深水系泊钢桩可打入性分析及工程实践

在海洋油气及海上风电工程中,在安装锚桩之前需进行可打入性分析,以选择合适的打桩锤,评估打桩过程中可能遇到的问题。对此,采用专业打桩分析软件GRLWEAP对南海某油田浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)项目的深水系泊锚桩安装进行模拟分析,评估打桩过程中桩身承载力、贯入度和锤击数等参数的变化,优选出合适的打桩锤,并与实际打桩现场数据相对比。结果表明:每根锚桩都能打到指定的贯入深度,未出现拒锤现象;可打入性模拟结果与实际打桩情况较为接近,对现场锚桩安装具有很好的指导作用。

浮式风电装备大直径桩锚可打入性分析及验证研究

基于广东湛江罗斗沙海域浮式风电装备“扶摇号”的大直径桩锚沉桩实例,本文使用基于波动方程理论的GRLWEAP程序开展了桩锚的承载力分析,通过选锤标准确定了桩锤的型号,并根据所选锤型进行了桩锚的可打入性分析,并将沉桩结果与实测数据进行对比,验证了GRLWEAP程序进行可打入分析的有效性,对类似的工程具有一定的指导意义。

某海上风电场测风塔钢管桩桩基可打入性分析

海上风机基础和测风塔基础的可打入性分析是钢管桩设计的重要内容。在实际打桩过程中,为避免钢管桩无法下沉到设计土层标高或桩已达到设计标高,但桩的贯入度偏大等情况,需在施工前分析桩基的可打入性。以某海上风电场测风塔为例,运用GRLWEAP打桩分析软件,分析了钢管桩在连续打桩与后续打桩及部分土塞和不形成土塞工况下的可打入性,并与打桩实测记录进行对比,优化了打桩分析参数与土壤力学参数,为后续海上风机支撑结构桩基的可打入性分析提供了参考。

直径6m开口钢管桩的可打入性分析

打桩前必须对打桩过程进行计算分析,以确保安全。以6m开口钢管桩为研究对象,用GRLWEAP软件对打桩的动力学过程进行了分析。采用波动方程法模拟打桩过程中承载力、贯入度、拉应力和压应力、桩输入能量的变化,以了解打桩过程中可能出现的问题,计算桩能顺利贯入指定的深度。

海洋石油平台超长桩拒锤分析及工程实例

桩基础是海洋石油平台常用的基础形式,受海上环境的限制通常分段制造、运输和锤击贯入,各桩段通过焊接连为整体,若接桩等造成停锤时间较长,后继打桩可能产生拒锤现象。打桩过程中桩周土体会积累很大的超静孔隙水压力,使桩周一定范围内土体发生水力劈裂现象,导致桩周土体排水固结及强度恢复速度加快,停锤时间越长,土体强度恢复程度越大,造成后继打桩困难甚至拒锤。提出了一种通过疲劳因子β考虑停锤期间土体强度的恢复,利用GRLWEAP软件计算后继打桩贯入所需锤击数并判断拒锤风险的分析方法。将工程实例和实测结果进行了对比,文中方法计算得到后继打桩贯入锤击数和实测值接近,表明其可行且应用性较强,可为工程设计和施工提供指导。

海上风机单桩基础沉桩可打性及疲劳损伤分析

大直径单桩基础已被广泛应用于海上风电场项目中,由于海洋工程地质的复杂性,大直径钢管桩的可打入性以及由打桩所引起的疲劳损伤日益受到重视。依托某海上风电场大直径单桩基础沉桩工程,基于现场沉桩数据,通过反分析方法确定单桩基础打入性分析的主要参数,借助GRLWEAP软件建立动力沉桩计算模型,并获得打桩过程中的实际土阻力。同时,采用基于Miner线性损伤理论的S-N曲线,研究了打桩过程中桩身截面的累计疲劳损伤。研究结果表明,基于反分析法所得的实际土阻力与API规范法所得结果趋势基本一致,其最大疲劳损伤主要出现在单桩基础顶部圆锥过渡段以及变壁厚段。

基于反分析方法的沉桩过程分析

可靠的土性资料是准确预测沉桩可打入性的前提条件。崖城气田RDPP1平台建设中的土性资料离散性较大,给进行准确的打桩分析带来了困难。根据现有的地质勘察资料和试桩的打桩记录,采用反分析方法借助波动方程和相关的计算程序,经过对比分析最终确定了适宜的土性参数并用于该工程的打桩分析中,沉桩过程的分析结果与工程实测资料吻合较好。说明该方法具有较好的可行性和实用性,可为工程设计人员参考使用。

DSM技术对砂质土层中大圆筒打入过程影响研究

随着近海海湾区建设的兴起,以岛桥隧系统为主体的湾区互连交通体系得到广泛应用。在岛桥隧系统的建设中,插入式大圆筒结构以其简捷、造价低、耐久性好等诸多优势,成为了人工岛岛壁的首选。在插入式大圆筒施工过程中,砂质及其他硬质土层会导致大圆筒的打入困难,甚至引起大圆筒结构的破坏,需要对施工地土层进行预处理。通过现场试验和室内数值模拟方法,分析了经深层泥浆搅拌技术(DSM技术)预处理的砂质土层中大圆筒的打入过程,研究了深层泥浆搅拌技术对砂质土层的预处理效果及其改良大圆筒打入过程的有益效果,为工程实践提供参考。

海上风电高桩承台基础钢管桩可打入性探析

主要应用GRLWEAP软件,对高桩承台基础钢管桩沉桩过程进行模拟。将模拟沉桩过程的贯入度随深度变化曲线和沉桩结果统计表与实际沉桩记录对比,验证软件模拟方法和结果的正确性和准确性。模拟结果能够为基础设计中预制桩桩长、桩底标高确定等过程提供依据。

大直径超长管桩打桩过程中土塞性状研究

大直径超长桩的可打入分析是海洋平台打桩施工顺利进行的重要保障,土塞是否闭合的判断对于桩基可打入性分析具有较大的影响,因此,合理准确的土塞判断结果对提高桩的可打入分析的准确性具有重要的意义。以现场静力触探(CPTU)试验数据为依据,采用孔扩张理论推导了基于CPTU测试结果的桩端土的极限承载力计算公式;在求解桩端土体承载力时考虑了管桩与土体的刚度差异,同时考虑到打桩过程中的土体扰动。采用Randolph推荐的方法得到了土塞阻力,将两者进行比较,进而判断土塞的状态。通过实际工程的实测数据,对各个土层的土塞状况进行了判别,并根据判别情况采用波动方程的方法对桩基的可打入性进行了分析,将预测结果和现场的打桩记录进行了比较。计算结果显示,提出的方法与实测结果更为接近,有效地提高了桩的可打入性的预测精度。

CALM式单点系统锚桩安装技术研究

悬链锚腿系泊(CALM)式单点系泊系统在国际上已经广泛应用,主要用于石油的中转,石油通过该系统从油轮传输至陆地终端,例如国内的广西茂名单点系统、涠洲单点系统。该系统一般由六条成60度夹角分布的锚链腿固定在海上,锚链腿多数锚桩和锚链组成,锚桩一般为钢材加工而成的钢桩。由于锚桩是独立存在于海底,海上安装时如何确保安装精度等满足设计要求是主要难点。本文研究该种锚桩安装技术,通过实践进行检验并推广。

海上风机基础嵌岩群桩施工技术研究

基于GRLWEAP软件模拟分析复杂地质条件下钢管桩的可打入性,通过冲击钻、旋转钻及旋挖钻等不同嵌岩设备施工效率统计分析,研究了一体化嵌岩群桩施工工艺。结果表明:钢管桩进入散体状强风化岩超过一定深度,需要采用二次沉桩工艺,可有效提高沉桩效率。旋转钻机在强风化岩的钻孔效率约是冲击钻的1.75~3.00倍,且在弱风化岩层钻孔效率较高;旋挖钻机在砂土层、强风化层等多数岩土层钻孔效率提高明显;冲击钻在覆盖层的施工效率约是旋转钻机的120%。某大功率海上试验风场的顺利建设表明,优化后的嵌岩桩施工工艺在工程应用中取得了良好效果。

基于实际工程替打桩安装设计流程介绍

本文基于实际工程,详细介绍了海洋工程中替打桩安装设计流程,此设计包括可打入性分析、自由站立分析及替打段设计分析。替打桩安装设计的特点是涉及相关方多、设计过程多、各项工作相互联系制约。鉴于上述特点,建议全面考虑、统筹兼顾,采用螺旋方式稳步推进工作,以实现替打桩安装既安全又经济的目的。

基于弗雷歇距离的海上沉桩土阻力推荐方法

随着海洋平台以及海上风电规模的扩大,桩基可打入性分析的精度越来越受到关注。打桩过程中土阻力的合理评估是提高可打入性分析准确性的前提,而土阻力分析中最重要的是端阻和侧阻折减系数的取值。以11个海上平台的99个打桩记录为数据库,首先,通过打桩记录数据证明弗雷歇距离算法在海上平台桩基打桩记录之间相似度计算的适用性,确定该海域弗雷歇距离的阈值,并对阈值结果的合理性进行验证;其次,通过计算现场打桩记录反算的土阻力与不同折减系数下计算得到的土阻力之间的弗雷歇距离,对该海域的折减系数进行探讨,并给出有土塞和无土塞工况下折减系数的推荐值。研究结果可为桩基可打入性分析中的土阻力的计算提供借鉴。