[发明专利]确定海洋工程大直径钢管桩在自重作用下入土深度的方法

权利要求书

1.一种确定海洋工程大直径钢管桩在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）根据钢管桩的设计参数计算确定钢管桩体自重W_P；

（2）假设入泥深度h；

（3）根据事先假设的入泥深度h，分别计算钢管桩单位面积的桩端阻力和桩侧摩阻力；

（4）计算钢管桩总阻力F_s

Fs=∫0hfsx·Lc·dx+quh·Ab]]>

式中：f_sx——计算点x所在土层的钢管桩单位面积的桩侧摩阻力；

_quh——钢管桩单位面积的桩端阻力；

L_c——钢管桩的内外侧周长之和；

A_b——桩端的环形面积；

（5）确定钢管桩的自沉深度

当W_p=F_s时，所假设的入泥深度h为钢管桩的自沉深度。

2.根据权利要求1所述的确定海洋工程大直径钢管桩在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，步骤（3）包括：计算钢管桩进入粘性土层时单位面积的桩端阻力和桩侧摩阻力，以及计算钢管桩进入砂性土层时单位面积的桩端阻力和桩侧摩阻力。

3.根据权利要求2所述的确定海洋工程大直径钢管桩在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，当钢管桩进入粘性土层时，桩侧单位面积土体阻力按下式计算：

f_s=αc

式中：α——无量纲系数；

c——计算点土的不排水剪切强度，

系数α或由下式计算：

α=0.5Ψ^-0.5，Ψ≤1.0

α=0.5Ψ^-0.25，Ψ＞1.0

限制条件是α≤1.0

式中：Ψ——计算点处的c/P′_o；

P′_o——计算点的有效上覆土压力，

单位面积的桩端土体阻力按下式计算：

q_u=9c

式中：q_u——单位面积的桩端阻力。

4.根据权利要求2所述的确定海洋工程大直径钢管桩在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，当钢管桩进入砂性土层时，桩侧单位面积土体阻力按下式计算：

f_s＝KP′_otanδ

式中：K——侧向土压力系数；

P′_o——计算点的有效上覆土压力；

δ——土和桩侧壁之间的摩擦角，

单位面积的桩端土体阻力按下式计算：

q_u=q_DN_q+γBN_γ

式中：N_q、N_γ——阻力系数，根据钢管桩底端以下土体的值从N_q和N_γ与的关系曲线得到；

q_D——桩底平面处的超载，q_D=α_Tγ₀D，α_T取决于钢管桩底端以上土体的值和h/B值查表得到，γ₀为桩端以上土体的容重，h为桩的入土深度；

γ——桩端以下土体的容重；

B——钢管桩的壁厚。

5.根据权利要求1所述的确定海洋工程大直径钢管桩在自重作用下入土深度的方法，其特征在于，步骤（5）所述的确定钢管桩的自沉深度，包括判断W_p是否等于F_s，当W_p不等于F_s时，返回步骤（2）重新进行，当W_p等于F_s时，步骤（2）假设的入泥深度为钢管桩的自沉深度。