用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土及回填方法与流程

1.本技术属于海上风电技术领域，尤其是涉及用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土及回填方法。


背景技术：

2.海上风电机组基础建设后，潮流和波浪引起的水体粒子的运动会受到显著的影响。首先，在风机基础的前方会形成一个马蹄涡；其次，在风机基础的背流处会形成涡流；再次，在风机基础的两侧流线会收缩。这种局部流态的改变，会增加水流对底床的剪切应力，从而导致水流挟沙能力的提高。如果底床是易受侵蚀的，那么在风机基础局部会形成冲刷坑，这种冲刷坑会影响基础的稳定性。
3.近年来，桩基基础防冲刷已成为海上风电桩基工程中不可或缺的一环。根据防护手段的不同，大体上可分为抛石防护、沙袋防护、袋装混凝土防护和固化土防护技术等，抛石防护和沙袋防护手段面临着资源紧缺，防护效果差，容易造成二次冲刷等缺点，袋装混凝土方案因价格高、容易造成环境污染等缺陷，也逐步退出了海上风电桩基基础防冲刷工程。而固化土防护技术因其可就地取材、防冲刷效果显著等优势，在防冲刷工程中的地位愈加凸显。
4.中国发明专利cn 106904916 b公开了一种填海围堰用模袋固化土及其制备方法，该模袋固化土经固化处理后，可用于围海造陆，以满足围堤建设工程的使用需要。但在该模袋固化土的施工施工工艺为底层模袋固化土固化完毕后，方可进行上一层模袋固化土的施工，极大地影响施工效率，且模袋固化土间为独立的个体，影响工程结构的整体性和安全性。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术的缺点或不足，本技术要解决的技术问题是提供用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土及回填方法。
6.为解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案来实现：
7.本技术提出了用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，该流态固化土由以下重量份数的材料组成：水泥5-20份、海滩淤泥土70-90份及固化剂3-10份；其中，所述流态固化土灌装于模袋中，形成袋装流态固化土。
8.其中，上述的液态固化土由海滩淤泥土、水泥、固化剂经拌合后，灌入袋中，经封口后制得。通过水泥、海滩淤泥土、固化剂之间的配合比设计，制得坍落度介于200-250mm之间的流态固化土，该流态固化土具备良好的流动性以及水下抗分散性，可经一体化分装设备，灌入模袋中，封口后形成袋装固化土。流态固化土装入模袋后进行回填施工，由于模袋对水的阻隔作用，可有效防止流态固化土被水冲散，进而提高冲刷坑的回填效果。袋装固化土在冲刷坑内，逐渐固化，且部分流态固化土可从袋内溢出，浸湿模袋表面，使得模袋间相互粘接，形成统一的整体，进而达到基坑防冲刷的效果。
9.可选地，上述的用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，其中，所述固化剂为粉剂。
10.可选地，上述的用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，其中，所述固化剂由以下重量份的材料组成：硅酸钠25-40份、氢氧化钙15-30份、元明粉40-60份及纤维素醚3-10份。其中，通过硅酸钠、元明粉、氢氧化钙和纤维素醚之间的配比优化设计，制得可适用于各类土质的土壤固化剂。固化剂中的氢氧化钙可提高海滩淤泥的碱度，为水泥水化提供良好的碱性环境；元明粉可激发水泥参与水化反应，促进固化土强度的提升；硅酸钠可加速土体的絮凝，进一步提高固化土的整体性；而纤维素醚组分可提高固化土的抗分散能力，提高固化土的工程应用效果。
11.可选地，上述的用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，其中，所述水泥为普通硅酸盐水泥。
12.可选地，上述的用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，其中，所述海滩淤泥土为近海滩涂淤泥土。
13.可选地，上述的用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，其中，所述海滩淤泥土的含水率为60％-110％。
14.可选地，上述的用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土，其中，所述模袋为聚丙烯土工织物。其中，所述模袋的尺寸可以是44*77cm。
15.本技术还提出了基于用于海上风电桩基基础防冲刷的袋装流态固化土的回填方法，所述回填方法包括：
16.冲刷坑的定位、测量；
17.流态固化土回填方量的计算；
18.流态固化土的制备、灌装及封口；
19.流态固化土的回填。
20.可选地，上述的回填方法，其中，利用扫测设备测量冲刷坑的直径和深度，并确定冲刷坑的位置，而后确定回填该冲刷坑所需的流态固化土的方量。
21.可选地，上述的回填方法，其中，流态固化土制备完成后，由搅拌设备的出料口，经一体化分装设备进行分装，灌入模袋中并封口，然后经皮带输送机抛填至冲刷坑内。流态固化土装入模袋后进行回填施工，由于模袋对水的阻隔作用，可有效防止流态固化土被水冲散，进而提高冲刷坑的回填效果。袋装固化土在冲刷坑内，逐渐固化，且部分流态固化土可从袋内溢出，浸湿模袋表面，使得模袋间相互粘接，形成统一的整体，进而达到基坑防冲刷的效果。
22.与现有技术相比，本技术具有如下技术效果：
23.本技术流态固化土具有流动性好的特点，可填充于模袋之中，且具备较好的抗水分散性，流态固化土入水后不会被水流冲散。且在袋装流态固化土回填过程中，该固化土尚未凝结，该流态固化土可浸湿模袋表面，使得模袋间粘接形成统一的整体，可有效提升袋装固化土间的整体性，进而提高防冲刷效果。
具体实施方式
24.下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施
例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.实施例1
26.步骤1：固化剂的制备。
27.将25份硅酸钠、30份氢氧化钙、40份元明粉和5份纤维素醚混合均匀制得该固化剂。
28.步骤2：流态固化土的制备。
29.将5份水泥、85份含水率为60％的海滩淤泥土和10份固化剂搅均匀，制得该流态固化土。
30.步骤3：流态固化土的回填。
31.利用扫测设备测量冲刷坑的直径和深度，并确定冲刷坑的位置，而后确定回填该冲刷坑所需的流态固化土的方量。根据回填方量，进行流态固化土的制备，并将制备好的流态固化土经一体化分装设备，灌入尺寸为44*77cm的聚丙烯土工模袋中，利用封口机进行封口。利用皮带输送机将制备好的袋装固化土抛填至冲刷坑内，经固化土的絮凝和固化作用，即可完成对该冲刷坑的回填工作。
32.实施例2
33.步骤1：固化剂的制备。
34.将30份硅酸钠、15份氢氧化钙、47份元明粉和8份纤维素醚混合均匀制得该固化剂。
35.步骤2：流态固化土的制备。
36.将10份水泥、85份含水率为70％的海滩淤泥土和5份固化剂搅均匀，制得该流态固化土。
37.步骤3：流态固化土的回填。
38.利用扫测设备测量冲刷坑的直径和深度，并确定冲刷坑的位置，而后确定回填该冲刷坑所需的流态固化土的方量。根据回填方量，进行流态固化土的制备，并将制备好的流态固化土经一体化分装设备，灌入尺寸为44*77cm的聚丙烯土工模袋中，利用封口机进行封口。利用皮带输送机将制备好的袋装固化土抛填至冲刷坑内，经固化土的絮凝和固化作用，即可完成对该冲刷坑的回填工作。
39.实施例3
40.步骤1：固化剂的制备。
41.(1)将40份硅酸钠、15份氢氧化钙、40份元明粉和5份纤维素醚混合均匀制得该固化剂。
42.步骤2：流态固化土的制备。
43.将20份水泥、70份含水率为110％的海滩淤泥土和10份固化剂搅均匀，制得该流态固化土。
44.步骤3：流态固化土的回填。
45.利用扫测设备测量冲刷坑的直径和深度，并确定冲刷坑的位置，而后确定回填该冲刷坑所需的流态固化土的方量。根据回填方量，进行流态固化土的制备，并将制备好的流
态固化土经一体化分装设备，灌入尺寸为44*77cm的聚丙烯土工模袋中，利用封口机进行封口。利用皮带输送机将制备好的袋装固化土抛填至冲刷坑内，经固化土的絮凝和固化作用，即可完成对该冲刷坑的回填工作。
46.同时，对实施例1、2和3制得的流态固化土进行坍落度、28d无侧限抗压强度和渗透系数测定，结果见表1。
47.表1不同实施例流态固化土性能测试表
[0048][0049]
由上述表1可知，本技术所制备流态固化土，具备较好的流动性，且其固化后强度较高，抗渗效果显著。
[0050]
本技术流态固化土具有流动性好的特点，可填充于模袋之中，且具备较好的抗水分散性，流态固化土入水后不会被水流冲散。且在袋装流态固化土回填过程中，该固化土尚未凝结，该流态固化土可浸湿模袋表面，使得模袋间粘接形成统一的整体，可有效提升袋装固化土间的整体性，进而提高防冲刷效果。综上，本技术具有广阔的市场应用前景。
[0051]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限定，参照较佳实施例对本技术进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本技术的权利要求范围内。