海洋平台打桩过程中土阻力的研究

摘要

海洋平台的桩基大多为大直径超长钢管桩，再加上海上施工环境恶劣，海底地质条件复杂，导致沉桩难度较大，因此在施工之前对桩的可打入性进行准确预测是桩基设计的必要环节。要对桩可打入性进行准确预测，首先要了解打桩过程中的土阻力的变化情况。本文选用波动方程分析法结合基于 CPT的土阻力计算方法对这一问题进行了研究。
　　首先，阐述了波动方程分析法的基本原理及其数值求解方法，并简要介绍了波动方程分析软件GRLWEAP，总结了波动方程模拟打桩过程参数的选取；介绍了目前普遍使用的基于 CPT的土阻力计算方法，四种方法分别从侧阻退化及桩端开闭情况两个方面建立CPT指标与侧摩阻力及端阻力之间的关系。
　　其次，对不同打桩过程的两根桩的打桩记录进行对比分析，结合波动方程分析法、基于CPT的土阻力计算方法以及美国石油学会（API）规范提出的方法，从土塞形成的情况以及荷载循环对侧阻退化的影响两个方面分析不同打桩过程对土阻力的影响。得出在砂土中打桩时，即使是对于直径较大的情况（本次试验桩的直径为2.438m）也可能会形成土塞，并对打桩的土阻力产生明显的影响；不同打桩过程的两根桩土阻力之差与打桩的锤击数之间显示出良好的相关性，说明不同的打桩过程不能只用桩长与桩径之比来说明侧阻退化。
　　最后，对某海域九个平台的打桩记录与 CPT结果进行对比分析，分别推导出细砂层、粉细砂层和粘性土层中单位端阻消耗的能量E/qc与深度h之间的经验公式，根据这一结果可以由现场 CPT数据快速的估算打桩需要的能量，为打桩时打桩锤的选取提供依据。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 研究背景和意义

1.3 国内外研究方法及现状

1.4 本文主要工作

第2章 桩的可打入性分析方法

2.1 动力打桩方法

2.2 波动方程

2.3 本章小结

第3章 打桩过程对打桩土阻力的影响

3.1 静力计算方法

3.2 工程实例

3.3 本章小结

第4章 利用CPT方法评价打桩土阻力

4.1 CPT结果与打桩能量之间的关系

4.2 砂土层中打桩的特点

4.3 粘性土层中打桩的特点

4.4 本章小结

第5章 结论及展望

5.1 本文结论

5.2 进一步研究的展望

参考文献

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致谢