泥浆固化土用于桥梁桩基防护的施工方法与流程

本发明涉及一种泥浆固化土用于桥梁桩基防护的施工方法。

背景技术：

1、在水域条件下的，海上桩基础会对周围的水流产生扰动，容易形成桩前竖向射流和桩周绕流现象，这对桩基周围的海床造成十分显著的冲刷作用。海床面遭受冲刷直接减小桩基入土深度，进而削弱桩基的承载性能，情况严重时将危害桥梁结构的安全稳定性。据统计，2000～2014年我国桥梁运营阶段发生坍塌的106起事故中，由于桩基受到冲刷而导致桥梁坍塌的超过30％，20世纪90年代至21世纪初，我国桥梁因水毁事故导致的直接和间接经济损失高达100亿元。处于海域复杂水流环境下的海上桩基，水流对桥梁桩基的冲刷危害更为显著，需及时开展冲刷防护工作。

2、目前，针对海上桩基础冲刷问题，多采用水下抛投袋装碎石、铺设软体排等方法，对冲刷坑进行尽可能的回填，并加强桩基周围海床防冲刷性能。然而工程实践和相关文献报道均表明，该方法水下作业过程难度极大，施工精度无法保证，防护效果不佳。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的桩基防护不佳的缺陷，提供一种泥浆固化土用于桥梁桩基防护的施工方法。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种泥浆固化土用于桥梁桩基防护的施工方法，所述施工方法包括：

4、步骤s1、在靠近桥梁桩基位置的制浆船上制备泥浆固化土；

5、步骤s2、通过管道泵送所述泥浆固化土至桥梁桩基水下的冲刷坑内。

6、在本方案中，该泥浆固化土用于桥梁桩基防护的施工方法在步骤s1中，在制浆船上制备泥浆固化土，能够将泥浆固化土在初凝之前快速送至桥梁桩基水下的冲刷坑内，缩短运送泥浆固化土的距离，减少泥浆固化土的运送时间，施工便捷高效，在步骤s2中，采用管道泵送的方式输送泥浆固化土至桥梁桩基水下的冲刷坑内，由于泥浆固化土的浆液早期具有良好的流动性，将其泵送至桥梁桩基周围的冲刷坑中，浆液能够自发地将冲刷坑和桩土间隙填充密实，没有缝隙，不易在内部产生冲刷点，待泥浆固化土成型后结构强度高、整体性好、表面平整且具有一定坡度，能够很好的抵抗水流的淘刷和冲刷作用，提高桥梁桩基的防护效果。

7、较佳地，在步骤s2之前还包括：

8、步骤s11、对所述桥梁桩基水下的冲刷坑进行定位。

9、在本方案中，在泵送泥浆固化土之前，对桥梁桩基水下的冲刷坑进行定位，以便于能够将泥浆固化土准确泵送至桥梁桩基水下的冲刷坑内，防止泵送泥浆固化土至不准确的位置，造成浪费。

10、较佳地，步骤s11包括：

11、步骤s111、扫测所述桥梁桩基的底部的地形，获得所述冲刷坑的位置和形态以及与所述桥梁桩基的相对位置，由此确定泵送点位。

12、在本方案中，扫测是利用多波束测深仪进行测量，在其他方案中还可以利用其他扫测设备。多波束测深仪利用多波束回声信号测量、绘制海底地形和水深。在步骤s111中，根据冲刷坑的位置和形态以及与桥梁桩基的相对位置来确定泵送点位，泵送点位可以是一个，也可以是多个，多个泵送点位分布在冲刷坑的不同方位上，能够从多个位置和角度泵送泥浆固化土，以提高施工效率。

13、较佳地，在步骤s111之后还包括：

14、步骤s112、将无动力施工船牵引至距所述桥梁桩基的预设距离处，并且将所述无动力施工船抛锚定位于所述泵送点位的上方。

15、在本方案中，由于施工船需靠近桥梁桩基进行施工，为了确保桥梁的安全，因此将施工船设置为无动力船。在步骤s112中，将无动力施工船牵引至距桥梁桩基的预设距离处，由于无动力施工船的位置能够通过gps系统或北斗系统实时获取，泵送点位的位置在前期通过扫测桥梁桩基的底部的地形获得，通过实时调整无动力施工船的位置，使无动力施工船抛锚定位于泵送点位的上方，使施工船尽量靠近泵送点位，便于施工，提高施工效率。

16、较佳地，在步骤s112之后还包括：

17、步骤s113、将所述无动力施工船与所述制浆船管道连接，其中，所述管道上安装有输送泵和泵头，所述泵头安装于所述管道靠近所述无动力施工船的端部。

18、在本方案中，为了防止制浆船在施工的过程中触碰桥梁，确保桥梁的安全性，制浆船通常停靠在距离无动力施工船150米左右的距离。为了将制浆船上制得的泥浆固化土送至桥梁桩基水下的冲刷坑内，需先将制浆船上制得的泥浆固化土送至无动力施工船上，在步骤s113中，无动力施工船与制浆船管道连接，建立起泵送泥浆固化土的输送通道，输送泵通过抽吸的方式提供动力在管道内输送泥浆固化土，提高输送效率，相较于带送或船运的方式，管道输送的方式更高效快捷。优选地，输送泵安装在管道靠近制浆船的一端，泵头安装在管道靠近无动力施工船的端部，便于操作输送泵，也便于将泵头和连接在泵头上的管道一并下沉入水中，用于在水下输送泥浆固化土。

19、较佳地，在步骤s113之后还包括：

20、步骤s114、将带有配重块的所述泵头沉入至所述泵送点位，并且所述泵头的出口朝向所述桥梁桩基的内侧。

21、在本方案中，在泵头上设置配重块，便于将泵头沉入水下，也防止泵头在水下被冲走移位。在步骤s114中，将带有配重块的泵头沉入至泵送点位，便于从管道中输出的泥浆固化土能够以更短的距离到达冲刷坑内，减少泥浆固化土的流失率，也便于泥浆固化土堆积凝固，提高填充效果。

22、泵头的出口朝向桥梁桩基的内侧，使泥浆固化土从桥梁桩基的内侧开始堆积填充，提高填充效果。

23、较佳地，步骤s2包括：

24、步骤s21、实时监测所述泥浆固化土的泵送情况和所述冲刷坑的填充情况。

25、在本方案中，是利用水下声呐实时监测泥浆固化土的泵送情况和冲刷坑的填充情况，来调整输送泵的位置以及输送泵的出口方向，使冲刷坑能够被均匀填充，提高填充质量和施工效率，当然，在其他方案中，也可以利用其他的监测设备。

26、较佳地，在步骤s2之后还包括：

27、步骤s3、检测所述泥浆固化土和所述冲刷坑判断泥浆固化土是否填充所述冲刷坑至设计要求的标高，若是，填充结束，若否，返回步骤s2。

28、在本方案中，冲刷坑填充的程度是根据桥梁桩基处的水域环境确定。通常情况下，冲刷坑不需要完全填满，只要填充到设计要求的标高即可，就能够固化桥梁桩基，达到防冲刷的效果。通过步骤s3的检测和循环步骤，能够确保冲刷坑的填充复合设计要求的标高。在步骤s3中是利用水下声呐进行检测，当然，在其他方案中，也可以利用其他的检测设备。

29、较佳地，所述泥浆固化土包括原土、固化剂和水，在步骤s1之前，还包括步骤：

30、s001，结合桥梁桩基处水的流速，对原土、桥梁桩基处的水下淤泥和固化剂进行固化土配比的适配试验，确定所述固化剂的型号以及所述固化剂和水分别在所述泥浆固化土中的占比。

31、在本方案中，为了制得复合要求的泥浆固化土，施工前，需对原土、桥梁桩基处的水下淤泥和固化剂进行取样，分析其成分，并综合考虑桥梁桩基处水的流速，开展适配试验，来确定固化剂型号、掺量以及泵送泥浆固化土的含水率，避免泥浆固化土不能够很好地达到固化作用。

32、较佳地，所述泥浆固化土的含砂率≤5％，所述泥浆固化土的比重大于等于1.3且小于等于1.5g/cm3。

33、在本方案中，采用上述参数制得的泥浆固化土，整体均质性较好，粘聚力指标较高，抗冲刷能力强，自流性可控，施工中的液态状与桥梁桩基贴合紧密，没有缝隙，不易在内部产生冲刷点，边界还可形成缓坡，外围地质不易产生冲刷启动。

34、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

35、本发明的积极进步效果在于：该泥浆固化土用于桥梁桩基防护的施工方法在步骤s1中，在制浆船上制备泥浆固化土，能够将泥浆固化土在初凝之前快速送至桥梁桩基水下的冲刷坑内，缩短运送泥浆固化土的距离，减少泥浆固化土的运送时间，施工便捷高效，在步骤s2中，采用管道泵送的方式输送泥浆固化土至桥梁桩基水下的冲刷坑内，由于泥浆固化土的浆液早期具有良好的流动性，将其泵送至桥梁桩基周围的冲刷坑中，浆液能够自发地将冲刷坑和桩土间隙填充密实，没有缝隙，不易在内部产生冲刷点，待泥浆固化土成型后结构强度高、整体性好、表面平整且具有一定坡度，能够很好的抵抗水流的淘刷和冲刷作用，提高桥梁桩基的防护效果。