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9.3 钻探方法
9.3.1海上钻探作用抛锚常用的锚有杆锚、无杆锚、大抓力锚、特种锚四大类型。漂浮式钻探平台通常选择有杆锚作为定位锚。锚重要大于或略大于吨位相当海船的锚重,锚链长度一般要大于水深5倍。
9.3.2由于海上恶劣的工作环境导致影响钻探作业的因素很多,为提高钻探工效,对钻孔孔身结构要事先按照任务书要求进行设计,同时,落实好所采取的钻进护孔措施。
9.3.3当用单一套管做孔口管时,为适应潮位变化,要备有足够数量的套管;当采用具有伸缩功能的内外套管时,内外套管重叠长度要大于最大超差。同时,为了克服海浪对钻进的影响,通常采用钻机安装高于平台0.50m~1.0m。
9.3.4对孔口管安装做出具体的规定。孔口管安装就位之后,可通过锚机进行微调,以确保钻孔孔口管中心与钻机立轴、天车保持垂直。
9.3.5海上风电场钻进方法与陆上岩土工程勘察钻进方法基本相同。
9.3.6鉴于海上风电场钻探的特点,当选择膨润土做护孔材料时,由于膨润土呈酸性,在使用时要进行改性处理;当选择其它材料做护孔材料时,如采用植物胶进行护孔,要通过测定孔内返回的浆液等性能指标来进行控制。
9.3.7对需要做孔内原位试验的钻孔,为减少因海浪引起平台晃动对试验成果的影响,应该要优先选择固定式平台。当在漂浮式钻探平台做孔内原位试验时,对平台至海底水深部分要选择多重套管进行保护。
9.4取样要求和方法
9.4.1岩芯采取率与钻进工艺、取样方法、岩土层特性等因素相关,本条规定的岩芯采取率是海上风电场工程勘察的基本要求,具体标准需根据勘察工程的要求确定。
9.4.3海底底质取样是查明海底底层的岩土性质,因此,本条规定了一些海底底质取样的要求和方法。当柱状样采集长度达不到要求时,要再次取样。连续两次以上未采到样品时,可改用蚌式采样器或箱式采样器取样。
9.4.4为了防止土试样湿度变化、暴晒或冰冻的影响,因此本条对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级土试样提出了妥善封存的要求。为避免土试样振动液化和水分离析后对试验成果的影响,海上风电场勘测在有条件时尽可能在现场设立试验室。
10岩土试验与测试
10.1一般规定
10.1.4试验条件的边界条件主要包括海水环境、荷载特性、土层应力历史、自重有效应力、附加应力和自重应力的总和等。同时还需考虑软土的结构性、荷载作用下土层的排水条件等因素。对于遇水容易崩解的软岩,可不做饱和处理。
10.2室内试验
10.2.1本条第4款国标《土工试验方法标准》GB/T50123中规定的液限含水率对应的落锥下沉深度可分别取17mm和10mm。水利行业标准中选取落锥下沉深度17mm对应的含水率为液限,而落锥下沉深度10mm液限的工程经验较为丰富,因此本规范选取落锥下沉深度10mm对应的含水率为液限。
10.2.2本条第5款土体动强度、动应力与应变之间的关系可在10-6~10-1范围内测定。土体的动强度、动剪切模量、阻尼比可在10-6~10-2的动轴向应变范围内测定,而对于轴向应变范围为10-6~10-4时,最好采用共振柱试验测定以提高成果精度。
10.2.3本条第4款岩石单轴抗压强度试验采用直接压坏试件的方法测量,也可在进行岩石单轴压缩变形试验的同时,测定岩石单轴抗压强度。为了建立各指标间的关系,尽可能利用同一试件进行多种项目试验。单轴压缩变形试验时一般采用分点测量,这样有利于检查和判断试件受状态的偏心程度,以便及时调整试件位置,使之受力均匀。
10.3原位测试
10.3.2 对海上风电场工程,需要采用静力触探对地层结构、地层状态、岩土参数进行分析,需要测定锥尖阻力(qc)、侧壁摩阻力(fs)、贯入时的孔隙水压力(u),并控制贯入过程中探头的倾斜度,因此宜采用四桥探头。
本条第2款带孔压测试的探头在贯入前应保持饱和状态,在室内保证探头应变腔为已排除气泡的液体所饱和,并在现场采取措施保持探头的饱和状态。
11 现场检测与检测
11.1.3 检测和监测仪器的安装应根据设计要求进行,施工期应注意对预埋于风机基础的检测和监测仪器进行保护,防止施工期间仪器损坏。仪器的采样频率等要求应满足设计要求。
11.1.4 监测数据的记录应根据设计要求进行,防止出现关键数据缺失等问题。11.3.2 水平变形检测和监测可采用倾角检测和监测替代,沉降检测和监测应包括不均匀沉降内容,对于单桩基础可只进行倾角的检测和监测。
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