[發明專利]確定海洋工程大直徑鋼管樁在自重作用下入土深度的方法

無效

• 申請號: 201310280190.2
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103353925A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 閆澍旺;劉潤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;E02D33/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種確定海洋工程大直徑鋼管樁在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）根據鋼管樁的設計參數計算確定鋼管樁體自重W_P；

（2）假設入泥深度h；

（3）根據事先假設的入泥深度h，分別計算鋼管樁單位面積的樁端阻力和樁側摩阻力；

（4）計算鋼管樁總阻力F_s

Fs=∫0hfsx·Lc·dx+quh·Ab]]>

式中：f_sx——計算點x所在土層的鋼管樁單位面積的樁側摩阻力；

_quh——鋼管樁單位面積的樁端阻力；

L_c——鋼管樁的內外側周長之和；

A_b——樁端的環形面積；

（5）確定鋼管樁的自沉深度

當W_p=F_s時，所假設的入泥深度h為鋼管樁的自沉深度。

2.根據權利要求1所述的確定海洋工程大直徑鋼管樁在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，步驟（3）包括：計算鋼管樁進入粘性土層時單位面積的樁端阻力和樁側摩阻力，以及計算鋼管樁進入砂性土層時單位面積的樁端阻力和樁側摩阻力。

3.根據權利要求2所述的確定海洋工程大直徑鋼管樁在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，當鋼管樁進入粘性土層時，樁側單位面積土體阻力按下式計算：

f_s=αc

式中：α——無量綱系數；

c——計算點土的不排水剪切強度，

系數α或由下式計算：

α=0.5Ψ^-0.5，Ψ≤1.0

α=0.5Ψ^-0.25，Ψ＞1.0

限制條件是α≤1.0

式中：Ψ——計算點處的c/P′_o；

P′_o——計算點的有效上覆土壓力，

單位面積的樁端土體阻力按下式計算：

q_u=9c

式中：q_u——單位面積的樁端阻力。

4.根據權利要求2所述的確定海洋工程大直徑鋼管樁在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，當鋼管樁進入砂性土層時，樁側單位面積土體阻力按下式計算：

f_s＝KP′_otanδ

式中：K——側向土壓力系數；

P′_o——計算點的有效上覆土壓力；

δ——土和樁側壁之間的摩擦角，

單位面積的樁端土體阻力按下式計算：

q_u=q_DN_q+γBN_γ

式中：N_q、N_γ——阻力系數，根據鋼管樁底端以下土體的值從N_q和N_γ與的關系曲線得到；

q_D——樁底平面處的超載，q_D=α_Tγ₀D，α_T取決于鋼管樁底端以上土體的值和h/B值查表得到，γ₀為樁端以上土體的容重，h為樁的入土深度；

γ——樁端以下土體的容重；

B——鋼管樁的壁厚。

5.根據權利要求1所述的確定海洋工程大直徑鋼管樁在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，步驟（5）所述的確定鋼管樁的自沉深度，包括判斷W_p是否等于F_s，當W_p不等于F_s時，返回步驟（2）重新進行，當W_p等于F_s時，步驟（2）假設的入泥深度為鋼管樁的自沉深度。