打桩过程中考虑溜桩影响的土阻力研究

大直径超长桩的可打入性分析的准确性是打桩施工顺利进行的重要保障,打桩过程中土阻力预测是其中的关键一环。现有的预测方法都不考虑不同的打桩过程对打桩土阻力产生的影响,根据东海某发生溜桩的实际工程,对打桩中产生溜桩时的土阻力预测方法进行了研究。根据现场打桩全程高应变监测取得数据,采用CAPWAP分析了整个打桩过程中土阻力随桩基入泥深度的变化,试验数据显示,打桩过程中的溜桩对桩侧摩阻力的分布产生了明显的影响;根据其影响程度的不同可以划分为完全影响区,部分影响区和不影响区3个部分,同时给出了不同区域中土阻力的计算方法。实例验证显示,这种方法预测的土阻力的精度明显高于现有常用方法的预测精度。

海洋平台打桩过程中溜桩对桩基影响的研究

打桩过程中突然快速的溜桩可能造成脱锤,桩体破坏,引发安全事故。由于溜桩的产生往往造成打桩锤击数的预测值与实测值具有较大的偏差,此时准确评价溜桩后桩基承载力就成为实际工程中非常关注的问题。本文选择我国东海两个工程实例,根据现场高应变动测试验和打桩记录,研究了溜桩对桩基承载力的影响。计算分析显示,溜桩的产生会导致打桩总能量的明显降低;现场动测试验结果显示,溜桩发生后在发生溜桩的土层的桩体侧摩阻力接近于零,而桩端阻力没有明显的异常,说明溜桩导致的承载力降低主要来自于侧摩阻力的减小。在本文的实例中,溜桩导致的桩基承载力的降低最大可以达到桩基承载力计算值的17%。

夹层土上自升式钻井平台穿刺机理的离心模型试验研究

自升式钻井平台是一种海洋石油开采中常用的平台结构形式。桩脚穿刺是引发自升式钻井平台事故的最主要的原因,目前对于穿刺机理的研究都集中在桩靴达到或者进入到硬层以后,即认为只有桩靴在达到或进入硬层后,穿刺行为才开始启动。在中国南海海域普遍存在硬夹层分布土层,即软—硬—软,俗称"鸡蛋壳"土层分布,现场情况显示,在这种土质条件下,现有的方法很难对穿刺行为做出准确的预测。采用离心模型试验以及有限元的方法对上述土层分布下的穿刺机理进行了研究。离心模型试验显示:在桩靴贯入过程中所受到的土阻力的大小沿深度的分布存在两种不同的模式。当上层软土强度与硬层强度之比在0.5左右时,土阻力沿深度的分布存在两个峰值点;当上层软土强度与硬层强度之比在0.2左右时,土阻力沿深度的分布与现有计算模式的情况相同。有限元计算分析显示造成上述现象的主要原因是塑性区在土体中的展开模式的区别。在钻井平台预压插桩过程中应该充分考虑土体中土阻力的分布特点,合理设计每级预压荷载的大小,预防穿刺的发生。

打桩对桩周土体阻尼系数的影响

目前大直径超长桩的可打入性分析的准确性是打桩施工顺利进行的重要保障,打桩过程中土阻力预测是其中的关键一环。近几年高应变动测技术迅速发展,凭借其突出优势成为动力沉桩分析的新方法。结合高应变动测试验采用CAPWAP软件对打桩过程中土阻力进行分析,被广泛应用于海洋桩基监测和承载力评估中。CAPWAP程序中涉及的土阻尼系数Js和Jt对承载力计算影响非常大,是非常重要的参数,阻尼系数的取值直接影响承载力计算的准确性。为得到更准确的阻尼系数,对东海某工程2根桩进行全程高应变动测试验,并利用CAPWAP软件对其中一根桩的实验结果进行分析,对桩周土体阻尼系数做了研究,认为同打桩过程中的桩侧阻尼系数并非一成不变的,而是随着打桩的进行存在减小的趋势。

利用CPTU进行自升式钻井平台砂土插深预测分析研究

随着海洋工程的发展,自升式钻井平台被应用于水深更大,环境条件更加恶劣的海域。在这种情况下,自升式钻井平台桩靴的插深预测就成为钻井平台设计计算的重点和难点。原有的计算方法已经不能满足实际工程的需要。为了提高预测精度,根据桩靴贯入砂土的特点,采用球孔扩张理论模拟了桩靴贯入过程中的应力场变化,推导出了该条件下球孔扩张的极限扩孔压力的理论解。在此基础上对钻井船桩靴与静力触探探头受力进行了对比,推导了利用孔压静力触探试验数据计算桩靴承载力的理论表达式。为了验证公式的可靠性,选取中国南海6个实际工程,分别利用传统方法以及本文公式对插桩深度进行了预测,并将预测结果与实测结果进行对比,结果显示方法和实测结果吻合较好。