海上風電機組基礎結構陳達海上風電機組基礎結構1第三章：樁承式基礎主要內容3.1樁承式基礎的結構型式及其特點3.2樁承式基礎的一般構造3.3樁承式基礎的結構布置3.4樁承式基礎的計算3.5風電機組樁基礎的變形控制標準3.6鋼管樁結構設計第三章：樁承式基礎主要內容3.1樁承式基礎的結構型式及其特第三章：樁承式基礎樁所承受的軸向荷載是通過作用于樁周土層的樁側摩阻力和樁端土層的樁端阻力來支承；水平荷載是依靠樁側土層的側向阻力來支承。樁承式基礎結構較輕，對波浪和海流的阻力較小，適用于可以沉樁的各種地基，特別適用于軟土地基。在巖基上，如有適當厚度的覆蓋層，也可采用樁基礎；覆蓋層較薄時可采用嵌巖樁樁承式基礎定義樁承式基礎適用條件第三章：樁承式基礎樁所承受的軸向荷載是通過作用于樁周土層的樁3.1樁承式基礎的結構型式及其特點單樁基礎、群樁承臺基礎、三角架基礎和導管架基礎。

由一根樁支撐上部結構，是樁承式基礎中最簡單的一種基礎型式，。單樁基礎由焊接鋼管組成，基樁與塔架之間的連接可以是焊接法蘭連接，也可以是套管法蘭連接。隨著水深的增大，基樁的長度會隨之增大，這可能會導致基礎的剛度和穩(wěn)定性不滿足要求，并且基樁的施工難度與經濟成本也會隨之提高，所以單樁基礎主要適用于水深小于25m的海域。樁承式基礎的分類單樁基礎單樁基礎適用條件3.1樁承式基礎的結構型式及其特點單樁基礎、群樁承臺基礎、3.1.1單樁基礎單樁基礎施工工藝較為簡單，無需做任何海床準備，利用打樁、鉆孔或噴沖的方法將樁基安裝在海底泥面以下一定的深度。對于軟土地基可采用錘擊沉樁法，如丹麥的HornsRev項目，瑞典的Utgrunden項目，愛爾蘭的ArklowBank項目和英國的KentishFlats項目。對于巖石地基，可采用鉆孔的方法，邊形成鉆孔邊下沉鋼樁，如瑞典的Bockstigen項目和英國的NorthHoyle項目。單樁基礎特征單樁基礎施工3.1.1單樁基礎單樁基礎施工工藝較為簡單，無需做任何海床3.1.2三腳架基礎采用標準的三腿支撐結構，由中心柱、三根插入海床一定深度的圓柱鋼管和斜撐結構組成。中心柱即三角架的中心鋼管提供風機塔架的基本支撐，類似單樁結構。三根等直徑的鋼管樁一般呈等邊三角形均勻布設。三角架可以采用垂直或傾斜套管，支撐在鋼管樁上。斜撐結構為預制鋼構件，承受上部塔架荷載，并將荷載傳遞給三根鋼管樁。預制的三角桁架設數根水平和斜向鋼連桿，其分別連接3根鋼套管以及位于中心的豎向鋼管，豎向鋼管頂端與風機塔架相接。三角架基礎定義三腳架基礎的構建3.1.2三腳架基礎采用標準的三腿支撐結構，由中心柱、三根3.1.2三腳架基礎具有單樁基礎的優(yōu)點（施工工藝較為簡單，無需做任何海床準備）；不需要沖刷防護；三角架基礎的剛度較大。適用水深范圍及地質條件也比較廣泛。挪威船級社（DNV-OS-J101-2013）標準推薦三角架基礎適用水深為0~30m。三角架基礎的特征三腳架基礎的適用條件3.1.2三腳架基礎具有單樁基礎的優(yōu)點（施工工藝較為簡單三角架基礎施工時，先沉放三角架，然后進行3根鋼管樁的施打（通過導管施打基樁）。導管與基樁連接在水下進行，可采用灌注高強化學漿液或充填環(huán)氧膠泥（一般每根樁需要配專用水下液壓卡樁器）、水下焊接等措施進行連接。3.1.2三腳架基礎三腳架基礎的施工三角架基礎施工時，先沉放三角架，然后進行3根鋼管樁的施打（通3.1.2三腳架基礎三腳架基礎需要進行水下打樁和水下灌漿，德國的BARDOffshore1風場推出了高三樁門架式基礎。用3根大直徑鋼管樁定位于海底，3根樁呈正三角形布設，樁頂通過內插鋼套管支撐上部鋼結構體系，構成門架式基礎。三腳架基礎的改進—門架式基礎：3.1.2三腳架基礎三腳架基礎需要進行水下打樁和水下灌漿3.1.2三腳架基礎采用先打樁后放導管架的施工方式，要求嚴格控制樁的打樁精度，對打樁設備的能力及打樁精度要求提高，確保上部門架準確定位。為將灌漿提高至水面以上，樁頂標高需高出水平面；為防止波浪荷載作用，方形梁底高程大于極端高潮位+2/3H1%，上部門架可采用空間梁板結構。上部門架與鋼管樁之間采用高強灌漿料連接。門架式基礎施工3.1.2三腳架基礎采用先打樁后放導管架的施工方式，要求3.1.3導管架基礎導管架基礎由導管架與樁兩部分組成，導管架是一以鋼管為骨棱的鋼質錐臺形空間框架，為預制鋼構件?？梢栽O計成三腿、四腿、三腿加中心樁、四腿加中心樁結構，一般由圓柱鋼管構成。導管架與基樁一般在海床表面處連接，通過導管架各個支角處的導管打入海床。整體性好，承載能力較高，對打樁設備要求較低。并且導管架是在陸地上預制而成，施工相對簡便。但現場作業(yè)時間相對較長，其造價隨著水深的增加呈指數增長。導管架基礎的組成導管架基礎的特點3.1.3導管架基礎導管架基礎由導管架與樁兩部分組成，導3.1.3導管架基礎海上風電場中，考慮到建設成本，導管架基礎的適用水深為0~50m，最適用于水深為20~50m的海域，因為當水深超過20m時，相對于單樁基礎和三角架基礎，導管架基礎的用鋼量更少。導管架基礎應用條件3.1.3導管架基礎導管架基礎應用條件3.1.4群樁承臺基礎

群樁承臺基礎主要由樁和承臺組成，承臺采用鋼筋混凝土結構。結構剛度大、整體性好，但施工工序較多、自重大、需樁多，承臺現澆工作量大。主要適用水深為0~25m，適合離岸距離不遠的海域施工。群樁承臺基礎組成群樁承臺基礎特點群樁承臺基礎適用條件3.1.4群樁承臺基礎

群樁承臺基礎主要由樁和承臺組成，承3.2樁承式基礎的一般構造海上風電機組基礎有鋼管樁和混凝土預制樁兩大類，絕大多數采用鋼管樁。鋼管樁的穿透能力強、自重輕、錘擊沉樁的效果好，無論起吊、運輸或是沉樁、接樁都很方便。

鋼管樁的外徑與壁厚之比不宜大于70，以免打樁時由于壁厚較薄而導致部分鋼樁屈曲破壞。3.2.1樁鋼管樁優(yōu)點鋼管樁不足鋼管樁的耗鋼量大，成本高，容易產生銹蝕，影響使用年限，必須對鋼管樁采取有效的防腐措施。鋼管樁的注意事項：3.2樁承式基礎的一般構造海上風電機組基礎有鋼管樁和混凝土混凝土預制樁PHC管樁預制混凝土預制樁PHC管樁預制混凝土預制樁PHC管樁預應力拉伸混凝土預制樁PHC管樁預應力拉伸混凝土預制樁PHC管樁拆模混凝土預制樁PHC管樁拆?；炷令A制樁大直徑管樁預制養(yǎng)護混凝土預制樁大直徑管樁預制養(yǎng)護混凝土預制樁拼接好的大直徑管樁混凝土預制樁拼接好的大直徑管樁混凝土預制樁鋼樁靴混凝土預制樁鋼樁靴混凝土預制樁PHC管樁起吊混凝土預制樁PHC管樁起吊混凝土預制樁PHC管樁沉樁混凝土預制樁PHC管樁沉樁樁抱箍混凝土預制樁樁抱箍混凝土預制樁樁承重結構混凝土預制樁樁承重結構混凝土預制樁承臺底板混凝土預制樁承臺底板混凝土預制樁綁扎承臺鋼筋混凝土預制樁綁扎承臺鋼筋混凝土預制樁鋼管樁施打鋼管樁鋼管樁鋼管樁鋼管樁施打鋼管樁鋼管樁鋼管樁3.2.2靠船防撞設施靠船構件一般采用鋼桁架焊接于樁身，鋼桁架最外側可用橡膠材料包裹以緩沖船體對基礎的撞擊?？看瑯嫾牡赘叱毯晚敻叱绦杞Y合海域的低水位、高水位以及檢修船的吃水深度等因素綜合確定。防撞設計標準：暫無標準，風險評估將首先繪制該區(qū)域的船只等級以及其航跡線運用國際通用的模型來評估船只與風力發(fā)電場發(fā)生碰撞的風險。常見防撞設施設計：附著式防護系統(tǒng)分離式防護系統(tǒng)浮體系泊防護系統(tǒng)群樁墩式防護系統(tǒng)單排樁防護系統(tǒng)2）防撞設計1）靠船構件3.2.2靠船防撞設施附著式防護系統(tǒng)分離式防護系統(tǒng)浮體系泊

該系統(tǒng)由浮體、鋼絲繩、錨定物組成。浮體移動、鋼絲繩變形、錨定物在碰撞力作用下移動等都可吸收大量能量，對碰撞船舶也有很好的保護作用。該系統(tǒng)占用水域大，建造復雜，一般僅適用含有球首的較大型船舶。該系統(tǒng)采用獨立的鋼管樁基礎防撞墩，基樁由承受壓力的斜樁和承受拉力的豎直樁組成。群樁墩式結構剛度大，一旦發(fā)生碰撞事故，船只的損傷比較大，因而該防護系統(tǒng)僅適用于碰撞概率較低，且采用其他防護措施達不到防護效果的情況。該系統(tǒng)采用間隔布置的鋼管樁作為防撞設施，鋼管樁采用錨鏈或水平鋼管相連，計算防撞能力時不考慮樁間聯系剛度，即按單樁計算防撞能力。單排樁防護系統(tǒng)僅能抵抗小型船舶的撞擊，對于中大型的船舶僅起到警示和緩沖作用。3.2.2靠船防撞設施浮體系泊防護系統(tǒng)群樁墩式防護系統(tǒng)單排樁防護系統(tǒng)

該系統(tǒng)由浮體、鋼絲繩、錨定物組成。浮體移動、鋼絲繩變形、錨3）警示裝置設計3.2.2靠船防撞設施警示裝置設計是防撞設計的重要內容。所有處在外圍的風塔基礎均需設置夜間和霧天警示燈，警示燈布置在基礎醒目位置。為防止個別警示燈意外損害，每個基礎需布置多套警示燈。若海上風電場與海上航線接近，航道邊應設置浮標。同時靠近航線側的風塔基礎應設置雷達應答器，以便裝有雷達裝置的較大型船舶能及早發(fā)現障礙物，避免越過浮標位置碰撞風塔基礎。3）警示裝置設計3.2.2靠船防撞設施警示裝置設計是防撞設3.2.3平臺、欄桿和爬梯

海上風機需設置檢修平臺，位置一般在高于海平面的適當位置，需保證平臺底高程高于海平面以及平臺不受波浪的影響。為了保障檢修人員的安全，需在平臺四周設置欄桿。為了方便檢修人員上下檢修平臺，在靠船處與平臺之間需設置爬梯。平臺、欄桿和爬梯3.2.3平臺、欄桿和爬梯海上風機需設置3.3樁承式基礎結構設計三腳架（導管架）承受上部風電機組塔筒荷載、波浪、水流等環(huán)境荷載及自重，并將荷載通過撐桿（鋼管）傳遞給打入海床的鋼管樁。三腳架（導管架）基礎采用鋼管樁定位于海底，鋼管樁一般呈正三角形（多邊形）均勻布設，樁頂通過鋼套管支撐上部三角架（導管架）式結構，構成組合式基礎。3.3.1三腳架（導管架）基礎的結構布置1）

樁的布置3.3樁承式基礎結構設計三腳架（導管架）承受上部風電機組塔三腳架（導管架）基礎中的樁頂部通過特殊灌漿或樁模的方式與三腳架（導管架）相連，其中以灌漿方式居多。海上風電機組基礎承受較大的水平荷載，連接段承受彎矩較大，對灌漿連接的質量和作用效果提出了更高的要求。海上風電機組三腳架（導管架）基礎的連接一般完全或部分處于水下，宜采用底部灌注方式。灌漿過程中在漿液充滿環(huán)形空間后，應進行一段時間的壓力閉漿。采用底部灌漿，結石體與管壁粘接比較密實，結石體內部的蜂窩狀孔隙很小且較少，灌漿效果較好。3.3.1三腳架（導管架）基礎的結構布置2）

樁與三腳架（導管架）的連接三腳架（導管架）基礎中的樁頂部通過特殊灌漿3.3.2群樁承臺基礎的結構布置樁的布置直接關系到整個基礎結構的受力，其布置原則是：能充分發(fā)揮樁的承載力，且使同一承臺下的各樁的受力盡量均勻，使樁的沉降和不均勻沉降較小；使整個群樁承臺基礎的建設比較經濟；考慮樁施工的可能性和方便性。1）群樁承臺基礎中樁的布置3.3.2群樁承臺基礎的結構布置樁的布置直接關系到整個基礎（1）充分發(fā)揮基樁的承載力，基樁的最小中心距應符合表3-1的規(guī)定。注：1.D—圓樁直徑或方樁邊長。2.當縱橫向樁距不相等時，其最小中心距應滿足“其他情況”一欄的規(guī)定（2）布置基樁時，宜使樁群承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合，并使基樁受水平力和力矩較大方向有較大抗彎截面模量。（3）盡量采用對稱布置，其位置、坡度及樁端嵌固情況均宜對稱，這種布置結構簡單，計算容易，施工方便。（4）應選擇較硬土層作為樁端持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于黏性土、粉土不宜小于2D，砂土不宜小于1.5D，碎石類土，不宜小于1D。當存在軟弱下臥層時，樁端以下硬持力層厚度不宜小于3D。3.3.2群樁承臺基礎的結構布置土類與成樁工藝排數不少于3排且樁數不少于9根的摩擦型樁樁基其他情況非擠土灌注樁3.0D3.0D部分擠土樁3.5D3.0D擠土樁飽和黏性土4.5D4.0D群樁基礎中樁的布置宜符合下列條件（1）充分發(fā)揮基樁的承載力，基樁的最小中心距應符合表3-1的應安排好斜樁的傾斜方向，要避免樁與樁在泥面下相碰?？紤]到打樁偏差，兩根樁交叉時的凈距不宜小于50cm。保證每根樁都能打，且施工方便；不妨礙打樁船的拋錨和帶纜；盡量減少調船和變動打樁架斜度。①同一樁臺下的基樁，宜打至同一土層，且樁端標高不宜相差太大；②當樁端進入不同的土層時，各樁沉樁貫入度不宜相差過大；③同一樁臺基樁樁端不應打入軟硬不同土層。3.3.2群樁承臺基礎的結構布置樁基平面布置要求減小基礎的沉降措施應安排好斜樁的傾斜方向，要避免樁與樁在泥面下相碰。3.3.23.3.2群樁承臺基礎的結構布置承臺的底部高程：應考慮使用要求、施工水位、波浪對結構的影響、靠船檢修、低潮時防止船舶直接撞擊下部基樁的需要等因素。承臺頂高程：應從設計水位、設計波高、結構受到的波浪力綜合考慮。一般情況下，需保證基礎上方塔筒與基礎結合面不受海水浸泡和波浪打擊。厚度：主要由承臺的抗沖切、抗剪切、抗彎承載力以及基樁與塔筒的連接要求綜合確定。平面尺寸：主要決定于基樁的平面布置以及檢修操作的空間需求。除此之外還有一些構造要求，如邊樁中心至承臺邊緣的距離不應小于樁的直徑或邊長，且樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不應小于150mm。2）承臺高程3）承臺尺寸3.3.2群樁承臺基礎的結構布置承臺的底部高程：應考慮使用3.4樁承式基礎的計算3.4.3抗裂與裂縫寬度驗算3.4.1樁的承載力計算3.4.2樁的承載力驗算3.4樁承式基礎的計算3.4.3抗裂與裂縫寬度驗算3.43.4.1樁的承載計算抗壓承載力、水平承載力和抗拔承載力。抗壓承載力摩擦樁：由樁側摩阻力和樁端阻力組成端承樁：樁端阻力起主要作用抗拔承載力：僅有樁側摩阻力樁的承載主要包括3.4.1樁的承載計算抗壓承載力摩擦樁：由樁側摩阻力和樁端1）抗壓承載力鋼管樁的抗壓承載力標準為1）抗壓承載力鋼管樁的抗壓承載力標準為2）水平荷載風荷載、波浪荷載、水流荷載、冰荷載和船舶荷載。

以前關于樁基水平承載力的計算多采用“m”法等線彈性計算方法，

隨著樁基應用領域的擴展，樁基所處水域水深的增大，其所承受的水平荷載及所產生的位移越來越大，線彈性計算方法不能體現樁-土非線性作用的實際情況。參照挪威船級社的《Designofoffshorewindturbinestructures》（DNV-OS-J101），水平向靜荷載和水平向循環(huán)荷載作用下樁基礎的水平承載力可采用P-Y曲線法計算。水平荷載的組成水平荷載計算方法2）水平荷載風荷載、波浪荷載、水流荷載、冰荷載和船舶荷載。3)抗拔承載力與單樁基礎不同，三角架基礎、導管架基礎和群樁承臺基礎由多根基樁，屬于群樁基礎。由于空間上的距離，當風機荷載、波浪荷載等從某一方向作用于基礎時，基礎中部分基樁可能受到下壓荷載作用，而部分基樁受到上拔荷載作用，因此需計算基樁的抗拔承載力。樁的豎向抗拔極限承載力標準值可以等于或小于、但不得大于樁的總側摩阻力

。在確定樁的豎向抗拔極限承載力標準值的同時，還需驗算樁的豎向抗拔極限承載力是否超過樁身焊接處以及基樁與承臺連接處的抗拉強度抗拔承載力抗拔承載力原則3)抗拔承載力與單樁基礎不同，三角架基礎、導管架基礎和群樁參照《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012），對于允許不作靜載荷試樁的工程，其單樁抗拔極限承載力標準值可按下式計算：3)抗拔承載力

參照《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012），對4）群樁效應參照《淺海鋼質固定平臺結構設計與建造技術規(guī)范》（SY/T4094-1995）中的規(guī)定：在黏性土中的群樁，當樁距小于8倍樁徑時，應考慮群樁效應對承載力及變形的影響。在砂性土中，可不考慮群樁效應對承載力的影響。黏性土中群樁的極限承載力標準值

可按下列規(guī)定確定：當樁距小于

倍樁徑時，可按公認的整體深基礎法；當樁距在~倍樁徑時，可按下式進行計算：豎向荷載下樁基礎的群樁效應4）群樁效應參照《淺海鋼質固定平臺結構設計與建造技術規(guī)范》參照《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012）中的規(guī)定：在水平力作用下，群樁中樁的中心距小于8倍樁徑，樁的入土深度在小于10倍樁徑以內的樁段，應考慮群樁效應。在非往復水平荷載作用下，距荷載作用點最遠的樁按單樁計算。其余各樁應考慮群樁效應。其P-Y曲線中的土抗力P在無試驗資料時，對于黏性土可按下式計算土抗力的折減系數。4）群樁效應②水平荷載下樁基礎的群樁效應4）群樁效應②水平荷載下樁基礎的群樁效應3.4.2

樁的承載力驗算1）一般情況下樁的承載力驗算樁頂荷載計算3.4.2樁的承載力驗算1）一般情況下樁的承載力驗算樁頂荷3.4.2

樁的承載力驗算

b)地震作用效應和荷載效應標準組合a)荷載效應標準組合；②

承載力驗算3.4.2樁的承載力驗算b)地震作用效應和荷載效應標關于軟弱下臥層承載力的驗算方法已比較成熟。對于樁距不超過6D的群樁基礎，樁端持力層下存在承載力低于樁端持力層承載力1/3的軟弱下臥層時，軟弱下臥層的承載力的驗算公式為：

3.4.2

樁的承載力驗算2）特殊條件下樁的豎向承載力驗算軟弱下臥層驗算3.4.2樁的承載力驗算2）特殊條件下樁的豎向承載力驗算軟3.4.2

樁的承載力驗算a)中性點以上單樁樁周第i層土負摩阻力值為b)考慮群樁效應的基樁下拉荷載的計算公式：②負摩阻力計算3.4.2樁的承載力驗算a)中性點以上單樁樁周第i層土負c)中性點深度ln應按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確定，也可參照表3-4確定。持力層性質黏性土、粉土中密以上砂礫石、卵石基巖ln/l00.5~0.60.7~0.80.91.0表3-4中性點深度ln3.4.2

樁的承載力驗算3.4.3

裂縫與裂紋寬度驗算1）對于鋼管樁基礎，其在使用過程中不允許出現裂縫；對于混凝土或預應力混凝土樁基礎，應根據工程等級確定允許的最大裂縫寬度限值。2）在使用階段允許出現裂縫的混凝土樁，應驗算準永久組合下裂縫寬度；當有必要考慮作用的頻遇組合時，可采用頻遇組合值代替準永久組合值。c)中性點深度ln應按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確3.5樁承式基礎的變形控制標準3.5.3樁承式基礎的水平變位控制標準3.5.2樁承式基礎的沉降計算3.5.1樁承式基礎的豎向沉降和傾斜率控制標準3.5樁承式基礎的變形控制標準3.5.3樁承式基礎3.5樁承式基礎的變形控制標準對于海上風電機組基礎，其變形要求主要由上部風機正常運行所能承受的變形確定。由于群樁承臺基礎中的基樁一般為斜樁，與由直樁組成的群樁基礎變形特性有所不同。當斜樁傾角小于10°時對樁頂沉降沒有太大影響；而當斜樁傾角大于10°時，斜樁的樁頂沉降相對較大；在相同的豎向荷載作用下，直樁群樁的沉降比有斜樁的群樁小。因此，在群樁承臺基礎中應盡可能避免設計傾角大于10°的斜樁，并在控制群樁基礎豎向變形時可適當提高要求。參考《風電機組地基基礎設計規(guī)定》（FD003-2007）的規(guī)定，同時考慮到海上風機容量較大，風機輪廓高度較高等因素進行控制。3.5.1樁承式基礎的豎向沉降和傾斜率控制標準3.5樁承式基礎的變形控制標準對于海上風電機組基礎，其變3.5.2樁承式基礎的沉降計算3.5樁承式基礎的變形控制標準為了計算樁承式基礎的整體沉降量，將沉降計算點水平面影響范圍內各基樁對應力計算點產生的附加應力疊加，采用單向壓縮分層總和法計算土層的沉降，并計入樁身壓縮

。對于群樁承臺基礎，由于承臺通常采用鋼筋混凝土結構，其自身的壓縮量非常小，在計算基礎的整體沉降量時，可以不考慮該部分的影響。在沉降計算過程中，樁端平面以下地基中由基樁引起的附加應力，按考慮樁徑影響的明德林解計算確定。樁基的最終沉降量具體計算公式如下：3.5.2樁承式基礎的沉降計算3.5樁承式基礎的變3.5樁承式基礎的變形控制標準3.5.3樁承式基礎的水平變位控制標準目前還沒有水平向變位的控制標準。在綜合考慮單樁基礎與多樁基礎的水平位移特點的基礎上，可要求：①當風機輪轂高度大于100m時，樁基礎在泥面處的水平位移應控制在20mm以內；②當風機輪轂高度小于等于100m時，樁基礎在泥面處的水平位移應控制在25mm以內。3.5樁承式基礎的變形控制標準3.5.3樁承式基礎3.6鋼管樁結構設計3.6.1鋼管樁的材料鋼管樁結構設計內容3.6.2鋼管樁的壁厚3.6.3樁體分段的確定和構造要求3.6.4樁體的強度和穩(wěn)定性3.6.5鋼管樁與風機塔筒的鏈接3.6鋼管樁結構設計3.6.1鋼管樁的材料鋼管樁結構設3.6.1鋼管樁的材料對一般工程，鋼管樁所用鋼材可優(yōu)先采用Q235-B級以上鎮(zhèn)靜鋼或Q345鋼，并根據工程需要選用合適的材性等級。對于重要的工程，經技術經濟論證后，也可采用耐腐蝕鋼。海上風機基礎由于所受的彎矩、水平力比較大，一般采用熱軋低合金高強度結構鋼，材質均選用Q345C型。1)鋼管樁的材料要求3.6.1鋼管樁的材料對一般工程，鋼管樁所用鋼材可優(yōu)先采用2)鋼管樁的材料表面狀態(tài)、低溫性能等要求鋼板表面不允許有任何缺陷，比如麻點、裂紋、皺折、貼邊等，不允許采用補焊的方式修補，為保證鋼材低溫性能，要求沖擊試驗時0℃沖擊功不得低于34J，用于鋼管樁制作的鋼板其長度、寬度允許偏差均應滿足《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》（GB/T709-2006）相關規(guī)定。3)鋼管樁材料的焊接3.6.1鋼管樁的材料

焊接材料的機械性能應與鋼管樁主材相適應。

若母材選用的Q345C，則焊接材料應選用H10Mn2、H10MnSi型焊絲、HJ431型焊劑等2)鋼管樁的材料表面狀態(tài)、低溫性能等要求鋼板表面不允許有任3.6.2鋼管樁的壁厚鋼管樁的管壁厚度沿樁長可以是不等的。壁厚主要由兩部分組成：一是有效厚度，即管壁在外力作用下所需要的厚度，應由樁體強度和穩(wěn)定性要求確定；二是預留腐蝕厚度，即為樁體在使用年限內管壁腐蝕所需要的厚度。鋼管樁的壁厚的組成3.6.2鋼管樁的壁厚鋼管樁的管壁厚度沿樁長可以是不等的。鋼管樁壁厚設計準則在使用期，鋼管樁管壁的計算厚度應取有效厚度；在施工期，應保證外荷載所產生的應力不超過鋼管樁自身的強度，當不滿足要求時，可采用合適的施工工藝使得鋼管樁管壁厚度滿足施工時的強度要求。鋼管樁的管壁厚度一般不得小于下式計算的最小厚度：

式中——鋼管樁壁厚（mm）；——樁徑（mm）。一般來講，當鋼管樁打入良好持力層，且沉樁困難時，樁外徑與壁厚之比不宜大于70。3.6.2鋼管樁的壁厚鋼管樁壁厚設計準則在使用期，鋼管樁管壁的計算厚度應取有效厚度3.6.3樁體分段的確定和構造要求樁體分段長度確定的考慮因素②起吊設備在被打樁段頂部放置打樁錘的能力；①起吊設備在提升、下放和插接樁段的能力；③樁在下放過程中，由于表層土質承載能力極低，發(fā)生大量下沉的可能性；④樁段起吊時的應力；⑤若需要現場接樁，則需要考慮進行現場焊接部分的壁厚和材料性質；⑥避免和計劃同時打入相鄰樁的相互干擾；⑦打樁間斷以進行接樁現場接樁焊接時樁尖所在位置處的土壤類型；⑧由樁錘本身重量和作業(yè)過程產生的靜應力和動應力。3.6.3樁體分段的確定和構造要求樁體分段長度確定的考慮3.6.3樁體分段的確定和構造要求接樁位置要求②

避免在浪花飛濺區(qū)和潮差區(qū)；①

設在內力較小處；③

避免在樁身壁厚變化處；④

避免接樁時樁端處于軟弱土層上。3.6.3樁體分段的確定和構造要求接樁位置要求②避免在3.6.4樁體的強度和穩(wěn)定性鋼管樁在使用時期和施工時期應分別進行強度計算和穩(wěn)定性驗算，其中強度計算還包括打樁時的打樁強度分析。一般可不必進行穩(wěn)定性驗算，但承受橫向荷載作用的樁，同時又有很大的軸向力作用時，在計算中應考慮荷載位移（P-△）效應?？蓪赌M為非線性彈性基礎上的梁柱進行內力分析，并按下式驗算強度。樁體的強度和穩(wěn)定性3.6.4樁體的強度和穩(wěn)定性鋼管樁在使用時期和施工時期應3.6.4樁體的強度