海上風電機組地基基礎設計規(guī)程

PAGEPAGE26海上風電機組地基基礎設計規(guī)程天津大學建筑工程學院前言本規(guī)程以挪威船級社《海上風電機組結構設計標準》（DNV—OS—J101）為主要參考范本，同時參考了《海上固定平臺規(guī)劃、設計和建造的推薦作法——荷栽抗力系數設計法》（SY/T10009—2002）和《港口工程樁基規(guī)范》（TJT254—98）的相關內容，并納入了天津大學建筑工程學院相關學科多年的科研成果，采用了基于可靠度設計理論的荷載抗力系數設計法。為便于應用本規(guī)程對主要涉及的三種基礎型式：單樁基礎、高承臺群樁基礎以及筒型基礎分別給出了設計算例。目錄1總則 11.1一般規(guī)定 11.2土質調查 21.3地基土特性 21.4循環(huán)荷載效應 31.5土與結構物的相互作用 31.6混凝土結構的耐久性 3說明 42單樁基礎 52.1一般規(guī)定 52.2樁的設計 52.3樁的軸向承載力 62.4樁的軸向抗拔力 92.5樁的軸向性能 92.6軸向荷載樁的土反力 102.7側向荷載樁的土反力 122.8樁壁厚度 17說明 20算例 243高樁承臺群樁基礎 253.1一般規(guī)定 253.2軟弱下臥層承載力 253.3負摩阻力 263.4抗拔計算 273.5水平承載力 283.6沉降 303.7承臺設計 313.8構造要求 37說明 40算例 414預應力鋼筋混凝土筒形基礎 42說明 42算例 421總則1.1一般規(guī)定1.1.1本章主要介紹了樁基礎、重力型基礎和海底穩(wěn)定的要求。1.1.2沒有在標準中詳細說明的基礎類型應該特別考慮。1.1.3基礎設計應該基于特定的位置（地理）信息，詳見第3章（第三章1.1.這部分狀態(tài)要求為：——地基土——基礎結構上的地基土響應——土體和結構之間的相互作用對于相關的鋼和（或）混凝土基礎結構自身的要求在第七章到第九章（第七章鋼結構設計，第八章海上混凝土結構設計細則，第九章灌漿連接的設計與施工）給出。1.1.5——承載力破壞——（基礎）滑動——傾覆——樁被拔出——樁產生大的沉降或位移1.1.6在第二章（第二章設計準則）中給出的極限狀態(tài)分類的定義對基礎設計也是有效的，除了把由循環(huán)荷載作用引起的破壞視為極限承載力狀態(tài)，也可選擇作為偶然極限承載力狀態(tài)，使用部分荷載和材料系數來定義這些極限狀態(tài)的分類。荷載系數在這種情況下可以應用于設計荷載歷史中所有的循環(huán)荷載。比第五章（第五章荷載和抗力系數）1.1.7荷載系數用于不同的極限狀態(tài)分類的相關設計在第五章1.1.8材料系數被用來規(guī)定這一章中相關的設計部分，特征土體強度應該與條目1.1.——對于有效應力分析，特征摩擦角的正切值應按材料系數γm來劃分——對于總應力分析，特征不排水抗剪強度應按材料系數γm來劃分對于軸向樁荷載的土體抗力，材料系數應按照C107（第十章基礎設計C樁基礎C106條目）中所描述的應用于特征抗力。對于側向樁荷載的土體抗力，材料系數應按照C106（第十章基礎設計C樁基礎C107條目）中所描述的應用于特征抗力。1.1.對具有重力型基礎的結構來說，由結構自重造成的土中應力增加而產生的沉降應該考慮。應該考慮風輪機支撐結構的承受不均勻沉降的能力。1.1.11設計原則和基礎設計解決實例更詳細的說明已在DNV分類說明1.2土質調查1.2.1土質調查為詳細設計建立了必要的土體數據基礎，其要求在第三章（第三章場地條件）中給出。1.3地基土特性1.31.31.3.3室內試驗和現場試驗的結果應該同相關的實踐和經驗記錄進行評估和修正。這些評估和修正應該加以證明。在這個過程中，應該盡可能的給出極限狀態(tài)問題中試驗測量的土體特性和控制現場土體行為的土體特性之間的差別。這些差別主要源于：——由于土體取樣和試樣沒有重現現場應力歷史造成的土體擾動——出現裂縫——試驗和極限狀態(tài)之間不同的加載速率——對特定復雜荷載歷史，室內試驗只能簡化替代——土體各向異性所導致的結果主要取決于試驗類型1.3.41.3.51.3.6極限狀態(tài)可能涉及大體積土體，它由關于體積的土體特性空間平均值來決定。特征值的選擇應該滿足涉及土體體1.3.71.4循環(huán)荷載效應1.4.1循環(huán)荷載對土體特性的影響在相關的基礎設計中應該被考慮。1.4.2循環(huán)剪應力導致孔隙壓力逐漸增加，循環(huán)荷載中孔隙壓力的建立和伴隨增長及永久剪應變會使土體的抗剪強度降低。這些影響應該被考慮，當特征抗剪強度的評估用在應用極限狀態(tài)分類中的設計時。1.4.3在正常使用極限承載力狀態(tài)設計中，循環(huán)荷載對土體剪切模量的影響應根據動態(tài)運動、沉降和永久（長期）側向位移的計算進行相關修正，見D500（第十章基礎設計D重力式基礎D500用于動力分析的土體模型）。1.4.4波浪和海風作用力對土體性狀的影響應該對單個風暴或幾個連續(xù)的風暴在相關地點進行調研。1.4.5在地震活動地區(qū)，結構-基礎系統(tǒng)應該滿足地震荷載，循環(huán)荷載對土體特性的惡化效應應該根據地理位置條件和相關設計的考慮被評估。見500（第十章基礎設計D重力式基礎D500用于動力分析的土體模型）。1.5土與結構物的相互作用1.5.1結構荷載效應的評估應該基于土體和結構系統(tǒng)的整體分析。分析應該基于關于土體和結構單元的剛度和阻尼的實際假定。1.5.2相關相鄰結構的影響也應該被考慮。1.5.3地震振動引起結構響應分析，結構基礎的有效地基動力特征應該被確定。這一確定應該基于自由區(qū)域和局部區(qū)域土體條件的地基運動特征，使用識別方法對土體和結構的相互作用進行分析。1.6混凝土結構的耐久性說明1.3.2土體變異性一般是土體體積中土體特性從一點到另一點的變化。當涉及小體積土體時，以完全變異性1.3.7對于通過統(tǒng)計方法選取土體特性特征值的方法，參考DNV-RP-C207（不知道是哪）2單樁基礎2.1一般規(guī)定2.1.12.——軸向荷載——側向荷載和彎矩荷載組合2.2.1.4對于極限承載力狀態(tài)中側向荷載和彎矩荷載的組合，足夠的樁承載力來承擔這些荷載需要被確定。樁的承載力由樁的（1）理論設計的樁側向總承載力，應由沿樁長的設計側向抗力進行矢量積分來建立，不應小于作用在樁頂的側向荷載。（2）樁頂的側向位移不應該超過一些規(guī)定限制。側向位移應該通過側向荷載和彎矩荷載組合設計值及土抗力和土剛度的特征值來計算。需要通過計算設計側向荷載、彎矩與各種土體的抵抗值和土體硬度后才能得到。要求（1）是常規(guī)設計準則，是基于土體的完全塑性化。要求（2）是必要的附加要求，因為沿樁長附近一些點的局部區(qū)域側向土抗力不能被動員，在這些地方，樁側向撓度的方向是相反的，即這些區(qū)域的土體不能完全塑性化，不管樁頂的側向撓度有多大。2.12.12.2樁的設計2.2.1確定一個樁基2.2.2多種不同的分析過程可以用來確定基礎的要求。所用的過程至少應恰當地模擬土壤的非線性響應特性，保證結構和樁-土系統(tǒng)之間的荷載-位移協(xié)調。2.2.3應該在單個樁和整個基礎系統(tǒng)的所有危險位置，如樁頂、反彎點和泥面等處校核其變位和轉角。變位和轉角不能超過使用極限值，以免結構物失去它的設計功能。2.2.4基礎的承載能力1.樁的強度：樁的強度應采用D.3（API第D章圓柱形構件的設計D.3聯(lián)合荷載作用下的圓柱形構件）給出的校核鋼管強度的公式，按軸向和彎曲荷載聯(lián)合作用條件進行驗證。樁在校核部位的內力，應根據藕合的結構與土非線性基礎模型由乘系數的荷載計算。當通常由土壤形成的橫向約束不足或不存在時，應須按G.9.2（API第G章基礎設計G.9群樁效應G.9.2軸向特性）的規(guī)定校核樁的柱狀屈曲效應。2.樁的軸向抗力：軸向樁能力應滿足以下條件：SKIPIF1<0（2.2.4-1）SKIPIF1<0（2.2.4-2）式中：QD為按G.4和G.5確定的樁的軸向極限能力；PDE（或PDO）為用線性結構和非線性基礎耦合模型，使用乘系數的荷載確定的極端（或操作）環(huán)境下的樁的軸向荷載；SKIPIF1<0為極端環(huán)境下樁的擾力系數（SKIPIF1<0）；SKIPIF1<0為操作環(huán)境下樁的擾力系數（SKIPIF1<0）。2.2.5海底沖刷對樁的側向和軸向性能及承載力都會產生影響。沖刷預測是一種不確定的技術。對沉積物運動的研究可能會對確定沖刷的設計標準有所幫助，但現場經驗是最好的方法。設計標準的不確定性可通過較大強度儲備的設計或按需要采用檢測和修復的操作對策來解決。典型的修補措施見注釋G94和G95（API中沒找到）2.3樁的軸向承載力2.3.1樁的軸向阻力由兩部分組成——樁側摩阻力——樁端承載力對于分層土（N層）中的樁，其承載力R可表示為：SKIPIF1<0（2.3.1）式中：SKIPIF1<0為第i層土中沿樁身的平均單位側摩阻力；SKIPIF1<0為第i層土中樁的側面積；SKIPIF1<0為樁端單位承載力；SKIPIF1<0為樁端總面積。2.3.2對于粘性土中的樁，平均單位側摩阻力SKIPIF1<0可按下式計算：（1）總應力法，即SKIPIF1<0方，如下SKIPIF1<0其中：SKIPIF1<0（2.3.2-1）式中：SKIPIF1<0為土的不排水剪強度；SKIPIF1<0為相應點的有效上覆土壓力。（2）有效應力法，即SKIPIF1<0法，如下SKIPIF1<0（2.3.2-2）式中：SKIPIF1<0值取0.10~0.25之間，建議用來計算樁長超過15m的樁。（3）半經驗SKIPIF1<0法，其中土被劃分為一層，平均側摩阻力按下式計算：SKIPIF1<0（2.3.2-3）式中：SKIPIF1<0為樁頂至樁尖平均有效上覆土壓力；SKIPIF1<0為樁身周圍土的平均不排水剪強度；SKIPIF1<0為無量綱系數，其由樁長決定（如圖2.3.2）。因此，由該方法，樁的總側摩阻力變?yōu)镾KIPIF1<0，其中SKIPIF1<0為樁身側面積。λλ樁長（m）樁長（m）圖2.3.2系數SKIPIF1<0和樁長關系曲線對于柔性長樁，可能在樁端承載力充分發(fā)揮之前，在接近海床位置已經發(fā)生樁土間的破壞。這是由于樁的柔性和樁與土之間沿樁長的位移差造成的。由于長度效應，其在軟土中的靜承載力將會小于剛性樁的，對于軸向承載柔性樁的變形和應力分析，可以將樁模擬成數個連續(xù)柱單元，由單元間節(jié)點上的非線性彈簧支撐。非線性彈簧由t-z曲線表示，從而展現樁與土之間的荷載-位移關系。應力t為樁單位面積側摩阻力，z為側摩阻力充分發(fā)揮時的軸向樁土間位移。2.3.3對于非粘性土中的樁，平均單位側摩阻力SKIPIF1<0可按下式計算：SKIPIF1<0（2.3.3-1）式中：K為橫向地基壓力系數，對于開口樁，取K=0.8，對于閉口樁，取K=1.0；SKIPIF1<0為有效上覆土壓力；SKIPIF1<0為土與樁壁之間的摩擦角（如表2.3.3）；SKIPIF1<0為極限單位側摩阻力，可采用表2.3.3中的值。非粘性土中阻塞樁單位樁端承載力可按下式計算：SKIPIF1<0（2.3.3-2）式中：SKIPIF1<0為支撐系數，可以由表2.3.3得到；SKIPIF1<0為極限樁端承載力，可采用表2.3.3中的值。粘性土中的單位樁端承載力可按下式計算：SKIPIF1<0（2.3.3-3）式中：SKIPIF1<0；SKIPIF1<0為樁尖土不排水剪強度。表2.3.3非粘性土中軸向承載樁的設計參數密度土的類別SKIPIF1<0（°）f1（kPa）Nqq1（MPa）很松松中松砂砂質粉土2）粉土154851.9松中等密實砂砂質粉土2）粉土2067122.9中等密實砂砂質粉土2）2581204.8密實很密實砂砂質粉土2）3096409.6密實很密實礫石砂351155012.01）本表給出的設計參數僅作為指導。如果通過諸如現場圓錐試驗、高質量土樣的強度試驗、模型試驗或打樁性能取得詳細資料，則其他值也許是合理的。2）砂質粉土是那些含有大量砂粒和粉粒的土，它的強度一般隨砂粒含量的增加而增加，隨粉粒含量的增加而降低。2.3.4巖層中灌注樁的側摩阻力和端部承載力（該不該加這段，為了與2.4.1最后一句對應）巖層中，位于噴射孔或鉆孔中的灌注樁，其單位表面摩擦力不應超過巖石或灌漿的三軸抗剪強度，并且通常要比由于安裝引起的抗剪強度降低后的數值小得多。例如，干燥的密實頁巖在噴射或鉆孔時遇水，其強度將大幅度降低，孔側壁會形成一層再也恢復不到巖石強度的水化泥或粘土。這種樁的極限值可取為H.4.3推薦的鋼樁同灌漿之間的極限固結強度。巖層的樁端承載力應根據其三軸剪切強度和基于可靠的鹽土工程實踐的適用的承載力系數來確定，并不得超過9.6MPa。2.4樁的軸向抗拔力2.4.1樁的極限軸向抗拔能力可能等于或小于，但不得大于樁的總側摩阻力Rs。在確定樁的極限抗拔力時，應考慮包括靜水浮力和土塞重量在內的樁有效重量。對于粘土，fs值應與2.3.2規(guī)定的值相同。對于非粘性土，fs值應根據2.3.3規(guī)定值計算。對于巖層，fs值應與2.3.4的規(guī)定值相同。2.5樁的軸向性能2.5.1樁的軸向位移應在可接受的工作極限范圍內，并且這些位移必須和結構的受力和運動相協(xié)調。樁的響應受荷載方向、荷載類型、加載速度、加載順序、安裝技術:、土類型、樁的軸向剛度和其它一些因素的影響，見說明2.5.1。2.5.2對非常規(guī)的荷載狀況或對樁的人土深度有限制時，應詳細考慮周期性荷載效應。環(huán)境荷載，如風暴波浪和地震引起的周期性荷載（包括慣性荷載）對樁的軸向靜力性能可能有兩種相互抵消的作用。周期性荷載可以造成暫時或永久性的承載力降低和（或）累積變形。迅速加載可以增加樁的承載力和（或）樁的剛度，非常緩慢地加載也可能造成樁的承載力和（或）樁的剛度的降低。周期性荷載的綜合影響是下列各項綜合效應的函數，即作用在樁上的荷載大小、循環(huán)次數、加載速率、樁的結構特性、土類型以及樁設計時所取的安全系數。樁的設計人土深度應足以發(fā)揮樁的有效能力，以承受2.2.4所討淪的設計靜力和周期性荷載。通過樁-土系統(tǒng)承受靜力和周期性荷載的樁的響應分析，可以驗證樁的設計人土深度，進行分析的方法見對本條的說明。樁-土的抗力和位移t-z、Q-z特性見2.6。2.5.3對樁進行響應分析時，當確切考慮上述影響時，應把設計靜力和周期性荷載加在樁的頂部并確定樁的抗力-位移特征，在設計加載完成之后，就可以確定樁的最大抗力和位移。樁的變形要符合結構使用性能的要求。在設計荷載下得出的樁的總抗力都應滿足2.2.4的要求。2.6軸向荷載樁的土反力2.6.1樁基礎的設計應能夠承受軸向靜力和循環(huán)荷載，土的軸向抗力是由軸向的樁-土粘結或荷載沿樁側面的傳遞和樁端的承載力組合而成的。在任一深度動員的樁-土的剪力傳遞和樁的局部位移的圖形關系可以用t-z曲線來表示。同樣，可動員的端部承載力和端部的軸向位移可用Q-z曲線來表示。2.6.2t-z曲線可以依據起始點和達到最大軸向載荷SKIPIF1<0所對應的點之間的非線性關系產生，如下式：SKIPIF1<0（2.6.2-1）式中：R為樁的半徑；SKIPIF1<0為初始剪切模量；SKIPIF1<0為無量綱影響區(qū)域，定義為樁周圍影響區(qū)域半徑與R的比值；SKIPIF1<0為曲線擬合參數。當位移z超過SKIPIF1<0所對應的位移后，軸向載荷t與位移z為線性關系并降低，最終達到剩余軸向載荷SKIPIF1<0。對于超過此點的位移，軸向載荷將保持為常數。圖2.6.2給出了依據此方法得到的一個t-z曲線示例。最大軸向載荷可以依據上面給出的單位側摩阻力的計算方法得到。圖2.6.2由模型產生的t-z曲線示例對于粘土，生成t-z曲線的初始剪切模量可由下式得到：SKIPIF1<0（2.6.2-2）然而，Eide和Andersen（1984）建議按下式計算：SKIPIF1<0（2.6.2-3）式中：SKIPIF1<0為粘土不排水抗剪強度；OCR為超固結率。對于砂土，生成t-z曲線的初始剪切模量可由下式得到：SKIPIF1<0（2.6.2-4）其中SKIPIF1<0式中：SKIPIF1<0為參考壓力，取值100kPa；SKIPIF1<0為垂直有效應力；v為土的泊松比；SKIPIF1<0為土的內摩擦角。2.6.3樁端承載力或樁尖荷載性能應該按2.3.2和2.3.3所述方法確定。然而，只有較大的樁尖位移才能動員全部的端部承載力，樁尖位移需達到直徑的10%，才能完全動員粘土和砂土中的端部承載力。在沒有明確的標準時，對砂土和粘土，建議都采用下列曲線：z/DQ/Qp0.0020.250.0130.500.0420.750.0730.900.11.00z——樁尖軸向位移（mm）；D——樁的直徑（mm）；Q——可動員的樁端承載力（kN）；Qp——根據2.3計算的所有樁端承載力（kN）；推薦曲線如圖2.6.3所示。圖2.6.3樁尖荷載-位移（Q-z）曲線2.7側向荷載樁的土反力2.7.1水平荷載作用下樁的分析方法大部分都是基于p-y曲線。p-y曲線給出了樁發(fā)生的水平向偏斜距離y與樁周圍土對樁的抗力積分值p的關系。樁被模擬成數個連續(xù)梁-柱單元，由單元間節(jié)點上的非線性彈簧支撐。非線性支撐彈簧的特性由每個節(jié)點的p-y曲線得到，如圖3。對于任意外加荷載作用在樁頂時，沿樁長上任意一點樁的位移和應力解可由如下微分方程得到：SKIPIF1<0（2.7.1-1）且SKIPIF1<0（2.7.1-2）和SKIPIF1<0（2.7.1-3）式中：x為沿樁軸的位置；y為樁的水平向位移；EI為樁的抗彎剛度；SKIPIF1<0為作用在樁上的軸向荷載；SKIPIF1<0為作用在樁上的水平荷載；p（y）為土的水平向響應；q為沿樁長的分布荷載；M為作用在樁上的彎矩，上述都表示x位置上的值圖3樁模擬成梁-柱時節(jié)點處的p-y曲線2.7.2有限差分法通常是獲得樁的微分方程解的最可行辦法。許多商業(yè)計算機程序可以獲得這一結果。這些程序通?？梢缘玫綐抖顺惺懿煌妮S向荷載、水平荷載和彎矩荷載組合下樁應力和位移的完全解。前面提到依據t-z對于p-y曲線的建立，應當考慮土的類型，荷載的類型，和由于沉樁和沖刷的影響造成土的重塑。下面給出一種建立p-y曲線的推薦方法。對于水平樁撓度y處，樁單位長度的水平土抗力表示為p。單位長度的極限水平土抗力表示為pu。這是當樁發(fā)生水平偏移時，p可以達到的最大值。2.7.3SKIPIF1<0（2.7.3-1）式中：X為土表面以下深度；SKIPIF1<0為極限水平土抗力轉折點深度，小于SKIPIF1<0超過SKIPIF1<0所得到的值；D為樁的直徑；SKIPIF1<0為土的不排水抗剪強度；SKIPIF1<0為土的有效單位容重；J為無量綱經驗常數，其值取0.25~0.50之間，對于正常固結軟粘土建議取0.50。對于靜荷載，p-y曲線可以根據下式得到：SKIPIF1<0（2.7.3-2）對于循環(huán)荷載，并且當SKIPIF1<0，p-y曲線可以根據下式得到：SKIPIF1<0（2.7.3-3）對于循環(huán)荷載，并且當SKIPIF1<0，p-y曲線可以根據下式得到：SKIPIF1<0（2.7.3-2）式中：SKIPIF1<0；D為樁的直徑；SKIPIF1<0為原狀土不排水壓縮試驗中最大應力一半處所對應的應變，更詳細資料參考分類注釋30.4（沒找到）。2.7.4SKIPIF1<0（2.7.4-1）式中：系數SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0與內摩擦角SKIPIF1<0有關，可由圖2.7.4-1得到；X為土表面以下深度；SKIPIF1<0為極限水平土抗力轉折點深度，小于SKIPIF1<0超過SKIPIF1<0所得到的值；D為樁的直接；SKIPIF1<0為土的單位浮容重。2.7.4-1系數SKIPIF1<0、SKIPIF1<0和SKIPIF1<0與內摩擦角SKIPIF1<0的關系曲線p-y曲線可以根據下式得到：SKIPIF1<0式中：k為地基反力初始模量，與內摩擦角SKIPIF1<0有關，如圖2.7.4-2；A為考慮靜荷載或循環(huán)荷載條件的系數，由下式可得：SKIPIF1<0（2.7.4-2）更詳細資料參考分類注釋30.4（沒找到）。圖2.7.4-2地基反力初始模量k與內摩擦角SKIPIF1<0的關系曲線2.7.5推薦的非線性p-y2.7.6必須謹慎對待推薦的非線性p-y曲線用在其他狀況，而不是評估在承載能力極限狀態(tài)內樁的水平向承載力。包括如下狀況，但不僅限于此，樁的正常使用極限狀態(tài)分析，樁的疲勞分析，在以邊界條件來分析樁土系統(tǒng)的支撐結構時，確定代表樁土系統(tǒng)剛度的等效彈簧剛度，一般情況下，p-y2.7.7必須謹慎對待推薦的非線性p-y2.7.8對于粘土推薦的p-y曲線被定義為三階多項式，因此它們有無限大初始斜率，即荷載-位移管線曲線的初始剛度為無限大。實際是不可能的，然而該曲線一直有效的用在它的主要目的上，即評估在承載能力極限狀態(tài)內樁的水平向承載力。但是，粘土中推薦的固定形式p-y2.7.9當粘土p-y曲線被用在曲線初始斜率問題時，該曲線需要以分段直線在離散點間進行離散和逼近。離散化必須按下面方法進行，即曲線上原點以外第一個離散點的位置，應使正確的初始斜率結果出現在分段線性表示的p-y2.7.10除非數據指出了其他情況，否則p-ySKIPIF1<0（2.7.10）式中：SKIPIF1<0為經驗系數；SKIPIF1<0為原狀土不排水靜三軸壓縮試驗中最大主應力一半處所對應的豎向應變。對于正常固結粘土，推薦SKIPIF1<0；對于超固結粘土，推薦SKIPIF1<0。2.7.11原點以外第一個離散點位置的選擇應使粘土中分段線性擬合的p-y曲線得到一個正確的初始斜率。第一離散點位置可以確定在相對位移y/yc=0.1及縱坐標值p/pu2.7.12砂土中推薦的固定形式的p-y曲線有有限初始斜率，因此為有限初始剛度。任何時候這些曲線的離散擬合都需要繪制通過這一離散點的分段線性曲線，因此，為了得到初始斜率的正確表示，一個p-y2.7.13任何時候使用p-y曲線建立的等效樁頂剛度被應用在邊界條件中來分析由樁土系統(tǒng)支撐的結構時，建議對p-y2.8樁壁厚度2.8.1樁的壁厚可沿長度方向變化，并可根據以下各段所討論的幾種荷載條件之一或各種要求來控制特定點的壁厚。在安裝圖或技術規(guī)格書中，設計者應說明打樁過程中可能使用的樁錘。2.8.2由乘系數的外荷載造成的樁的內荷載，應根據本文D.2（API第D章圓柱形構件的設計D.2拉伸、壓縮、彎曲、剪切或靜水壓力作用下的圓柱形構件）2.8.3樁在泥面附近和其它部位的壁厚，通常取決于平臺的乘系數的荷載產生的軸向力和彎矩的聯(lián)合作用?？筛鶕?.7確定的土抗力來計算樁的彎矩曲線，并應適當考慮因沖刷而形成的土的運動。在泥面或其附近，由于周期性荷載引起較大的側向變形（例如，超過G.8.3（API第G章G.8.3軟粘土的p-y曲線，我們上面沒說，這句可以不要？）中對軟粘土規(guī)定的yc值）時，應考慮減小或忽略該地段的土—2.8.4經驗表明，如果按下述方法計算靜承載力，就能較好地防止由于上述荷載引起的管壁損壞：1.將伸出的接樁段作為底端固定的自立樁來考慮，并且具有適當的有效長度系數K（例如，對傾斜的樁為2.3，對近似垂直的隔水套管為2.4）。2.在計算彎矩和軸向力時，應采用樁錘、樁帽和導架的全部乘系數的重量，其作用力通過組合質量的中心（SKIPIF1<0或SKIPIF1<0，取決于對每項重量的掌握程度）。以及接樁段的乘系數的重量（SKIPIF1<0），并且適當考慮斜度和質量中心的偏心度。應把近似垂直的接樁段看成具有初始的或實際上微小的不垂直度或至少2%斜度的懸臂梁來確定設計彎矩。還應確定的次生彎矩是P—Δ彎矩的和。它是由接樁段（看成具有一端固定的懸臂梁）頂部和中部的確定的或一階側向變形及其相應的乘系數的重量荷載的分力造成的。3.不應超出下述梁—柱抗力驗算公式：SKIPIF1<0（2.8.4）式中：SKIPIF1<0為由乘系數的重力荷載產生的一階P—Δ彎矩，N—m，而SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，M，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0由D.2.2（API第D章圓柱形構件的設計D.2.2軸向壓縮和D.2.3（API第D章圓柱形構件的設計D.2.3彎曲）定義。2.8.5在打樁期間自立樁段內產生的應力也應給予考慮。由樁錘沖擊造成的應力（動應力）和由軸向力與彎曲引起的應力（靜應力）的合成，不應應當采用波動理論的分析方法來確定應力的大?。ㄒ奊.2.1）（API第G章G.G.2.1打入樁），通常假設打樁時的動載部分不會使樁發(fā)生柱狀屈曲。沒有乘系數的動應力不應超過屈服強度力的80%~90%，這取決于具體的條件，諸如沿樁長向下的最大應力的位置、錘擊次數、原先的樁一錘組合的經驗和對分析的可信程度。當較大的打樁應力傳遞給結構時，應對它進行單獨的考慮，并且要避免造成附屬構件的破壞。打樁時的靜應力應由計算點以上的樁段的重量加上在錘擊過程中由樁實際承受的樁錘分力，包括由此產生的彎曲應力。對所有的靜載，應取1.6的系數，應該根據D.2（API第D章圓柱形構件的設計D.2拉伸、壓縮、彎曲、剪切或靜水壓力作用下的圓柱形構件）和D.3（API第D章圓柱形構件的設計D.3聯(lián)合荷載作用下的圓柱形構件）來校核樁的強度。2.8.6樁在全長范圍內的D/t比應足夠小以防止當應力未達到樁材料屈服強度時發(fā)生局部屈曲。應考慮樁在安裝和使用期間出現的不同荷載情況。應將D.2D.2（API第D章圓柱形構件的設計D.2拉伸、壓縮、彎曲、剪切或靜水壓力作用下的圓柱形構件）規(guī)定的限度考慮作為使用期和下述安裝情況下的最低要求，即預計能正常打樁或t=6.35+D/100（t，D單位為mm）（2.8t=0.25+D/100（t，D單位為m）式中：t為壁厚；D為直徑。對于常用規(guī)格的樁，其最小壁厚如表2.8.6所列。表2.8.6最小管壁厚度樁直徑D正常壁厚tmmmm610137621491416106717121919152422182925213428243831274334304837當D/t較小，且預計打樁遇到堅硬地層時，如果以往的經驗或詳細的分析表明在打樁時不致使其破壞，那么可以放寬上述要求。2.8.7對于在泥面處具有加厚段的樁，應考慮增加泥面附近厚壁段的長度，以確保樁在達不到設計深度時，在該處不發(fā)生超應力現象。在設計中，欠打允許值應根據樁所能達到貫人深度的不確定性程度來定。在某些場合超打允許值應該類似地按照在預計的深度處沒有遇到2.8.82.8.9說明2.1.3對于粘土，單位側摩阻力為不排水抗剪強度的函數。對于砂土，單位側摩阻力為相對密度的函數。以上兩種情況，單位側摩阻力由APIRP2A和DNV分級說明的NO.30.4中規(guī)定的決定。循環(huán)荷載作用對樁的軸向承載力的影響應該在設計中被考慮。主要對象是決定抗剪強度的衰減，即單位側摩阻力的衰減，沿樁身的給出適當的荷載強度。循環(huán)荷載對于粘土、膠結石灰質土和細粒非粘性土（粉土）中的樁的影響是顯著的，然而對于中粒到粗粒的非粘性土的影響不是很顯著。2.1.4抵抗側向荷載與彎矩荷載組合的足夠樁承載力可以通過所謂的單樁分析來確定，分析中樁分為數個結構單元，由節(jié)點連接，在這些節(jié)點處由根據p-y和t-z曲線得來土體彈簧支撐。目錄F中為循環(huán)荷載條件制定的p-y曲線可以用來分析側向支撐。目錄F中的p-y曲線的計算公式自動說明側向抗力的循環(huán)遞減效應。滿足樁側向承載力準則的同時也要滿足位移準則，可以與要求（2）比較。一個關于樁頂側向撓度或樁頂相對水平軸旋轉的準則將是實用的。當側向土體抗力采用特別保守的假設時，要求（2）可以不考慮。通過理論和單樁分析，通常不能充分確保樁頂的設計側向荷載不超過設計總側向承載力。這是因為由土體側向抗力沿樁長被動員產生的總樁側向承載力發(fā)揮之前，過量（不可接受的）樁側向位移將發(fā)生在樁頂。當開展單樁分析時，建議注意單樁分析得到的樁頂側向位移，確保它們不是很大。例如，通過樁長函數來預測樁頂位移，確保設計是在相應的位移-長度關系曲線上。同時也推薦確保對于側向承載力極限狀態(tài)荷載下沿樁長的塑性化區(qū)域不是太廣泛。2.1通常，安裝偏差被規(guī)定滿足完成單樁安裝時樁頂的最大允許旋轉要求。另外，由于正常使用極限狀態(tài)荷載貫穿整個單樁設計，因此其他的偏差通常被指定了上限，來滿足樁頂的累積永久旋轉。累積永久旋轉需要滿足由循環(huán)波浪和風荷載的非零均值引起的永久累積土體變形所導致的偏差。在某些情況下，安裝偏差同總旋轉偏差一起被規(guī)定為安裝和永久累積變形。這些通常表示為樁頂旋轉和傾斜的要求，樁頂的位置被定義為沿樁與海床同水平處。例如，如果在海床處總的旋轉偏差規(guī)定為0.5°，安裝偏差規(guī)定為0.25°，那么在海床處的永久累積旋轉偏差的限制就是0.25°。2.5.1參考資料G11給出了一個確定樁軸向性能分析方法，這種方法使用樁的軸向剪切傳遞與樁局部變形（t-Z）曲線來模擬沿樁側面的土所提供的軸向支撐。另外一個（Q-Z）曲線用來模擬樁端承載力與樁端變形的響應，G.7中給出了t-Z和Q-Z曲線的繪制方法。在一些條件下，如呈現出應變軟化特性的土和（或）當樁在軸向上較柔時，樁實際的軸向承載力可能比由公式（G.4—1）給出的要小。在這些情況下，一定要確實考慮它們對極端軸向承載力的影響。應注意其它因素，如風暴波浪條件下加載速率引起軸向承載能力增加與上述影響的抵消作用。更詳細的資料見G.6.2和參考資料G90。2.5.2樁的軸向動力響應2.5.2.1概述樁的軸向承載力就是樁最大的軸向荷載抗力，而樁的性能是業(yè)主對樁使用的具體要求（如樁頭變形）。樁的軸向承載力和性能取決于許多因素（如土的類型、樁的特性、安裝的方法和加載特性），并應在設計中考慮這些因素。本推薦涉及了循環(huán)荷載特性對樁軸向承載力和樁性能的影響。2.5.2.2荷載作用在樁軸向上的荷載是由涉及操作、結構和環(huán)境因素（參考資料G39）等引起的。重力荷載是長期存在的荷載.通常作為靜荷載。關于重力荷載更詳細的定義參照C.2。環(huán)境荷載包括風、波浪和流、地震以及浮冰，這些荷載具有較低或較高頻率的動力分量。荷載施加的速率和持續(xù)時間的測量單位為秒。風暴和冰荷載可能具有數千個周期，而地震只能產生數十個周期（參考資料G39）。2.5.2.3靜態(tài)承載力對大多數由樁支撐的海上固定式平臺，經驗證明，確定足夠的插樁深度取決于對靜態(tài)承載力的估算、靜態(tài)極限設計荷載和通常采用的工作強度設計（WSD）的安全系數，而此安全系數部分地考慮了循環(huán)荷載效應（參考資料G40）。用于設計樁抗力系數的LRFID規(guī)定就是根據這些安全系數來標定的。2.5.2.4循環(huán)荷載效應與長期的、靜態(tài)的荷載相比，循環(huán)荷載對樁的軸向承載力和剛度具有下列重要響：——由于循環(huán)荷載而造成承載力和剛度的降低（參考資料G41）；——不論加載方式是周期性或非周期性，由于高的加載速率造成承載力和剛度的增加（參考資料G42）。對承載力的綜合效應主要是受樁的特性（剛度、長度、直徑、材料）、土特性（類型、應力特性、應變率和循環(huán)退化）和加載（循環(huán)荷載的數量和大小）的影響。循環(huán)荷載也可能引起樁位移的累積和樁周圍的土的硬化及加強或軟化及減弱。滯回和幅射阻尼將荷載的能量消耗在土中（參考資料G43），對地震來說，自由場地面運動（與樁和結構的存在無關），在土中能夠產生嚴重的循環(huán)應變效應，這些效應將影響樁的承載力和剛度（參考資料G44和G45）。2.5.2.5分析模型已開發(fā)和使用了的許多不同的模型來確定樁的軸向動力響應，這些模型可劃分為兩大類：1.離散單元模型。樁周圍的土作為-系列非藕合的彈簧或單元，連接在樁和遠場土（通常假定為剛性的）之間。這些單元的材料特性可從線彈性到非線性、滯回與速率有關而變化。土單元通常被認為是t-Z（側壁抗力-位移）和Q-Z（端部抗力-位移）單元（參考資料G45~G48）可以串聯(lián)或并聯(lián)地施加在離散單元上。線性或非線性的阻尼器以模擬幅射阻尼和加載速率的效應（參考資料G49和G50）。樁也可以模擬成一系列的離散單元，即通過彈簧連接的剛性質量或模擬成連續(xù)的線性或非線性桿。在這些模型中，材料的特性（土和樁）可以沿樁而變化。2.連續(xù)模型。樁周圍的土模擬成與樁連續(xù)連接的統(tǒng)一實體、材料的特性可以包括分析工作者所能發(fā)現的一切實際合理的應力一應變規(guī)則。由于非線性和多項性的程度，模型可能相當復雜。另外，樁通常被模擬成一個線性或非線性的連續(xù)的棒。在這些模型中，材料的特性可以隨方向而變化（參考資料G51~G53）。關于邊界條件、解的特性等，可以使用很多個的假定，因此，對于這兩種方法中的任一種，都會導致無限的變化。所建立的模型和所采用的相應方程一經確定，那么就必須選擇一個解決的方法。對一個簡單的模型，可能用解析法，否則，就必須使用數值方法。在一些情況下，聯(lián)合使用數值方法和解析法可能是很有益的。使用最多的數值方法是有限差分法和有限元法，兩種方法對離散單元模型和連續(xù)單元模型都是適用的。離散單元和連續(xù)單元模型在某些情況下可以組合使用（參考資料G39和G49），經典的有限元法已用于樁承受單一的軸向荷載時的特殊分析（參考資料G51）。由于實際原因，用數值法的離散單元模型被大量用于樁承受高強度的循環(huán)荷載條件。利用這些模型的結果研制關于樁變形的累積及樁在高強度循環(huán)荷載下的承載力（參考資料G47和G48）已證明，用解析方法（類似于用于機械振動的分析）解決彈性的連續(xù)模型問題，對估算等于或低于設計工作荷載（參考資料G51和G52）的低強度、高頻率的循環(huán)荷載是非常適用的。在高強度荷載作用下，材料特性可能是非線性的，但如果能用非線性、滯回效應的近似等價線性特性值，則仍然可使用連接模型的解析解（參考資料G54）。2.5.2.6土特性建立真實的分析模型來估算作用在樁上的循環(huán)荷載效應的關鍵部分是樁土相互作用的特征化。現場、實驗室以及模型和原型樁荷載的高質量的試驗對測試這些特性是非常重要的。將樁的安裝和樁的菏載狀況合并到試驗程序中，對建立樁土相互作用（土）的特性來說是很重要的。現場實驗（十字板剪切、圓錐貫人計、壓力計，）能夠對現場土的狀態(tài)和應力-應變特性（參考資料G55）提供較深人的了解。可建立較高或較低幅度的應力-應變特性。長期的（靜力、蠕變）、短期的（動力、脈沖的）和循環(huán)（重復的）荷載有時在現場測試設備中也可以模擬。實驗室內對有代表性土樣的測試允許對應力-應變條件的模擬和估算有一個較大的范圍（參考資料G56），可以通過修正土樣來模擬樁的安裝效應（重塑和重新固結來估算現場的應力）。為了模擬現場荷載條件，土樣可以承受不同的邊界條件（三軸、直剪和界面剪切）和不同程度的持續(xù)和循環(huán)剪切時間歷程。對樁的原型和模型的測試，是進行循環(huán)荷載分析所采用的土特性的另外一個重要來源。模型樁可以安裝有測量高度的儀器，并且在土和不同的荷載（參考資料G57和G58）中重復測試。在把模型實驗的結果用于原型的分析時，要特別注意幾何比例、時間比例和其它模擬效應。從原型樁的荷載測試得出的數據對分析模型的標定（參考資料G59~G62）是很有用的。這樣的測試，即使沒有安裝測量高度的儀器，也能夠為所采用的分析模型提供指導。這些測試還可以為驗證土的特性和分析模型（參考資料G39,G48,G49和G63，G64）結果的驗證提供數據:原型樁的荷載測試與現場和實驗室的土測試以及真實的分析模型相結合，能夠為實際估算樁對軸向動力荷載的響應提供一個重要的框架。2.5.2.7分析過程用離散單元模型進行樁的動力軸向荷載響應分析的主要步驟匯總如下：荷載：樁頭荷載應以它們的大小、持續(xù)時間和循環(huán)次數來表示，這既包括長期荷載，也包括短期循環(huán)荷載。通常，在設計過程中選擇所預期的設計靜態(tài)和循環(huán)荷載。這些荷載應按C.3節(jié)乘以荷載系數。樁的特性：必須規(guī)定樁的特性，包括直徑、壁厚、剛度特性、重量和長度。這可能要求估計一與設計荷載相適應的初始入土深度，根據樁的荷載測試和土測試，用經驗方法或準靜力方法作這樣的枯算。土的特性：不同的分析方法需要不同的土參數。對連續(xù)介質模型需要土的彈性特性（E，G，v，D)。在離散單元模型中，應該確定沿樁長的抗力和位移關系（t-Z）以及樁端的抗力和位移關系（Q-z）現場和實驗室的土測試，以及模型和原型樁的荷載測試，能夠為這些因素的確定提供依據。這些測試應至少包括樁的安裝方法、加載和時間效應的影響。另外，進行這些實驗應能夠足以提供對于樁荷載特性效應的了解。最重要的是，土的特性必須適合所用的分析模型，并充分考慮這些方法的經驗基礎。循環(huán)荷載分析:使用分析方法來確定樁承受設計靜態(tài)荷載和循環(huán)荷載時的響應（荷載抗力和位移）特性。考慮到估算樁的荷載和樁土特性時的固有不確定性，應進行參數分析來估算樁對這些不確定性的敏感性。分析的結果應給出設計荷載下實際的樁的荷載抗力和累積位移的估計。另外，在模擬完靜態(tài)和循環(huán)設計荷載后，應對樁進行進一步分析，以確定它的儲備承載能力和循環(huán)荷載后的抗力。2.5.2.8性能要求這些分析的主要目的是確保樁和它的人土深度以滿足結構的要求。在常規(guī)的以靜態(tài)能力為基礎的設計中，樁的設計荷載（乘系數后的重力荷載加上循環(huán)荷載的最大幅度）是和乘系數的承載力進行比較的。樁的承載力是樁身和樁端抗力的組合(G.4)。乘系數的荷載的定義見C.3。為了反映荷載和樁抗力的不確定性，這種方法確保樁具有其在最大預計荷載以上仍有足夠的余量。應單獨估計在明顯的循環(huán)荷載作用下的樁的性能。樁應具有一個承載力，使它能夠在其設計荷載以外有足夠的儲備余量。另外，樁既不能下沉也不能被拔出，還不能產生引起結構一基礎系統(tǒng)破壞的累積變形。2.5.2.9判定直接模擬循環(huán)荷載顯然會提高設計者對荷載特性相對重要性的理解。另一方面，在采用這個方法時應當非常小心，過去是隱含地考慮循環(huán)作用。在隱式基礎上制定和標定的設計方法，在采用顯式算法的地方，可能需要徹底修正。算例3高樁承臺群樁基礎3.1一般規(guī)定3.1.1高樁承臺群樁是支撐高樁承臺或框架結構如三角架平臺的樁基礎。對于高樁承臺群樁3.1.2——軸向荷載——水平荷載和彎矩荷載組合3.1.3對于軸向荷載，應該確定每根單樁在極限承載力狀態(tài)下足夠的軸向樁承載能力。對于水平荷載和彎矩荷載組合，應該確定每根單樁在極限承載力狀態(tài)下抵抗這些荷載3.1.4群樁效應應該被考慮。3.1.5對于正常使用極限承載力狀態(tài)設計，土體強度使用設計土體強度值，荷載使用特征荷載值。荷載應該由在長時期內將引起土體永久變形，反過來導致樁基的永久變形的荷載替代。例如，支撐結構的永久累積傾斜。對于這一目的，循環(huán)荷載作用下土體行為需要以如下方式表示，土體的永久累積變形通過每次荷載峰的值循環(huán)次數的函數來計算，其應用正常使用極限承載力狀態(tài)荷載歷史。3.1.6對于正常使用極限承載力狀態(tài)設計，應該確定變形允許值不被超過。3.2豎向承載力3.2.1按群樁設計的基樁，其單樁垂直極限承載力設計值除應按本節(jié)有關規(guī)定確定外，尚應考慮群樁效應影響：（1）高樁承臺中的單樁垂直極限承載力應乘以群樁折減系數，折減系數可按3.2.2條采用；（2）高樁碼頭中的排架基樁，可不考慮群樁折減系數；（3）高樁碼頭起重機梁下的雙樁，其間距一般小于3倍樁徑，折減系數可取0.90~0.95，樁距小或入土深度大時取小值；（4）低樁承臺中的單樁垂直極限承載力設計值可按有關規(guī)范確定。3.2.2高樁承臺的樁基群樁折減系數可按下列公式計算：SKIPIF1<0（3.2.2-1）SKIPIF1<0（3.2.2-2）SKIPIF1<0（3.2.2-3）SKIPIF1<0（3.2.2-4）SKIPIF1<0（3.2.2-5）式中：SKIPIF1<0為群樁折減系數；n為高樁承臺橫向每排樁的樁數；m為高樁承臺縱向每排樁的樁數；L為相鄰樁的平均入土深度（m）；SKIPIF1<0為縱向樁距，當樁距不等時，可取其平均值（m）；SKIPIF1<0為橫向樁距，計算方法與SKIPIF1<0相同（m）；SKIPIF1<0為土的固結快剪內摩擦角，對成層土，可取樁入土深度范圍內SKIPIF1<0角的加權平均值（°）；d為樁徑或樁寬（m）。式（3.2.2-3）至式（3.2.2-5）必須滿足大于、等于零的條件，如其值小于零，則取零。3.3軟弱下臥層承載力3.3.1對于樁距不超過6d的群樁基礎，樁端持力層下存在承載力低于樁端持力層1/3的軟弱下臥層時，可按式（3.3.1-1）、式（3.3.1-2）驗算軟弱下臥層的承載力（圖3.3SKIPIF1<0（3.3.1-1）SKIPIF1<0（3.3.1-2）圖3.3式中：SKIPIF1<0為作用于軟弱下臥層頂面的附加應力；SKIPIF1<0為軟弱層頂面以上各土層重度（地下水位以下去浮重度）的厚度加權平均值；t為硬持力層厚度；SKIPIF1<0為軟弱下臥層經深度修正的地基極限承載力特征值，深度修正系數取1.0；SKIPIF1<0為樁群外緣矩形面積的長、短邊長；SKIPIF1<0為樁端硬持力層壓力擴散角，按表3.3.1取值。表3.3.1樁端硬持力層擴散角SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<01412362351025102030注1：SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為硬持力層、軟弱下臥層的壓縮模量。注2：當SKIPIF1<0時，SKIPIF1<0降低取值；介于0.25B0和0.50B0之間，可內插取值。3.4負摩阻力3.41樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性土、欠固結土、液化土層進人相對較硬土層時。2樁周存在軟弱土層，鄰近樁側地面承受局部較大的長期荷載或填土，或地面大面積堆載（包括填土）時。3由于降低地下水位，使樁周土中有效應力增大，并產生顯著壓縮沉降時。3.5抗拔計算3.5.1承受拔力的樁基礎，應同時驗算群樁基礎呈整體破壞和呈非整體破壞時基樁抗拔承載力，計算應符合極限狀態(tài)計算式（3.5.1-1）、式（3.5.1-SKIPIF1<0（3.5.1-1）SKIPIF1<0（3.5.1-2）式中：SKIPIF1<0為荷載效應標準組合下，基樁拔力；SKIPIF1<0為群樁呈整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值，根據3.5.2條確定；SKIPIF1<0為群樁呈非整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值，根據3.5.2條確定；SKIPIF1<0為群樁基礎所包圍體積的樁土總自重除以總樁數，地下水位以下取浮重度；SKIPIF1<0為基樁自重，地下水位以下取浮重度，對于擴底樁應按表3.5.1確定樁、土柱體周長，計算樁、土自重。表3.5.1擴底樁破壞表面周長自樁底起算的長度li≤（4~10）d>（4~10）duiπDπd注：li對于軟土取低值，對于卵石、礫石取高值；li取值按內摩擦角增大而增加。3.5.21對于1級和2級樁基礎，基樁的抗拔極限承載力應通過現場單樁上拔靜載荷試驗確定。單樁上拔靜載荷試驗及抗拔極限承載力標準值取值可按JGJ106執(zhí)行；對于群樁的抗拔極限承載力應按以下規(guī)定驗算。2對于3級樁基礎，如無當地經驗時，群樁基礎及基樁的抗拔極限承載力取值可按下列規(guī)定計算：1）群樁呈非整體破壞時，基樁的抗拔極限承載力標準值可按式（3.5SKIPIF1<0（3.5.2-1）式中：ui樁身周長，對于等直徑樁取u=πd；對于擴底樁按表3.5.1取值；λi抗拔系數，按表3.2）群樁呈整體破壞時，基樁的抗拔極限承載力標準值可按式（3.5SKIPIF1<0（3.5.2-2）式中：ul樁群外圍周長。表3.5.2抗拔系數土類λi值砂土0.50~0.70粘性土、粉土0.70~0.80注：樁長l與樁徑d之比小于20時，λi取小值。3.6水平承載力3.6.1群樁基礎（不含水平力垂直于單排樁基縱向軸線和力矩較大的情況）的基樁水平承載力特征值應考慮由承臺、樁群、土相互作用產生的群樁效應，可按式（3.6.1-1）-式（3.6SKIPIF1<0（3.6.1-1）SKIPIF1<0（3.6.1-2）SKIPIF1<0（3.6.1-3）SKIPIF1<0（3.6.1-4）SKIPIF1<0（3.6.1-5）式中：SKIPIF1<0為群樁中基樁水平承載力特征值；SKIPIF1<0為單樁水平承載力特征值；SKIPIF1<0為群樁效應綜合系數；SKIPIF1<0為樁的相互影響效應系數；SKIPIF1<0為樁頂約束效應系數（樁頂嵌入承臺長度50~100mm時），按表3.6.1取值；SKIPIF1<0為承臺側向土抗力效應系數（承臺側面回填土為松散狀態(tài)時取SKIPIF1<0）；SKIPIF1<0為沿水平荷載方向的距徑比；SKIPIF1<0為沿水平荷載方向與垂直于水平荷載方向每排樁中的樁數；m為承臺側面土水平抗力系數的比例系數，當無試驗資料時可按表3.6.3取值；SKIPIF1<0為樁頂（承臺）的水平位移容許值，當以位移控制時，可取SKIPIF1<0（對水平位移敏感的結構物取SKIPIF1<0），當以樁身強度控制（低配筋率灌注樁）時，可近似按式（3.6.1-5）確定；SKIPIF1<0為承臺受側向土抗力一邊的計算寬度，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0為承臺寬度；SKIPIF1<0為承臺高度。表3.6.1樁頂約束效應系數SKIPIF1<0換算深度SKIPIF1<02.42.62.83.03.5≥4.0位移控制2.582.342.202.132.072.05強度控制1.441.571.711.822.002.07注：SKIPIF1<0，h為樁的入土深度。3.6.2當作用于樁基上的外力主要為水平力時，應根據使用要求對樁頂變位的限制，對樁基的水平承載力進行驗算（3.6.31樁的水平變形系數SKIPIF1<0（1/m）可按式（3.6.3）確定：SKIPIF1<0（3.6.3）式中：m為樁側土水平抗力系數的比例系數；b0為樁身的計算寬度，對圓形樁，當直徑d≤1m時，b0=0.9(1.5d+0.5)，當直徑d>1m時，b0=0.9(d+1)。2樁側土水平抗力系數的比例系數m，宜通過單樁水平靜載試驗確定，當無靜載試驗資料時，可按表3.6表3.6.3地基土水平抗力系數的比例系數序號地基土類別預置樁灌注樁m（MN/m4）相應單樁在地面處水平位移（mm）m（MN/m4）相應單樁在地面處水平位移（mm）1淤泥、淤泥質土、飽和濕陷性土2~4.5102.5~66~122流塑（IL>1）、軟塑（0.75<IL≤1）粘性土，e>0.9粉土，松散粉細砂，松散、稍密填土4.5~6106~144~83可塑（0.25<IL≤0.75）狀粘性土，濕陷性土，e=0.75~0.9粉土，中密填土，稍密細砂6~101014~353~64硬塑（0<IL≤0.25）、堅硬（IL≤0）狀粘性土，濕陷性土，e<0.75粉土，中密的中粗砂，密實老填土10~221035~1002~55中密、密實的礫砂、碎石類土100~3001.5~3注1：當樁頂水平位移大于表列數值或灌注樁配筋率較高（≥0.65%）時，m值應適當降低；當預制樁的水平向位移小于10mm時，m值可適當提高。注2：當水平荷載為長期或經常出現的荷載時，應將表列數值乘以0.4降低采用。注3：當地基為可液化土層時，應按JGJ94規(guī)定執(zhí)行。3.7沉降3.7.1對5.0.2條規(guī)定的樁基礎和摩擦型樁基礎，應進行沉降驗算。樁基的沉降不得超過基礎的沉降允許值，并應符合表3.7.計算樁基沉降時，最終沉降量宜按單向壓縮分層總和法計算。地基內的應力分布宜采用各向同性均質線性變形體理論，按下列方法計算，計算應按附錄M進行：1實體深基礎（樁距不大于6d）。2其他方法，包括明德林應力公司方法。3.7.2地基變形允許值可按表3.表3.7輪轂高度H（m）沉降允許值（mm）傾斜率允許值SKIPIF1<0高壓縮性粘性土低、中壓縮性粘性土、砂土H<603001000.00660<H≤802000.00580<H≤1001500.004H>1001000.003注：傾斜率系指基礎傾斜方向實際受壓區(qū)域兩邊緣的沉降差與其距離的比值，按下式計算：SKIPIF1<0式中：s1、s2為基礎傾斜方向實際受壓區(qū)域兩邊緣的最終沉降值；bs為基礎傾斜方向實際受壓區(qū)域的寬度。3.8承臺設計3.8.13.8.2承臺底面單樁豎向力設計值可按下列公式計算（圖3.8圖3.81-墩身；2-承臺；3-樁；4-剪切破壞斜截面SKIPIF1<0（3.8.2）式中：SKIPIF1<0為第i根樁的單樁豎向力設計值；SKIPIF1<0為由承臺底面以上的作用（或荷載）產生的豎向力組合設計值；SKIPIF1<0為由承臺底面以上的作用（或荷載）繞通過樁群形心的x軸、y軸的彎矩組合設計值；n為承臺下面樁的總根數；SKIPIF1<0為第i排樁中心至y軸、x軸的距離。3.8.3當承臺下面外排樁中心距墩臺身邊緣大于承臺高度時，其正截面（垂直于x軸和y軸的豎向截面）抗彎承載力可作為懸臂梁按本規(guī)范第5.2.2條“梁式體系1承臺截面計算寬度1）當樁中距不大于三倍樁邊長或樁直徑時，取承臺全寬；2）當樁中距大于三倍樁邊長或樁直徑時SKIPIF1<0（3.8.3-1）式中：SKIPIF1<0為承臺截面計算寬度；a為平行于計算截面的邊樁中心距承臺邊緣距離；D為樁邊長或樁直徑；n為平行于計算截面的樁的根數。2承臺計算截面彎矩設計值應按下列公式計算（本規(guī)范圖3.8SKIPIF1<0（3.8.3-2）SKIPIF1<0（3.8.3-3）式中：SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為計算截面外側各排樁豎向力產生的繞x軸和y軸在計算截面處的彎矩組合設計值；SKIPIF1<0為計算截面外側第i排樁的豎向力設計值，取該排樁根數乘以該排樁中最大單樁豎向力設計值；SKIPIF1<0、SKIPIF1<0為垂直于y軸和x軸方向，自第i排樁中心線至計算截面的距離。3.8.4當外排樁中心距墩臺身邊緣等于或小于承臺高度時，承臺短懸臂可按“撐桿-系桿體系”計算撐桿的抗壓承載力和系桿的抗拉承載力（圖3.81撐桿抗壓承載力可按下列規(guī)定計算：SKIPIF1<0（3.8.4-1）SKIPIF1<0（3.8.4-2）SKIPIF1<0（3.8.4-3）SKIPIF1<0（3.8.4-4）SKIPIF1<0（3.8.4-5）式中：SKIPIF1<0一撐桿壓力設計值，包括SKIPIF1<0,SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0和SKIPIF1<0分別為承臺懸臂下面“1”排樁和“2”排樁內該排樁的根數乘以該排樁中最大單樁豎向力設計值，單樁豎向力按本規(guī)范公式（3.8.2）計算；按公式（3.8.4-1）計算撐桿抗壓承載力時，式中SKIPIF1<0取SKIPIF1<0和SKIPIF1<0兩者較大者；SKIPIF1<0為撐桿混凝土軸心抗壓強度設計值；t為撐桿計算高度；為撐桿計算寬度，SKIPIF1<0為按本規(guī)范第3.7.3條有關正截面抗彎承載力計算時對計算寬度的規(guī)定；b為樁的支撐寬度，方形截面樁取截面邊長，圓形截面樁取直徑的0.8倍；SKIPIF1<0為邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度標準值；SKIPIF1<0為與撐桿相應的系桿拉力設計值，包括SKIPIF1<0,SKIPIF1<0；SKIPIF1<0為在撐桿計算寬度SKIPIF1<0（系桿計算寬度）范內系桿鋼筋截面面積；s為系桿鋼筋的頂層鋼筋中心至承臺底的距離；d為系桿鋼筋直徑，當采用不同直徑的鋼筋時，d取加權平均值；SKIPIF1<0為撐桿壓力線與系桿拉力線的夾角，包括SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0為承臺有效高度；a為撐桿壓力線在承臺頂面的作用點至墩臺邊緣的距離，取SKIPIF1<0；SKIPIF1<0和SKIPIF1<0為樁中心至墩臺邊緣的距離。a）“撐桿-系桿”力系b）撐桿計算高度圖3.8.4承臺按“撐桿-系桿體系1-墩臺身；2-承臺；3-樁；4系桿鋼筋2系桿抗拉承載力可按下列規(guī)定計算：SKIPIF1<0（3.8.4-6）式中：SKIPIF1<0為系桿拉力設計值，見本條第1款，取SKIPIF1<0與SKIPIF1<0兩者較大者；SKIPIF1<0為系桿鋼筋抗拉強度設計值；SKIPIF1<0見本條第1款。在垂直于系桿的承臺全寬內，系桿鋼筋應按本規(guī)范第3.9.8條第2款布置。在系桿計算寬度SKIPIF1<0，內的鋼筋截面面積應符合本規(guī)范第9.1.12條規(guī)定的受彎構件受拉鋼筋最小配筋百分率。3.8.5承臺的斜截面抗剪承載力計算應符合下列規(guī)定（見本規(guī)范圖3.8SKIPIF1<0（kN）（