防滑移插桩方法以及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种防滑移插桩方法以及系统，涉及平台插桩技术领域，该防滑移插桩方法包括如下步骤：获取插桩区域的老脚印的桩坑点位及尺寸信息；对所述老脚印进行回填施工，在所述老脚印中形成回填层；对所述回填层进行冲击置换，使所述回填层与所述老脚印的底部土层发生混合；静置目标时间，在所述老脚印中形成混合层；使自升式平台在所述插桩区域就位，进行插桩作业。本发明专利技术通过对老脚印中的回填层进行冲击置换，使得回填层能够与老脚印的底部土层发生混合形成混合层，混合层能够显著地增加老脚印的地层承载力，有效避免自升式平台在老脚印及其附近就位插桩时发生滑移风险。脚印及其附近就位插桩时发生滑移风险。脚印及其附近就位插桩时发生滑移风险。

【技术实现步骤摘要】
防滑移插桩方法以及系统


[0001]本专利技术涉及平台插桩
，特别涉及一种防滑移插桩方法以及系统。

技术介绍

[0002]海上平台在拔桩离开原作业位置后所遗留的桩坑被称为老脚印，由于老脚印的存在，使得新平台在老脚印及其附近进行桩靴压桩过程中可能会滑向老脚印，从而导致桩腿无法对新平台产生均匀的支承力，导致平台存在倾斜的风险。例如自升式平台，当桩靴向老脚印滑移时，还会导致平台的几个桩腿之间发生不可控地倾斜，造成桩腿与平台卡住，从而导致平台出现无法升起的问题。这种因老脚印带来的潜在滑移风险给海上平台的施工过程和作业过程带来了极大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术实施例所要解决的技术问题是提供了一种防滑移插桩方法以及系统，用于减少老脚印带来的滑移风险以提高平台的稳定性。
[0004]本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现，本专利技术提供了一种防滑移插桩方法，包括如下步骤：
[0005]获取插桩区域的老脚印的桩坑点位及尺寸信息；
[0006]对所述老脚印进行回填施工，在所述老脚印中形成回填层；
[0007]对所述回填层进行冲击置换，使所述回填层与所述老脚印的底部土层发生混合；
[0008]静置目标时间，在所述老脚印中形成混合层；
[0009]使自升式平台在所述插桩区域就位，进行插桩作业。
[0010]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述获取插桩区域的老脚印的桩坑点位及尺寸信息具体包括如下步骤：
>[0011]对所述插桩区域进行现场土质勘探测试以及海底浅层地层浅剖，获取所述老脚印的桩坑点位及尺寸信息。
[0012]在本专利技术的一较佳实施方式中，在所述对所述老脚印进行回填施工之前，还包括步骤：
[0013]基于所述插桩区域的基本地质参数、以及所述老脚印的尺寸信息，确定回填层的回填作业参数；其中，回填作业参数至少包括回填材料、最小回填深度和回填量。
[0014]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述最小回填深度的计算方式为：
[0015][0016]式中，H为所述最小回填深度、Q
s
为所述老脚印的底部原始土层的极限承载力、为所述回填材料的内摩擦角。
[0017]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述回填量的计算公式为：
[0018][0019]式中，V为所需的回填量、H为所述最小回填深度、D为所述老脚印的桩坑直径、d为所述回填材料的粒径。
[0020]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述回填材料为砾石，所述砾石的粒径不大于10cm。
[0021]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述对所述回填层进行冲击置换具体包括如下步骤：
[0022]安装并检查高压射流喷射桩；
[0023]对所述回填层进行钻孔作业形成冲击置换钻孔；
[0024]将所述高压射流喷射桩下入所述冲击置换钻孔中；
[0025]利用所述高压射流喷射桩对所述回填层进行冲击置换。
[0026]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述对所述回填层进行钻孔作业形成冲击置换钻孔具体包括如下步骤：
[0027]通过钻具对所述回填层进行钻孔作业；
[0028]控制所述钻具钻穿所述回填层，并继续向下钻进目标深度形成所述冲击置换钻孔；
[0029]使所述钻具退出所述冲击置换钻孔，完成钻孔作业。
[0030]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述利用所述高压射流喷射桩对所述回填层进行冲击置换具体包括如下步骤：
[0031]基于所述老脚印的尺寸信息、所述回填量、所述回填材料、以及所述老脚印的底部原始土层的极限承载力，计算所述高压射流喷射桩的冲击置换作业参数；其中，所述冲击置换作业参数至少包括泵入海水流量、海水流速、喷头喷射仰角、喷头射程；
[0032]基于所述冲击置换作业参数，控制所述高压射流喷射桩对所述回填层进行冲击置换。
[0033]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述泵入海水流量的最少值的计算公式为：
[0034][0035]式中，q为泵入海水流量、Q
s
为所述老脚印的底部原始土层的极限承载力。
[0036]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述喷头的喷射方向与重力方向之间夹角形成所述喷头喷射仰角，所述喷头喷射仰角的范围为30
°‑
70
°
。
[0037]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述喷头射程不少于所述老脚印的最大直径的0.85倍。
[0038]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述目标时间为10min
‑
15min。
[0039]本专利技术还提供了一种防滑移插桩系统，防滑移插桩系统包括：
[0040]自升式平台；
[0041]钻孔模块，所述钻孔模块包括钻具；
[0042]冲击置换模块，所述冲击置换模块包括高压射流喷射桩、输送管道、注水泵以及流量控制设备，所述注水泵通过所述输送管道与所述高压射流喷射桩相连通，所述流量控制
设备设置在所述高压射流喷射桩与所述注水泵之间的输送管道上；
[0043]控制终端，所述控制终端与所述冲击置换模块电连接，所述控制终端能够获取老脚印的尺寸信息、回填量、回填材料、以及老脚印的底部原始土层的极限承载力，计算冲击置换作业参数，并基于所述冲击置换作业参数控制所述冲击置换模块对所述老脚印中的回填层进行冲击置换。
[0044]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述高压射流喷射桩包括喷射桩本体、设置在所述喷射桩本体上的进液口、以及沿所述喷射桩本体的轴向间隔设置的多个多通接头，所述多通接头上设有多个具有不同喷射方向的喷头。
[0045]在本专利技术的一较佳实施方式中，所述钻具上设有牙轮钻头以及扩眼器。
[0046]本专利技术的技术方案具有以下显著有益效果：
[0047]本专利技术所述防滑移插桩方法使用时，通过对自升式平台的插桩区域进行勘探，能够获取该插桩区域内的老脚印的桩坑点位及尺寸信息。当插桩区域内具有多个老脚印时，可逐一地对各老脚印进行处理。自升式平台在老脚印及其附近就位插桩前，通过回填材料对老脚印进行回填处理，在老脚印中形成回填层，利用回填层能够初步地提高老脚印的地层承载力。然后，为了进一步增加老脚印的地层承载力，对老脚印中的回填层进行冲击置换，使得回填层能够与老脚印的底部土层发生混合，随后静止一段时间，使得混合后的回填材料与底部土层沉降在老脚印中形成混合层，利用混合层能够进一步地增加老脚印的地层承载力，有效避免自升式平台在老脚印及其附近就位插桩时发生滑移风险。
附图说明
[0048]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防滑移插桩方法，其特征在于，包括如下步骤：获取插桩区域的老脚印的桩坑点位及尺寸信息；对所述老脚印进行回填施工，在所述老脚印中形成回填层；对所述回填层进行冲击置换，使所述回填层与所述老脚印的底部土层发生混合；静置目标时间，在所述老脚印中形成混合层；使自升式平台在所述插桩区域就位，进行插桩作业。2.如权利要求1所述的防滑移插桩方法，其特征在于，所述获取插桩区域的老脚印的桩坑点位及尺寸信息具体包括如下步骤：对所述插桩区域进行现场土质勘探测试以及海底浅层地层浅剖，获取所述老脚印的桩坑点位及尺寸信息。3.如权利要求1所述的防滑移插桩方法，其特征在于，在所述对所述老脚印进行回填施工之前，还包括步骤：基于所述插桩区域的基本地质参数、以及所述老脚印的尺寸信息，确定回填层的回填作业参数；其中，回填作业参数至少包括回填材料、最小回填深度和回填量；其中，所述最小回填深度的计算方式为：式中，H为所述最小回填深度、Q
s
为所述老脚印的底部原始土层的极限承载力、为所述回填材料的内摩擦角；所述回填量的计算公式为：式中，V为所需的回填量、H为所述最小回填深度、D为所述老脚印的桩坑直径、d为所述回填材料的粒径。4.如权利要求3所述的防滑移插桩方法，其特征在于，所述回填材料为砾石，所述砾石的粒径不大于10cm。5.如权利要求3所述的防滑移插桩方法，其特征在于，所述对所述回填层进行冲击置换具体包括如下步骤：安装并检查高压射流喷射桩；对所述回填层进行钻孔作业形成冲击置换钻孔；将所述高压射流喷射桩下入所述冲击置换钻孔中；利用所述高压射流喷射桩对所述回填层进行冲击置换。6.如权利要求5所述的防滑移插桩方法，其特征在于，所述对所述回填层进行钻孔作业形成冲击置换钻孔具体包括如下步骤：通过钻具对所述回填层进行钻孔作业；控制所述钻具钻穿所述回填层，并继续向下钻进目标深度形成所述冲击置换钻孔；使所述钻具退出所述冲击置换钻孔，完成钻孔作业。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进，宋宇，王佳康，范白涛，谢仁军，顾纯巍，刘宝生，杨战，赵宇航，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：