海上风电基础大直径钢管桩竖向承载特性研究

摘要

大直径钢管桩因其单桩承载力高、水平抗弯性能好、施工简单、对环境扰动小等优点已经被越来越多的应用于超高层建筑和海洋工程中。然而由于大直径钢管桩试验成本高，试验资料匮乏导致目前大直径钢管桩竖向承载力的研究较少，这就给设计和施工带来了很大的不便和浪费。所以，研究大直径钢管桩竖向承载性能具有重要的意义。
　　本文首先整合现场海洋工程的静载荷试验资料，对大直径钢管桩的竖向承载性能做深入的分析，指出大直径钢管桩的承载机理并且得到荷载沉降关系曲线和桩身摩阻力曲线。其次，在清楚大直径钢管桩的承载特性的基础上，针对桩端阻力提出土塞效应修正系数，通过静载荷试验结果验证修正后的桩端阻力和桩侧摩阻力。 最后，讨论考虑土塞效应和尺寸效应作用下大直径钢管桩的竖向承载性能。通过计算可以看出，本文提出的土塞效应系数λp对于直径大于1.5m钢管桩的端阻力的折减非常大，基本都在0.2～0.3范围内，故建议规范修正引入λp，当D＞1.5m时取0.2～0.3。持力层为黏性土、粉土时建议取小值，持力层为砂性土时建议取大值。采用规范中给出的桩侧摩阻力标准值进行计算的时候发现，所得出的桩侧摩阻力比实际值小10％～20％不等，考虑可能是由于深层土由于受到较大的土应力变得更加密实，从而能够提供更大的侧摩阻力。但是由于计算值小于实测值这对于设计来说是偏安全的，所以可以采用本文给出的计算方法。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 大直径钢管桩

1．2．1 大直径钢管桩的优点

1．3 竖向荷载作用下桩基承载性能研究现状

1．4 论文研究内容及意义

第二章 大直径钢管桩的静载荷试验研究

2．1 工程概况

2．2．1 工程一概况及试验情况

2．2．2 工程二概况及试验情况

2．2．3 工程三概况及试验情况

2．2．1 工程四概况及试验情况

2．2 桩极限承载力判定标准如下

2．3 大直径钢管桩试验结果分析

2．4 试桩的Q-s曲线结果分析

2．5 本章小结

第三章 大直径钢管桩的竖向承载特性分析

3．1 大直径钢管桩竖向承载力影响因素分析

3．2 试验桩桩身轴力和侧摩阻力分析

3．3 本章小结

第四章 考虑土塞效应作用下大直径钢管桩竖向承载特性

4．1 考虑土塞效应的钢管桩承载特性

4．2 钢管桩土塞效应计算方法

4．2．1 山原法

4．2．2 田岛法

4．2．3 小泉法

4．3 考虑土塞效应的钢管桩承载力计算方法

4．3．1 建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)

4．3．2 公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007)

4．3．3 API规范方法(1993)

4．3．4 AASHTO方法(2007)

4．3．5 桩身抗力计算方法

4．3．6 韩国基础结构设计标准(KGS)(2003)

4．3．7 尺寸效应系数的校核

4．4 江苏滨海海上大直径钢管桩竖向承载力计算

4．4．1 桩侧阻力和桩端圆环承载力的计算

4．4．2 大直径钢管桩尺寸效应系数

4．4．3 土塞承载力计算

4．4．4 总承载力

4．5 数值模拟

4．5．1 土体参数

4．5．2 竖向承载特性模拟

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．1 展望

参考文献

致谢