本實用新型涉及一種嵌巖單樁雙筒施工輔助裝置。適用于海上風電工程技術領域，特別是淺覆蓋層地基條件下嵌巖單樁施工。

背景技術：

目前隨著全球對于能源開發方式和環境保護關注度的提升，國內海上風電迎來了大的發展。福建、廣東等地作為經濟發達地區，對能源需求較高且風資源條件優異，理所應當成為了國內海上風電發展的前沿陣地。福建等東南沿海地區部分區域覆蓋層較淺，地基剛度較大，大直徑單樁在該類型地質的應用只需采用剛性嵌巖短樁，樁入土深度較淺，基礎造價低，從結構上考慮具有較大優勢。但由于樁可打入段較短，鉆巖施工時，將鉆機直接架設在樁頂部，基礎不能自穩，同時樁周邊覆土壓力較小，容易被護筒內的液柱壓力擊穿，導致氣舉揚程增高，直接影響鉆進效率。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種嵌巖單樁雙筒施工輔助裝置，解決淺覆蓋層大直徑單樁嵌巖施工等問題。

本實用新型所采用的技術方案是：一種嵌巖單樁雙筒施工輔助裝置，其特征在于：該裝置具有沉放至海床面的圓錐形柱狀外護筒和沉入外護筒中的圓柱形內護筒，所述內護筒上端露出外護筒一定距離、并設有環狀輔助平臺，平臺底部與外護筒底部之間通過若干根環向對稱分布的斜撐桿焊接連接；所述斜撐桿與外護筒上部之間焊接有撐桿支撐；所述輔助平臺上固定有若干環向對稱布置的千斤頂、穿過輔助平臺與外護筒內壁連接的輸砂管。

所述外護筒的外側壁由不同斜率的鋼板焊接成折面形，鋼板內側豎向焊接有若干豎向肋板，鋼板內側環向不同高程上焊接有環向肋板。

所述輸砂管下端固定于豎向肋板上，輸砂管直徑為400～800mm，壁厚為10～25mm。

所述斜撐桿的直徑為1000～2000mm，壁厚為50～80mm；所述撐桿支撐直徑為500～800mm，壁厚為20～40mm。

所述的豎向肋板和環向肋板的厚度為20～50mm；所述輔助平臺的厚度為40～70mm。

一種嵌巖單樁雙筒施工輔助裝置的施工方法，其特征在于步驟如下：

1、將外護筒、斜撐桿、撐桿支撐和輔助平臺在地面焊接為整體，對海底簡單整平后將其沉放至海床面；

2、將輸砂管上端穿過輔助平臺并與之固定，下端固定于豎向肋板上，通過輸砂管對外護筒內部進行灌砂；

3、灌砂結束后，在外護筒中沉入內護筒，并用振動錘打入表層覆蓋層至巖層表面；

4、內護筒振入過程中，利用輔助平臺上的千斤頂對內護筒進行調平；

5、在內護筒上部架設鉆機，并鉆孔至樁基設計高程；

6、植入單樁基礎，并在單樁基礎的樁壁與巖層之間的孔隙進行灌漿；

7、回收內護筒和外護筒進行重復利用。

本實用新型的有益效果是：本實用新型提供一種適用于海上淺覆蓋層地質條件的嵌巖單樁雙筒施工輔助裝置及其施工方法，在保證自身結構穩定的基礎上提供鉆機施工的操作平臺，減少了海洋自由面附近結構的截面面積和所受波浪力，同時通過在鋼護筒周圍增加壓載物減小了被鋼護筒內的液柱壓力擊穿的 可能；解決了福建等地淺覆蓋層大直徑單樁嵌巖施工等問題。

附圖說明

圖1是本實用新型的立面圖。

圖2是本實用新型的平面布置圖。

圖3是圖1的I-I視圖。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本實施例為一種嵌巖單樁雙筒施工輔助裝置，應用于海上風機大直徑嵌巖單樁的鉆機施工。該裝置具有沉放至海床面的圓錐形柱狀(具有一定壁厚)外護筒6和打入外護筒中至海床面以下的圓柱形(具有一定壁厚)內護筒1，內護筒頂部高程高于外護筒頂部；內護筒1上端部位設有輔助平臺4，并通過6根環向對稱分布的斜撐桿2與外護筒6的底部焊接；斜撐桿2與外護筒6上部之間焊接有撐桿支撐3以提高整體結構的穩定性；內護筒1和外護筒6之間沒有直接連接。其中，外護筒6的外側壁由不同斜率的鋼板6—1焊接成折面形，鋼板內側豎向焊接有若干豎向肋板6—2、環向不同高程上焊接有一定數量(視具體工程的大小而定)的環向肋板6—3以提高外護筒6的整體結構的剛度；輸砂管5下端固定于豎向肋板6—2上，上端穿過輔助平臺4并與之固定；輔助平臺4環向對稱布置一定數量的千斤頂7，千斤頂基座可與輔助平臺4上表面焊接或機械連接。

本實施例中各部件的設計尺寸為：內護筒1直徑比需要施工的單樁直徑大40～80mm，外護筒6的直徑在內護筒1的基礎上進行相應調整，斜撐桿2的直徑為1000～2000mm，壁厚為50～80mm；撐桿支撐3的直徑為500～800mm，壁厚為20～40mm；輸砂管5的直徑為400～800mm，壁厚為10～25mm；豎向肋板6—2和環向肋板6—3的厚度為20～50mm，輔助平臺4的厚度為40～70mm。

本實施例的施工方法如下：

1、將外護筒6、斜撐桿2、撐桿支撐3和輔助平臺4在地面焊接成整體的桁架結構，對海底簡單整平后將其沉放至海床面；

2、將輸砂管5上端穿過輔助平臺4并與之固定，下端固定于豎向肋板6—2上，然后通過輸砂管5對外護筒6內部進行灌砂；

3、灌砂結束后，在外護筒6中沉入內護筒1，并用振動錘打入海床面表層覆蓋層至巖層表面；

4、內護筒1振入過程中，利用輔助平臺4上的千斤頂7對內護筒1進行調平以保證內護筒1的垂直度；

5、輔助平臺4可作為后期施工的輔助作業平臺，在內護筒1上部架設鉆機、并鉆孔至樁基設計高程；

6、植入單樁基礎，并在基礎樁壁與巖層之間的孔隙進行灌漿；

7、回收內外護筒進行重復利用。