海上风电大型单桩打入过程桩周土体弱化研究

摘要

打桩是海洋工程钢管桩的主要安装方式，高能量的连续锤击会使桩周土体强度降低，有效降低了打桩的难度，但随着桩基及配套施工设备不断向大型化发展，打桩过程对桩周土体的扰动加剧，精准预测桩周土的强度弱化规律是打桩过程控制的关键．针对此问题，在打桩分析软件中引入现有的8种不同桩周土体强度折减方法，开展了打桩分析计算，通过与打桩记录的对比，发现现有方法无法精准模拟大直径单桩打桩过程中桩周土体的弱化规律．随后，开展了桩-土界面循环剪切试验，研究界面粗糙度、初始法向应力、往复循环次数等因素对打桩过程中桩周土体强度弱化的影响．试验结果表明：循环剪切试验可以有效模拟打桩过程中桩周土体的强度弱化现象，桩周土体强度会随着循环次数的增加而不断减小并最终稳定至残余强度；初始法向应力越大，桩周土体强度弱化程度越低；桩-土界面粗糙度越高，桩周土体强度弱化程度越高．同时，基于对大量海上风电大直径钢管桩打桩记录的反分析，提出了考虑桩-锤-土共同作用下大直径钢管桩桩周土体强度弱化的模拟方法，并验证了该方法的可靠性．

关键词

桩基础 / 打桩 / 土体强度弱化 / 循环剪切试验