滨海勘察新技术——井下静力触探
从2018年“滨海66科学调查船”的建造,到2020年静力触探系统海试成功,三年之间青岛滨海勘察测绘不间断的探索创新,成为国内实现井下式静力触探技术能力的佼佼者。技术的创新、设备的更新换代,不但为公司在海洋技术领域树立了一个里程碑,也为勘探业务提供了一种全新的技术手段,标志着青岛滨海勘察进入当打之年。
井下式静力触探系统是一种对海底土体进行深层探测的原位测试设备,利用配套的海洋波浪补偿钻机、海底基盘、海底土体静力触探设备对海底土体的物理力学性质进行原位测试,进而评价海底土体工程地质特性和稳定性的一种海底工程地质原位探测技术。
通过该技术,可以获得海底土的锥尖阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力及其随深度变化曲线,进而通过计算获得土的物理力学参数,是海底工程稳定性评价中具有高精度、高灵敏度的原位测试评价方法。
井下式静力触探系统主要特点是将钻探和静力触探、采样等结合起来,采用循环推进的方式,推进系统在钻孔内轴向定位并将静力触探头或采样器贯入到土体中,完成静力触探试验和采集土样。
此时钻探的主要功能就是清除触探已经完成的土层或者钻透静力触探无法完成的坚硬土层,以便开始下一回次的静力触探试验或采取土样。
井下式静力触探系统在深层海底测试方面具有明显的优势,从理论上来说,该系统能够达到的深度与可以钻进的深度是一致的,我公司与磐索地勘科技合作开发并海试成功的井下式静力触探系统贯入能力为50KN,行程为1.0m和3.0m,海洋波浪补偿钻机钻探作业能力(水深+孔深)为:300m。
钻进数据实时反馈
井下静力触探数据的解释成果的应用主要有以下三个方面:
1、土层划分和土类判别;
2、估算土质参数。例如估算粘性土的不排水抗剪强度、超固结比、灵敏度、砂土相对密实度、内摩擦角、土的压缩模量、变形模量、饱和粘土不排水模量、砂土初始切线弹性模量和初始切线模量等土质参数;
3、测试结果可直接用于工程地质评价。例如地基承载力、单桩承载力以及砂土液化判别等方面的评价以及水下地质环境评价。
由于静力触探测试是一种功效快、成本低,测试精度高的原位测试,它将在海洋工程领域越来越被广泛使用。随着CPT设备和技术的不断改进、探头的测试精度的逐步提高和越来越多的新的感应器的研制和开发,静力触探测试将提供更加可靠的测试结果和土质参数。
总之,静力触探测试在海上风电项目、海上桩基施工项目、海上管线路由、钻井船位置、桩基导管架位置、重力式结构和水下地质环境调查领域已得到广泛的使用和认可。