2.4　桩基承载力工程算例

2.4.1　某海上风电桩基础设计实例

1.工程概况

该海上风电场区海底高程在0～-30m之间，风电场海域内岛屿、岛礁分布较多，水深变化范围较大，海底地形较为复杂。本实例取自该工程试桩资料，试桩全长60m，桩外径为1.9m，壁厚为0.03m，打入深度为30.29m，施工区域土层资料见表2.4.1。

2.桩基承载力计算

（1）太沙基深基础承载力理论计算。按照式（2.2.4）、式（2.2.5）计算桩基承载力，表2.4.2中给出了主要计算参数及结果。

（2）别列柴策夫承载力理论计算。按照式（2.2.7）计算桩基承载力，表2.4.3中给出了主要计算参数及结果。

（3）迈耶霍夫承载力理论计算。按照式（2.2.6）计算桩基承载力，表2.4.4中给出了主要计算参数及结果。

（4）API规范法计算。由于API规范和DNV规范较为相似，因此只给出API规范的承载力计算结果。按照式（2.1.1）～式（2.1.7）计算桩基承载力，表2.4.5中给出了主要计算参数及结果。

（5）港口工程桩基规范法计算。按照式（2.1.32）计算桩基承载力，表2.4.6中给出了主要计算参数及结果。

3.桩基动测结果

该工程采用了高应变动测方法实测桩基承载力，计算的桩尖标高为-48.60m，复打测试贯入0.10m至桩尖标高-48.70m，复打锤击数为74击。通过CAPWAP法得到的最终极限承载力为29.11MN，其中桩侧摩阻力为17.39MN，桩端极限承载力为11.72MN。

4.对比分析

由上表可看出，运用上述5种桩基承载力计算方法所得计算结果中，以太沙基深基础理论计算的桩基承载力最大，这与太沙基理论假设土体破坏范围较大有关，而其他4种理论或规范计算结果相近，各种计算方法所得结果与桩基动测结果相差较大。

2.4.2　荔湾深海石油开发项目桩基实例

1.工程概况

荔湾LW3-1深海石油开发工程位于南海东部，香港东南300km处的海域，该工程包括深海油气田开发和连接工程、深海海底管线工程、浅海生产设备和陆上煤气输送系统。其中深海油气开发工程海域水深较深，海底地形较为复杂，海底土层勘察较为困难，为海洋平台基础设计工作带来极大的挑战。本实例取自荔湾深海石油开发项目试桩资料，该试桩全长158m，桩外径为2.743m，壁厚统一取为0.1m，打入深度为135m，施工区域土层资料见表2.4.8。

2.桩基承载力计算

（1）太沙基深基础承载力理论计算。按照式（2.2.4）、式（2.2.5）计算桩基承载力，表2.4.9中给出了主要计算参数及结果。

（2）别列柴策夫承载力理论计算。按照式（2.2.7）计算桩基承载力，表2.4.10中给出了主要计算参数及结果。

（3）迈耶霍夫承载力理论计算。按照式（2.2.6）计算桩基承载力，表2.4.11中给出了主要计算参数及结果。

（4）API规范法计算。由于API规范和DNV规范较为相似，因此只给出API规范的承载力计算结果。按照式（2.1.1）～式（2.1.7）计算桩基承载力，表2.4.12中给出了主要计算参数及结果。

（5）港口工程桩基规范法计算。按照式（2.1.32）计算桩基承载力，表2.4.13中给出了主要计算参数及结果。

3.桩基动测结果

高应变检测对两根桩进行了初打测试，锤击数分别为125、143，采用PDA打桩分析系统，CAPWAP法分析得到极限承载力分别为48.9MN和49MN。由于土体在打桩结束后会产生结构重组，强度将会改变，依据初打测试将会低估桩基极限承载力。通过CAP-WAP分析，在假定土体强度恢复系数2.4的情况下，桩基极限承载力可达到117MN（桩侧摩阻力70.9MN；端阻力46.6MN）。

4.对比分析

由上表可看出，太沙基深基础理论计算结果最大，超出其他计算结果2倍以上，说明当桩基的入土深度较深时，地基的破坏模式与太沙基理论的假设模式相差较大。而别列柴策夫理论、迈耶霍夫理论计算结果较为接近，说明两种理论对地基破坏模式的假定比较相似，但计算结果均高于实测值。API规范和港口工程桩基规范所得的计算结果与实测值相比较高。所有理论及规范的承载力计算结果均高于动测结果，经分析可能是由与动测时的锤击力没有使得桩周土体阻力完全被激发所致。

2.4.3　某国外工程桩基实例

1.工程概况

本实例取自某海外工程试桩资料，该试桩为钢管桩基础，桩长103.8m，桩的外直径为1.372m，壁厚0.06m，打入土体中的深度为64m，桩基础总重量为175.752t，该区域土层资料见表2.4.15。

2.桩基承载力计算

（1）太沙基深基础承载力理论计算。按照式（2.2.4）、式（2.2.5）计算桩基承载力，表2.4.16中给出了主要计算参数及结果。

（2）别列柴策夫承载力理论计算。按照式（2.2.7）计算桩基承载力，表2.4.17中给出了主要计算参数及结果。

（3）迈耶霍夫承载力理论计算。按照式（2.2.6）计算桩基承载力，表2.4.18中给出了主要计算参数及结果。

（4）API规范法计算。由于API规范和DNV规范较为相似，因此只给出API规范的承载力计算结果。按照式（2.1.1）～式（2.1.7）计算桩基承载力，表2.4.19中给出了主要计算参数及结果。

（5）港口工程桩基规范法计算。按照式（2.1.32）计算桩基承载力，表2.4.20中给出了主要计算参数及结果。

3.动测结果

CASE法分析得到的最终极限承载力为50MN；其中桩侧摩阻力为38.9MN，桩端极限承载力为11.1MN。

4.对比分析

由上表可看出，太沙基深基础理论计算结果最大，别列柴策夫理论、迈耶霍夫理论计算结果较为接近且接近动测结果，而API规范方法和港口工程桩基规范方法所得结果相对较小。

2.4.4　渤海某油田M平台桩基实例

1.工程概况

本实例取自渤海某油田M平台试桩资料，平台所在位置水深20.2m，M平台导管架高度为26.2m，桩基设计总长达132.93m，设计入泥深度101m，桩的外直径为2.438m，壁厚0.065m。该区域土层资料见表2.4.22。

2.桩基承载力计算

（1）太沙基深基础承载力理论计算。按照式（2.2.4）、式（2.2.5）计算桩基承载力，表2.4.23中给出了主要计算参数及结果。

（2）别列柴策夫承载力理论计算。按照式（2.2.7）计算桩基承载力，表2.4.24中给出了主要计算参数及结果。

（3）迈耶霍夫承载力理论计算。按照式（2.2.6）计算桩基承载力，表2.4.25中给出了主要计算参数及结果。

（4）API规范法计算。由于API规范和DNV规范较为相似，因此只给出API规范的承载力计算结果。按照式（2.1.1）～式（2.1.7）计算桩基承载力，表2.4.26中给出了主要计算参数及结果。

（5）港口工程桩基规范法计算。按照式（2.1.32）计算桩基承载力，表2.4.27中给出了主要计算参数及结果。

3.动测结果

由于复打时没有检测到桩身的贯入量，说明复打的锤击能量不足以激发全部的桩周土体阻力，因此复打时的桩基承载力选取打桩时的桩端极限承载力加上复打时的侧摩阻力，最终得到桩的极限承载力为103.8MN。考虑到桩基承载力的时效性，经理论分析最终确定工作状态下的桩基承载力可以达到148MN。

4.对比分析

由上表可看出，太沙基深基础理论计算结果远高于动测结果，这是由于太沙基深基础理论假设土体破坏范围较大。别列柴策夫理论与迈耶霍夫理论与桩基动测结果相近，而API规范方法和港口工程桩基规范方法所得结果小于桩基动测结果，规范计算所得的极限承载力较为保守。