l d b a d t s f CP, i t d c sd s n o t n, c lu ai n meh d se o o nr u e e i pi o g o ac l t t o s o a d l y u l n frdf r n e lc me t ai f C n a o t a i e e t p a e n t o P,a ay e h o sr c in a i t fo s oe S P a r s n h n p o r r o S n l z st e c n tu t b l y o f h r C t e e t n C i a, o i p i s mma z s a d c n l d st e c n t ci n e ce c n u l y c n r l n a u e n s o fs o e S P t r vd st e u i r e n o c u e h o sr t f in y a d q ai o t l g me s r me t fo h r C .I p o i e h u o i t oi

自重3000吨密挤砂桩船利用昌林气囊成功上排

自重3000吨密挤砂桩船利用昌林气囊成功上排

期间 ,为确保该船的上排安全 ,昌林技术研究中心针对该型船首部吃水过大、船型超宽 、修理船舶船
底 坚 硬海生 物 多及质 心位 置偏 高对 气囊 上排 带来 的 困难 ,制 订 了详细 的工 艺技术 方 案 ,与天津 中交博 迈科 海洋 船舶 重工 有 限公 司密切 配合 ,对气 囊上 排 、下水方 案进 行 了充分 的论 证 和专家 评审 ,并 对工程 的实施 进 行 了周密 的计 划 和准备 。 当天 下午 2点 ,经 过 8小 时 的共 同努力 ,随着 卷 扬机 的不 断转 动 ,船 舶 “ 坐 ” 由济 南 昌林 气 囊 容 乘 器 厂 有 限公 司生产 的 3 0只高 承载力 揉 压气囊 在船 台上缓 缓 移动 ,安 全 、顺 利地 从水 下移 至船 台预定 位 置 。 济南 昌林 气囊 厂有 限公 司生 产 的气囊 ,再 次经受 住 了修理 船舶 船底 坚硬海 生 物 的考 验 。 船舶气 囊 上 、下水 技术是 具 有我 国 自主知识 产权 的创新 技术 ,该 船 的成 功上排 ,填 补 了我 国大型 密挤 砂桩 船气 囊上 排 的空 白 ,并再 次 刷新 了气囊 上排 的纪 录 。为进 一步研 究 大型 特殊工 程船 舶气 囊上 排技术 奠
处 漏孔 重新 焊补后 ,制冷效 果 明显好 转 。
[ ]李家伟 ,陈积懋.无损检测手册 [ .北 京:机械 工 1 M]
业 出版 社 ,2 0 . 0 2
[ ]刘贵 民.无 损检 测 技 术 [ . 北 京: 国防工 业 出版 2 M]
社 .2 0 . 06
3 结束语
超 声技 术作 为最 常用 的无 损检测 手段 ,在 舰船 状 态监 测 中发挥 了重 要 的作 用 。在 实际应 用 中 ,需
定 了 良好 的基 础 。

86m挤密式砂桩船的研发设计

86m挤密式砂桩船的研发设计
该 船 为 三 管挤 密 式 砂桩 船 ,可 同 时施 打 3 根挤 密 式 砂 桩 。按 砂 桩 作业 所 需 ,砂 桩 管横 向能 在距 中
48 69 范 围可调 。 . .m ~ 桩架最 高 点距水 平面 8 .m, 62 桩架之 高为 国内砂 桩 船之最 。 为满 足吴 淞 口过江 电缆 6 m 8
层 甲板 室 ,且均为 双人 间或 单人 间 。船 长 、轮 机长及 大 付 的居住 舱室均 为 带卫 生 间的套 间 ,其 中船长 和轮 机 长 的配 置级别 为最 高 。
3 )控 制室 位于 三层 甲板 室 ,宽敞 、明亮 、视野 开 阔并可对 桩 架最 高点 、主 甲板砂 料斗 进料及 砂料 皮带 输 送等 作业 进行 嘹望 。控制 室两 侧设 有通 向室 外走道 的风雨 密 门,室 内也有 舱室 门 , 出控 制室甚 为便 捷 。 进 4 )每 层 甲板室均 设有 厕所 和浴 室 。 5 )船 首主 甲板 设艏 甲板 室 ,便 于砂 料提升 斗上 料观 测 ,砂 桩 架维修 保养 等作 业 ,内设 工作 室 ( 甲板 兼 部 办 公室 ) 、氧气 室 、 乙炔 室 、贮 藏 室 。 6 )主 甲板 上 自艉 向艏布 置有 6台锚 泊 定位 绞车 、 甲板 室 、3台砂 料提 升斗 绞车 、3台 吊锤绞 车 、 甲板 起 重机 左 右各 1 、砂料 斗 、3组皮带 输送 机 、A字 架 、桩 架 、砂 桩管 等砂 桩系统 设备 ,布置 紧凑 、合 理 。 台
共 校核 7种 工况 :
陆洪度 ,等 :8 m挤密式砂桩船 的研发设计 6
6 5
1 10 ) 0 %油水 调遣航 行 ; 2 1 %油水调 遣航 行 ; )0
3 l %油水调 遣航 行并 计及 结冰 ; )0 4 10 ) 0 %油水遮 蔽航 行 ; 5 1 油水遮 蔽航行 )0 6 10 ) 0 %油水 植桩 作业 ; 7 l %油水植 桩作 业 。 )0 该 船 空船重 量及重 心 高度在 送 审设计 时经 详细地 计 算 ,以理论 计算 的空 船重 量及 重心 高度校 核 的完整 稳 性完 全满足 规 范要求 。2艘实 船倾 斜试 验确 定 的空船 重量及 重心 高度 与理 论计 算数据 偏 差甚 小 ,实船空 船 重量 与理 论计 算结果 的相 对误 差最 大为 4 %,且 系负偏 差 。偏差 绝对 值越 大 ,对稳性 计算 越有 利 ,因此 可 加大 工作 淡水舱 的压 载量 , 而校 核工 况船舶 重心 高度 下 降 ; 船重心 高度 与理 论值 相对 偏差 01 ( 从 实 .% 一 实船重 心高 度高 于理 论值 1Il,另一 实船重 心高 度低 于理 论值 1 r ) 8II l1 2 m,,完 工稳 性仍 满足规 范要 求 。 a 该 船 为非机 动船 ,按 S L O AS公约 ( 国际海 上人 命安 全公 约) 免于破 舱稳 性校 核 [。 4 ]

水下挤密砂桩运用于海上风电基础施工的工艺及质量控制

水下挤密砂桩运用于海上风电基础施工的工艺及质量控制

水下挤密砂桩运用于海上风电基础施工的工艺及质量控制摘要:水下压缩砂桩是指利用专用船舶通过振动桩套管、管内压力、打桩套管等特殊工艺,将砂材推到水下基础上而形成的密集的批量堆。

水上密沙堆已在洋山心水港工程、香港州澳大利亚大桥人工岛工程、海湾南海珍珠人工岛等成功应用。

水密砂桩不仅可用于松散的沙基处理,还可用于粘性土地基处理,从而迅速提高承载力,缩短施工进度,减少施工后沉降,在软弱的基础上建立重力基础结构的条件,以水密砂桩加固海上风力重力基础是当前海上风力发电趋势和新的研究方向。

基于此,本论文研究了海上风力基础施工中使用的水下压缩砂桩技术与质量控制,以下讨论仅供参考。

关键词:水下挤密砂桩;海上风电基础;施工工艺;质量控制引言海上风力发电站建设中海洋水文、气候条件和海底地质条件非常复杂,风力发电机基础设计和建设存在很多技术困难,因此必须从基础到基础设计做出决定,在满足风扇垂直度要求的前提下,根据成本和方案可行性进行比较调查。

1水下挤密砂桩运用于海上风电基础施工工艺1.1砂料供应及检验水下挤密砂桩用砂采用2艘2000t运砂船从码头运输到现场。

水下挤密砂桩用砂质量要求:桩体材料宜采用粗砂、中砂等,最大粒径不宜大于5mm,含泥量不宜大于5%。

砂料运输到现场后,根据船型及装备状况采用相应的上料方式:自行配置上料吊机的水下挤密砂桩船,砂驳直接靠泊在水下挤密砂桩船一侧,由水下挤密砂桩船抓斗吊机将砂料分批装入储料斗;未配置抓斗吊机的水下挤密砂桩船另行配置1艘上料抓斗船协助上料。

1.2施工前泥面标高测量泥面标高测量可采用两种方式:一是采用GPS无验潮测量技术进行水下地形测量,绘制水下地形图,以此确定泥面标高。

二是通过船前设置的测深仪测量所打砂桩位置的海底泥面标高并通过信号传输装置传送到控制室自动记录。

根据砂桩长度,输入砂桩的桩底及桩顶标高(泥面标高)数据,计算相关参数。

1.3桩位计算及沉桩定位基于施工前设计研究中的文件位图和控制点的坐标,计算每个水下压缩沙文件的文件中心坐标,并导入水下压缩沙文件船舶GPS定位系统。

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工工 艺 、施 工 自动控制 系统 以及 施工 管理 软 件 。这一代设 备 主要是 将现 有工 程船 舶进 行
港 工技 术 与 管理 2 0 1 3年 第 5期
4 8一
3 . 1 振 动 锤
高 压空气 提供保 障 ,鉴于每 根桩 管所 需压缩
经过 对地质 情况 的深入 研究 和对 国内外
密砂 桩 的置 换率 可达 6 0 %~ 7 0 %, 砂 桩 直 径 可 达 2 m. 已完 成 多项 重大 工程 的地基 加 固处

施 工 的基本 工艺 , 研制 了全套设 备 , 形成了国 内第 一代挤 密砂桩 专用 施工设 备 。在 国 内首
次开 发 了成 套 的 水下 挤 密砂 桩 施 工设 备 、 施
3 . 2 砂 料 输 送 系 统
3 . 6 自动化控 制系 统软 、 硬 件构建 方式 控制策 略采 用集 散控制 模式 ,由集 中控 制 系统总体 协调 其他 集散控 制子 系统 。系统
主要 由信 号检测 元件模 块 、信号 执行元 件模
块 和信号控 制模 块组 成 。信 号检测 元 件模块 主 要 包括 : 限位 开 关 、 压 力 传感 器 、 编码器 、 吨位计 、雷达测 距仪 。信号 执行元 件模 块包 括: 气动球阀 、 气缸 、 电磁 阀组 、 桩 管 升 降 绞 车电 机 、 提升 斗 升 降绞 车 电机 、 振 动 锤 电机 、 砂 料输送 带 电机 、空 压机 。信号 控制 模块包
发 展 。最 新 研 制 开 发 的新 一 代 水 下挤 密 砂 桩 船 , 可 进行 水 面 以下 6 6 m 深度的挤密砂桩地基处理改 良, 成 桩 最 大
直 径 可 达 2 m, 复合地基置换率可达 7 0 %, 具 有 更 好 的可 操 作 性 , 更 高 的 工效 和 环 保 性 , 目前 成 功应 用 于 洋 山 深
2 国内外挤 密砂 桩船 的发展 历程 砂 桩法作 为一 种地基 处理 方法 已有 很长

段历 史 ,砂 桩在 l 9世 纪 3 0年代 起源 于欧
图 1 传 统 水 上砂 桩 船
洲, 直到 2 0世 纪 5 0年代 在 国 内外迅 速 发展 .
其 施工 工艺 才逐ห้องสมุดไป่ตู้ 走 向完善 和成熟 。 2 O世纪 5 O年 代 后期 , 日本成 功研 制 了振 动 式和 冲击 式 的砂 桩施 工工艺 ,大 大提 高 了工 作效 率 和
贺 港及韩 国的釜 山新 港等 。
2 . 1 水 下砂 桩 的应 用 水 下砂桩 特别 是水 下挤密 砂桩在 我 国应
以砂桩 船为作业平 台 , 通过振 动设备 和管腔增
压装 置把砂强制压入水 下软弱地基 中 , 经过振
动拔管 、 回打 、 挤密扩径 , 形成挤 密砂桩 。 通过对 地基 的置换 、 挤密 、 排水增 加地基强度 , 加快地 基 固结 , 减少结 构 物沉降 。 提高 地基 的抗 液化 能力 。与传统 的地基加 固方法相 比 . 水 下挤密 砂 桩技术 很好 地解 决 了可 操作性 与 工效 等 问
题 。水下挤密砂桩适用范 围广泛 , 可对砂性 土 、
用 时间较短 。2 0 0 4年 以前 水下砂 桩在 国内有

定 的应 用 , 但 直径 较小 ( 不超 过  ̄ 8 0 0 mm) 、
加 固深度 较 浅 ( 不 超过 l O m) , 且 在施 工 工 艺
上 与水 下挤密 砂桩有 很 大差异 .一般 多 为直 接 将 陆 上砂 桩施 工 机具 移 至 船舶 平 台 上 ( 图
水 港 及 港 珠澳 大桥 岛隧 工 程 建设 中 , 效果 良好 。 【 关 键 词】 软 弱 地 基 挤 密 砂 桩 砂 桩 船 应 用 现 状 发展 趋 势
1 引言
理, 如 日本 的关 西 国际机场 一期 、 二期 和新 敦
水下挤 密砂桩是一种地基 加 固新技术 , 它
施 工质 量 。 2 . 2 第一代 挤 密砂桩 船
自2 0 0 4年 以来 。 由于 国内水 运工程 建设 的需要 , 中交 三航 局等 企业通 过 自主创 新 , 经
过大 量研究试 验 ,逐步 掌握 了海 上挤 密砂 桩
水 下挤 密砂桩 在 国外特别 是 日本 、韩 国 的港 口和 防波堤建 设 中得到 广泛应 用 。有 比 较成熟 的技 术标准 。 目前 国际上专 用砂 桩船 加 固地 基 的深 度 能达 到 水 面 以下 6 0 m, 其挤
国 内挤 密 砂 桩 船 的应 用现 状及 发 展 趋 势
三航船舶 分公 司 刘 璐
三航科 研 院有 限公 司 马振 江
【 摘 要 】 为适 应 国 内工 程 对 软 土 地 基 加 固 的建 设 需 要 , 国 内砂 桩 船 从 引进 、 仿 制 到 自主 研 发 , 经 历 了 两 代
振 动锤 型 号的技 术与经 济 型 比选 ,选 用 国产
空 气 量 大 ,特 设 置 总 容 积 约 2 5 0 m。 的 空气
瓶, 能满足 桩管短 时 间 、 大容 量 的耗 气需求 。
DZ 5 0 0振 动 锤作 为 新 一代 砂 桩 船 振 动设 备 。
该锤 型 主要 用 于地基 改 良的挤密 砂桩 的施 工 作业 . 具有 较大 的静偏 心力 矩 、 振 动振 幅 和振 动 加速 度 . 且 沉 桩能 力 强 、 作业 效 率 高 , 尤 其 适用 于地 基加 固 的挤 密砂 桩贯入 。
括: P L C、 变 频器 、 人机 界面 、 触 摸屏 。 3 . 7 控 制软件 系统
1 ) , 振 动锤能力较小 ( 一般不超 过 1 3 5 k W) 。
粘性 土 、 有机质土等几乎所 有土质 的地 基进行
加 固处理 , 同时具有 施工 周期 短 、 加 固效 果 明
显、 工序 可控性 好 等特点 , 极适 用于 外海 人工 岛、 防波堤 、 护岸 、 码头等工程的地基基础加 固。
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