第章竖向荷载下单桩计算.ppt

2.6 超长单桩模型试验结果分析 本次模型试验的模型桩相对较大，模型箱的尺寸也较大，为4?m×3?m×5?m（长×宽×高）的钢筋混凝土模型箱。 模型桩的制作与实际钻孔桩基本一致，在模型箱的填土内先钻孔，孔径9?cm，然后居中放入事先串联好的钢筋应力计，浇注水泥砂浆成桩，桩长4.8?m。 2.6 超长单桩模型试验结果分析 图2.54 单桩荷载-沉降曲线图 2.6 超长单桩模型试验结果分析 图2.55 荷载为 时桩身轴力沿桩深度变化曲线图 图2.56 桩身形状 超长单桩的轴向综合刚度分析 图2.61 1＃试验单桩综合刚度与桩顶轴力关系图 图2.63 2＃试验单桩综合刚度和桩顶轴力关系图 超长单桩的轴向综合刚度分析 超长单桩的轴向综合刚度分析 轴向综合刚度变化的原因有哪些？ 当桩周地基土由于某种原因，产生的沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面的全部或一部分面积上将出现向下作用的摩阻力，称之为负摩阻力；负摩阻力不仅会使桩的承载力变小，还会增加桩的沉降或不均匀沉降。应避免桩产生负摩阻力。 2.7 桩的负摩阻力 概 念 2011年9月17日论证回填保护方案 负摩阻力产生的条件： 1） 桩穿过新沉积的欠固结软粘土或新填土而支承在硬持力层上时，土层产生自重固结下沉； 2）饱和软土中打入密集的桩群，引起超孔隙水压力，土体大量上涌，随后土体因超孔隙水压力消散而重新固结时； 3）在正常固结粘土和粉土地基中，由于下卧砂层或砾石层中抽取地下水或其他原因，地下水位降低，使土层产生自重固结下沉； 4）桩侧地面因大面积堆载或大面积填土而大量下沉时； 5）在黄土、冻土中的桩基，因黄土湿陷、冻土融化产生地面下沉 6）由于地层应力松弛，如挡土工程中板桩挠曲变形等，桩周非粘性土在动力作用下被夯、振密实时。 2.6 桩负摩阻力 中性点的概念： 当桩侧土和桩身的某断面处的相对位移为零时，则该处的摩阻力等于零，该断面称之为中性点。 中性点的表达式 中性点计算示意图 时间效应 由于负摩阻力系由桩侧土层的固结沉降所引起的，因此负摩阻力的产生和发展要经历一段时间过程。 基本假定： 1） 桩周负摩阻力是均匀分布的； 2）对于分层地基，在同一土层的负摩阻力也是均匀分布的； 3） 对于同一土类，作用与桩周单位面积的负摩阻力和正摩阻力在数值上大致相等. 单桩负摩阻力的计算 按室内外测定的土力学参数确定单位负摩阻力 对于软粘土层： 对于砂类土层： 下拉荷载的计算 按上式算出的下拉荷载不应大于单桩所分配承受的桩周下沉土重。 单桩下拉荷载的计算 考虑负摩阻力的单桩承载力计算 单桩下拉荷载的计算 预制混凝土桩和钢桩： 在中性点以上桩身涂以软沥青涂层。 减少负摩阻力的措施 2.4.6 减少负摩阻力的措施 2 灌入桩： 在沉降土层范围内插入比钻孔直径小5cm—10cm的预制砼段，再在外围填充稠度较高的膨润土泥浆以形成隔离层； 在干作业成桩的条件下，可采用双层筒形塑料薄膜预先置于钻孔沉降土层范围内来降低桩与土的摩阻力系数。 算例 某预制桩基地质情况如右图所示，试确定该单桩的容许承载力。 算例 解: 由地质剖面图可知，软粘土层将产生较大的固结沉降，因此需考虑桩侧负摩阻力计算。 （1）中性点的深度 。压缩土层深度 ，桩端为密实砂土，N20,根据书表2-18， （2）下拉荷载 有图所示，分三层计算，分布计算如下： 对于0点： 对于1点： 对于2点： 对于3点： （3）正摩阻力 （4）该桩的容许承载力 * 为了回答这几个问题，我们先看几个挡土结构物及其土压力的例子。第一个图表示。。。，它的主要功能是防止土体坍塌。在墙后土体的作用下，挡土墙有向左侧离开填土方向移动的趋势。第二个图表示。。。，它的左侧受到水压力的作用，右侧受到土体的挤压，它的主要功能之一也是防止堤岸在填土自重及上部荷载的作用下而坍塌。第三个图表示地下室侧墙，右侧是地下室，左侧承受室外填土的压力。由于结构整体性较好，一般情况下，地下室侧墙产生的水平位移极小。第四个图表示。。。，它的左上侧承受来自桥拱的巨大荷载，因而有向右侧填土方向移动的趋势，与土体相互挤压，可将部分荷载传递分散到填土上，因而墙后填土的存在可以提高桥台的側向抵抗力。这几个例子中的。。。。。都属于挡土结构物，它们的后背都受到墙后填土的压力。 桩土界面特征对承载力影响 桩土界面特征对承载力影响 混合桩概念及其对承载力公式的改进 桩土界面特征对承载力影响 是混合桩截面积； 是混合桩周长； 是混合桩直径 （4）桩岩界面特征对嵌岩桩承载力影响 桩土界面特征对承载力影响 描述孔壁粗糙度的定量方法: 桩土界面特征对承载力影响的研究 ※ 通过模型试验对比，Horvath提出桩侧阻力与粗糙度因子的关系