SY∕T 7064.4-2018标准规范下载简介

SY∕T 70**.*-2018 石油天然气工业海洋结构物特殊要求 第*部分：岩土工程及基础设计

式中： △ZGs—整体冲刷深度； 2一整体冲刷后，海底以下的最终深度； K。一静侧向土压力系数【原位有效水平土壤应力与有效垂向土壤应力的比值，KP(z）p°(z)]； A.8.5给出了在整体冲刷和局部冲 中情况下，减小有效应力的方法。

A.8.1.5岩层中灌浆桩的侧摩阻力和端部承载力

DB2102／T 0038-2021 既有住宅加装电梯工程技术规程.pdfA.8.2桩的轴向抗拔承载力

A.8.3桩的轴向性能

A.8.3.1桩的轴向静力性能

A.8.3.2桩的轴向循环性能

A.8.3.2.1限制

显式地模拟循环荷载可提高设计者对荷载循环特性重要性的理解。另一方面，实际使用这种方法 宜十分小心：以往做法中，循环效应是被隐式地考虑，而不是显式。基于隐式基础建立并校准的设计 方法通常需要大量的调整，在这些调整中，使用到显式的算法。

A.8.3.2.2荷载

桩的轴向荷载来源于操作、结构的和环境的各个方面。固定和可变荷载一般是长期荷载，经常定 义为静荷载。环境荷载由风、浪、流、地震、浮冰块等引起。这些荷载既有低频循环分量，又有高频 盾环分量。在这些分量中，荷载变化速率和持续时间是以秒来度量的。风暴与冰荷载可能有几千次低 频循环荷载（相对来说）、而地震仅可能引起几士次的高频荷载

A.8.3.2.3静态承载力

对大多数的桩基海洋固定平台，经验已经证明，基于静态承载力评估确定的桩入土深度是足够 的。在这种方法中使用静态设计荷载与通常可接受的工作应力设计（WSD）安全系数，并在系数中 部分地考虑了循环效应。 当桩的贯入受到不同寻常的限制，或与荷载相关的土壤、条件等存在，以及新式的结构出现时 （例如顺应塔等），应当详细考虑循环效应。

A.8.3.2.*循环效应

与长期的静态荷载相比，循环荷载对桩的轴向承载力和刚度可能有下列重要影响： 一由重复荷载引起的承载力和刚度的减小，或 一由高的加载速率引起的承载力和刚度的增加 其对承载力的综合影响主要由桩的特性（刚度、长度、直径、材料）、土壤特性（类型、应力历 史、应变率及循环弱化）及荷载特性（交变荷载的次数和大小）所引起。循环荷载也会引起桩的累积 立移，造成桩周围土壤的硬化/强化或软化/减弱。黏滞阻尼和辐射阻尼消耗了土壤中的荷载能量。 对于地震，自由场地面**（与桩和结构的存在无关）可以引起土壤中重要的循环应变效应；这种效 应可能影响的承载力与刚度。

A.8.3.2.5分析模型

A.8.3.2.5.1概述

A.8.3.2.5.2离散元模型

A.8.3.2.5.3连续介质模型

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桩周围的土壤被理想化为一个连续地连接到桩上的连续介质。其材料特性可以包括任何能够分 析的合理的应力一应变规则。根据非线性和不均匀性的程度，模型可变得相当复杂。一般的桩仍然 被模拟成一个线性或非线性的连续杆。在这些模型中，材料特性可在任一方向变化，见参考文献 [180]和[181]。 关于边界条件、解的性质等，存在各种各样的假设，这对两种方法的任意一个都可能导致无限的 变量数。 一旦建立了理想化模型，并推导出有关的公式，接下来宜选择求解技术。对于简单的模型，解 析法是可能的。对其他情况，就宜使用数值解法了。某些情况下，数值方法和解析方法的组合是有用 的。大多数经常使用的数值解法是有限差分法与有限元法。以上两种方法都可应用于离散单元模型与 连续单元模型。在某些情况下，离散单元模型与连续单元模型会联合使用[172].[179]。经典的有限元模 型已被应用于受单调轴向荷载的桩的特定分析（参考文献[180])。 由于实用性的原因，数值求解的离散元模型，较多地应用在受高强度循环荷载的桩的评价中。这 些模型得到的结果被用于获取桩的累积位移，以及受高强度循环荷载的桩承载力。 用解析方法求解的弹性连续体模型（与机械振*分析类似），已证明对遭受在设计工作水平荷载 及其之下的低强度高频循环荷载的桩的评价是有用的。在高强度荷载作用下，材料的特性很可能是非 线性时，用解析法求解的连续元模型仍可被使用，这可用近似于非线性、有滞后作用的等效线性特性 来实现。

A.8.3.2.*土壤特性

建立评价循环荷载对桩的影响的实际分析模型的关键部分是土壤一桩相互作用特性的表征。高质 量的原位、实验室和模型一原型桩的荷载试验在这样的表征中是必不可少的。在建立与桩一土相互作 用相关的表征中，将桩的安装工艺与桩的荷载条件结合到试验程序中是十分重要的。 原位试验（例如十字板剪切、圆锥贯入、压力仪）可提供对原位土性质和应力一应变特性的重要 认识。可以得到低幅和高幅两种应力一应变特性。长期（静态的、蠕变的）、短期（*态的、冲击的） 和循环（重复的）荷载有时可用原位试验设备来模拟。 对代表性土样的室内试验能够模拟和评价各种各样的应力一应变条件。可修正土样以模拟桩的安 表影响（例如，重塑与重固结以考虑现场应力）。土样可能有各种边界条件（三轴、单剪、接口剪）， 并可能遭受不同的持续或循环剪切时间历程，用于模拟在位荷载条件。 模型与原型桩的试验是建立循环荷载分析用的土壤性质的重要资料来源。模型桩可以用高精度的 仪器在土壤中对各种荷载进行重复试验。在把模型试验结果使用到原型性质分析时，宜谨慎地考虑几 可比尺、时间比尺和其他模拟影响 原型桩的荷载试验得到的资料对分析模型的标定十分有用。这样的试验，即使不使用高精度的仪 器，也能提供用于分析模型的指导性资料。这些试验也能提供用以确认土壤特性和分析模型结果的资 科，见参考文献[172]、[178]、[179]、[190]】和[191]。原型桩荷载试验与原位及实验室土壤试验 相结合，实际分析模型能够为可靠地评价桩对轴向循环荷载的响应提供一个基本的框架

A.8.3.2.7分析方法

A.8.3.2.7.1概述

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使用离散元模型进行轴向循环对桩的影响的分析时的主要步骤可分为如下的部分。

A.8.3.2.7.2荷载

A.8.3.2.7.3桩的特性

宜确定包括直径、壁厚、刚度、重量及长度等桩的特性。这就要求对相应于设计荷载的桩入土深 变进行初始计算。基于桩荷载试验及土壤试验的经验方法或准静态方法可用于这样的估算

A.8.3.2.7.*土壤特性

A.8.3.2.7.5循环荷载分析

宜通过分析来确定桩在承受静荷载与循环设计荷载的桩的响应特性（阻力和位移）。在识别 旺的荷载和桩一土特性的评价中的固有的不确定性时，宜进行参数分析，以评价桩对这些不确 定性响应的敏感性。分析结果宜得到在设计荷载作用下桩的阻力和累积位移的真实预报。另外， 根据对静力和循环设计荷载的模拟，宜进一步对桩进行分析，以便计算桩贮备能力和循环后的 荷载阻力。

A.8.3.2.8性能要求

宜单独评估显式循环分析中桩的性能 桩宜有在它的设计荷载以上提供足够的安全余量的能力 外，桩不宜出现沉降或上拔，也不应产 移到造成结构桩基系统发生破坏的程度

A.8.3.3桩的整体轴向性能

A.8.*轴向受压桩的土反力

A.8.5侧向承载桩的土反力

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1一初始海底平面； △ZGs—整体冲刷深度； 2一整体冲刷后海底平面； △Zis一局部冲刷深度（典型取1.5D）； 3一局部冲刷后海底平面； AZo一覆土折减深度（典型取*.0D） *一桩； p。一垂向有效应力； 5一无冲刷情况； E一地基反力初始模量； *一局部冲刷情况； 2一初始海床以下深度； 7—E,=kz'（k见表5）； 2'—整体冲刷后海床以下最终深度。

A.8.*.2轴向性能

一般来说，群桩效应很大程度上取决于群桩的几何尺度与入土深度，以及桩尖下方任何可承载土 层的厚度。

A.8.*.3侧向性能

其对于位移计算。另外，受制于场址调查程序与预测单桩的桩一土相互作用的能力，使得在群桩分析 的土壤输入上存在不确定性。因此，宜使用两种及以上的方法对群桩进行多次分析，并且应在分析中 使用土壤特性数值的上限与下限。通过此类分析，设计者将获得对基础性能预测中不确定性的一些认 识，并可以为基础结构设计和结构单元做出更明智的决策

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附录B （资料性附录）

钙质土覆盖着35%以上的大洋海床。大部分的钙质土都是生物性的，即由大量的植物和*物 残骸遗留堆积而成，例如珊瑚、海藻、颗石藻类、有孔虫类和棘皮*物等。也有比较小的部分是以 粒、小颗粒、葡萄状灰岩等非骨料的形式存在。这些钙质沉积物大量地存在于温暖的热带浅水海 域，特别是北纬30°到南纬30°之间的区域。已有报道，在中间纬度区域以外相当远的深海地区 也有钙质海底沉积物存在。在整个地质史中，由于温度和水条件（水深、盐度等）发生了变化，在 现今可能的活*沉积区域以外的地方，在比较近代的陆地物质下面可以发现埋藏着古代钙质沉积 物。在墨西哥湾，据知主要的钙质沉积物存在于佛罗里达沿岸和坎佩切湾。 下面的评论主要集中在钙质粉土和砂土。具有不同钙质含量的黏土常见于近海，但对于如何根据 不同钙质含量对黏土上的常规设计方法进行修正，提供的指导很少。在进行这样评估时，当地的经验 是非常重要的

钙质土与富硅质主有许多不同。一个很重要的差别就是钙质主的主要成分是碳酸钙，与石英（富 硅质沉积物的主要成分）相比碳酸钙的硬度要低得多。而钙质土在相对低的应力水平下对破碎（断 裂）的敏感性有一部分原因是由这一因素造成的。典型的钙质土有较大的颗粒间隙和颗粒内孔隙率， 导致其具有较高的孔隙比和较低的密度，所以比陆相硅沉积物土有更大的可压缩性。此外，钙质土容 易在常规压力和温度条件下的生物和物理化学过程中发生沉积后的改变，致使胶结材料形成不规则和 不连续的层状或透镜体状。这些改变，反过来会极大地影响其力学性能。 钙质土的结构是一个重要的特征。一般来说，骨料颗粒的形状从有棱角到次圆形，具有粗糙的表 面，并有颗粒内孔隙。另一方面，非骨料颗粒则为具有光滑表面的固体，无颗粒内孔隙。一般认为， 由能够抵抗压碎破坏的圆形非骨料颗粒构成的未胶结钙质土，是比呈现部分胶结但中度压碎的碳酸土 更强的基础材料。资料表明钙质含量的重要性，因为它与碳酸盐沉积物的性能有关。由于其材料的易 率和可压缩性，以碳酸盐为主要成分的土比低碳酸盐含量的土更容易退化。其他影响材料性质的重要 特性是颗粒的棱角、内部孔隙比、可压缩性和颗粒破碎性。从这个意义来说，上面的参数都是相互联 系的，多棱角颗粒的钙质土由手其颗粒的取向，因此具有较高的原位孔隙比。由于颗粒的梭角，这些 土对颗粒破碎更加敏感，因此更容易被压缩。 这一节给出了钙质主力学特性的基本描述。为了更详细地了解材料的特性，可参见参考文献[37一**]。

总地来说，越来越多的证据表明，没有任何一种实验室和现场试验程序的组合能够提供用于钙质 土基础设计的所有适当参数。已经发现一些实验室和原位试验是有用。各实验室钙质土试验程序至少 能够确定以下内容： a）材料成分，特别是钙质的含量。 b）材料成因，以区分骨料沉积物和非骨料沉积物。 c）颗粒性质，如颗粒棱角性、孔隙率和初始孔隙比

d）材料的压缩特性。 e）剪切时的土体强度参数和体积变化特征，包括循环作用的影响。 f）黏结构造，至少有个定性认识。 为了确定场地特性，特别是在选择适当的现场程序时，尽可能地利用过去当地的经验是十分重要 的。在新的未勘察的估计会存在钙质土的地区，宜借助其他地理和环境条件类似的钙质土地区的经验 选取现场试验程序。

一些过去的案例说明了钙质土基础特殊的性质和其表现不佳的性能。大量的桩承载试验表明，打 人弱黏结和可压缩钙质砂土和粉土中的桩，只能*员适用于硅质土的常规设计或预测方法预测出的 承载力的一小部分（低至15%）。另一方面，密实、强力黏结的钙质沉积物可以成为很好的基础材料 遗撼的是，由于难以取得高质量的样本，以及缺乏通用的设计方法，有时很难预测会发生什么问题 对于黏土，当碳酸盐含量超过50%且没有桩基试验数据或当地经验时，宜小心谨慎。

B.*.2其他可用的深基础

一般来说，浅基础适用手钙质沉积物，但这类基础的评价分析方法都宜考到钙质主与右英质砂 土或普通黏土之间的重大区别。钙质砂主和粉土通常比硅质砂土和粉土具有更大的内摩擦角，但却更 容易压缩，这两个因系对于承载力具有反的影响。钙质砂土和粉土通常比同等硅质材料具有更低的 参透性，导致一个给定尺寸基础的排水时间更长。钙质土在剪切作用下具有体积减小的趋向，特别是 在循环荷载作用下，具有更长的排水时间，引起的超孔隙压力可能导致基础的承载失稳。钙质砂土的 不排水循环强度经常低于硅质砂土。大部分钙质沉积物的高压缩性会导致较大的固结沉降，并且在循 环荷载作用下引起的沉降进一步增大。高胶结度的钙质沉积土对浅基础更为有利，因为能够提供较高 的承载力、良好的抗循环作用及较小的沉降。然而，对于由胶结和非胶结沉积物构成的互层部面应谨 真对待，应考虑穿刺破环的风险和后果。新颖的基础系统如采用吸力设备辅助裙板的贯入时，宜根据 具体情况进行仔细评估。 有证据表明，弱黏结可压缩颗粒的钙质沉积物中浅基础的承载力要比墨西哥湾一般常见的硅质材 料中浅基础的承载力低得多。而另一方面，有报道称密实、牢固黏结并具有良好材料的土壤中，也有 较高的承载力。

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仍具有高度特定一场地特性井依赖于 当地的经验。由于受到近来一些出版物关于钙质土基础的不 载性能和补救措施的经济后果报道的干扰，在钙质土中的设计采用保守方法的趋势日益盛行。即 沉积物中的钙质含量很小的情况也是如此。这样做并不总是合理的。与其他设计一样，有经验的 星师的判断仍是在钙质土环境中对离岸基 经济设计的关键环节

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JGJ／T *39-2018 碱矿渣混凝土应用技术标准SY/T 70**.*2018

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