[发明专利]一种近海施工平台吸力桩基础承载力计算方法

权利要求书

1.一种近海施工平台吸力桩基础承载力计算方法，其特征在于：吸力桩基础设计的主要目标是能安全沉贯至指定深度，满足承载力及稳定性要求，具体包括以下步骤：

(1)获取基础施工区域底层分布、岩土物理力学性质与计算参数；确定吸力桶顶部竖向荷载、水平荷载、弯矩以及荷载组合；掌握桩位环境信息，如水面标高、泥面标高；

(2)确定桶体尺寸：确定桶体尺寸时，应考虑桶的直径、入土深度、壁厚、桩尖形式、间距、数量、几何特性、位置、泥面约束、材料强度、安装方法；

(3)贯入阻力计算：桶体的设计贯入深度应能使基础具有足够的能力，以承受最大的计算承载力；

(4)承载力计算：吸力桩基础承载能力验算包括桶-土系统对上部结构传递荷载的抵抗能力；

(5)稳定性验算：吸力桩基础沉贯过程中与在位工作状态下吸力桶自身的强度与稳定性验算。

2.根据权利要求1所述的近海施工平台吸力桩基础承载力计算方法，其特征在于：在步骤3中，所述贯入阻力计算：是海上作业平台吸力桩基础设计的重要内容，也是施工过程控制的关键技术环节，包括静力平衡法和Based-CPTU法两种；

A、静力平衡法：

假定吸力桶内外侧壁摩擦系数相同，并不考虑土塞效应。给定贯入深度Hn的贯入阻力按式(1)计算：

式中：n为分层计算的总层数；Q_tot为总贯入阻力；Q_side为沿桶侧壁摩擦阻力；Q_tip为桶端阻力；D₀为吸力桶直径；△h_i为第i层土厚度；K_i为第i层土的水平侧压力下系数；γ’为土体的有效重度；A_tip为桶端圆环面积；h_n为第n层土厚度；S_ui为第i分层土体不排水抗剪强度；N_ci为承载力系数，其取值与计算目的有关，当计算承载力时N_ci取7.5；当用于计算土体反向破坏时N_ci取9.0；N_qi为承载力系数，对于黏土，一般取1.0；S_uitip为桶端部不排水抗剪强度均值；

B、Based-CPTU法：

考虑到静力平衡法中物理参数获取的困难,Based-CPTU将摩阻力、端阻力与锥尖贯入阻力q_c建立关系：

式中：k_f、k_p分别为与q_c相关的侧摩阻力和端阻力经验系数；q_c(z)为桩基影响范围内平均贯入阻力比，为z的函数。