[發(fā)明專利]檢測評估海上石油平臺樁基設計承載力的方法

有效

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• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN102268886A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 樊之夏;朱紹華;秦立成;黃山田;于海龍;卜慶斌;董付慶
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 天津三元專利商標代理有限責任公司 12203
• 代理人: 高鳳榮

技術領域

本發(fā)明涉及檢測承載力的方法，尤其涉及一種檢測評估海上石油平臺樁基設計承載力的方法。屬于海洋石油工程領域。

背景技術

在海上石油平臺打樁過程中，由于海洋地質環(huán)境的復雜性和多變性，即使樁被順利打入到設計貫入深度，也不能保證該樁基的承載力一定會滿足設計要求。因此，需要對樁基承載力進行檢測復核。同時，在打樁過程中，也會出現(xiàn)拒錘現(xiàn)象，所謂拒錘是指錘擊數(shù)已經(jīng)達到或超過控制標準，樁體仍無法繼續(xù)貫入達到設計深度。一旦發(fā)生拒錘后，應首先檢測該樁基承載力，如果經(jīng)檢測拒錘時的樁基承載力已經(jīng)滿足設計要求，那么，可以采取截樁，不再繼續(xù)將樁打入到設計深度的工程措施。所以，在海上石油平臺的樁基工程中，檢測評估樁基設計承載力對樁基的施工和使用安全都是十分重要的。

現(xiàn)在的規(guī)范中確定樁基承載力是以靜載試驗為依據(jù)，高應變動測在打完樁之后對樁基承載力進行復核。

靜載試驗法是在陸地上進行檢測樁基承載力的一種試驗法。靜載試驗是，使用與實際工程相一致的樁，在樁頂逐級加載，記錄樁變形穩(wěn)定時每級荷載下樁頂?shù)某两盗縮，直到樁失穩(wěn)為止。由試驗結果繪制出荷載(p)與樁頂?shù)某两盗?s)曲線，據(jù)此確定單樁承載力。但是，在建造海上石油平臺的打樁工程中，樁基長度接近150米、樁徑大多在2米以上、單樁設計承載力接近萬噸。加之在海上施工具有難度大、施工成本高等特點，這就決定了該樁基不可能采用靜載試驗法進行檢測判斷其承載力。

高應變動測檢測樁基承載力，是在打樁結束一定時間后進行復打，通過瞬時對樁頂施加一定能量的錘擊動荷載，使樁處于高應力、高應變狀態(tài)，以揭示樁-土相互作用在接近極限狀態(tài)時的實際工作性能，從而對該狀態(tài)下樁的承載力作出正確評價。但，采用高應變動測檢測樁基承載力的方法，存在較大誤差，其主要原因是：

①、該方法只能檢測在“一定錘擊能量”作用下的樁基承載力。但“一定錘擊能量”難以準確把握，因此，在錘擊時的樁-土相互作用狀態(tài)與樁基的極限承載力狀態(tài)存在誤差。

②、該方法只能檢測判斷“錘擊時刻”的樁基承載力。由于樁基的承載力隨時間在不斷恢復，如果選擇的復打“錘擊時刻”離打樁結束時間較短，很可能得出樁基承載力未達到設計承載力的錯誤結論；如果選擇的復打“錘擊時刻”離打樁結束時間過長，則有可能延誤了海上施工工期，造成經(jīng)濟上的損失。所以，高應變動測檢測樁基設計承載力的方法，存在準確性低、檢測時間盲目、檢測周期長、經(jīng)濟成本高的缺點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述缺點，而提供一種檢測評估海上石油平臺樁基設計承載力的方法，其可以通過結合現(xiàn)場高應變動測和理論分析計算，求得樁基承載力隨時間的變化規(guī)律，并以此作為檢測判斷樁基設計承載力的依據(jù)；本發(fā)明能夠科學的評價在平臺加荷載之前樁基承載力是否達到設計承載力的要求，在實施過程中具有操作簡便、投入成本低、檢測周期短和可靠性高的特點。

本發(fā)明的目的是由以下技術方案實現(xiàn)的：

一種檢測評估海上石油平臺樁基設計承載力的方法，其特征在于：采用以下步驟：

第一步，打樁前在樁基的檢測截面，安裝數(shù)對力和加速度傳感器；

第二步，在打樁結束后進行第一次復打檢測，并估算該時刻樁基承載力；

第三步，進行第二次復打檢測，并估算該時刻樁基承載力；

第四步，檢驗平臺樁基設計承載力。

所述傳感器的安裝位置為：距離錘套下緣400mm～1000mm范圍內，且傳感器上電纜端方向與錘擊方向相一致。

所述第一次復打是在打樁結束后1小時內進行，第二次復打是在打樁結束后5～8天進行，每次復打錘擊模式采用單擊，進行3～8下的錘打；

所述樁基承載力是隨著時間而變化的，其變化規(guī)律可近似表達為：

R(t)＝R(t₀)×(1+Alog(t/t₀))????????????????????????(1)

式中，R(t)是在打樁結束后，間隔時間t的樁基承載力，(MN)；

R(t₀)是在打樁結束后，間隔時間t₀的樁基承載力，(MN)；

A是與樁基結構和地質條件相關的待定參數(shù)；

通過公式(1)確定待定參數(shù)A，最終得到該樁基承載力隨時間變化的規(guī)律曲線，并依此評估樁基設計承載力。

復打時刻樁基承載力的確定，