开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究_林岳

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1、2014年8月水运工程Aug.2014第8期总第494期Port＆WaterwayEngineeringNo.8SerialNo.494·地基与基础·开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究林岳(中交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州510230)摘要:比较了《港口工程桩基规范》以及APIＲP2AWSD规范中对于开口管桩单桩承载力两种计算方法各自的优缺点，利用有限元软件ANSYS对目前普遍采用的传统模型和基于荷载传递法的双曲线模型分别建立三维桩基有限元模型进行计算和比较，分析表明后者更加准确合理、适用性更广泛。关键词:开口管桩;桩基;承载力;荷载传递法;双曲线模型;有限元;ANSY

2、S+中图分类号:U655.544.1文献标志码:A文章编号:1002-4972(2014)08-0138-06Calculatingmethodforbearingcapacityandfiniteelementmodelofopen-endedtubularpileLINYue(CCCC-FHDIEngineeringCo．，Ltd．，Guangzhou510230，China)Abstract:Thisarticlemakesacomparativeresearchontheadvantageanddisadvantageofthecalculatingmethodfortheb

3、earingcapacityofopen-endedtubularpilebetweenCodeforPileFoundationofHarborEngineeringandAPIＲP2AWSD．Three-dimensionalfiniteelementmodelsofpilefoundationarebuilttocalculateandcomparebyfiniteelementsoftwareANSYSaccordingtothetraditionalmethodwidelyadoptednowandthehyperbolicmodelofloadtransfermethod

4、respectively．Theresultindicatesthatthelatterismoreaccurateandreasonable，andhasawiderrangeofapplication．Keywords:open-endedtubularpile;pilefoundation;bearingcapacity;loadtransfermethod;hyperbolicmodel;finiteelement;ANSYS随着经济全球化的不断深入，国内外沿海港1开口管桩承载力计算方法口、海上新能源的开发以及海洋石油工业等的蓬勃一般认为，单桩轴向承载力由桩侧阻力与桩端发展，

5、桩基结构在近海、外海工程上的应用越来越阻力两部分组成。一般来说，靠近桩身上部土层的多，其中开口管桩由于其具有良好的贯入能力、抗侧阻力先于下部土层发挥，而侧阻力先于端阻力发［14］弯刚度和单桩承载力等优点而广受重视。模拟和计挥出来。在前期设计阶段缺乏试验资料时，开口算开口管桩的桩基结构，具有以下难点:1)开口管桩单桩承载力一般由经验参数法来确定，其承载管桩承载力计算中端阻力的土芯闭塞效应和侧阻力力的计算方法可分为两大类:第一类方法是分别计的挤土效应机理复杂，国内外学者对此进行了大量算桩外土体侧阻力和桩端阻力，在计算桩端阻力时［1-13］研究，但在实际工程设计的计算模型中如何反考虑闭塞效

6、应;第二类方法是分别计算桩内土芯侧映开口管桩土芯的作用仍是一个难题;2)目前国阻力、桩身外土体侧阻力和桩端圆环上的阻力。内水运行业设计在桩基分析模型中普遍采用简化1.1依据《港口工程桩基规范》计算桩基承载力的方法来处理桩身表面与土层间的摩阻力。国内水运设计桩基一般采用JTS164-4—2012收稿日期:2013-12-08作者简介:林岳(1986—)，男，硕士，助理工程师，从事水工结构设计。第8期林岳:开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究·139·《港口工程桩基规范》，其中关于敞口(开口)管桩轴向抗压承载力的经验参数法计算公式［15］如下:1Qd=(U∑qfili+ηqＲA)(1)γ

7、Ｒ式中:Qd为单桩轴向承载力设计值(kN);γＲ为单桩轴向承载力分项系数;U为桩身截面外周长(m);qfi为单桩第i层土的极限侧摩阻力标准值(kPa);li为桩身穿过第i层土的长度(m);η为桩端承载力折减系数;qＲ为单桩单位图1桩端闭塞判断面积极限端阻力标准值(kPa);A为桩端外围面对于黏土和砂土，不同土层的桩侧摩阻力及2积(m)。桩端承载力计算公式参见API规范，对于不闭塞对于单桩抗拔承载力，规范考虑了对桩外土的开口桩，在砂土中的桩侧摩阻力计算考虑乘