基础工程-第4章+桩基础-2015.11.26选编.ppt

4.3 竖向荷载下单桩的工作性能; 单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础，通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理等，对正确评价单桩承载力设计值具有一定的指导意义。; 竖向荷载施加于桩顶时，桩身的上部首先受到压缩而发生相对于土的向下位移，于是桩周土在桩侧界面上产生向上的摩阻力；荷载沿桩身向下传递的过程就是不断克服这种摩阻力并通过它向土中扩散的过程 。;; 对10根桩长为27～46m的大直径灌注桩的荷载传递性能的足尺试验结果。试验表明，桩侧发挥极限摩阻力所需要的位移很小，粘性土为1～3mm，无粘性土为5～7mm；除两根支承于岩石的桩外，其余各桩（桩端持力层为卵石、砾石、粗砂或残积粉质粘土）在设计工作荷载下，端承力都小于桩顶荷载的10％。 ;单桩荷载传递的基本规律;设桩身轴力为Q， 桩身轴力是桩顶荷载N与深度Z的函数;桩越长，端阻力所占的比例越低;桩侧摩阻力和桩端阻力的分布规律及影响因素;4.3.2单桩的破坏模式 ;二、常见的单桩破坏模式 ; 当桩底支承在坚硬的土层或岩层上，桩周土层极为软弱，桩身无约束或侧向抵抗力。桩在轴向荷载作用下，如同一细长压杆出现纵向挠曲破坏，荷载～沉降(Q-S)关系曲线为“急剧破坏”的陡降型，其沉降量很小，具有明确的破坏荷载。桩的承载力取决于桩身的材料强度。如穿越深厚淤泥质土层中的小直径端承桩或嵌岩桩，细长的木桩等多属于此种破坏。; 当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层，达到强度较高的土层，且桩的长度不大时，桩在轴向荷载作用下，由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形成，桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏。此时桩的沉降量较小，桩侧摩阻力难以充分发挥，主要荷载由桩端阻力承受，荷载～沉降(Q-S)关系曲线也为陡降型，呈现明确的破坏荷载。桩的承载力主要取决于桩端土的支承力。一般打入式短桩、钻扩短桩等均属于此种破坏。; 当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向荷载作用下将出现刺入破坏。此时桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承受，桩端阻力极???，桩的沉降量较大。一般当桩周土质较软弱时， 荷载～沉降(Q-S)关系曲线为“渐进破坏”的缓变型，无明显拐点，极限荷载难以判断，桩的承载力主要由上部结构所能承受的极限沉降su确定；当桩周土的抗剪强度较高时，荷载～沉降(Q-S)关系曲线可能为陡降型，有明显拐点，桩的承载力主要取决于桩周土的强度。一般情况下的钻孔灌注桩多属于此种情况。 ;4.3.3 桩侧负摩阻力;1. 负摩阻力发生的条件;2、桩侧负摩阻力的分布规律;3.减少桩侧负摩阻力影响的措施;4.4 单桩竖向承载力的确定;4.4.1 按材料强度确定; 静载荷试验是评价单桩承载力最为直观和可靠的方法，其除了考虑到地基土的支承能力外，也计入了桩身材料强度对承载力的影响。对于甲级、乙级建筑基桩，必须通过静载荷试验。在同一条件下的试桩数量，不宜少于总数的1%，并不少于3根。工程总桩数在50根以内时不应少于2根。;次梁;锚桩桁架法;当出现下列情况之一时即可终止加载： ① 某级荷载下，桩顶沉降量为前一级荷载下沉降量的5倍； ② 某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载下沉降量的2倍，且经过24小时尚未达到相对稳定； ③ 已达到设计要求的最大加载量或达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大质量时。 ④ 当荷载-沉降曲线为缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60-80mm，特殊情况下可按具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。;① 根据沉降随荷载的变化特征确定：; 测出每根试桩的极限承载力值后，通过统计确定单桩竖向抗压极限承载力。 1）参加统计的所有试桩，当满足其级差不超过平均值的30% 时，取平均值为单桩竖向抗压极限承载力。 2）若级差超过平均值的30%，应分析级差过大的原因，结合工程具体情况综合确定，必要时增加试桩数量； 3）对桩数为3根或3根以下的柱下承台，或工程桩抽检数少于3根，应取低值。;4.4.3 按经验公式法确定;表4.2 桩的极限侧阻力标准值qsik;表4.3 桩的极限端阻力标准值qpk;（2）对大直径桩（d≥800mm）：;4.4.4 抗拔桩承载力;抗拔桩极限承载力确定:;单桩竖向承载力特征值：;4.4.5 桩基水平承载力;终止加载条件：;4.6 群桩基础计算;1.端承型群桩基础;2.摩擦型群桩基础;3.承台底面贴地的影响;结论;复合桩基：由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。 ;基桩竖向承载力特征值 R：;考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值 R：; 承台效应系数ηc;例题：某预制桩桩径为400mm，桩长10m，穿越厚度l1=3m，液性指数IL=0.75的黏土层，进入密实的中砂层，长度l2=7m。桩基同一承台中采