隔水导管桩竖向承载力分析

以渤海地区常用尺寸的隔水导管与表层套管为研究对象,利用有限元方法分析两者组成的隔水导管桩竖向承载特性。开展不同土体模型尺寸、土体网格尺寸、土体弹性模量对计算结果影响的敏感性分析,确定最佳计算参数,在此基础上,计算不同结构参数下的隔水导管桩竖向承载力变化规律。结果表明:上桩段结构参数对竖向承载力影响较大,其桩径、桩长的增大都可有效提高隔水导管桩竖向承载力,而增加下桩段桩长来提高隔水导管桩竖向承载力则需要牺牲较大的桩顶位移。研究成果可为使用隔水导管桩部分替代原有钢管桩基础提供参考。     

北部湾盆地大尺寸隔水导管开窗再利用技术研究与应用

北部湾地区部分隔水导管桩管鞋发生变形,报废井槽在常规钻井工艺下无法利用。从隔水导管、桩土承载力、窗口强度等方面论证了隔水导管开窗可行性,分析隔水导管不同开窗点深度对桩土承载力的影响,建立隔水导管开窗口有限元分析力学模型,计算开窗后隔水导管轴向抗压、抗弯强度,分析了隔水导管不同开窗点深度、桩管偏斜对井口临界载荷的影响规律。结果表明,隔水导管开窗口处允许的轴向力随弯矩的增大呈线性关系降低,开窗处强度是决定井口允许载荷的主要因素;开窗点越靠近泥线,井口允许载荷越小;桩管下部偏斜将增加开窗口处的弯矩,降低井口允许载荷;当开窗点深度超过泥线 ２０ｍ后,开窗点深度、桩管偏斜对井口允许载荷影响较小。在南海西部首次实现大尺寸隔水导管开窗侧钻工艺,有效利用报废井槽,对后续报废槽口再利用具有借鉴意义。     

南海北部湾打入式隔水导管承载力CPT设计方法

钻井隔水导管承载力和下入深度设计对井口稳定性具有重要意义。基于静力触探试验(CPT)的单桩承载力计算理论,研究了砂土密实程度、隔水导管下深对隔水导管摩阻力及承载力影响。研究结果表明:随隔水导管下深增大,桩侧单位摩阻力出现退化,与密实砂土相比,中等密实砂土摩擦疲劳效应显著;与CPT法相比,API法计算密实砂土中隔水导管承载力偏低,计算中等密实砂土中隔水导管承载力偏高,导管下深50m时高估幅度达134.8%。结合北部湾工程实际,验证了CPT法计算承载力具有较高的准确性,可为隔水导管承载力计算提供参考。     

北部湾盆地大尺寸隔水导管开窗再利用技术

北部湾地区部分隔水导管桩管鞋发生变形,报废井槽在常规钻井工艺下无法利用。从隔水导管、桩土承载力、窗口强度等方面论证了隔水导管开窗可行性,分析隔水导管不同开窗点深度对桩土承载力的影响,建立隔水导管开窗口有限元分析力学模型,计算开窗后隔水导管轴向抗压、抗弯强度,分析了隔水导管不同开窗点深度、桩管偏斜对井口临界载荷的影响规律。结果表明,隔水导管开窗口处允许的轴向力随弯矩的增大呈线性关系降低,开窗处强度是决定井口允许载荷的主要因素;开窗点越靠近泥线,井口允许载荷越小;桩管下部偏斜将增加开窗口处的弯矩,降低井口允许载荷;当开窗点深度超过泥线20 m后,开窗点深度、桩管偏斜对井口允许载荷影响较小。在南海西部首次实现大尺寸隔水导管开窗侧钻工艺,有效利用报废井槽,对后续报废槽口再利用具有借鉴意义。     

水平载荷下群桩效应对导管架平台结构计算的影响

考虑群桩效应,分析了导管架平台在水平载荷作用下桩土间相互作用的计算原理。在AN-SYS软件中结合p-y曲线法,对某导管架平台分别建立了考虑和不考虑群桩效应的非线性有限元模型,以及泥面下6倍桩径处加固支的简化模型。通过对比3者的计算结果,得出群桩效应影响导管架平台结构计算的有关结论。     

海上钻井隔水导管打入作业溜桩深度预测

目前桩体施工溜桩深度预测主要集中在大直径超长桩的打桩风险分析中,对海上隔水导管施工溜桩机理和深度预测缺乏研究,存在作业盲目性和风险性。通过对海上隔水导管施工中导管与平台几何关系分析、导管极限承载力计算和溜桩机理分析,提出了海上隔水导管施工溜桩深度预测理论模型。溜桩深度预测理论模型在我国某海域油气田数口井的隔水导管施工作业中得到了成功应用,施工预测深度范围与实际溜桩深度基本一致,为隔水导管施工风险评估提供了理论基础,确保了海上作业的安全性。     

群桩作用下钻井隔水导管入泥深度计算方法研究

减小井距可节约工程费用,但会引起群桩效应而导致拒锤现象发生。通过室内模拟试验和渤海现场模拟试验,分析了群桩效应对隔水导管周围土体力学性质的影响,提出了群桩作用下钻井隔水导管入泥深度的计算方法,并研制出相应的计算软件。该计算方法已在我国海上10多个油(气)田进行了应用,取得了非常好的效果。群桩作用下钻井隔水导管入泥深度计算方法在提高海上作业速度、保证海上作业安全和降低油田勘探开发成本方面有着重要意义。     

海洋平台单列群桩效应的研究

主要研究具有大直径d（2.134m）、深贯入 l（96m）、小桩距 Sa（3.507m,其桩间距 Sa与桩径 d之比仅为 1.643）,而且桩数少（仅为一列,共2根桩）等显著特点的某海洋气田平台桩基群桩的竖向承载力的超群桩效应。现有的多种相关规范,并没有涉及到本文所述特殊条件下单列群桩竖向承载力的分析计算。因此,考虑管桩内土塞的闭塞效应,采用线弹性理论、港口工程群桩承载力折减系数法、建筑桩基规范法以及凭借已有模型试验结果进行计算等几种方法来分析该群桩竖向承载力的超群桩效应。通过进一步分析,总结出分析该类群桩效应问题较为实用的方法,以期对工程实践提供参考。     

海底土条件下群桩可打性试验研究

根据海上隔水导管施工的实际状况 ,进行群桩可打性模拟试验 ,分析群桩条件下桩土相互作用的问题 ,得出群桩作用对土应力场的影响。试验结果对海上隔水导管施工具有十分重要的指导意义     

海底土条件下群桩可打性试验研究

根据海上隔水导管施工的实际状况,进行群桩可打性模拟试验,分析群桩条件下桩土相互作用的问题,得出群桩作用对土应力场的影响.试验结果对海上隔水导管施工具有十分重要的指导意义.     

考虑溜桩效应的单桩基础承载特性数值模拟

为分析竖向和水平载荷作用下溜桩对钢管桩承载特性的影响规律,基于理论分析得到的溜桩区间数据,建立考虑溜桩效应的桩-土数值模型。结果显示：当单桩受到竖向载荷时,溜桩减小桩侧摩阻力,溜桩对钢管桩竖向承载力的影响较为显著;当单桩受到水平载荷时,溜桩条件下钢管桩弯矩大于无溜桩条件下的弯矩,说明发生溜桩会导致钢管桩产生更严重的弯曲变形;溜桩条件下的极限土抗力小于无溜桩情况。     

浪溅区局部腐蚀对单桩基础承载特性影响的数值模拟

基于Abaqus桩基数值模型,对浪溅区局部腐蚀下的大直径钢管桩承载特性进行数值模拟分析。结果表明：局部腐蚀对单桩基础水平承载特性影响显著,对竖直承载特性的影响忽略不计;在水平载荷作用下,随着腐蚀深度的增加,应力集中范围自腐蚀区上端逐渐扩大至腐蚀区下端,且应力在腐蚀区中心达到峰值;在竖直载荷作用下,随腐蚀深度的增加,应力集中范围自腐蚀区中心向未腐蚀区扩展。研究结果可为海上风电单桩基础的防腐措施提供理论支持。     

裂缝对寒冷地区水面光伏支架PHC管桩力学性能影响

采用Abaqus数值模拟方法研究冻胀力作用下预应力高强度混凝土(Prestressed High-Strength Concrete,PHC)管桩开裂状态、纵向开裂时管桩的性能退化情况和极端风载荷作用下管桩的承载能力。研究发现:在无钢筋锈蚀的情况下混凝土裂缝对管桩整体弹性模量影响较小;开裂后的管桩在极端风载荷作用下裂纹尖端会有应力集中现象出现,但整体稳定性与未开裂的管桩相差不大。研究内容为保障冷湿环境下PHC管桩的正常运行提供一定的理论参考。     

现浇薄壁筒桩技术在公路工程中的应用

在沿海地区的软土地基上修建高质量的公路必须对地基进行处理,软土地基处理的方法有多种,但各有其适用范围和优缺点,现浇薄壁筒桩软土地基加固技术,是岩土工程界最近研发的新桩型,其主要优点是混凝土土方量少、造价低、施工速度快、加固处理深度不受限制,适宜各种地质条件。文章介绍了现浇薄壁筒桩技术原理、施工机具设备、施工工艺以及在杭州—千岛湖高速公路软土地基加固中的应用。现场静载试验检测和低应变检测结果表明,单桩承载力满足设计要求,桩身完整,其混凝土强度达到了设计值,可满足工程需要。     

水泥土搅拌桩复合地基沉降计算

基于水泥土搅拌桩的荷载传递特性,提出考虑临界桩长影响的沉降计算模型,应用弹性理论分析了水泥土搅拌桩复合地基的复合模量,提出考虑桩与桩间土霜互作用的复合模量计算式。将改进的沉降计算模型和复合模量计算式应用于实际工程,其沉降计算值与实测值较 近,满足工程设计要求。     

素混凝土桩复合地基在罐基础中的应用

素混凝土桩复合地基采用桩土共同承担荷载,既发挥了桩体材料的潜力,又利用了天然地基的承载力,且施工工艺简单,适应范围广。但是,素混凝土桩复合地基为刚性地基,需配刚性承台,造价较高。在日照—东明原油管道工程末站原油罐区的土建工程中,油罐(直径80 m,高20 m)罐基础采用了素混凝土桩复合地基配柔性承台的方案。素混凝土桩桩径0.5 m,有效桩长18.0 m,桩间距2.0 m,等边三角形布桩,桩采用C20混凝土浇筑,桩顶增加了直径1.2 m的桩帽,且还增加了桩顶处柔性垫层的厚度,在柔性垫层下铺设了土工布。充水预压结果显示,观察点的最小沉降量为70 mm,最大沉降量为100 mm。罐地基沉降均匀,沉降量与计算值的误差在规定范围内。近一年的安全运行证明,此工程各项指标均达到了设计要求。     

基于均匀和局部腐蚀模型的海上风电单桩基础承载特性

针对不同腐蚀形式对海上风电大直径钢管单桩基础承载特性的影响进行研究。基于Abaqus大直径钢管单桩有限元数值模型,分析均匀腐蚀、局部腐蚀以及均匀腐蚀与局部腐蚀联合作用对大直径钢管单桩水平和竖直承载特性的影响规律。结果表明：均匀腐蚀对单桩基础桩顶挠度影响显著,当腐蚀时间达20 a时桩身最大挠度增幅为15.9%,此时在局部腐蚀作用下其增幅仅2.0%;均匀腐蚀对单桩基础竖直沉降量影响较大,当腐蚀时间达20 a时桩顶沉降量的最大增幅为21.8%,此时在局部腐蚀作用下其增幅仅4.1%;在水平载荷作用下,局部腐蚀和均匀腐蚀均会导致桩身最大应力增大,且无论在水平载荷还是在竖直载荷作用下,在局部腐蚀处均出现小范围的应力集中现象。研究成果可为海上风电大直径钢管单桩基础防腐措施提供理论支持。     

一种估算单桩经济直径的方法

在滩海油田开发过程中,经常需要设立立管桩,在环境荷载的作用下,立管桩顶部会发生位移,较大的位移对立管及栈桥的安全很不利,因此需要合理确定单桩的直径。埕岛油田在确定单桩直径时引入了经济直径的概念,文章对经济直径的原理进行了分析,给出了桩顶位移和桩径经济指数计算公式,并举例进行了计算,得出了桩径与桩顶位移及桩径经济指数的关系曲线, 进而求得经济桩径的取值范围。文章还对该方法的优缺点进行了分析。     

挤扩支盘桩在湿陷性黄土地基中的应用

湿陷性黄土具有遇水发生湿陷、承载力大幅度降低的性质,这种性质直接影响到基础的承载力。为了研究支盘桩在湿陷性黄土地基中的承载性状,对湿陷性黄土中的3根支盘桩进行预浸水静载荷试验,结果表明,支盘桩荷载—沉降曲线为缓变型,具有较好的承载性能,荷载传递规律与在非湿陷性黄土地基中具有相似的性质,桩身各段承载力的发挥具有明显的顺序性,其结果为挤扩支盘桩在湿陷性黄土地基中的应用提供了依据。