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原文传递一种海上风电嵌岩钢管桩的试验方法

专利名称：	一种海上风电嵌岩钢管桩的试验方法
摘要：	本发明公开了一种海上风电嵌岩钢管桩的试验方法，包括以下步骤：试验平台搭设、试验仪器安装、高应变测试、成孔质量检测、超声波检测、单桩竖向抗压静荷载试验、单桩竖向抗拔静荷载试验和单桩水平静载荷试验。试验仪器安装步骤包括埋设光纤传感器和制作观测通道。单桩竖向抗压静荷载试验步骤包括试验装置安装工序、沉降观测工序和桩身应变观测工序。单桩竖向抗拔静荷载试验步骤包括反力架安装工序、上拔量观测工序和桩身应变观测工序。单桩水平静载荷试验步骤包括静载荷试验装置安装工序、水平位移观测工序、桩身应变观测工序、桩身挠度测量工序。本发明的试验方法能为合理确定基桩长度等桩基设计参数以及合理选择沉桩设备和工艺提供可靠依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中交第三航务工程局有限公司;中交三航（厦门）工程有限公司;中交第三航务工程局有限公司厦门分公司
发明人：	杜学理;吕建明;谢伟萍;谢怀阳
专利状态：	有效
申请号：	CN201811597491.7
公开号：	CN109469119A
代理机构：	上海湾谷知识产权代理事务所(普通合伙) 31289
代理人：	肖进
分类号：	E02D33/00(2006.01)I;E;E02;E02D;E02D33
申请人地址：	200032 上海市徐汇区平江路139号
主权项：	1.一种海上风电嵌岩钢管桩的试验方法，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤：试验平台搭设、试验仪器安装、高应变测试、成孔质量检测、超声波检测、单桩竖向抗压静荷载试验、单桩竖向抗拔静荷载试验和单桩水平静载荷试验；进行试验平台搭设步骤时，先在试桩的前后侧对称地布置两根基准桩，在试桩和两根基准桩的左右侧各自对称地布置两根锚桩，再在四根锚桩之间设置四根辅助桩，然后将试验平台吊装在四根辅助桩上；所述试验仪器安装步骤包括埋设光纤传感器、制作观测通道和埋设土压力计；埋设光纤传感器时，在试桩的桩顶以下2m到距桩尖1m的外壁上焊接两根角钢，形成两根光纤保护槽，两根光纤保护槽内均埋设分布式光纤传感器；制作观测通道时，在两根光纤保护槽的垂直方向也焊接两根角钢，形成两条观测通道，沉桩完成后在观测通道内安放测斜管，然后对测斜管与观测通道之间的空隙进行灌沙或灌浆处理，以固定测斜管；埋设土压力计时，埋设于试桩受土压力侧，位于光纤传感器的同一侧；先预制钢土压力盒，在预制土压力盒的同时将土压力计固定于土压力盒内，最后土压力盒焊接在试桩外表面的测点位置；进行高应变测试步骤时，采用打桩分析仪，在距离试桩的桩顶以下2倍桩径的位置的外壁上对称地钻两组螺纹孔，用于安装四支动测传感器，四支动测传感器通过联接电缆与打桩分析仪连接；试桩打桩过程中全程跟踪进行测试，获得有关波形曲线，同时用CASE法和CAPWAPC法进行分析；所述成孔质量检测步骤包括以下工序：a.测试系统安装，测试系统包括数字记录仪、桩孔检测探管、直流恒速绞车、铠皮电缆、井口滑轮和便携式电脑；将井口滑轮固定在孔口中心位置，再通过铠皮电缆将桩孔检测探管的四条井径测量腿合拢后放入孔内，然后把桩孔检测探管的顶部置于孔的起始深度位置，将数字记录仪的起始深度值设置为桩孔检测探管的长度值，开始用直流恒速绞车通过铠皮电缆下放桩孔检测探管；b.孔底沉渣测量，当桩孔检测探管下放至接近孔底时，开始记录沉渣测量数据，将桩孔检测探管下放到孔底后结束沉渣的测量，并存储沉渣的测量数据，然后记录实测钻孔的深度；c.孔径和孔斜度测量，打开四条井径测量腿，用直流恒速绞车上拉桩孔检测探管，并开始连续的记录孔径和孔斜度的测量数据，当桩孔检测探管到达孔口时结束孔径和孔斜的测量，然后存储孔径和孔斜度的测量数据；进行超声波检测步骤时，先埋设声测管再进行测量；埋设声测管时，应垂直于试桩的横截面且至少均布地布置三根声测管；测量时，先在声测管内注满清水，测量时发射换能器与接收换能器置于同一标高，并同步升降，发射电压固定，并保持不变，放大器增益值也始终固定不变，由光标自动确定首波初值，读取声波传播时间及衰减器衰减值，依次测取各测点的声时及幅度，并进行自动记录；检测时采用普查和细测相结合；普查时采用对测方法，测量间距为10cm，以同一高度等距离同步移动，逐点测读声学参数并记录发射换能器与接收换能器所在深度，检测过程中如果发现数据异常应采用间距加密、斜测或扇形扫测方法进行细测；所述单桩竖向抗压静荷载试验步骤包括试验装置安装工序、沉降观测工序和桩身应变观测工序；进行试验装置安装工序时，在四根锚桩的桩顶各自焊接锚桩桩帽，每个锚桩桩帽上焊接锚桩牛腿，在两对锚桩牛腿之间各自固定一组双拼边梁，在两组双拼边梁的顶部并对应每根锚桩安装一根压梁，每根压梁的两端各自通过拉杆与对应的锚桩牛腿的底板固定相连，使双拼边梁固定在锚桩牛腿的顶部，在两组双拼边梁的底面中部之间固定安装三拼主梁；在两根基准桩之间架设简支基准梁，用于均布地安放四只磁性表座，每只磁性表座上安装一个位移传感器或百分表，用于观测四根锚桩的沉降；在试桩顶上依次安装小分配盘、12台千斤顶和大分配盘；进行沉降观测工序时包括：荷载分级：每级荷载值按最大试验荷载的1/10～1/20；沉降观测：每级荷载加载维持时间为60min，每级荷载加载后，桩顶沉降测读时间依次为0、5min、10min、15min、30min和60min；卸载时，每级卸载为分级荷载的2倍，每级荷载维持时间为15min，桩顶沉降测读时间为0、5min、10min、15min；全部卸载后，维持60min；终止加载条件：当出现下列情况之一时，即可终止加载：①桩顶总沉降量超过40mm，且在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍或Q～S曲线出现可判定极限承载力的陡降段；②加载已达到试桩设备的承载能力；③在加载过程中，发现试桩的桩顶偏离轴线的位移过大，危及试验安全；④加载量达到设计要求；进行桩身应变观测工序时，是在进行每级荷载维持的同时进行；所述单桩竖向抗拔静荷载试验步骤包括反力架安装工序、上拔量观测工序和桩身应变观测工序；进行反力架安装工序时，拆掉上述四根锚桩顶部的压梁，在两组双拼边梁的顶面中部之间固定两根主梁；在两根主梁上对应试桩位置依次安装小分配盘、12台千斤顶和压盘；在试桩的顶部焊接试装桩帽，在试装桩帽上焊接试桩牛腿，试装牛腿的底板通过四组拉杆与压盘固定相连；进行上拔量观测工序时，每级荷载值按最大试验荷载的1/10～1/20；每级荷载加载维持时间为60min，每级荷载加载后，桩顶上拔测读时间依次为0、5min、10min、15min、30min、60min；卸载时，每级卸载为分级荷载的2倍，每级荷载维持时间为15min，桩顶上拔测读时间为0、5min、10min、15min；全部卸载后，维持60min；当出现下列情况之一时，即可终止加载：①在某级荷载作用下，试桩的拉应力达到设计值；②在某级荷载作用下，桩顶上拔量为前一级荷载作用下上拔量的5倍；③桩顶累计上拔量超过100mm；④加载量达到设计要求；进行桩身应变观测工序时，是在进行每级荷载维持的同时由动测传感器和打桩分析仪自动进行；所述单桩水平静载荷试验步骤包括静载荷试验装置安装工序、水平位移观测工序、桩身应变观测工序、桩身挠度测量工序；进行静载荷试验装置安装工序时，在与两根基准桩的连线垂直的两根锚桩之间设置两根双拼反力梁，并在反力梁上安装一基座，在基座上安装朝着试桩的卧式千斤顶，在卧式千斤顶的头部安装反力传感器；在试桩的桩顶水平力作用点及其上1m处设置双层位移计，用于测量桩顶位移并计算桩顶转角；水平位移观测工序，单桩单循环试验控制最大试验荷载为600kN，每级荷载值按最大试验荷载的1/10～1/20，由卧式千斤顶施加荷载，压力传感器控制荷载；荷载加载时，每级荷载维持20min，卸载时，每级荷载维持10min，每隔5min应测读一次；全部卸载后应每隔10min测读一次，测读30min；符合下列条件之一时，即可终止加载：①达到水平承载力试验最大加载量，或桩顶位移超过350mm或泥面处位移超过100mm即停止加载；②在某级荷载作用下，桩顶水平位移急剧增加、位移速率明显增大；③桩身断裂；进行桩身应变观测工序时，是在进行每级荷载维持的同时由动测传感器和打桩分析仪自动进行；进行桩身挠度测量工序时，采用活动式测斜仪逐段对桩身变化进行测试，预埋测斜管的测斜方向应与桩身挠曲变形方向一致。
所属类别：	发明专利