第4章 桩基础-3(4-7).pptVIP

４.４桩基础沉降的计算 　竖向荷载的作用下的沉降由以下三部分组成： 1、桩身弹性压缩引起的桩顶沉降 2、桩侧阻力引起的桩周土中的附加压力以压力角a向下传递，致使桩端下土体压缩而产生的桩端沉降 3、桩端荷载引起桩端下土体压缩而产生的桩端沉降 单桩沉降的计算方法 　上述单桩沉降组成三分量的计算，都必须知道桩侧、桩端各自分担的荷载比，以及桩侧阻力沿桩身的分布图 式，而荷蓑比和侧阻分布图式，不仅与桩的长度、桩与土的相对压缩性、土的剖面有关，还与荷载水平、荷载持续 时间有关。 因此．单桩沉降计算应根据工程问题的性质以及荷载的特点．选择与之相适应的计算方法与参数。 二、群桩沉降的计算 　目前尚未有较为完善的桩基础沉降计算方法。规范GB5007推荐的群桩沉降计算方法，不考虑桩间土的压缩变形对沉降的影响,采用单向压缩分层总和法计算桩基础的最终沉降量。 1、实体深基础（桩距不大于6d) 　实体深基础桩基沉降计算经验系数应根据地区桩基础沉降观测资料及经验统计确定。在不具备条件时，ψp 值可按下表选用 1)考虑扩散作用时 2)不考虑扩散作用时 2、明德林应力公式 　采用明德林应力公式计算桩基础最终沉降量时，竖向荷载准永久组合作用下附加荷载的桩端阻力比a和桩基沉降计算经验系数， 应根据当地工程的实测资料统计确定。 4．5 桩的负摩擦问题 一、 产生负摩擦的条件和原因 产生负摩阻力的情况 1、位于桩周欠固结的软粘土或新填土在重力作用产生固结； 2、大面积堆载使桩周土层压密； 3、由于地下水位全面降低，致使有效应力增加，因而引起大面积沉降； 4、自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷； 　 5、地面因打桩时孔隙水压力剧增而隆起、其后孔压消散而固结下沉等。  中性点：曲线l表示土层不同深度的位移，曲线2为桩的截面位移曲线，曲线1和曲线2之间的位移差(图中画上横线部分)为桩土之间的相对位移，曲线1和曲线2的交点(o1点)为桩土之间不产生相对位移的截面位置，称为中性点。 下拉荷载Fn：图为桩侧摩阻力和桩身轴力曲线，其中Fn为负摩阻力的累计值，又称为下拉荷载Fn 从图中易知，在中性点O1点之上，土层产生相对于桩身的向下位移，出现负摩阻力τnz，桩身轴力随深度递增； 在中性点O1点之下的土层相对向上位移，因而在桩侧产生正摩阻力τz，桩身轴力随深度递减。 在中性点处桩身轴力 达到最大值(Q+Fn)，而桩端总阻力则等于Q+(Fn-Fp)。 桩侧负摩阻力的危害 可见，桩侧负摩阻力的发生，将使桩侧土的部分重力和地面荷载通过负摩阻力传递给桩，因此,桩的负摩阻力非但不 能成为桩承载力的一部分．反而相当于是施加于桩上的外荷载，这就必然导致桩的承载力相对降低、桩基沉降加大。 二、负摩阻力的计算 1．单桩负摩阻力的计算　　 (2) 负摩阻力强度 　精确计算负摩阻力是复杂而困难的。目前的负摩阻力的计算方法与公式都是近似的和经验性的，使用较多的有以下两种： (3) 下拉荷载的计算 下拉荷载 Fn为中性点深度 Ln 范围内负摩阻力的累计值，可按下式计算： 2 ．群桩负摩阻力的计算 对于桩距较小的群桩，群桩所发生的负摩阻力因群桩效应而降低，即小于相应的单桩值，这种群桩效应可按等效圆法计算 3、 减小负摩阻力的工程措施 1)．预制混旋土桩和钢桩一般采用涂以软沥青涂层的办法来减小负摩阻力。 4．6 桩的水平承载力 作用于桩顶的水平荷载包括： 1、长期作用的水平荷载。如上部结构传递的或由土、水压力施加的以及拱的推力等水平荷载； 2、反复作用的水平荷载。(如风力、波浪力、船舶撞击力以及机械制力等水平荷载) 3、地震作用所产生的水平荷载。 一、水平荷载下桩的工作性状 在水平荷载作用下，桩产生变形并挤压桩周土，促使桩周土发生相应的变形而产生水平抗力。 水平荷载较小时，桩周土的变形是弹性的，水平抗力主要由靠近地面的表层土提供； 随着水平荷载的增大，桩的变形加大，表层土逐渐产生塑性屈服，水平荷载将向更深的土层传递； 　依据桩、土相对刚度的不同，水平荷载作用下的桩可分为：刚性桩、半刚性桩和柔性桩。 (2)弹性桩 在水平荷载作用下桩身发生挠曲变形，桩的下段可视为嵌固于土中而不能转动，随着水平荷载的增大，桩周土的屈服区逐步向下扩展，桩身最大弯矩截面也因上部土抗力减小而向下部转移， 半刚性桩的桩身位移曲线只出现一个位移零点 柔性桩则出现两个以上位移零点和弯矩零点。 当桩周土失去稳定、或桩身最大弯矩处出现塑性屈服、或桩的水平位移过大时，弹性桩便趋于破坏。 二、水平荷载作用下弹性桩的计算 水平荷载作用下弹性桩的分析计算方法主要有地基反力系数法 地基反力系数法是应用文克勒地基模型，把承受水平荷载的单桩视作弹性地基(由水平向弹簧组成)中的竖直梁，通过求解梁的挠曲微分方程