确定溜桩之后桩基承载力的方法

摘要

本发明公开了一种确定溜桩之后桩基承载力的方法，考虑溜桩对承载力的影响分三个区域确定单位侧摩阻力，采用CPT原位试验指标和有关施工数据作为计算的依据。本发明考虑了溜桩对土体的影响，根据溜桩对桩基承载力产生的不同程度的影响采用不同的计算方法，为检测溜桩后桩基承载力是否满足上部荷载要求提供可靠依据，能够保证桩基上部结构安全稳定。本发明可靠性强，成本低，周期短，可大大减少人力、物力和时间。对于海洋工程来讲，具有突出的优势。本发明符合工程实际，方法简单明确，易于计算，所涉及参数都容易确定且可靠，这使得计算结果更加精确。

主权项

一种确定溜桩之后桩基承载力的方法，其特征在于，采用以下步骤：1)进行静力触探原位试验，以获得初始探头锥尖阻力q′_c、侧摩阻力f_s以及孔隙水压力u；2)依据步骤1)中的数据绘制桩位处土体深度‑探头修正锥尖阻力q_c、侧摩阻力f_s以及孔隙水压力u的曲线图，其中，q_c＝q′_c+u(1‑η)，式中η为探头面积修正系数，根据静力触探结果图检查并筛选数据；根据参数q_c和f_s划分土层，并完成地质勘查报告；3)依据美国石油学会API规范进行桩基的设计，得到桩基设计的最终入泥深度d_design，桩基外径D以及桩基内径D_i；4)进行打桩施工，得到溜桩结束时的深度H；5)计算溜桩后的桩基承载力：按照现有的API规范，桩基承载力Q_u由桩侧摩阻力Q_s及端阻Q_p两部分组成，即：Q_u＝Q_s+Q_P＝Σf_iA_si+q_pA_p      (1)其中，f_i、q_p分别为单位侧摩阻力和单位端阻，A_si、A_p分别为桩侧表面积及桩端表面积，A_si＝πDh_i，A_p＝π(D²‑D_i²)/4，h_i为对应段桩基高度；5.1)考虑溜桩对承载力的影响确定单位侧摩阻力：5.1.1)将溜桩对桩单位侧摩阻力的影响分为三个区域：z/H＜0.5时，为完全影响区；0.5≤z/H≤0.8时，为部分影响区；z/H＞0.8时，为无影响区；其中，z为任一深度值，H为溜桩结束时的深度；5.1.2)确定三个不同区域的单位侧摩阻力：5.1.2.1)完全影响区：f_i＝2kPa5.1.2.2)部分影响区：5.1.2.2.1)当z/d≤0.5时，d为桩基实际最终入泥深度，砂土：$f_i=0.03q_c{A}_r^{0.3}{[max\left(\frac{h}{D}\right),2]}^{-0.5}{\mathrm{tan\delta }}_{cv}---\left(2\right)$其中$A_r=1-\left(\frac{D_i^2}{D^2}\right)$粘土：f_i＝(q_c‑σ_υ0)/k₁     (3)其中k₁＝12+14.9log((q_c‑σ_υ0)/σ′_υ0)式(2)中，q_c为探头修正锥尖阻力，D为桩基外径，D_i为桩基内径，h为考察点与桩端的竖向距离，δ_cv为通过恒体积剪切试验确定的桩–土界面摩擦角；式(3)中σ_υ0为总的上覆土体压力，k₁为经验系数，σ′_v0为上覆土体有效应力；5.1.2.2.2)当z/d＞0.5时，f_i＝2kPa；5.1.2.3)无影响区：f_i的确定方法砂土中同式(2)，粘土中同式(3)；5.2)确定单位端阻q_p：砂土：q_p＝q_c(0.15+0.45A_r)      (4)其中$A_r=1-\left(\frac{D_i^2}{D^2}\right)$粘土：q_p＝(q_c‑σ_v0)/k₂      (5)其中k₂＝N_KT/9式(4)中，q_c为探头修正锥尖阻力，D为桩基外径，D_i为桩基内径；式(5)中，σ_υ0为总的上覆土体压力，k₂为经验系数，N_KT＝(q_c‑σ_υ0)/Su，Su为土体不排水抗剪强度；5.3)将步骤5.1)确定的单位侧摩阻力f_i和步骤5.2)确定的单位端阻q_p以及桩侧表面积A_si和桩端表面积A_p代入公式(1)即可确定溜桩后桩基承载力。