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。     

海上风电超长钢管桩试桩关键技术浅析

  [目的]  在海上风电工程中,为进一步优化桩基设计,同时为大范围沉桩作业提供施工参数资料,必须要进行海上试桩。近年来,随着海上风电机组装机容量不断增大,且海上风电场离岸越来越远,为满足设计承载要求,海上风机基础桩基设计长度不断增加。与普通试桩相比,海上超长钢管桩在试桩过程中存在诸多不同。为保证海上超长钢管桩试桩达到预定目标,  [方法]  作者对海上试桩中的关键技术进行了深入讨论。首先讨论了海上超长钢管桩试桩的试验项目设置,  [结果]  明确了合理的试桩顺序;其次对海上超长钢管桩试桩中基准桩设置、反力装置、沉桩施工、冲刷监测、试桩保护和桩身传感器保护等关键技术进行详细分析,  [结论]  对今后海上超长钢管桩试桩工程有指导意义;最后对海上试桩工程未来的发展进行展望及总结。     

考虑土塞效应的改进波动方程法及其应用

根据波动分析理论,建立了考虑土塞效应的管桩计算模型和波动方程,提出了一种计算土塞效应的新方法,可分析打桩过程中任意时刻桩身及桩内土塞任意处的运动状态,并编制了相应计算程序,对实际工程的打桩分析结果表明,该方法对土塞效应的判断、沉桩过程的预测等与工程实测数据吻合较好。     

大直径植入式单桩在海上风电中的创新型应用

以中国首个岩基海床海上风电工程为依托,针对覆盖层较浅、无法稳桩施工的难题,设计植入式嵌岩桩基施工方案,对嵌岩施工所用整体式平台进行介绍,提出大型嵌岩钻机海上钻孔工艺,论述大直径单桩沉桩及水下灌浆的具体方法,可解决岩基海床地质条件风电开发单桩基础应用的难题,可为中国近海风电规模化开发提供借鉴。     

福建某海上风电场项目大直径单桩打入性分析研究

近几年随着国内海上风电建设大军的不断摸索与尝试,大直径的钢管单桩基础结构在海上风电项目中的应用越来越多。由于福建特有的地质情况,大直径单桩沉桩可行性分析被重点关注。精确的可打入性分析可直接判断大直径基础的可行性,可为桩锤选型提供参考,还可为沉桩施工控制给予明确的风险指标,大直径单桩的打入性分析已成为单桩设计必不可少的环节。通过已有试桩工程沉桩数据拟合出打入性分析的主要影响参数,再通过得到的分析参数进行大直径单桩打入性分析,总结打入性分析过程及要点,为单桩沉桩分析提供重要的参考依据,对其他海上风电沉桩施工分析有一定的指导意义。     

海上风电大直径单桩自沉与溜桩分析

目的 为了能够更加准确、快捷地预测海上大直径单桩的自沉深度,降低施工风险,分别采用了基于设计参数的方法和基于CPT原位测试的方法进行分析计算并根据现场实际施工数据进行初步分析。 方法 通过API推荐的桩基承载原理,利用现场沉桩数据,结合误差分析,将理论计算结果与实际沉桩数据进行比较,修正设计输入参数。 结果 分析结果表明：计算粘土的自沉与溜桩分析过程中,折减强度系数$ {S}_{\mathrm{r}} $的不同,对沉桩预测差异很大;同时,自沉过程与溜桩过程折减强度系数$ {S}_{\mathrm{r}} $的选取不同。 结论 通过对比分析,得到了广东沿海海域粘土强度折减系数$ {S}_{\mathrm{r}} $取值范围,可以为后面海上沉桩作业提供设计参考,此外,研究发现利用CPT数据能够更好地预测自沉和溜桩现象。     

长期循环荷载作用对大直径单桩水平承载特性的影响分析

海上风力机结构体系长期经受波浪、风等水平循环荷载的作用,循环荷载的长期作用会引起桩周地基土体产生棘轮效应及形成密实沉陷区,研究长期循环荷载效应对风力机单桩承载特性的影响规律具有重要的工程意义。基于有限差分软件FLAC^3D计算平台,建立风力机单桩的数值计算模型,与既有桩基试验开展对比验证模型的有效性;随后引入长期循环荷载效应引起的桩周密实沉陷简化模型,开展海上风力机大直径单桩的承载性能对比研究,探讨考虑与未考虑密实沉陷区时桩基的变形、弯矩、p-y(土体抗力-桩基水平位移)曲线的差异,分析长期循环荷载效应对桩基承载特性的影响规律。结果表明,密实沉陷对单桩的刚性转动点位置基本无影响,但在桩基埋置的浅层区域,桩周密实沉陷区对桩基水平位移影响显著,且引起桩基弯矩发生突变。     

砂质海岸单桩基础的冲刷特征与防护措施试验研究

目的 海上风电开发的一个重要环节是建造合适的海上风电基础支撑结构,近年来,单桩结构成为海上风电机组的主要基础形式。单桩基础在海洋环境中的局部冲刷问题对风机结构的稳定性有重要影响。 方法 通过开展系列物模试验,对某建于砂质海床并采用大直径单桩基础的风电场工程的桩基局部冲刷特征进行了研究,分析了不同直径、水深、波浪以及水流等因素对局部冲刷深度和范围的影响,并研究了砂被和沙袋等措施的防护效果。 结果 研究结果表明,对于直径7.0 m和6.5 m两种桩基,冲刷最深处均在单桩迎水面,最大冲刷深度为桩基直径的0.8~0.9倍。 结论 采用无搭接方式铺设砂被并且采用沙袋填充冲刷坑可对桩基结构周围底床形成很好的防护,可为同类工程冲刷试验和工程设计提供参考。     

海上风电打桩系统动力学建模与冲击动力特性分析

基于LS-DYNA建立3500 kJ海上风电打桩系统拒桩工况下的有限元模型,基于应力波原理分析打桩系统内部能量的传递和各部件的动力学响应。同时基于牛顿碰撞理论建立打桩系统的集中参数模型,该模型综合考虑各部件的质量和刚度,和有限元模型的分析结果较吻合。从而在该集中参数模型的基础上,分别分析替打刚度、替打和锤质量比、替打环刚度对打桩系统冲击力的影响规律,表明冲击力的主要影响参数为替打刚度。     

海上风电嵌岩桩水平承载力特性数值模拟研究

[目的]主要对海上风电嵌岩桩的桩基尺寸与竖向荷载等因素对其水平承载特性的影响进行研究.[方法]文章采用有限差分的数值方法,基于一处现场试验建立数值模型并进行参数分析.[结果]结果表明:嵌岩桩基存在一个临界嵌岩长度(长径比),桩基尺寸的改变会影响桩-岩的相对刚度,进而使临界嵌岩长度随之改变,随着桩径的减小,嵌岩桩临界嵌岩...     

响水海上风电钢管桩基础水平承载特性对比研究

结合江苏响水海上风电场2 m桩径钢管桩水平试验工程,以ANSYS有限元软件为平台建立海上风力机钢管桩的单桩基础模型,根据设计提供土层参数,采用API规范建议的p-y曲线法、港口工程桩基规范的m法和m折减法进行水平承载力计算,与实测的桩顶荷载-位移曲线、桩身变形和弯矩曲线进行对比分析,结果表明,API(American Petroleum Institute)规范建议的p-y曲线计算结果偏于安全,m法和m折减法偏于不安全,总体上m折减法与实测值更接近。上述几种分析方法的对比研究尚需更多的试验数据和计算分析工作。     

一种基于模型修正的海上风电桩基弱化识别方法

海上风电桩基弱化对风机整体结构动力特性影响较大,严重时会造成风机停机,甚至结构失效。文章对海上风电支撑结构的桩基弱化识别方法进行了研究。首先,基于等效固定桩模型,构建了桩基边界单元刚度矩阵,提出了一种基于有限元模型修正的桩基弱化识别方法;其次,推荐了一种迭代修正过程,用于处理实测模态空间不完备问题;最后,以某个3.0 MW的Tripod海上风电支撑结构为算例,对该方法的有效性进行了数值验证。结果表明,在桩侧无任何测点的情况下,该方法可准确地识别桩基的侧向刚度弱化,且具有较强的噪声鲁棒性;另外,结合一定的损伤定位技术,该方法可对上部结构的损伤和桩基的弱化进行同时识别。     

海上风电导管架群桩施工技术的研究应用

  [目的]  由于目前我国海上风电工程尚未推广应用导管架群桩结构形式基础,还没有导管架群桩基础施工的成熟技术,为了填补该项施工技术空白,也为了解决国内首例导管架四桩型式基础在珠海桂山风电项目的桩基定位控制难题和倾斜度控制难题,特对该项工艺技术进行了探索研究。  [方法]  针对珠海桂山海上风电项目的特殊水文、地质和风浪等海况进行了分析,反复推敲国际案例,研究定位测量技术,邀请行业专家论证,最终设计出了一套导管架四桩基础空间位置精确定位、倾斜度精确控制、水下多点对接安装的关键成套技术,并设计了一套桩基施工工装用以辅助群桩施工。  [结果]  该套技术方案功能包括双层导向架着床精确定位调平、下层导向架插桩限位、双层液压千斤顶联动调整钢桩倾斜度和RTK GPS搭配全站仪测控系统实时追踪指引导管架与水下桩基多点对接安装,已成功地应用于广东珠海桂山海上风电示范项目,优化了设计工序,高效率、高质量、高精度地完成了全部导管架四桩基础的施工,为整个风电场项目的快速推进争取了更多的宝贵时间,为项目后续风机安装、海缆敷设和并网发电等工作的快速展开做好了准备。  [结论]  该套技术实现了海上风电导管架群桩型式基础在国内由理论研究转换为工程实践的重大突破,解决了导管架群桩型式基础在海上风电工程的精确成桩技术难题,为后续海上风电场导管架群桩基础技术的推广应用作了技术储备和经验推广。     

一种可以描述桩端位移累积的新型Q-z模型

海上风电属变形敏感结构,而导管架基础海上风电结构在服役期内下部桩基础会承受较大竖向循环荷载。在竖向受荷桩基的分析与计算中,采用ABAQUS分析桩端影响区域,依据动三轴实验中砂土的应变累积特性,提出一种新型Q-z模型。与传统Q-z模型比较,该模型能通过不同参数取值,模拟在轴向循环荷载下桩端的位移累积。结合有限元软件COMSOL进行二次开发,模拟单桩轴向循环加载工况,与离心机实验进行对比,验证了该Q-z模型的合理性。在数值计算中分别采用美国石油学会（API）规范系列桩土相互作用模型（p-y）、可考虑桩-土界面强度和刚度循环弱化效应的弹塑性t-z模型,可描述桩端位移累积的新型Q-z模型,分析海上升压站在循环荷载下的响应规律,为海上升压站设计提供相应的建议。     

海上大直径单桩基础沉桩施工关键技术研究

[目的]随着我国海上风电开发的迅速发展,近海风电场常采用无过渡段大直径钢管桩结构作为风机基础,该基础形式的应用避免了有过渡段单桩的不利因素,但主要难点在于施工装备要求高、单桩垂直度控制难度大.[方法]文章以采用了大直径单桩基础的广东某海上风电工程项目为例,重点阐述了海上风电大直径无过渡段风机单桩基础沉桩的施工方法和要点...     

振冲碎石桩在青藏±400 kV格尔木换流站工程中的设计与检测效果

结合青藏±400 kV格尔木换流站工程的实例,介绍了振冲碎石桩的设计方法和桩基检测效果。结合规范,对振冲碎石桩设计参数的确定进行了分析,并对复合地基承载力的计算方法进行了探讨。通过对桩基检测的各项数据进行分析,对地基处理的实际效果进行评价,指出对于加固站内粉细砂地基,振冲碎石桩的应用是成功的,具有加固效果好、速度快、投资少等优点,达到了预期的地基处理的目的。     

越南某电厂旋挖灌注桩桩头渗水实例分析

结合工程实例,针对旋挖灌注桩桩顶出现渗水的现象,根据灌注桩的成桩工艺,分析灌注桩桩顶渗水原因,结合桩基检测结果,评估渗水对桩身承载力及耐久性的影响,提出了几种有效的处理方法,成功解决了渗水问题,并给出了预防桩顶渗水的措施,可为同类工程提供较好的参考。     

浅议PHC管桩沉桩如何减轻对环境的影响

结合工程实例,根据工程的地质情况,总结PHC管桩在厚砂层和砂卵石层等地层中选择沉桩的施工工艺,不仅要考虑到能否穿透的问题,并着重考虑该沉桩工艺所产生的噪音、振动等污染是否会对周边环境造成影响及影响的程度.     

岩基海床风机基础钢管桩承载力试验方法选择

福建莆田南日岛海上风电项目风机基础钢管桩直径大、承载力要求高、入岩深度大,需要在工程区域内进行钢管桩承载力试验。本工程风机基础钢管桩需要采用2种桩型:端承摩擦桩和摩擦端承桩,试桩工程拟对两种桩型各做一组试验。通过对锚桩法和自平衡法两种静载荷试验方法进行分析比较,选择了对地质条件适应性较好的锚桩法,可为今后类似的工程提供借鉴与参考。     

海上风电场升压站风险分析与管控研究

[目的]随着全社会环保呼声和意识的不断提升,我国海上风电事业迎来了蓬勃发展的态势,如何确保海上风电项目的平稳着陆,是当前投资方关注的重点。[方法]以海上升压站为例,应用风险管理理论,对海上升压站勘察设计、建造、施工、运输、安装等方面存在的重要风险点,进行全面深入的风险识别和风险分析。[结果]提出了海上升压站钻孔布置、海洋土力学参数确定、疲劳破坏、建造、沉桩、施工窗口期、整体组装式运输以及安装等风险的控制措施。[结论]对海上升压站的风险识别、分析与控制措施,可作为海上风电场项目风险管控的参考。