海上测风塔基础设计：抗拔承载力成果

与桩基竖向承载力对应的是桩基抗拔承载力，海上测风塔基础的受力特点是环境荷载综合产生的水平荷载大，倾覆力矩大，在荷载作用下基础中的桩基以部分承压、部分抗拔来抵御倾覆弯矩的作用，因此不存在基础整体上拔的情形。

鉴于海上测风塔基础结构中桩基不存在整体上拔这一特点，桩基抗拔承载力计算中可仅进行单桩抗拔承载力计算。在桩基抗拔承载力计算方法中，JGJ 94—2008针对不同桩型给出了统一的计算公式，同时JTJ 285—2000或JTS 167—4—2012则针对嵌岩桩这一特殊桩型给出了对应的计算方法。

1.桩基抗拔承载力

桩基抗拔极限承载力标准值根据基础破坏型式选择对应的计算方法。当群桩呈非整体破坏时，计算公式为

式中 Tuk——桩基极限抗拔承载力标准值；

ui——桩身周长，对于等直径桩取u=πd，d为桩径；

li——桩周第i层土的厚度；

qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；

λi——抗拔系数，按表6-5取值。

表6-5　抗拔系数λi

注：桩长l与桩径d之比小于20时，λi取小值。

海上测风塔基础的自重较小，且以水平受荷和倾覆弯矩为主，群桩并不会出现整体上拔破坏的情形，这里给出群桩整体上拔破坏时的抗拔承载力计算方法，以便设计人员加深理解。当群桩呈整体破坏时，单桩抗拔承载力为

式中 Tgk——群桩中单桩极限抗拔承载力标准值；

ul——桩群外围周长；

n——桩数。

采用上述方法计算的单桩抗拔承载力标准值用于抗拔验算时，扣除水浮力后的桩基自重作为荷载参与标准组合，然后与桩基抗拔承载力特征值进行验算，也即桩身自重部分不出现在承载力计算项中。在按照表6-5确定抗拔系数时，应根据桩型、桩长和土性来进行选择，基本规律为：灌注桩抗拔系数高于预制桩，长桩抗拔系数高于短桩，黏性土抗拔系数高于砂土。

2.嵌岩桩抗拔承载力

嵌岩桩在进行抗拔试验时，单桩轴向抗拔承载力设计值为(www.xing528.com)

式中 Qtd——单桩轴向抗拔承载力设计值；

Qtk——单桩轴向抗拔极限承载力标准值；

γt——单桩轴向抗拔承载力分项系数，取1.8～2.0。

当不进行抗拔试验时，若嵌岩深度不小于3倍桩径，单桩轴向抗拔承载力设计值计算为

式中 μ1——覆盖层桩身周长；

μ2——嵌岩段桩身周长；

ξ′fi——第i层覆盖土的侧阻抗拔折减系数，取（0.7～0.8）ξfi，ξf i为桩周第i层土的侧阻力计算系数；

ξ′s——嵌岩段侧阻力抗拔计算系数，取0.045；

G——桩重力，水下部分按浮重计算；

α——桩轴线与铅垂线夹角；

γts——覆盖层单桩轴向抗拔承载力分项系数，预制桩取1.45～1.55，灌注桩取1.65；

γtR——嵌岩段单桩轴向抗拔承载力分项系数，取2.0～2.2；

qfi——桩周第i层土的极限侧阻力标准值；

li——桩穿过第i层土的厚度；

frc——岩石饱和单轴抗压强度标准值，对黏土质岩石取天然湿度单轴抗压强度标准值，当frc值大于桩身混凝土轴心抗压强度标准值fck时，应取fck值；

hr——桩身嵌入基岩的深度，当h超过5d（d为嵌岩段桩径）时，h取5d，当岩层表面倾斜时，应以岩面最低处计算嵌岩深度。

基于如式（6-21）所示的嵌岩桩抗拔承载力设计值的计算方法，根据《港口工程结构可靠性设计统一标准》，可近似确定嵌岩桩的抗拔承载力特征值，即

对比式（6-18）和式（6-22），前者计算的抗拔承载力未包含桩身有效自重，后者包含了桩身有效自重，因此在进行抗拔承载力验算时，前者对应的桩基上拔荷载应先扣除桩身自重后再行验算，后者应采用不考虑桩身自重参与荷载组合下求解的上拔荷载来直接进行承载力验算。