[发明专利]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）依据步骤一）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，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：$f_i=0.03q_c{A}_r^{0.3}{[\max \left(\frac{h}{D}\right),2]}^{-0.5}\tan {\mathrm{\&delta;}}_{\mathrm{cv}}---\left(2\right)$其中$A_r=1-\left(\frac{D_i^2}{D^2}\right)$粘土：f_i=（q_c‑σ_vo）/k₁    （3）其中k₁=12+14.9log（（q_c‑σ_vo）/σ_vo′）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，δcv为通过恒体积剪切试验确定的桩–土界面摩擦角；式（3）中σ_vo为总的上覆土体压力，k₁为经验系数，σ_vo′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_v0为总的上覆土体压力，k₂为经验系数，N_KT=（q_c‑σ_vo）/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。