水平静荷载作用下翼板对基桩工作性状影响的有限元研究

王曦鹏，陈灿明，苏晓栋，黄卫兰

（1.河海大学港口海岸与近海工程学院，南京210098；2.南京水利科学研究院，南京210029）

水平静荷载作用下翼板对基桩工作性状影响的有限元研究

王曦鹏1，陈灿明2，苏晓栋2，黄卫兰2

（1.河海大学港口海岸与近海工程学院，南京210098；2.南京水利科学研究院，南京210029）

海上风机桩基础主要承受水平荷载和弯矩，通过设置翼板增大桩-土有效接触是提高大直径基桩水平承载能力的有益尝试。文章基于ABAQUS有限元软件结合Mohr-Coulomb弹塑性土体本构模型，计算分析了翼板面积和长宽比对基桩水平承载能力的影响。研究表明：基桩在泥面处设置翼板可显著降低桩身水平位移和弯矩，而且水平位移降低效果优于弯矩；对于正方形翼板，当边长大于1.6D时提升效果不明显，边长建议取值不超过1.6D；对于矩形翼板，扁长形翼板效果明显优于竖长形。

加翼桩；水平静荷载；翼板面积；长宽比；ABAQUS

风能是一种开发潜力巨大的清洁可再生能源，近海风能资源约占我国风能总储量的75%。海上风机结构高耸，其基础在复杂的环境荷载作用下承受较大的水平荷载和弯矩。钢管单桩基础是目前工程中常用的一种风机基础形式，适用于我国近海的淤泥质、粉砂土软基地区，受力简单明确，施工周期短。然而大直径钢管桩制作成本高昂，施工沉桩困难，如东海上风电示范项目6.5 m桩径钢管桩制作单价达1 000万元，不利于单桩基础的发展应用［1］。桩的水平承载能力主要由桩侧土抗力所控制，而桩侧土抗力的大部分由浅层地基土发挥。……