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天津大学“海洋大直径超长管桩沉桩全过程控制技术装备及承载力评估”项目荣获天津市2016年度科学技术进步一等奖
来源: 科技成果与技术市场处          ( 2017-09-11 )
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  桩基础是海洋工程的主要基础形式。随着我国海洋油气与风能资源的规模化开发,海洋工程桩基础呈现显著地大型化趋势,单桩直径达8m,长度达156m。由于海洋环境条件复杂、桩身重量与径厚比激增,导致施工过程中会存在自由站立失稳、拒锤、溜桩等沉桩控制失效的技术难题和对大直径超长管桩承载力评估的理论难题。为解决海洋大直径超长管桩沉桩全过程精准控制及承载力评估的前沿难题,我们结合100余项近海与海洋大直径超长管桩工程实践,在十余项国家863与国家自然科学基金项目或课题等的支持下,经15年的长期研究,取得主要创新成果如下:

  (1)提出了打桩置锤瞬态压弯荷载耦合作用的屈曲失效判别方法,实现了锤型选择与桩身贯入度的高效匹配,解决了打桩置锤阶段桩基自由站立失稳控制的难题。

  (2)建立了桩外侧阻力指数衰减模型与桩内侧阻力分段分布模型,发展了土塞闭塞效应评估方法,形成了动力沉桩全过程模拟评价和打桩参数精准控制技术。

  (3)揭示了连续打桩与停锤导致的桩周土体强度衰减与恢复提高机理,提出了拒锤与溜桩发生位置或范围超前预判的方法,建立了避免拒锤的桩基结构设计方法。

  (4)提出了超大直径钢管桩潮间带精巧吊装、垂直度精准控制、振打联合沉桩成套施工技术与装备,形成了专有工法。

  (5)发明了拒锤与溜桩后桩基承载力评估技术,发展了液化土层桩基和群桩基础承载力的计算方法。

  该项成果授权经省部级专家鉴定为:整体具有国际先进水平,在拒锤与溜桩机理分析和控制技术方面达到了国际领先水平,已成功应用于渤海曹妃甸、旅大、南堡,东海春晓、平北、绍兴,南海番禺、文昌、荔湾等油气田开发工程,江苏如东、福建平海湾、南日海上风电工程,以及天津、珠海、海南港口等100余项大型工程,涵盖目前我国唯一的深水油气田工程,首个超大直径单桩海上风电工程,增收节支数3.5亿元。社会经济效益显著,推广应用前景广阔。

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