《海上风电场工程嵌岩桩基设计规程》

ICS27.180

P61

中华人民共和国能源行业标准

PNB/TXXXXX—20XX

海上风电场工程嵌岩桩基设计规程

SpecificationforDesignofRock-socketedPilesfor

OffshoreWindPowerProjects

征求意见稿

20XX-XX-XX发布20XX-XX-XX实施

国家能源局发布

前  言

根据《国家能源局综合司关于下达2019年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译出版计

划的通知》（国能科技〔2019〕58号）的要求，规程编制组经广泛调查研究，认真总结近年来风电场

工程规划设计的实践经验，并在广泛征求意见的基础上，制定本规程。

本规程的主要技术内容是：嵌岩群桩承载力、大直径嵌岩单桩承载力、嵌岩群桩结构设计、大直

径嵌岩单桩结构设计、构造要求等。

本规程由国家能源局负责管理，由水电水利规划设计总院提出并负责日常管理，由能源行业风电

标准化技术委员会风电场工程规划设计分技术委员会负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见

或建议，请寄送水电水利规划设计总院（地址：北京市西城区六铺炕北小街2号，邮编：100120）。

本规程主编单位：水电水利规划设计总院

福建永福电力设计股份有限公司

本规程参编单位：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司

上海勘测设计研究院有限公司

中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司

中国广核新能源控股有限公司

福州大学

东南大学

同济大学

本规程主要起草人员：

本规程主要审查人员：

III

目  次

1总则.............................................................................................................................................................1

2术语.................................................................................................................................................................2

3基本规定.........................................................................................................................................................3

3.1设计要求..................................................................................................................................................3

3.2设计原则..................................................................................................................................................3

4嵌岩群桩承载力.............................................................................................................................................5

4.1一般规定..................................................................................................................................................5

4.2轴向承载力..............................................................................................................................................5

4.3水平承载力............................................................................................................................................10

5大直径嵌岩单桩承载力...............................................................................................................................12

5.1一般规定................................................................................................................................................12

5.2轴向承载力............................................................................................................................................12

5.3水平承载力............................................................................................................................................12

6嵌岩群桩结构设计.......................................................................................................................................14

6.1一般规定................................................................................................................................................14

6.2桩身结构计算........................................................................................................................................14

7大直径嵌岩单桩结构设计...........................................................................................................................18

7.1一般规定................................................................................................................................................18

7.2桩身结构计算........................................................................................................................................18

7.3疲劳计算................................................................................................................................................19

8构造要求.......................................................................................................................................................21

8.1嵌岩桩的结构选型................................................................................................................................21

8.2植入嵌岩桩............................................................................................................................................21

8.3芯柱嵌岩桩............................................................................................................................................21

8.4锚杆嵌岩桩............................................................................................................................................22

8.5锚固长度确定........................................................................................................................................22

附录A海上风电场工程嵌岩桩常用型式....................................................................................................24

附录B大直径单桩P-Y曲线计算方法........................................................................................................26

附录C按m法计算弹性桩水平位移及作用效应.......................................................................................29

附录D刚性桩位移及作用效应计算方法....................................................................................................34

本规范用词说明.................................................................................................................................................37

引用标准名录.....................................................................................................................................................38

IV

附：条文说明.....................................................................................................................................................39

V

1总则

1.0.1为规范海上风电场工程嵌岩桩基设计，制定本规程。

1.0.2本规程适用于海上风电场工程中风电机组基础、海上升压站基础以及测风塔基础中嵌岩

桩设计。

1.0.3海上风电场工程嵌岩桩基的设计,除应执行本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规

定。

1

2术语

2.1.1大直径单桩基础monopilefoundation

由单根大直径桩支撑风电机组结构体系的基础。

2.1.2打入桩drivenpile

采用锤击、振动等方法沉入岩土形成的桩，包括预制混凝土桩、钢管桩、钢板桩等。

2.1.3灌注桩cast-in-situpile

采用现场成孔，安置钢筋笼并现场浇筑混凝土形成的桩。

2.1.4嵌岩桩rock-socketedpile

将桩与岩石、微风化岩或中风化岩等可靠基岩有效连接的桩。

2.1.5芯柱嵌岩桩corerock-socketedpile

在钢管桩内对基岩钻孔，通过灌注混凝土将钢管桩与基岩锚固的桩。

2.1.6锚杆嵌岩桩anchor-rodrock-socketedpile

用锚杆嵌入岩体使钢管桩与基岩锚固的桩。

2.1.7植入嵌岩桩implantedrock-socketedpile

将钢管桩桩端嵌入基岩中锚固的桩。

2.1.8组合式嵌岩桩combinedrock-socketedpile

以混凝土芯柱嵌岩方式与锚杆嵌岩方式相组合而形成的桩。

2

3基本规定

3.1设计要求

3.1.1嵌岩桩基设计应具备以下基本资料：

1使用要求。

2水文、气象、地形、上部结构及设备等资料。

3工程地质、水文地质资料及评价。

4必要的载荷试验或桩基工艺试验资料。

5有碍成桩的障碍物探测资料。

6主要施工机具设备性能、能力等施工条件资料。

3.1.2嵌岩桩基设计应采用概率理论为基础的极限状态设计方法，采用分项系数设计表达式进行计

算。

3.1.3嵌岩桩基应按承载能力极限状态、正常使用极限状态进行设计。

3.1.4嵌岩桩基设计所采用的荷载及工况组合应符合现行行业标准《海上风电场工程风电机组基础

设计规范》NB/T10105的有关规定。

3.1.5嵌岩桩基设计所采用的安全控制标准应符合现行行业标准《海上风电场工程风电机组基础设

计规范》NB/T10105的有关规定。

3.2设计原则

3.2.1嵌岩桩型式应根据使用要求和基岩埋藏深度等地质条件，通过技术经济论证确定。

3.2.2嵌岩桩可采用植入嵌岩桩、芯柱嵌岩桩、锚杆嵌岩桩和组合式嵌岩桩等。

3.2.3嵌岩桩可为直桩或斜桩。

3.2.4嵌岩桩应根据基础型式，选择群桩基础或大直径单桩基础进行计算。

3.2.5嵌岩桩的承载力应根据不同受力情况，分别按桩身结构强度和地基对桩的支承能力进行计算。

3.2.6嵌岩桩的水平抗力应考虑覆盖层土厚度的影响。当覆盖层较薄且强度较低时，桩基设计不宜

考虑覆盖层土的作用；当覆盖层较厚或有一定厚度且强度较高时，可计入覆盖层土的作用，土体对

桩的作用可按非嵌岩桩基础考虑。

3.2.7嵌岩桩设计，应根据不同情况进行下列承载能力极限状态计算：

1桩基的轴向承载力和水平承载力。

3

2桩身受压、受弯、受拉、受剪和受扭的承载力计算。

3桩身的自由长度较大时，桩的压屈稳定验算。

3.2.8嵌岩桩设计，必要时应进行下列正常使用极限状态计算：

1嵌岩桩中的混凝土限裂或抗裂验算。

2水平变形计算。

3.2.9大直径嵌岩单桩基础设计应进行施工工况下的桩基稳定验算。

4

4嵌岩群桩承载力

4.1一般规定

4.1.1当岩面以上无覆盖层或岩面埋深浅时，宜采用嵌岩群桩。

4.1.2嵌岩桩可采用直桩或斜桩。桩的斜度考虑受力、地质、水深、水文和施工设备等条件要求。

4.1.3嵌岩桩按单桩计算承载力时应满足：嵌岩桩以嵌岩段承受轴向力为主时，中心距不宜小于2d；

考虑非嵌岩段承受较大轴向力时，中心距不宜小于3d。嵌岩桩以嵌岩段承受水平力为主时，中心距

不宜小于2d；考虑非嵌岩段承受水平力为主时，中心距不宜小于6~8d。不满足上述条件时应按群桩

计算。

4.1.4选择强风化岩作为桩端持力层时，进入强风化岩的深度不小于1.5d。选用深厚强风化岩作为

桩端持力层时，可选用打入桩或打入桩加灌注桩的混合桩。打入桩或混合桩确定打入深度时，应考

虑岩芯、原位测试成果和地勘报告综合确定。应根据类似工程经验考虑桩的可沉性，必要时应进行

试沉桩。桩长确定应考虑到岩面的起伏影响。

4.1.5选择强风化岩作为桩端持力层时，可考虑采取灌注桩后注浆工艺提高桩的承载力，减小入土

深度，提高钻孔设备的适应性。

4.1.6嵌岩桩宜进入新鲜基岩或微风化岩中，经论证也可嵌入中风化岩，强风化、全风化岩层宜按

照土层考虑。入岩深度的确定应符合下列规定：

1桩的嵌岩深度应同时满足承受轴向力和水平力的要求。

2嵌岩深度的起算面应考虑岩面斜度的不利影响。

3嵌岩桩桩端以下一定深度范围内存在溶洞、溶沟和溶槽等不利因素时，应采取必要的技术措施。

4同一基础的基桩桩端宜处于同一土层，且桩端高程不宜相差太大。同一基础结构同时采用嵌岩

桩和非嵌岩桩时，应进行充分论证并采取必要的结构措施。

4.2轴向承载力

4.2.1嵌岩桩基础轴向承载力计算应符合下式要求：

NdQd（4.2.1）

式中：Nd——桩顶轴向荷载效应设计值（kN）；

Qd——单桩轴向极限承载力设计值（kN），地震状况核算时Qd可提高25%；

5

4.2.2选择强风化岩作为桩端持力层时，应按照《海上风电场工程风电机组基础设计规范》（NB/T

10105）的规定计算承载力。

4.2.3当进行静荷载试验时，单桩轴向极限承载力设计值应按下式计算：

Qk

Qd（4.2.3）

R

式中：Qd——单桩轴向极限承载力设计值（kN）；

Qk——单桩轴向极限承载力标准值（kN），当试桩数量在2个以上，且各桩的极限承载力最大

值与最小值之比小于或等于1.3时，取平均值作为单桩轴向极限承载力标准值；比值大

于1.3时，经分析确定；

R——单桩轴向承载力抗力系数，按表4.2.3的规定取值。

表4.2.3单桩轴向承载力抗力系数

桩的类型静载试验法R经验参数法R

预制型1.45~1.55

覆盖层cs

抗压1.60~1.70灌注型1.55~1.65

嵌岩段cR1.70~1.80

嵌岩桩

预制型1.45~1.55

覆盖层ts

抗拔1.80~2.00灌注型1.55~1.65

嵌岩段tr2.00~2.20

注：1当地质情况复杂时取大值，反之取小值；

2cs为覆盖层单桩轴向受压承载力抗力分项系数；cR为嵌岩桩单桩轴向受压承载力抗力分项系数；ts为

覆盖层单桩轴向抗拔承载力抗力分项系数；tr为嵌岩桩单桩轴向抗拔承载力抗力分项系数。

4.2.4嵌岩桩单桩轴向抗压承载力设计值可按式（4.2.4）计算，遇水软化岩层和饱和单轴抗压强度

标准值小于10MPa的岩层，桩的承载力宜按灌注桩计算。

Uql

1fifiiU2sfrkhrpfrkA

Qcd（4.2.4）

cScR

式中：Qcd——单桩轴向承载力设计值（kN）；

U1、U2——分别为覆盖层桩身周长和嵌岩层桩身周长（m）；

fi——桩周第i层土的侧阻力计算系数，当桩径不大于1.0m时，岩面以上10倍桩径范围内

的覆盖层取0.5~0.7，10倍桩径以上覆盖层取1.0；当桩径大于1.0m时，岩面以上10m

范围内的覆盖层取0.5~0.7，10m以上覆盖层取1.0；

6

qfi——桩周第i层土的单位面积极限侧阻力标准值（kPa）；

——桩身穿过第i层土的长度（m）；

li

cS——覆盖层单桩轴向受压承载力抗力系数，可按表4.2.3的规定取值；

s、p——分别为嵌岩段侧阻力和端阻力计算系数，与嵌岩深径比有关，可按表4.2.4的规定取值；

frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），应根据工程勘察报告提供的数据并结合工程经

验确定；黏土质岩石取天然湿度单轴抗压强度标准值；frk值大于桩身混凝土轴心抗压

强度标准值fck时取fck值；遇水软化岩层或frk小于10MPa的岩层，桩的承载力宜按灌

注桩计算；

''

hr——桩身嵌入基岩的长度（m），当hr大于5D时取5D，当岩层表面倾斜时，应以岩面最低

处计算嵌岩深度；D'为嵌岩段桩径；

A——嵌岩段桩端面积（m²）；

cR——嵌岩段单桩轴向受压承载力抗力系数，可按表4.2.3的规定取值。

表4.2.4微风化岩体中嵌岩段侧阻力和端阻力计算系数

s、p

嵌岩深径比hr/d1.02.03.04.05.0

s0.0700.0960.0930.0830.070

p0.720.540.360.180.12

注：1当嵌入中等风化岩时，按表中数值乘以0.7~0.8计算；

2对预制型嵌岩桩，可适当计入预制桩端部阻力。

4.2.5不进行抗拔试验的嵌岩桩单桩轴向抗拔承载力设计值可按式（4.2.5）计算。嵌岩深度不宜小

于3d。经充分论证后可以小于3d但不应小于2d。遇水软化岩层和frk小于10MPa的岩层，桩的承

载力宜按灌注桩计算。

U'qlGcos'

1fififiiU2sfrkhr

Qtd（4.2.5）

tstr

式中：Qtd——嵌岩桩单桩轴向抗拔承载力设计值（kN）；

U1、U2——分别为覆盖层桩身周长（m）和嵌岩层桩身周长（m）；

'

fi——第i层覆盖土的侧阻力抗拔折减系数，取0.7~0.8；

7

fi——桩周第i层土的侧阻力计算系数，岩面以上10m范围内的覆盖层取0.5~0.7，10m以上

覆盖层取1.0；

qfi——桩周第i层土的单位面积极限侧阻力标准值（kPa）；

li——桩身穿过第i层土的长度（m）；

G——桩重力（kN），水下部分按浮重力计；

——桩轴线与垂线夹角（°）；

ts——覆盖层单桩轴向抗拔承载力抗力系数，钢管桩、预制桩取1.45~1.55，灌注桩取

1.55~1.65；

'

s——嵌岩段侧阻力抗拔计算系数，取0.045；

frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），应根据工程勘察成果并结合工程经验确定；

黏土质岩石取天然湿度单轴抗压强度标准值；frk值大于桩身混凝土轴心抗压强度标

准值fck时fck取值；遇水软化岩层或frk小于10MPa的岩层，桩的承载力宜按灌注桩

计算；

''

hr——桩身嵌入基岩的长度（m），当hr大于5D时取5D，当岩层表面倾斜时，应以岩面最

低处计算嵌岩深度；D'为嵌岩段桩径；

tr——嵌岩段单桩轴向抗拔承载力抗力分项系数，取2.0~2.2。

4.2.6以强风化岩为持力层的灌注桩可以采取桩端桩侧后注浆工艺提高桩基承载力。采用后注浆工

艺的灌注桩单桩极限轴向承载力应通过静载荷试验确定，注浆工艺应符合《公路桥梁灌注桩后压浆

技术规程》（T/CECSG:D67-01）的要求。方案设计阶段可通过下式估算：

1n

（）

QcdusiqsiklipApqpk4.2.6

2i1

式中：Qcd——后压浆灌注桩单桩轴向受压承载力设计值（kN）；

u——桩身周长（m）；

2

Ap——桩端截面面积（m）；

qsik——与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa），宜采用单桩摩阻力试验确定，当无试

验条件时可按现行《公路桥涵地基与基础设计规范》JTGD63选用；

li——桩穿过第i层土的厚度，扩孔部分不计（m）；

8

qpk——后压浆灌注桩初始极限端阻力标准值(kPa)；

si——第i层土的侧阻力增强系数，可按表4.2.3取值，当在饱和土层中桩端压浆时，仅对桩端以

上10.0~12.0m范围内的桩侧阻力进行增强修正；当在非饱和土层中桩端压浆时，仅对桩

端以上5.0~6.0m的桩侧阻力进行增强修正；在饱和土层中桩侧压浆时，对压浆布置点以

上10.0~12.0m范围内的桩侧阻力进行增强修正;在非饱和土层中桩侧压浆时，对压浆布

置点上下各5.0~6.0m范围内的桩侧阻力进行增强修正；对于非增强影响范围，si=1；

p——端阻力增强系数，可按表4.2.6取值。

表4.2.6后压浆侧阻力增强系数si、端阻力增强系数p

全风化

粘土

淤泥粗砂角砾砾石岩

土层名称粉质粘粉土粉砂细砂中砂

质土砂砾碎石卵石强风化

土

岩

si1.2~1.31.3~1.41.4~1.51.5~1.61.6~1.71.7~1.81.7~2.01.5~1.81.8~2.01.2~1.4

p1.6~1.81.8~2.11.9~2.22.0~2.32.0~2.32.2~2.42.2~2.52.3~2.51.3~1.6

注：对于稍密和松散状态的砂、碎石土、卵砾石可取低值，对于密实状态的砂、碎石土、卵砾石可取高值。

4.2.7桩端达到或进入基岩的受拉桩可采用锚杆嵌岩的方式增加桩的抗拔能力。锚杆的锚固长度应

按计算确定，且不宜小于3m。锚杆嵌岩桩中单根锚杆的极限抗拔力标准值宜通过现场试验确定。

1锚杆嵌岩桩中锚杆总抗拔力设计值应按下式计算：

Pdi

Pd（4.2.7-1）

P

式中：Pd——嵌岩桩中锚杆总的抗拔力设计值（kN）；

Pdi——单根锚杆抗拔力设计值（kN）；

P——抗拔力综合系数，取1.1。

2进行现场试验时，单根锚杆抗拔力设计值应按下式计算：

Pki

Pdi（4.2.7-2）

k

式中：Pdi——单根锚杆抗拔力设计值（kN）；

Pki——单根锚杆极限抗拔力标准值（kN）；

k——抗拔力分项系数，取1.5~1.7，对硬质岩节理不发育、裂隙小或临时建筑物，取较小值，

反之取大值。

9

3锚杆钢筋截面积应按下式计算：

Pdi3

As10（4.2.7-3）

fy

2

式中：As——单根锚杆钢筋截面积（mm）；

Pdi——单根锚杆抗拔力设计值（kN）；

fy——锚杆钢筋抗拉强度设计值（MPa）。

4单根锚杆的有效锚固长度可按式（4.2.7-4）和式（4.2.7-5）分别计算，并取其大值。

dPdi

Le（4.2.7-4）

dqfk

P

ddi（）

Le'4.2.7-5

Dqfk

式中：Le——锚杆有效锚固长度（m），不计基岩面上强风化岩；

d——锚杆钢筋直径（mm）；

Pdi——单根锚杆抗拔力设计值（kN）;

qfk——锚杆钢筋与水泥浆体或混凝土的粘结强度标准值（MPa），宜通过试验确定；当无经验

或缺乏试验资料时，可取浆体或混凝土抗压强度标准值的10%；

d——握裹力分项系数，取1.7~1.9；按式(4.2.7-4)计算时，带肋钢筋取小值，光面钢筋取大值；

按式(4.2.7-5)计算时，对硬质岩、岩体完整的取小值，反之取大值；

D——锚孔直径（mm）；

'

qfk——水泥浆体或混凝土与岩石间的粘结强度标准值（MPa），宜根据具体工程，通过钻取锚

固基岩岩芯经试验确定；当无试验资料时，可取灌浆体抗压强度标准值的10%和锚孔岩

体的抗剪强度标准值两者之间的较小值，岩石的抗剪强度标准值应根据工程勘察报告提

供的数据并结合工程经验确定。

4.2.8按群桩设计的基桩应考虑群桩效应的影响。

4.3水平承载力

4.3.1承受水平力或弯矩作用的嵌岩桩其入土深度应满足弹性长桩条件或通过控制桩顶位移、桩身

整体变形与桩基基础埋深的关系确定。桩基础应能够承受侧向的静荷载和循环荷载。

10

4.3.2嵌岩桩在水平力和弯矩作用下的受力特性宜根据水平静载荷试验研究确定。

4.3.3考虑循环荷载往复作用时，岩土抗力宜通过试验方法确定。

4.3.4覆盖层部分桩土作用可采用附录B的P-Y曲线法计算，宜根据工程经验考虑循环荷载作用。

基岩上的荷载位移曲线可根据地基反力系数按常数法计算。岩石地基反力系数，可参考附录C表

C.0.2-2。

4.3.5进入基岩的桩，应根据基岩性能按下列规定确定计算方法：

1当岩石单轴饱和抗压强度标准值frk大于30MPa时，可按嵌岩桩计算。

2当岩石单轴饱和抗压强度标准值frk小于10MPa时，可按灌注桩计算。

3当岩石单轴饱和抗压强度标准值在10MPa至30MPa之间时，根据岩体的结构和成分，综合分

析其与桩身的相互作用特性，确定计算方法。

11

5大直径嵌岩单桩承载力

5.1一般规定

5.1.1选择强风化岩作为桩端持力层时，应符合4.1.5条和4.1.6条的规定。

5.1.2嵌岩桩宜进入新鲜基岩或微风化岩中，经论证也可嵌入中风化岩，强风化、全风化岩层宜按

照土层考虑。入岩深度的确定应符合下列规定：

1桩的嵌岩深度应同时满足承受轴向力和水平力的要求。

2嵌岩深度的起算面应考虑岩面斜度的不利影响。

3基岩面倾斜较大时，应考虑其对承载力的影响。

4嵌岩桩桩端以下一定深度范围内存在溶洞、溶沟和溶槽等不利因素时，应采取必要的技术措施。

5.2轴向承载力

5.2.1大直径嵌岩单桩轴向抗压承载力，宜根据静载荷试验确定。

5.2.2对进行静载荷抗压试验的工程，其单桩轴向抗压承载力设计值可按4.2.3条的规定计算。

5.2.3不做静载荷抗压试验的工程，其单桩轴向抗压承载力设计值可按4.2.4条的规定计算。

5.2.4以强风化岩为持力层的灌注桩可以采取桩端桩侧后注浆工艺提高桩基承载力。采用后注浆工

艺的灌注桩单桩极限轴向承载力应通过静载荷试验确定，注浆工艺应符合《公路桥梁灌注桩后压浆

技术规程》T/CECSG:D67-01的要求。方案设计阶段可通过式（4.2.6）估算。

5.3水平承载力

5.3.1水平力作用下嵌岩单桩的受力特性与计算参数宜通过水平静载荷试验确定。

5.3.2不作水平静载荷试验的工程，嵌岩深度应大于计算嵌岩深度，计算嵌岩深度可按下式计算：

4.23V17.92V212.7fMD'

'ddrkd（）

hr'5.3.2

frkD

'

式中：hr——计算嵌岩深度（m）；

Vd——基岩顶面处桩身剪力设计值（kN）；

——系数，取0.2~1.0，根据岩层侧面构造和风化程度而定，节理发育的取小值，反之取大值，

中风化岩不宜大于0.6；

frk——岩石单轴饱和抗压强度标准值（kPa），frk的取值应根据工程勘察成果并结合工程经验

确定；当frk大于桩身混凝土轴心抗压强度标准值fck时，frk取fck；

12

Md——基岩顶面处桩身弯矩设计值（kN·m）；

D'——嵌岩段桩身直径（m）。

5.3.3承受水平力或弯矩作用的单桩，其入土深度宜满足弹性长桩条件。弹性长桩、中长桩和刚性

桩的划分标准可按表5.3.3确定。

表5.3.3弹性长桩、中长桩和刚性桩划分标准

弹性长桩中长桩刚性桩

Lt≥4T4T＞Lt≥2.5TLt＜2.5T

注：Lt-桩的入土深度(m)；T-桩的相对刚度系数(m)，按下式计算：

EpIp

T5（5.3.3）

mb0

2

式中：Ep——材料的弹性模量（kN/m）；

4

Ip——桩截面的惯性矩（m）；

m——桩侧地基土的水平抗力系数随深度增长的比例系数（kN/m4）；

b

0——桩的换算宽度（m）。

5.3.4对于非刚性桩，覆盖层部分桩土作用可采用附录B的P-Y曲线计算，宜根据工程经验考虑循

环荷载作用。基岩上的荷载位移曲线可根据地基反力系数按常数法计算。岩石地基反力系数，可参

考附录C表C.0.2-2。

5.3.5对于刚性桩，宜采用数值分析方法计算桩土作用，有工程经验时也可按附录D的方法计算。

5.3.6对承受较大水平力的单桩，可设置锚杆增加桩的承载能力。锚杆的锚固长度不宜小于1倍桩

径，锚杆的抗拔承载力设计值可按第4章群桩锚杆的规定计算。

5.3.7进入基岩的桩，应根据基岩性能按4.3.5条规定确定计算方法。

13

6嵌岩群桩结构设计

6.1一般规定

6.1.1嵌岩段以上的桩身一般采用钢管桩。嵌岩段可采用植入嵌岩、芯柱嵌岩或锚杆嵌岩；嵌岩段

也可采用组合式嵌岩。嵌岩桩的嵌岩型式见附录A图A.0.1~图A.0.6。

6.1.2嵌岩段钢管桩的桩端宜下沉至岩面，打入桩在打桩前应进行可打性分析。

6.1.3钢管桩应进行防腐处理。

6.1.4嵌岩桩基础、钢衬、防腐等除应满足本规范相关规定外，还应符合现行行业标准《海上风电

场工程风电机组基础设计规范》NB/T10105的有关规定。

6.2桩身结构计算

6.2.1嵌岩桩应进行桩身结构强度计算和稳定性验算，并应满足国家现行标准《码头结构设计规范》

JTS167、《钢结构设计标准》GB50017的有关规定。

6.2.2钢管桩壁厚应考虑结构受力和防腐蚀要求，防腐蚀应考虑预留腐蚀厚度。

6.2.3钢管桩强度计算和稳定性验算时，极端状况下的管壁计算厚度应取有效厚度；施工状况下，

根据施工期限、防腐蚀情况，管壁计算厚度可取有效厚度加全部或部分的预留腐蚀厚度。

6.2.4钢管桩最小壁厚应满足式（6.2.4）要求，且桩外径与厚度之比不宜大于100。

t=6.35+D/100(6.2.4)

式中：t——钢管桩抗锤击要求的最小壁厚（mm);

D——钢管桩外径（mm）。

6.2.5嵌岩桩在成孔嵌岩结构形成前，应采取必要的稳桩措施，并对预制型桩或钢护筒进行稳定性

验算。

6.2.6施工期应按短暂状况对桩的内力进行验算，并应符合下列要求：

1验算时，应考虑下列状况：

1）钢管桩吊运和沉桩。

2）桩在整体结构形成前的其他状况。

2验算时，应根据实际情况考虑下列荷载：

1）桩的自重力和浮托力。

2）施工时可能出现的水流力和波浪力。

14

3）上部结构安装过程中可能出现的偏心荷载。

4）当借助工程桩搭设施工平台时，应考虑平台自重力和钻岩机具等的重力及施工中机械产生

的振动荷载。

6.2.7嵌岩桩桩身芯柱尺寸应根据嵌岩桩的受力状况确定，直径不宜小于800mm。

6.2.8植入嵌岩桩的锚固应满足本规范第8章构造要求。

6.2.9对于抗拔桩应验算连接处轴向抗拔力，桩连接处轴向抗拔力设计值应满足下式要求：

NfyAs(6.2.9)

式中：N——单桩轴向抗拔力设计值（N)，按本规范第4章相关规定计算；

2

fy——钢筋的抗拉强度设计值（N/mm)；

2

As——单桩桩芯钢筋截面面积（mm）。

6.2.10承受拔力的芯柱混凝土，裂缝验算应满足现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010

的有关规定。

6.2.11对于受水平荷载的桩，其桩身受弯承载力和受剪承载力的验算应满足下列要求：

1对于桩顶固端的桩，应验算桩顶正截面弯矩；对于桩顶自由或饺接的桩，应验算桩身最大弯

矩截面处的正截面弯矩。

2应验算桩顶斜截面的受剪承载力。

6.2.12钢管桩桩身最大剪应力及钢管桩桩身抗压强度验算应符合现行行业标准《海上风电场工程风

电机组基础设计规范》NB/T10105的有关规定。

6.2.13嵌岩桩桩身轴心受压混凝土桩正截面受压承载力应满足下式要求：

NfcA(6.2.13)

式中：A——单桩桩身截面面积（mm2）；

——承桩工艺系数，根据经验取值，无经验时可取0.85；

——桩身稳定系数，一般取1.0；对于穿越软弱土层的桩身，应考虑压屈影响，稳定系数根据

表6.2.14确定；

N——单桩桩芯柱顶轴向抗压设计值（N），按本规范第4章节相关规定计算；

2

fc——混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm）。

6.2.14嵌岩桩桩身稳定系数根据表6.2.14确定，其中压屈计算长度按照下列公式计算：

15

4.0

当h时，l0.5(lh)(6.2.14-1)

c0

4.04.0

当h时，l0.5(l)(6.2.14-2)

c0

式中：lc——桩身压屈计算长度（m）；

d——桩的设计直径（m）；

h——桩的入土长度（m），当桩侧有液化土层时（地基承载力特征值小于25kPa），调

整为h(1l)dl，其中l为土层液化影响折减系数；

l0——桩身露出土面的自由长度（m），当桩侧有液化土层时，调整为l0(1l)dl；

——桩身水平变形系数。

mb

50(6.2.14-3)

EI

式中：m——桩侧土水平抗力系数的比例系数；

EI——桩身抗弯刚度；

b0——桩身的计算宽度（m），当桩身直径d≤1m，b00.9(1.5d0.5)；当桩身直径d＞1m，

b00.9(d1)。

表6.2.14桩身稳定系数

lc/d≤78.510.5121415.517192122.524

10.980.950.920.870.810.750.70.650.60.56

lc/d262829.5313334.536.5384041.543

0.520.480.440.40.360.320.290.260.230.210.19

6.2.15嵌岩芯柱与基岩间局部抗压强度应满足下列公式要求：

F

cjfc(6.2.15-1)

1.35lAl

Ab

l(6.2.15-2)

Al

式中：cj——嵌岩芯柱与基岩间局部最大压应力（kPa）；

F——嵌岩芯柱与基岩间作用的压力设计值（kN）；

l——混凝土局部受压时的强度提高系数；

2

Al——混凝土局部受压面积（m）；

2

Ab——嵌岩芯柱与基岩间作用面积（m）。

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6.2.16风电机组基础嵌岩桩疲劳计算应符合现行行业标准《海上风电场工程风电机组基础设计规

范》NB/T10105的有关规定。

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7大直径嵌岩单桩结构设计

7.1一般规定

7.1.