可再生能源
传源卤环境 ER1972-20R
岩基海床风机基础钢管桩承载力试验方法选择
董钳
(福建省水利水电勘测设计研究院
福建福州
350001)
摘要福建莆因南目岛海上风电项目风机基础钢管桩直径大、承载力要求高、入岩深度大，需要在工程区城内进行钢管独承载力试验。本工程风机基础钢管桩需要采用2种桩型：端承摩榜桩和摩擦端承桩，试植工程拟对两种桩型各做一组试验。通过对锚桩法和自平衡法两种静载荷试验方法进行分析比较，选择了对地质条件适应性较好的错桩法，可为今后类似的工程提供借鉴与参考。
关键调海上风电基
钢管
承载力
错椎法
中图分类号：TM614
文献标识码：A
自平衡法
文章编号：1672-9064(2017)04-093-03
锅管桩由于其强度高、施工简便、质量便于控制，在海上风电基础结构中得到了广泛应用。受台湾海峡气流狭管效应影响，福建近海海域风速大，风能资源丰富，海上风电场一般推荐4MW以上的大单机容量风机，其基础钢管桩承载力非常大。大吨位的钢管桩承载力试验经常因为没有选择合适的试验方法而不能得到准确的承载力数据，导致钢管桩承载力得不到充分的发挥，造成浪费；或承载力达不到设计要求，使得风机基础的安全稳定得不到保证。因此，寻找1种既方便经济又科学准确的钢管桩承载力试验方法至关重要。福建莆田南日岛海上风电项目采用端承摩擦桩和摩擦端承桩两种桩型，通过对锚桩法(1-3)和自平衡法(4-5)两种静载荷试验方法的比较分析，为确定工程采用的的承载力试验方法提供了技术依据。
1
1.1
工程概况
试桩目的
福建莆田南日岛海上风电项目风机基础钢管桩直径大、
承载力要求高、人岩深度大。由于本工程区域地质情况较复杂、环境保护要求高，缺乏可以利用的试桩资料，因此，有必要在工程区域内进行钢管桩承截力试验。通过试验可以检验工程地质的勘察成果，验证钢管桩承载力是否达到设计要求，而且试验成果可为后续钢管桩设计、优化提供依据。
地质条件 1.2
福建莆田南日岛海上风电项目各风机机位海床表层主
要为海积堆积的淤泥质土、粉质粘土、砂等，下伏为花岗岩风化层。试桩机位的岩土层分布见表1。根据各风机机位的工程地质条件，本工程风机基础钢管桩持力层可选用做体状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩或弱风化花岗岩。
1.3
试桩参数
根据拟选用的风机荷载资料、工程区海洋水文资料及工
程地质条件，本工程风机基础钢管桩需要采用两种桩型：端承摩擦桩和摩擦端承桩16(嵌岩桩）。试桩工程拟对两种桩型各做一组试验，试桩参数见表2。
2 2.1
试验方法及原理锚桩法
锚桩法试桩是陆上静载试验在海洋工程或港口工程中
应用的延伸，是海上静载试验常用的方法，在我国的海洋工程、港口工程及跨海大桥工程中得到了广泛运用，具有较成熟的试验方法和丰富的经验。铺桩法试桩通过在桩对试验桩施加荷载，从而达到对钢管桩竖向承载力进行检测的目的。受海上施工条件限制，一般采用锚桩和预制反力梁联合提供反力的方式进行布置。错桩法试桩原理如图1所示。广东珠海桂山海上风电场及中广核如东150MW海上风电项目试桩工程均采用该种试桩方法。
自平衡法 2.2
自平衡法试桩是接近于竖向抗拔(压)桩实际工作条件的试验方法。通过在桩身平衡点位置预先放置荷载箱，与钢
表1试桩机位的岩土层分布
层号 1 2 3 4
6
层底标高/m 12.50-16.10 21.50 22.50 26.70 60.20
钢管桩类别端承摩擦桩摩擦端承桩
桩径/mm 1800 1800
磷承摩擦链机位
层厚/m 7.8 3.6 5.4 1.0 4.2
33.5
钢管桩长/m 46.6 39.4
岩土层名称细砂中粗砂粘土中粗砂全风化花岗岩
散体状强风化花岗岩
层底标高/m 14.50 18.60 22.00 24.30 25.30
试桩参数表2
桩顶标高/m +8.40 +8.40
桩底标高/m 38.20 31.00
摩擦端承桩（嵌岩桩）机位
层厚/m 8.4 4.1 3.4 2.3 1.0
抗压葡载/kN 22000 22000
岩土层名称中粗砂全风化花岗岩
散体状强风化花岗岩碎裂状强风化花岗岩弱风化花岗岩
抗拨荷载/kN 11400 11400
作者简介；董，福建省水利水电勃测设计研究院水工处处长，高级工程师，长期从事水利水电工程设计工作。
2017.NO.4.
93
水平荷载/kN 1420 1420