模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法

2023-07-22 06:59:21

專利名稱：模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法
技術領域：
本發明涉及地基承載力的檢測方法，尤其涉及一種為海洋石油平臺等大型結構 物非滑道區建造提供承載力依據的模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法。屬於海 洋石油工程領域。
背景技術：
在海上石油開發工程中，需要在海上建造採油平臺、生活平臺、中心處理平臺 等各種平臺。平臺一般主要包括海洋工程組塊、水下支撐結構-導管架、單點等海洋 工程結構物。這些海洋工程結構物一般先陸上進行預製，然後，再運到海上組裝。隨著 海洋工程的迅速發展，海洋工程結構物的體積和重量也在不斷增加，特別是近年來海洋 石油開採力度的加強，使得裝運海洋工程結構物的滑道資源顯得緊張。為了解決滑道資源緊張問題，採用SPMT小車(即液壓模塊車)進行裝船，可 以使海洋工程結構物建造在非滑道區，由於海洋工程結構物的建造需在墊墩上進行，這 就需要得到可供墊墩設計場地的地基承載能力。根據《巖土工程勘察規範》及《建築地基基礎設計規範》的規定，地基承載力 檢測可採用lm*Im或者0.5m*0.5m的板載荷試驗，這樣對場地的影響深度在2m 3m範 圍。在實際項目中有的設計的板載荷試驗墊墩為3m*3m，大大超過了上述規定的板載荷 的試驗值，這樣影響深度也將超過2m 3m，而大型海洋工程結構物建造對場地的影響 深度一般深達7米以下。如果按照現有的板載荷試驗方法，需要進一步檢測更深處的地 基承載能力，這就需要將場地開挖後再進行板載荷試驗。現階段的地基承載力檢測方法存在著如下問題1.現有承載力檢測方法為lm*lm或0.5m*0.5m板載荷試驗，影響深度淺。2.現有承載力檢測方法如需要得到更深層次的場地承載能力，需要開挖場地， 增加了對模塊非滑道區建造地基處理的環節。3.現有承載力檢測方法受地質條件的影響很大。

發明內容
本發明的主要目的在於克服現有地基承載力檢測方法存在的上述缺點，而提供 一種模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法，其可以省去將場地進一步開挖後在進 行板載荷試驗的工作，減少了進行地基處理的環節，為非滑道區建造模塊時墊墩設計提 供依據，實現了海洋工程結構物在非滑道區的建造；本發明的另一目的是採用滑道塊、 超起配重提供反力，施工簡單，安裝方便；不受地質條件限制，可以在任何地點檢測。本發明的目的是由以下技術方案實現的一種模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法，包括以下步驟(1)調研階段，根據《巖土工程勘察規範》及《建築地基基礎設計規範》的規 定，採用lm*lm或者0.5m*0.5m的板載荷試驗得出影響深度為2m 3m的地基承載能力；其特徵在於還包括以下步驟(2)準備階段，根據板載荷試驗的結果，按照海洋工程結構物對地基承載力的要 求確定與實際要求相當的數個墊墩，然後，選擇千斤頂的規格和數量，以及承載鋼梁；(3)沉降檢測堆載順序，①在劃定的檢測區域內的地面1上放置一個檢驗承壓用的堆載墊墩(2)；②在堆載墊墩(2)上放置數臺液壓千斤頂(3)；③在堆載墊墩(2)的兩側各放置數個沉降檢測墊墩(8)，沉降檢測墊墩(8)及堆 載墊墩(2)上平行放置數根承載橫梁(9)，承載橫梁(9)的一側間隔一定距離各放置有數 臺位移傳感器(10)；④試驗設備集成將液壓千斤頂(3)與加載油泵相連；位移傳感器(10)與靜力 試驗儀相連；⑤在數臺液壓千斤頂(3)上放置一承載鋼板，承載鋼板上放置一承載鋼梁(4)， 承載鋼梁⑷兩端與地面⑴之間各放置數個承載鋼梁⑷的保護墊墩(11)；(4)沉降檢測時的保護，在堆載墊墩(2)的兩側各布置數層保護滑道塊(5)加載階段，①在承載鋼梁(4)上放置數層加載滑道塊和配重塊(7)；②啟動加載油泵，數臺液壓千斤頂(3)同時開始加載；③記錄加載重量及地面沉降量；(6)卸載階段加載檢測完畢後進行卸載；(7)根據檢測結果編制檢測報告。所述加載階段，在堆載完成後要保證承載鋼梁(4)上的堆載重心處於數個千斤 頂的形心位置。所述加載階段，檢測時分十級進行加載，分十級維持荷載，最後一級達穩定標 準後，再維持6小時。所述卸載階段中，加載完畢後，分四級進行卸載。本發明的有益效果是1.彌補了傳統檢測方法壓力影響深度過淺的不足，為非滑道區建造模塊時墊墩 設計提供依據，實現了海洋工程結構物在非滑道區的建造。2.採用滑道塊、超起配重提供反力，施工簡單，安裝方便；省去將場地進一步 開挖後在進行板載荷試驗的工作，檢測過程有安全保護措施，安全可靠，不受地質條件 限制，可以在任何地點檢測。3.減少了模塊非滑道區建造地基處理環節。4.為日後在非滑道區建造大型結構物提供可能。


圖1為本發明的正視示意圖。圖2為圖1中A-A向側視示意圖。圖3為圖1中B-B向沉降檢測示意圖。圖4為圖1中C-C向支反力保護措施示意圖。
圖中主要標號說明1地面、2堆載墊墩、3千斤頂、4、承載鋼梁、5A保護滑道塊、6A保護滑道 塊、5加載滑道塊、6加載滑道塊、7配重塊、8沉降檢測墊墩、9沉降檢測橫梁、10位移 傳感器、11保護墊墩。
具體實施例方式本發明是根據土力學的原理，使得墊墩對地面的影響深度接近海洋工程結構物
建造的實際情況，可以模擬實際的載荷工況。本發明根據需要預製一 3m*3.5m的與實際
要求尺寸相當的墊墩(鋼質或鋼筋混凝土，根據堆載重量而定)，另外，就是預製承載鋼 M
TTC。本發明包括以下步驟1.調研階段調查需要檢測區域的地質情況，將勘察區域的地質情況和數據形 成地質勘查報告，並通過相關公式進行簡單計算預估出該檢測區域的地基承載能力，同 時，根據《巖土工程勘察規範》及《建築地基基礎設計規範》的規定，在劃定的檢測區 域內採用lm*lm或者0.5m*0.5m的板載荷試驗得出影響深度為2m 3m的地基承載能 力。2.準備階段根據預估及板載荷試驗的結果，按照海洋工程結構物對地基承載 力的要求確定與海洋工程結構物組塊各支腿的重量要求相當的數個墊墩(鋼質或鋼筋混 凝土，根據堆載重量而定)；然後，選擇千斤頂的規格和數量以及承載鋼梁。3.沉降檢測堆載順序如圖3-圖5所示，(1)在劃定的檢測區域內的地面1上放置一個3m*3.5m的鋼質堆載墊墩2作為檢 驗承壓平臺；(2)在堆載墊墩2上放置四臺或六臺液壓千斤頂3，用於加荷；本實施例為放 置四臺500噸的液壓千斤頂3。(3)在堆載墊墩2的兩側各放置一個或二個鋼質沉降檢測墊墩8，本實施例為 各放置二個墊墩8。沉降檢測墊墩8及堆載墊墩2上平行放置一根或兩根用於沉降檢測的 承載橫梁9，本實施例為放置兩根承載橫梁9。兩根承載橫梁9的一側間隔一定距離各 放置有兩臺用於檢測沉降量的(DSB-50型)位移傳感器10 ；本實施例橫梁9為鋼梁。(4)試驗設備集成將液壓千斤頂3與加載油泵相連；位移傳感器10與 (JCQ-503型)靜力試驗儀相連；(5)在四臺液壓千斤頂3上放置一承載鋼板，承載鋼板上放置一箱形承載鋼梁 4，箱形承載鋼梁4兩端與地面1之間各放置一個或二個承載鋼梁4的保護墊墩11，本實 施例箱形承載鋼梁4兩端與地面1之間各放置一個保護墊墩11 ；4.沉降檢測時的保護如圖1-圖2所示，在堆載墊墩2的兩側各布置二層沉降 沉降檢測時堆載保護用的滑道塊保護滑道塊5A及保護滑道塊6A。保護滑道塊的層數 也可以是一層或三層，根據滑道塊的體積及堆載重量而定。5.加載階段(1)在承載鋼梁4上放置提供反力作用的數層加載滑道塊6及加載滑道塊5和配 重塊7，加載滑道塊和配重塊的層數，根據滑道塊和配重塊的體積及堆載需用的重量而定；(2)啟動加載油泵，四臺液壓千斤頂3同時開始加載；(3)加載完畢後，通過試驗得出影響深度為7m 9m的地基承載能力，並記錄 加載重量及地面沉降量。檢測時分十級進行加載，分十級維持荷載；檢測點最大加荷為lOOOkPa，每級 加荷IOOkPa,分10級進行，最後一級達穩定標準後，再維持6小時。本實施例為堆載時，採用滑道塊5A，6A及大型履帶吊車的配重塊7，滑道塊 最重可達到130噸，需要採用大型履帶吊車進行堆載工作。並根據吊車的實際讀數記錄 滑道塊的重量，並以實際情況為準。在堆載完成後要保證承載鋼梁4上的堆載重心處於 四臺液壓千斤頂3的形心位置。底下兩側的滑道塊5，6作為堆載滑道塊及配重塊保護措 施。6.卸載階段加載完畢後，採用大型履帶吊車進行卸載工作，卸載時，分四級 進行卸載，檢測過程為30個小時左右。以上是一級為例說明。7.編制承載力報告。根據檢測結果編制檢測報告。上述試驗所用墊墩、承載鋼梁、滑道塊、配重塊、橫梁為現有技術，液壓千斤 頂、位移傳感器、靜力試驗儀為市售產品。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限 制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法，包括以下步驟(1)調研階段，根據《巖土工程勘察規範》及《建築地基基礎設計規範》的規定， 採用lm*lm或者0.5m*0.5m的板載荷試驗得出影響深度為2m 3m的地基承載能力；其 特徵在於還包括以下步驟(2)準備階段，根據板載荷試驗的結果，按照海洋工程結構物對地基承載力的要求確 定與實際要求相當的數個墊墩，然後，選擇千斤頂的規格和數量，以及承載鋼梁；(3)沉降檢測堆載順序，①在劃定的檢測區域內的地面1上放置一個檢驗承壓用的堆載墊墩(2)；②在堆載墊墩(2)上放置數臺液壓千斤頂(3)；③在堆載墊墩(2)的兩側各放置數個沉降檢測墊墩(8)，沉降檢測墊墩(8)及堆載墊 墩(2)上平行放置數根承載橫梁(9)，承載橫梁(9)的一側間隔一定距離各放置有數臺位 移傳感器(10)；④試驗設備集成將液壓千斤頂(3)與加載油泵相連；位移傳感器(10)與靜力試驗 儀相連；⑤在數臺液壓千斤頂(3)上放置一承載鋼板，承載鋼板上放置一承載鋼梁(4)，承載 鋼梁(4)兩端與地面(1)之間各放置數個承載鋼梁(4)的保護墊墩(11)；(4)沉降檢測時的保護，在堆載墊墩(2)的兩側各布置數層保護滑道塊(5)加載階段，①在承載鋼梁(4)上放置數層加載滑道塊和配重塊(7)；②啟動加載油泵，數臺液壓千斤頂(3)同時開始加載；③記錄加載重量及地面沉降量；(6)卸載階段加載檢測完畢後進行卸載；(7)根據檢測結果編制檢測報告。
2.根據權利要求1所述的模擬工況的大噸位足尺地基承載力的檢測方法，其特徵在 於所述加載階段，在堆載完成後要保證承載鋼梁(4)上的堆載重心處於數個千斤頂的 形心位置。
3.根據權利要求1或2所述的模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法，其特徵 在於所述加載階段，檢測時分十級進行加載，分十級維持荷載，最後一級達穩定標準 後，再維持6小時。
4.根據權利要求1所述的模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法，其特徵在於 所述卸載階段中，加載完畢後，分四級進行卸載。
全文摘要
一種模擬工況的大噸位足尺地基承載力檢測方法，包括以下步驟(1)調研階段，(2)準備階段，(3)沉降檢測堆載順序在檢測區域內放置一個堆載墊墩(2)；堆載墊墩(2)的兩側放置數個沉降檢測墊墩(8)，沉降檢測墊墩(8)及堆載墊墩(2)上放置數根承載橫梁(9)，承載橫梁(9)的一側放置有數臺位移傳感器(10)；數臺液壓千斤頂(3)上放置一承載鋼板，承載鋼板上放置一承載鋼梁(4)，承載鋼梁(4)下面各放置數個承載鋼梁(4)的保護墊墩11；(4)沉降檢測時的保護，(5)加載階段，(6)卸載階段(7)根據檢測結果編制檢測報告。本發明減少了地基處理的環節，實現了海洋工程結構物在非滑道區的建造；且不受地質條件限制，可以在任何地點檢測。
文檔編號E02D33/00GK102021918SQ200910092638
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月18日 優先權日2009年9月18日
發明者宋崢嶸, 李林, 李淑民, 楊君樹 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程(青島)有限公司, 海洋石油工程股份有限公司