[發(fā)明專利]確定溜樁之后樁基承載力的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410147807.8
• 申請(qǐng)日: 2014-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103938660A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李颯;王耀存
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D33/00
• 分類號(hào): E02D33/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張金亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樁基承載力的確定方法，特別是一種確定溜樁之后樁基承載力的方法。

背景技術(shù)

樁基基礎(chǔ)是海洋平臺(tái)最常用的基礎(chǔ)，近幾年，直徑大于2m，貫入深度超過(guò)90m的大直徑超長(zhǎng)鋼管樁被廣泛采用。由于海洋地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，土層差異大，在打樁過(guò)程中發(fā)生溜樁現(xiàn)象是很常見(jiàn)的，快速的溜樁可能使樁體發(fā)生破壞，造成事故。溜樁之后樁周土質(zhì)發(fā)生變化，使得樁基承載力受到影響，按原有方法評(píng)估的樁基承載力與實(shí)際結(jié)果存在一定偏差，有學(xué)者對(duì)溜樁后樁基承載力能否仍滿足設(shè)計(jì)要求提出質(zhì)疑。因此，確定溜樁之后樁基承載力是十分必要的。

目前，對(duì)大直徑超長(zhǎng)開(kāi)口鋼管樁的承載力計(jì)算大多是采用半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法。之前被廣泛采用的是美國(guó)石油學(xué)會(huì)API規(guī)范推薦的計(jì)算方法；近幾年，利用靜力觸探（CPT）方法，通過(guò)建立CPT指標(biāo)與承載力之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行承載力估算的方法受到越來(lái)越多學(xué)者的認(rèn)可。

美國(guó)API（2000,2006）規(guī)范分別規(guī)定了在砂土和粘土中樁基端阻和側(cè)摩阻力的計(jì)算公式。該方法以室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)為依據(jù)，如土的內(nèi)摩擦角、法向應(yīng)力以及不排水抗剪強(qiáng)度等，考慮一些影響因素并進(jìn)行修正，進(jìn)而得到樁基承載力。但是，海上打樁是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，樁基承載力由靜土阻力及動(dòng)土阻力兩部分組成，API規(guī)范未能充分考慮動(dòng)土阻力，公式中涉及到的有些參數(shù)物理意義不明確，并且一組指標(biāo)代表一個(gè)土層的情況，在海洋土質(zhì)差異變化大的特征下，難免會(huì)使計(jì)算精度降低。

近些年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了的大量研究，發(fā)現(xiàn)利用CPT方法確定樁基承載力呈現(xiàn)出其突出的優(yōu)勢(shì)。CPT方法是一種原位測(cè)試方法，憑借其方便快速、造價(jià)低、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)，不論在陸地還是海洋工程中都有廣泛地應(yīng)用。該方法能在原位試驗(yàn)，不會(huì)造成土體擾動(dòng)，因此能真實(shí)的反應(yīng)土體應(yīng)力變化，使得預(yù)測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確可靠。目前，在采用CPT方法評(píng)價(jià)樁基承載力時(shí)，往往采用探頭修正錐尖阻力q_c，建立錐尖阻力q_c和樁基單位側(cè)摩阻力和單位端阻之間的關(guān)系，以此確定樁基承載力。有很多學(xué)者提出了利用CPT數(shù)據(jù)計(jì)算樁基承載力的方法，最具代表性的有ICP法、Fugro法和UWA法等。這3種方法考慮樁體的幾何尺寸及深度效應(yīng)，分別對(duì)樁端阻力和側(cè)摩阻力的評(píng)估做了不同的規(guī)定。然而，根據(jù)近幾年大量工程實(shí)例證明，用以上幾種方法評(píng)估的溜樁后樁基承載力與實(shí)際情況存在較大偏差，溜樁對(duì)承載力產(chǎn)生的影響不可忽略。因此，提出一種確定溜樁后樁基承載力的方法是有重要的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種確定溜樁之后樁基承載力的方法，采用該方法確定的溜樁之后的樁基承載力與實(shí)際情況更加相符。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種確定溜樁之后樁基承載力的方法，采用以下步驟：

1）進(jìn)行靜力觸探原位試驗(yàn)，以獲得初始探頭錐尖阻力q_c′、側(cè)摩阻力f_s以及孔隙水壓力u；

2）依據(jù)步驟一）中的數(shù)據(jù)繪制樁位處土體深度-探頭修正錐尖阻力q_c、側(cè)摩阻力f_s以及孔隙水壓力u的曲線圖，其中，q_c=q_c′+u（1-η），式中η為探頭面積修正系數(shù)，根據(jù)靜力觸探結(jié)果圖檢查并篩選數(shù)據(jù)；根據(jù)參數(shù)q_c和f_s劃分土層，并完成地質(zhì)勘查報(bào)告；

3）依據(jù)美國(guó)石油學(xué)會(huì)API規(guī)范進(jìn)行樁基的設(shè)計(jì)，得到樁基設(shè)計(jì)的最終入泥深度d，樁基外徑D以及樁基內(nèi)徑D_i；

4）進(jìn)行打樁施工，得到溜樁結(jié)束時(shí)的深度H；

5）計(jì)算溜樁后的樁基承載力：

按照現(xiàn)有的API規(guī)范，樁基承載力Q_u由樁側(cè)摩阻力Q_s及端阻Q_p兩部分組成，即：

Q_u=Q_s+Q_p=Σf_iA_si+q_pA_p????（1）