層狀土地基條件下具樁靴自升式鉆井船插樁深度分析研究

李 晶

(交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所 天津市水運(yùn)工程測(cè)繪技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300456)

自升式鉆井船在海洋石油領(lǐng)域用途廣泛，多用于鉆井、修井，有時(shí)也被改造用于采油作業(yè)中，它一般依靠3～4根樁腿插入海底面以下一定深度，獲得承載力支持[1]。在渤海的大部分油田區(qū)，沉積物來(lái)源以河流來(lái)沙為主，河流尾閭的多次擺動(dòng)導(dǎo)致沉積物分層明顯，再經(jīng)波浪的分選改造后，呈現(xiàn)出互層且軟硬不均的復(fù)雜現(xiàn)象[2-3]，包括迭層、軟黏土與無(wú)黏性土互層、上硬下軟地層關(guān)系、上軟下硬地層關(guān)系等，一般層厚較小，單層厚度大多在1～5 m。軟硬不均的地層特點(diǎn)，使得鉆井船在淺層插樁時(shí)易出現(xiàn)承載力不足、插樁速率突變或樁底刺穿等情況[4]。為解決該問(wèn)題，目前工作于中國(guó)渤海的很多鉆井船都在樁端裝有樁靴，大部分樁靴的最大截面寬度在6～12 m，較大的與地層接觸面積降低了上部荷載的壓強(qiáng)，能夠充分利用淺部承載力，使鉆井船更適合于在軟土分布區(qū)插樁作業(yè)，樁基的自穩(wěn)性也得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用需要相應(yīng)的理論、認(rèn)識(shí)、方法等的更新完善。在具樁靴鉆井船的實(shí)際應(yīng)用中，尚存在一些概念不明確的地方：①承載力應(yīng)按淺基礎(chǔ)計(jì)算還是按樁基礎(chǔ)計(jì)算，在具樁靴鉆井船的使用手冊(cè)中，有些推薦樁基礎(chǔ)計(jì)算公式[5]，有些推薦淺基礎(chǔ)計(jì)算公式[6]，這反映了工程技術(shù)人員對(duì)于具樁靴鉆井船作用下地基土的破壞機(jī)理認(rèn)識(shí)并不明晰；②多層地基土中，當(dāng)基礎(chǔ)下一定深度范圍內(nèi)下臥兩層或兩層以上地基土?xí)r，各層土的性質(zhì)對(duì)承載力的影響如何，即基礎(chǔ)下各深度處土的強(qiáng)度對(duì)總承載力的貢獻(xiàn)如何計(jì)算；③當(dāng)持力層下存在軟弱下臥層時(shí)，樁基礎(chǔ)存在潛在的刺穿風(fēng)險(xiǎn)，目前的刺穿分析都是在假定軟弱下臥層無(wú)限厚的基礎(chǔ)上計(jì)算，實(shí)際常見的軟弱下臥層與大尺寸樁靴的厚寬比通常很小，不滿足假定條件，此時(shí)刺穿風(fēng)險(xiǎn)該如何分析。

本文基于淺基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)的極限破壞理論，以中國(guó)渤海海域的實(shí)際插樁工程案例為參考，應(yīng)用有限元數(shù)值模擬手段，研究了在層狀土地基條件下，具樁靴鉆井船插樁時(shí)的地基土的破壞模式和插樁荷載影響深度，以及不同承載力計(jì)算公式的適用性，提出了考慮樁靴下一定深度范圍內(nèi)所有地層強(qiáng)度貢獻(xiàn)和插樁時(shí)地層動(dòng)態(tài)重分布的極限承載力計(jì)算公式，探討了復(fù)雜地層條件下樁靴發(fā)生刺穿風(fēng)險(xiǎn)的分析方法，以期解決具樁靴鉆井船應(yīng)用中的工程技術(shù)疑難。

1 自升式鉆井船承載力計(jì)算現(xiàn)狀

目前，對(duì)具樁靴自升式鉆井船的地基承載力及插樁深度進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，常見的方法有兩種，一種是以Skempton公式[7]、Terzaghi公式[8]、SNAME[9]規(guī)范等推薦的淺基礎(chǔ)計(jì)算方法，另一種是以APIRP2A[10]等規(guī)范推薦的樁基礎(chǔ)承載力計(jì)算方法。限于篇幅，本文不對(duì)公式進(jìn)行詳細(xì)介紹。

以上公式均基于均質(zhì)地基土、破壞面已知、基礎(chǔ)埋深一定等假定條件，依據(jù)靜力學(xué)平衡關(guān)系建立。而自升式鉆井船的樁靴基礎(chǔ)一般為圓形或方形，地基土成層且非均質(zhì)，插樁過(guò)程又是不斷下插和破壞地基土的連續(xù)動(dòng)態(tài)過(guò)程，很難滿足公式的假定使用條件。

2 有限元數(shù)值模型建立

有限元法是一種求解偏微分方程邊值問(wèn)題近似解的數(shù)值技術(shù)。巖土材料有著非線性、各向異性等力學(xué)性質(zhì)，大多數(shù)巖土問(wèn)題非常復(fù)雜，通常難以得到準(zhǔn)確解，而有限元法計(jì)算精度高，能適應(yīng)復(fù)雜形狀，在處理巖土工程問(wèn)題中有著明顯的優(yōu)勢(shì)[11-12]，一些學(xué)者利用有限元技術(shù)模擬了海洋工程插樁活動(dòng)，取得了新的認(rèn)識(shí)和符合實(shí)際的結(jié)果[13-15]。

本文擬采用有限元法，建立樁靴結(jié)構(gòu)與海洋土體相互作用的有限元數(shù)值模型，對(duì)插樁活動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，通過(guò)將模擬結(jié)果與公式計(jì)算結(jié)果、插樁實(shí)例結(jié)果對(duì)比，來(lái)揭示具樁靴鉆井船插樁時(shí)的地基土破壞方式，以及不同條件下的承載力計(jì)算方法。

樁靴單元為完全積分的線性實(shí)體單元，材料選用各向同性彈性材料。土體單元為完全積分的線性實(shí)體含孔隙流體單元，材料選用各向同性彈塑性材料，其中，不排水黏性土的本構(gòu)模型為Mohr-Coulomb模型，排水無(wú)黏性土的本構(gòu)模型為修正的Drucker-Prager/Cap模型，在帽子區(qū)域采用相關(guān)流動(dòng)法則，在剪切破壞和過(guò)渡區(qū)域采用非相關(guān)流動(dòng)法則。

圖1 土體及樁靴的有限元網(wǎng)格Fig.1 FEM Meshes of spudcan and soil

本文采用的樁靴整體類似于陀螺形，下部呈錐體，最大截面直徑為9.14 m。土體范圍總寬度為100 m，土體深度為40 m。樁靴周邊的網(wǎng)格單元尺寸為0.5 m，向遠(yuǎn)處逐漸增大至5 m，以節(jié)省計(jì)算成本。整個(gè)模型共有節(jié)點(diǎn)738個(gè)，單元683個(gè)，如圖1所示。

樁土之間的接觸關(guān)系為具有主從關(guān)系的面對(duì)面接觸，以樁的接觸面作為主面，土體接觸面作為從面，采用罰函數(shù)算法，垂向接觸屬性為“硬”接觸，切向接觸可有限滑移，滑移摩擦由Coulomb接觸法則控制。

整體模型受到的外部荷載主要為重力和靜水壓力，初始條件主要有重力、孔隙比和孔隙水壓力的分布，邊界條件包括側(cè)邊界的水平位移約束、底邊界的垂直位移約束、樁靴體的初始平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)約束。為了控制整體模型在樁靴貫入之前不發(fā)生較大變形，首先設(shè)定地應(yīng)力平衡分析步，在考慮樁土質(zhì)量、形狀尺寸和整體受力情況下，使土體均勻沉降，達(dá)到地應(yīng)力平衡狀態(tài)。

樁靴的貫入采用位移貫入法，在土壤力學(xué)分析步中，通過(guò)指定樁靴體的豎向位移—時(shí)間函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在該步驟中，網(wǎng)格單元會(huì)發(fā)生大的變形，因此，除了合理設(shè)置網(wǎng)格大小與插樁深度的尺寸比例以外，還利用了有限元模型本身的幾何非線性分析功能，以適應(yīng)大變形計(jì)算。同時(shí)，由于插樁過(guò)程是荷載的快速加載過(guò)程，孔隙水壓力來(lái)不及消散，因此，采用瞬態(tài)孔隙水壓響應(yīng)方式。

3 有限元數(shù)值結(jié)果分析

為研究層狀土復(fù)雜地基條件下樁靴底部承載力分布的規(guī)律，分別選取上硬下軟地層、上軟下硬地層兩種情況進(jìn)行模擬研究。

3.1 上硬下軟地層中地基土破壞形式

設(shè)置上覆5 m厚的φ=22°砂土硬層，下伏c(diǎn)=15 kPa的黏性土軟層作為地層模型，對(duì)樁靴貫入10 m深度地層的插樁現(xiàn)象進(jìn)行了有限元仿真模擬。模擬結(jié)果顯示，地基土的破壞形式在4.3 m以淺深度類似于整體剪切破壞，隨后轉(zhuǎn)為類似沖剪破壞，整體剪切破壞區(qū)的底界面并不是破壞形成的曲面，而是軟硬土層的交界面。當(dāng)在上部硬層插樁時(shí)，由于上層土的變形模量大于下層土，因此，上層土中的應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象明顯(圖2)，下部軟層受應(yīng)力擴(kuò)散影響，塑性應(yīng)變區(qū)范圍呈一定倍數(shù)放大(圖3)。這說(shuō)明在上硬下軟地層中插樁時(shí)，樁周受擾動(dòng)土體的范圍比較大，同時(shí)，下部軟層雖不與樁靴直接接觸，但發(fā)生了大范圍的塑性變形，無(wú)疑會(huì)影響到層狀土地層整體承載力的發(fā)揮。

圖2 上硬下軟地層中的剪切應(yīng)力區(qū)分布Fig.2 Distribution of shearstress (S12) in upper-hard-lower-soft layers圖3 上硬下軟地層中的等效塑性應(yīng)變區(qū)分布Fig.3 Distribution of equivalent plastic strain (PEEQ) in upper-hard-lower-soft layers

圖4 上軟下硬地層中的剪切應(yīng)力區(qū)分布Fig.4 Distribution of shearstress (S12) in upper-soft-lower-hard layers圖5 上軟下硬地層中的等效塑性應(yīng)變區(qū)分布Fig.5 Distribution of equivalent plastic strain (PEEQ) in upper-soft-lower-hard layers

3.2 上軟下硬地層中地基土破壞形式

設(shè)置上覆5 m厚的c=15 kPa黏性土軟層，下伏φ=22°的砂土硬層作為地層模型，對(duì)樁靴貫入10 m深度地層的插樁現(xiàn)象進(jìn)行了有限元仿真模擬。模擬結(jié)果顯示，地基土的破壞形式類似于沖剪破壞，當(dāng)在上部軟土層中插樁時(shí)，由于上層土的變形模量小于下層土，因此，上層土中的應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯，主要在樁靴側(cè)下方形成了尺寸略大于樁靴的應(yīng)力泡(圖4)，上部軟土被擠向樁靴四周，難以在下方硬層生成等效塑性應(yīng)變區(qū)(圖5)。

3.3 上硬下軟地層中的承載力分布

在上硬下軟層狀土中插樁時(shí)，隨著插樁深度的增大，樁靴底部一定厚度的硬土層會(huì)被壓入到軟土層中，有學(xué)者稱其為“砂土塞”[16]。本文有限元模擬結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，通過(guò)跟蹤“砂土塞”的動(dòng)態(tài)變化發(fā)現(xiàn)，其本質(zhì)是原始地層結(jié)構(gòu)在插樁過(guò)程中發(fā)生了重分布，部分硬土隨樁靴壓入到了下部軟層，厚度隨插樁深度的增大而減小，部分硬土涂抹在了井壁?？梢?，插樁過(guò)程中原始地層結(jié)構(gòu)的重分布是個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，圖6反映了樁靴底部有一定厚度的硬土被壓入軟土中且變得密實(shí)。通過(guò)多次擬合分析發(fā)現(xiàn)，樁靴下部硬土層的動(dòng)態(tài)厚度與插樁深度呈如下關(guān)系

圖6 “砂土塞”模擬過(guò)程示意圖Fig.6 Schematic diagram of “sand plug” simulation process

(1)

式中：Hst為樁靴下端硬土層的實(shí)時(shí)厚度；Hs為硬土層的原始厚度；α為系數(shù)，與樁靴尺寸、上下地層強(qiáng)度比等因素有關(guān)，在本文有限元模型中約為0.15；Dt為實(shí)際插樁深度。

基于以上認(rèn)識(shí)，本文提出一種計(jì)算具樁靴鉆井船插樁承載力的新思路，既考慮了插樁影響深度范圍內(nèi)所有地層對(duì)總承載力的貢獻(xiàn)，又考慮了插樁引起的地層動(dòng)態(tài)重分布現(xiàn)象。具體實(shí)現(xiàn)方法為：當(dāng)插樁至某深度時(shí)，將樁靴下部3.0B深度內(nèi)的地層均作為地基持力層看待，首先將其離散成厚度很小的微元地層，并根據(jù)各微元地層距樁靴底面的距離，賦以不同的權(quán)重系數(shù)；然后利用均質(zhì)土中承載力計(jì)算公式計(jì)算出每個(gè)微元地層的承載力；最后將各微元地層的承載力乘以相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)，并進(jìn)行累加，即得到插樁至該深度時(shí)的地基極限承載力?？捎霉奖磉_(dá)為

(2)

式中：Pu,t為插樁至某一深度時(shí)樁靴底部地基的極限承載力；Pui,t為插樁至某一深度時(shí)各微元地層的極限承載力，可用均質(zhì)土中承載力計(jì)算公式計(jì)算得出；ki為各微元地層極限承載力占總極限承載力的權(quán)重系數(shù)。

以有限元模型中假設(shè)的上硬下軟地層參數(shù)為例，令各微元地層的厚度均為0.1 m，參考《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[17]中附加壓力系數(shù)隨深度的減小以及軟弱下臥層中的應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象，各深度處的相對(duì)權(quán)重分別設(shè)為：0～B/2范圍，1.0；B/2～1.0B范圍，0.8；1.0B～1.5B范圍，0.6；1.5B～2.0B范圍，0.4；2.0B～2.5B范圍，0.2；2.5B～3.0B范圍，0.1。

圖7 上硬下軟地層土中有限元 模擬與公式計(jì)算結(jié)果對(duì)比(上層φ=22°，下層c=15 kPa)Fig.7 Comparison between finite element simulation and formula calculations in upper-hard-lower-soft layers

圖8 上軟下硬地層土中有限元 模擬與公式計(jì)算結(jié)果對(duì)比(上層c=15 kPa，下層φ=22°)Fig.8 Comparison between finite element simulation and formula calculation in upper-soft-lower-hard layers

本文基于Skempton公式和Terzaghi公式，分別計(jì)算出黏性土和砂土微元地層的承載力，然后應(yīng)用公式(2)計(jì)算出總承載力。圖7給出了有限元模擬地基承載力曲線及各公式計(jì)算結(jié)果，模擬曲線形態(tài)近似于a<1的冪函數(shù)，與均質(zhì)黏土中的曲線形態(tài)很相似，表明較厚的下伏軟黏土對(duì)總承載力的影響較大。比較公式計(jì)算結(jié)果和數(shù)值模擬結(jié)果，Terzaghi與Skempton公式組合、APIRP2A規(guī)范公式的計(jì)算結(jié)果在砂土硬層中偏大，而在黏土軟層中偏小，這是由于在上層砂土中，公式未能考慮樁靴尺寸過(guò)大導(dǎo)致的下伏軟黏土受壓變形、及其對(duì)承載力的削弱影響，而在下層黏土中，公式無(wú)法體現(xiàn)插樁引起的部分砂土跟隨貫入導(dǎo)致的地層重分布現(xiàn)象。SNAME公式的計(jì)算結(jié)果總體偏小，是因?yàn)樗鼪](méi)有考慮到上覆砂土層的強(qiáng)度性質(zhì)，只給出了下限解。采用本文推薦的公式(2)推得到的計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合很好。

3.4 上軟下硬地層中的承載力分布

在上軟下硬地層中插樁時(shí)，未出現(xiàn)地層結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)重分布現(xiàn)象，而且由于應(yīng)力擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯，因此，在采用公式(2)計(jì)算的總承載力時(shí)，賦予下部地層的相對(duì)權(quán)重不宜過(guò)大。

圖8給出了有限元模擬的承載力曲線及各公式計(jì)算結(jié)果，模擬曲線在上部黏土中微凹，在下部砂土近似于直線分布。SNAME規(guī)范公式、Terzaghi與Skempton公式組合的計(jì)算結(jié)果都在黏土中偏小而在砂土中偏大，SNAME規(guī)范雖能體現(xiàn)樁靴在上部軟層中當(dāng)距下伏硬層較近時(shí)出現(xiàn)的承載力增大現(xiàn)象，但在砂土中的計(jì)算結(jié)果明顯偏大。API RP2A規(guī)范公式的計(jì)算結(jié)果整體偏小。本文推薦的公式(2)得到的結(jié)果在黏土中略大，在砂土中與模擬結(jié)果基本一致。

4 工程實(shí)例計(jì)算

某井場(chǎng)位于中國(guó)渤海曹妃甸區(qū)塊，受古灤河三角洲沉積作用控制，地層軟硬互層現(xiàn)象顯著。工程地質(zhì)勘察在40 m深度內(nèi)揭示有15個(gè)地層，各層巖土定名及主要地層參數(shù)見表1。

表1 渤海曹妃甸區(qū)塊某井場(chǎng)地層參數(shù)Tab.1 Stratigraphic parameters of a well site in Caofeidian

根據(jù)表1中的地層參數(shù)建立有限元模型，對(duì)樁靴貫入10 m深度的插樁現(xiàn)象進(jìn)行了仿真模擬。結(jié)果顯示，井場(chǎng)地層中存在上硬下軟地層關(guān)系，在插樁過(guò)程中符合本文所揭示的地層動(dòng)態(tài)重分布原則，且下部相對(duì)較軟的黏土層因受壓而變?。粡腗ises應(yīng)力的分布來(lái)看(圖9)，應(yīng)力在樁靴以下1B內(nèi)的地層間傳遞與擴(kuò)散較為連續(xù)，隨著深度的增大，應(yīng)力擴(kuò)散變得不連續(xù)并逐漸衰減；當(dāng)插樁至上部硬層時(shí)，樁靴能否發(fā)生刺穿可用軟弱下臥層中的塑性應(yīng)變是否超過(guò)了地層的塑性應(yīng)變極限來(lái)衡量(圖10)，但當(dāng)軟弱下臥層厚度過(guò)小時(shí)，進(jìn)行刺穿分析實(shí)際意義不大，因?yàn)榧幢惆l(fā)生了刺穿也表現(xiàn)為樁靴豎向位移的微小調(diào)整。

圖9 某井場(chǎng)插樁時(shí)的Mises應(yīng)力分布Fig.9 Mises stress distribution of pile insertion in the well site圖10 某井場(chǎng)插樁時(shí)的等效塑形應(yīng)變區(qū)分布Fig.10 Equivalent plastic strain (PEEQ) distribution of pile insertion in the well site

實(shí)際在該井場(chǎng)就位的鉆井船為“勝利六號(hào)”，樁靴寬9.14 m，高1.5 m，最大截面底面積72.25 m2，單樁極大荷載21 337 kN，實(shí)際插樁深度為2.5 m。圖11給出了有限元模擬地基承載力曲線、公式計(jì)算結(jié)果及實(shí)際插樁荷載及深度。有限元數(shù)值模擬的插樁深度約1.9 m，與實(shí)際插樁深度僅差0.6 m，可見，有限元數(shù)值模擬結(jié)果具有一定的準(zhǔn)確性。

采用SNAME規(guī)范公式預(yù)測(cè)的插樁深度為1.2 m。SNAME規(guī)范雖然考慮了上軟下硬地層中的擠壓破壞影響和上硬下軟地層中的刺穿破壞影響，但在較厚層的砂土中計(jì)算結(jié)果整體偏大。

圖11 某井場(chǎng)有限元模擬、公式 計(jì)算及實(shí)際插樁結(jié)果對(duì)比Fig.11 Comparison of FEM simulation results, formula calculation results and actual pile insertion results of the well site

采用Terzaghi與Skempton公式組合預(yù)測(cè)的插樁深度為1.5 m。在非均質(zhì)土中，Terzaghi公式的計(jì)算結(jié)果偏大，但曲線走勢(shì)與數(shù)值模擬結(jié)果較為接近，如采用一定的安全系數(shù)予以修正，也能得出較為滿意的預(yù)測(cè)效果；Skempton公式的計(jì)算結(jié)果整體偏小，更適合用于計(jì)算表層厚層黏土的承載力。

采用API RP2A規(guī)范公式預(yù)測(cè)的插樁深度為4.0 m。API RP2A規(guī)范公式的計(jì)算結(jié)果整體偏小，預(yù)測(cè)結(jié)果偏于保守。

采用本文推薦方法計(jì)算得出的結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果非常接近，預(yù)測(cè)的插樁深度也為1.9 m，可見，將本文推薦方法用于計(jì)算復(fù)雜層狀土中的插樁承載力，具有較好的適用性，而且，在實(shí)際應(yīng)用中，該方法遠(yuǎn)較建立有限元數(shù)值仿真模型簡(jiǎn)便快捷。

5 小結(jié)與展望

通過(guò)有限元數(shù)值方法，模擬了具樁靴自升式鉆井船貫入層狀土復(fù)雜地基中一定深度的動(dòng)態(tài)過(guò)程，取得了地基土破壞形式、插樁荷載影響深度、地基承載力計(jì)算方法等多方面認(rèn)識(shí)。

(1)在上硬下軟的層狀地層中插樁時(shí)，隨著插樁深度的增大，地基土的破壞形式由類似整體剪切破壞轉(zhuǎn)為沖剪破壞，整體剪切破壞時(shí)底界面是軟硬土層的交界面。當(dāng)插樁在上部硬層時(shí)，下部軟層受應(yīng)力擴(kuò)散影響，塑性應(yīng)變區(qū)范圍呈一定倍數(shù)放大，隨著插樁深度的增大，樁靴底部有一定厚度的硬土層被壓入到軟土層中，使地層結(jié)構(gòu)發(fā)生了動(dòng)態(tài)重分布。

(2)在上軟下硬的層狀地層中插樁時(shí)，地基土的破壞形式類似于沖剪破壞，當(dāng)插樁在上部軟土層中時(shí)，下部硬層受應(yīng)力擴(kuò)散影響的程度較小，上部軟土主要被擠向樁靴四周，不會(huì)出現(xiàn)地層動(dòng)態(tài)重分布現(xiàn)象。

(3)在實(shí)際工程中，地基土多為復(fù)雜的層狀土，其層厚遠(yuǎn)小于樁靴的寬度，采用現(xiàn)有公式計(jì)算其承載力時(shí)，都具有各自的局限性。其中，SNAME規(guī)范公式雖能夠反映出軟硬交互地層中的擠壓或刺穿破壞特點(diǎn)，但在砂土層中的計(jì)算結(jié)果過(guò)大；API RP2A規(guī)范公式屬于樁基礎(chǔ)公式，計(jì)算結(jié)果總體偏??；Terzaghi公式的計(jì)算結(jié)果在砂土中偏大，采用一定的安全系數(shù)修正后，可以用于預(yù)測(cè)插樁深度；Skempton公式單獨(dú)用于計(jì)算層狀地層中的黏土層承載力時(shí)，結(jié)果偏小。

(4)通過(guò)分析有限元模擬插樁過(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律，本文提出了一種插樁承載力計(jì)算的推薦方法，既考慮了樁靴下部3.0B深度內(nèi)所有微元地層對(duì)總承載力的貢獻(xiàn)，又考慮了在上硬下軟地層中插樁時(shí)的地層動(dòng)態(tài)重分布現(xiàn)象，通過(guò)采用Terzaghi公式與Skempton公式計(jì)算各微元地層的承載力，再乘以各微元地層權(quán)重系數(shù)，最后求得的總承載力，無(wú)論在上硬下軟、上軟下硬地層結(jié)構(gòu)中，還是在復(fù)雜的實(shí)際層狀地層中，其結(jié)果都和有限元數(shù)值模擬結(jié)果非常接近，其預(yù)測(cè)的插樁深度也和實(shí)際插樁深度較為接近，可以作為精確計(jì)算插樁承載力的一種方法使用。

(5)本文建立的有限元數(shù)值模型，在分析評(píng)價(jià)地基土的破壞形式、插樁荷載影響深度、承載力計(jì)算公式的適宜性等方面，取得了較好的應(yīng)用，但未考慮到上部土體回淤對(duì)承載力的影響，也未給出樁靴發(fā)生刺穿風(fēng)險(xiǎn)的具體判別方法，在日后的研究中，還有待進(jìn)一步完善與提升。