砂土中海上倾斜螺旋群桩基础承载特性研究

[目的]海上风电产业是全球新能源发展道路上最具先导性和战略性的新兴产业之一.文章以应用于海上风电基础中的倾斜螺旋群桩基础为研究对象,系统地研究了其承载特性.作为一种具有广阔应用前景的新型基础型式,对其承载特性进行精准研究对后续倾斜螺旋群桩基础的普及应用及海上风电行业发展有着重要意义.[方法]通过有限元软件系统地研究了桩数、桩间距和倾斜角度等变量对倾斜螺旋群桩承载特性的影响,进而得出了多种工况下螺旋桩的群桩效应系数及承载力随桩数、倾斜角度和桩间距的变化规律.[结果]结果表明:倾斜螺旋群桩相较于单桩基桩承载力提升了 15%左右,群桩效率系数随桩数增加而增大;群桩基础承载力随桩间距呈正相关变化趋势,桩间距越小中心土体压力叠加越显著,在桩间距取值范围内,极限承载力变化幅值为 4%左右;倾角越大,倾斜螺旋群桩基础受压承载力性能越优异,群桩受压效率系数也随之增大,受压承载时 8°倾角较为高效;受拉拔作用时,倾斜螺旋群桩上部土体受到扰动较小,倾斜群桩基础受桩间距的影响程度更大,群桩中心处土体竖向位移极值深度随桩间距增大而逐渐上移;受压作用时,倾斜螺旋群桩对土体影响范围更大,桩间相互影响更为稳定,群桩中心处土体竖向位移极值深度与桩间距、倾角无明显相关关系.[结论]研究成果可为我国海上风电螺旋群桩基础建设提供一定的研究思路及手段,对倾斜螺旋群桩基础尺寸设计及承载力评估具有一定的参考意义,有一定的科学意义和工程应用价值.