关于半成岩内全直桩水平位移各公式计算误差探析

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1、关于半成岩内全直桩水平位移各公式计算误差探析　　摘要：本工程为毛里塔尼亚新建25万吨级矿石码头工程，该国地处撒哈拉沙漠西部边缘地区，地质条件较为特殊，基本为胶结类砂在形成岩石过程中的一种半成岩，该类岩石手可捏碎，浸水后，可捏成散粒状，但整体强度相对较高。在此基础上本工程靠船墩为分离结构且为全直桩。设计前期分别采用m法、P-Y曲线法、布鲁姆法以及ROBOT和ALGOR等有限元方法进行了水平位移计算，结合后期试桩资料，现总结以上各种计算方法的优缺点。关键词：半成岩；全直桩；水平位移；各种计算方法；优缺点Abst

2、ract:thisprojectisthenew250000DWTOreWharfinMauritania,thiscountryislocatedinWesternSaharaedgearea,itsgeologicalconditionsaremorespecial,basicforthecementedsandintheformationofrockintheprocessofakindofsemirock,therocktypehandcancrush,afterimmersioninwater,c

3、anbesqueezedintogranular,buttheoverallrelativelyhighstrength.Basedontheengineeringofpierstructureforseparating6structureandforthestraightpile.Designusingmmethod,P-Ycurvemethod,BloommethodandROBOTandALGORfiniteelementmethodforthecalculationofthehorizontaldi

4、splacement,pilewithlate,presentlysummarizesalloftheabovemeritsandshortcomingsofthemethod.Keywords:semirock;straightpile;horizontaldisplacement;calculationmethods;advantagesanddisadvantages中图分类号：P585文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)本工程为毛里塔尼亚努瓦迪布新建25万吨级矿石码头工程，其中包括

5、引桥792.9m，码头404m，系缆墩4个，靠船墩11个，所有结构均采用桩基基础，本工程共包括钢管桩379根，钢管桩尺寸大部分为直径1420mm，壁厚26mm。本工程系、靠船结构为主要受力构件，其稳定性是本工程的关键，同时桩顶部位移对结构设计影响较大，目前国外港口工程采用全直桩结构型式较多，国内全直桩结构型式的港工结构也在逐年增加，结合本工程试桩资料对各计算方法进行总结，以便类似项目能够对水平位移做初步的判断。计算条件6本次计算桩径为1420mm，壁厚26mm，桩顶标高为4.0m，外荷载作用点高程为3.5m

6、，泥面标高为-18.2m，桩底标高为-40.7m，外荷载设计值为412KN，本次计算采用的地质资料如表1所示：地质资料表1计算方法及主要公式本次计算采用m法、P-Y曲线法、布鲁姆法以及ROBOT、ALGOR等有限元方法进行计算，其中m法主要计算公式如下：P-Y曲线法采用的主要计算公式如下：布鲁姆法采用的主要计算公式如下：ROBOT及ALGOR等有限元计算时，其弹簧系数采用k=mz进行计算，每延米布置一个弹簧，桩底沿桩轴线方向自由度进行限制。计算结果及试桩资料对比m法计算位移简图如图一所示：图一：m法计算位移

7、曲线图经换算，受力点位移为240.58mm。P-Y曲线法计算P-Y曲线图如图二所示：6图二：P-Y曲线法计算位移曲线图经换算，受力点位移为249.47mm。布鲁姆法计算受力点位移为626.55mm。ROBOT及ALGOR计算结果为282mm和285mm。试验结果如图三所示：图三：试验位移曲线图受力点位移计算结果汇总表表2主要优缺点m法在泥面处位移超过10mm时需进行修正，但需修正的土体深度及土体指标的修正目前暂无相关计算方法，因此计算值偏小。P-Y曲线法虽然能够考虑土体的塑性变形对桩位移的影响，但极限土阻力

8、随桩入土深度的拟合并不精准，同时对于砂质地质对内摩擦角及不排水抗剪强度值较敏感，对发生塑性变形的高度不能明确的情况下，对位移计算的修正较困难，因此计算结果偏小。m法及P-Y曲线法均未考虑桩体悬臂部分的自身材料的变形，其计算方法不够完善，应作进一步的修正计算。6布鲁姆法为根据桩体周围土体的土压力平衡进行位移计算，最终位移根据悬臂梁法进行计算，但悬臂梁法计算时未考虑嵌固点以上土体对桩位移的影响，因此位移计算较实际值稍