[发明专利]海上倾斜定向注浆加固桩基的方法

说明书

本发明公开了一种海上倾斜定向注浆加固桩基的方法，步骤包括：勘查待加固桩基周围环境，避开海底电缆缆线或海底管道以确定安置于作业船上的钻机的钻孔倾角；根据钻孔倾角及钻头入泥深度确定待加固桩基的加固范围；确定作业船于海面上的第一个作业位置并于此作业位置使钻机根据钻孔倾角于泥线面以下钻孔至少一注浆路径并注入加固浆液；使作业船围绕待加固桩基的横向截面中心依序顺时针或逆时针移动90度并依次重复使钻机根据钻孔倾角于泥线面以下钻孔至少一注浆路径并注入加固浆液的步骤，直到作业船回到第一个作业位置以结束加固桩基的操作；据此，本方法可有效提高桩基周围土体强度，减小桩基在循环荷载下强度的退化，显著提高桩基的水平承载力。

技术领域

本发明属于海洋工程结构领域，尤其是涉及一种用于海洋平台桩基倾斜定向注浆加固，以提高桩基承载力的海上倾斜定向注浆加固桩基的方法。

背景技术

海上油田建设是国家能源发展的重要组成部分，海上油田通常是由数量不定的海洋平台组成，而海洋平台中使用较多的是适用于浅近海的固定式海洋平台，其是通过将数个桩打入海底而在桩上建设作业平台。固定式海洋平台的桩基会在长期的强烈海水动力的因素与不稳定的海底条件的作用下容易出现水平承载力降低、振动幅值增大的情况，严重地威胁到固定式海洋平台的安全生产。

为此，如何有效、便捷地实施对固定式海洋平台桩基的加固已成为海洋工程结构领域中一项重要的课题。

发明内容

本技术方案要解决的技术问题是固定式海洋平台的桩基在长期服役后易出现水平承载力降低、振动幅值增大的问题。

为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种海上倾斜定向注浆加固桩基的方法，该方法通过向固定式海洋平台位于海底的桩基区域均匀的注入加固浆液，以提升桩基水平的承载力并减小其振动幅值。本技术方案的海上倾斜定向注浆加固桩基的方法，其步骤包括：勘查待加固桩基周围的环境，避开海底电缆缆线或海底管道，以确定安置于作业船上的钻机的钻孔倾角；根据该钻机的钻孔倾角以及钻头入泥深度确定待加固桩基的加固范围；确定作业船于海面上的第一个作业位置；于该第一个作业位置使钻机根据钻孔倾角于泥线面以下钻孔至少一注浆路径；于该注浆路径内注入加固浆液；之后使作业船以待加固桩基的横向截面中心为中心点，以作业船至待加固桩基的横向截面中心之间的距离为作业距离，依序顺时针或逆时针移动90度并依次重复使钻机根据钻孔倾角于泥线面以下钻孔至少一注浆路径并注入加固浆液的步骤，直到作业船回到第一个作业位置以结束加固桩基的操作。

根据《浅海固定平台建造与检验规范》中国船级社2004中第5章钢结构2-38中6.5.3.2“灌浆加固中取8倍的桩径作为影响深度”，因此，作为本技术方案的另一种实施，该钻头入泥深度为待加固桩基的桩径的8倍，以此确保桩基加固的合理范围及稳定性。

作为本技术方案的另一种实施，该加固范围是以待加固桩基为中心轴而形成的一个圆台体，该圆台体的体积的计算公式为：其中，H为钻头入泥深度，R为圆台体上圆面的半径，r为圆台体下圆面的半径。

作为本技术方案的另一种实施，该圆台体上圆面的半径为以该待加固桩基横向截面的中心为起点于泥线面向外延伸的一距离，该圆台体上圆面的半径的计算公式为：其中，α为钻孔倾角。

根据《浅海固定平台建造与检验规范》中国船级社2004中第5章钢结构2-38中6.5.3.2“桩影响半径为3-8倍桩径”，因此，作为本技术方案的另一种实施，该圆台体下圆面的半径为该待加固桩基的桩径的3至8倍。

作为本技术方案的另一种实施，确定该作业船于海面上的第一个作业位置的具体方法为以待加固桩基的横向截面中心为起点，以该作业距离为作业船作业位置至该起点之间的距离而在海面上任选一作业位置，该作业距离的计算公式为：其中，H₁为海面至泥线面之间的海水深度。