海洋采油平臺大直徑超長樁動力沉樁分析方法研究.pdf

1、海洋樁基平臺動力沉樁問題是一個涉及動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的綜合、復(fù)雜、系統(tǒng)的研究課題。近年來，隨著海洋采油平臺的發(fā)展，對基礎(chǔ)也提出了較高的要求。樁基礎(chǔ)作為海洋固定采油平臺的主要基礎(chǔ)形式，具有大直徑、超長、深貫入等新的特點(diǎn)，對這類樁的可打入性進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測分析是動力沉樁研究領(lǐng)域的前沿課題之一。本文結(jié)合大量海洋樁基工程實(shí)測打樁數(shù)據(jù)以及所參與的多個動力沉樁工程，對以下幾方面進(jìn)行了較為深入的研究和探討。
　　 (1)深水導(dǎo)

2、管架由于鋼樁長、樁徑粗、重量大，樁身水平起吊以及翻轉(zhuǎn)就位是深水導(dǎo)管架施工的重要環(huán)節(jié)之一，如何把長樁安全吊放下水，避免發(fā)生彎曲破壞是深水導(dǎo)管架平臺安裝必須研究的課題之一。提出長樁水平起吊時(shí)吊點(diǎn)位置選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)；研究吊樁翻轉(zhuǎn)過程中，樁身應(yīng)力隨樁身翻轉(zhuǎn)角度以及懸掛長度的關(guān)系，確保施工過程中的樁身安全。
　　 (2)根據(jù)Timoshenko彈性穩(wěn)定理論，提出采用考慮樁身自重的臨界屈曲荷載計(jì)算方法進(jìn)行樁的自由站立穩(wěn)定性分析，并用該方法和

3、API規(guī)范方法對某實(shí)際工程進(jìn)行對比分析。實(shí)踐證明，該方法可用于樁就位時(shí)的自由站立穩(wěn)定性分析。
　　 (3)土塞的閉塞效應(yīng)對于樁的可打入性分析有著較大影響，準(zhǔn)確合理的土塞效應(yīng)判斷方法才使得可打入性分析具有重要參考價(jià)值。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有土塞效應(yīng)判斷方法對于超大直徑樁(2m左右)的計(jì)算結(jié)果存在較大偏差。為此，本文提出應(yīng)用太沙基深基礎(chǔ)計(jì)算方法的靜力平衡法，考慮了邊載效應(yīng)，引入動力效應(yīng)系數(shù)，更適用于目前海洋工程中應(yīng)用較多的大直徑超長樁，并在

4、實(shí)際工程中取得了滿意的效果。
　　 (4)工程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁貫入較厚粘土層時(shí)有可能發(fā)生溜樁現(xiàn)象，給施工帶來較大的不便。為此提出采用波動方程對動力沉樁過程中的溜樁進(jìn)行模擬計(jì)算的方法，并結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行驗(yàn)證分析。
　　 (5)結(jié)合實(shí)際打樁拒錘工程，從土體強(qiáng)度、設(shè)計(jì)以及施工三方面分析拒錘原因。提出以一維波動理論為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)測打樁記錄進(jìn)行的反分析方法，根據(jù)停錘后重新啟動所需錘擊數(shù)來判斷土體強(qiáng)度隨時(shí)間的恢復(fù)程度，并利用這些研究成果