岩土工程师继续教育讲座--同济大学--高大钊教授.ppt

1984年，同济大学洪毓康教授根据17根桩长为8～62m的试桩资料和5根模型桩的试验结果，通过分析研究，提出了“考虑到桩侧摩阻力和桩尖抵抗力发挥的过程不同，在确定桩的轴向容许承载力时，应该采用两个承载力安全系数Kb与Kf的结论”并给出了桩端阻力和桩侧摩阻力取用不同安全系数的建议如表所示。 最近的试验资料 哈大线高速铁路鞍辽特大桥桩径1m，桩长43m。单桩荷载传递试验结果： 达到极限承载力9600kN时，极限桩端阻力2400kN，占25% 工作荷载时，容许承载力4800kN，端阻力400kN，占8.5% 端阻力的安全系数为６ 超长桩的试验 90年代末，陕西省建筑科学研究院等单位在陕西信息大厦进行了超长桩的试验研究，陕西信息大厦地上51层，总高度191m，地下3层，深17.6m，基础采用桩－筏基础，桩为泥浆护壁钻孔灌注桩，直径1.0m。 场地内第四系土层厚度700～800m，勘探深度150m，在地面下30m范围内为黄土和古土壤，在30m至54m范围内为可塑状态的粉质粘土，在54m以下为含钙质结核的硬塑粉质粘土层。试桩直径1.0m，桩长82.2m，进行了单桩竖向承载力及桩身荷载传递机理的测试与研究，还作了压浆前后的承载性状的对比试验研究。 研究成果不仅对黄土地区的桩基础设计有指导的意义，而且对其他地区的桩也有参考作用。实测荷载传递资料表明，黄土地区的超长桩没有测到桩端阻力，在桩长60~70m处桩身轴力已经趋于零，说明在这个深度以下的桩侧阻力也得不到发挥；在压浆以后，由于提高了浅层土的侧摩阻力，轴力为零的深度明显减小。 12.2 这样试验的结果是桩端阻力吗？ 单桩最大荷载2900KN,桩身混凝土强度C30，设计桩径800mm～1000mm,扩底直径1700mm～3000mm，有效桩长9.0m,桩端持力层为第3层粉土层，该层土地质报告提供的承载力特征值为190kpa，桩端端阻力特征值为1300kpa.采用深层平板载荷试验检测，承压板为圆形，直径0.8m，压板面积0.5平方米。 共做了6台试验，其中21#试验最大试验荷载为380kPa时的最大沉降12.7mm，s/b=0.015，其余的试验沉降均远小于21#试验。 这个案例是作了B类试验，但把结果当作桩端阻力来分析。 扩底尺寸为1.7m～3.0m，则孔底自由土面的直径与压板直径之比为2.1～3.5，在压板周围没有足够的超载来反映桩侧土层的作用，它实际是在桩端标高处做的浅层平板载荷试验，是常规的平板载荷试验，只能测定浅基础的地基承载力，而不能用于确定桩端阻力。但由于试验方案的缺陷，即使将试验的结果用于估计地基承载力也还不充分。 这个试验的最大试验荷载是按勘察报告提供的地基承载力特征值的2倍采用的，但从试验结果来看，沉降最大的一台试验的曲线在最大试验荷载时的s/b仅为0.015，正好是确定地基承载力特征值的相对变形值，而其他的几台试验的沉降都远小于这个数值。 试验曲线都在直线段的起始段，试验的结果一点用处也没有，连用于确定地基承载力特征值的资料也不够充分，更不要说检测桩端阻力了，白白地浪费了资源。 载荷试验的目的是检测这1300kPa是否反映了土层实际的桩端阻力？但由于将桩端阻力和地基承载力混为一谈了，在这个认识误区中，企图用测定地基承载力的方法来检验桩端阻力，试验的无效也就是必然的了。 12.3 极限桩端阻力与地基承载力特征值之间存在什么关系？ 对于同一层土，地基承载力特征值与桩的极限端阻力标准值在数值上有何关系？ 在同一个标高上的土层上分别做上述A类载荷试验和B类试验，就可以得到两个不同的结果。我想大家一定可以判断A类试验的结果肯定大于B类试验的结果，因为A类试验结果中反映了超载的影响。那么两者之间是否存在、是否可以找到数值上的依存关系呢？ 如果我们对B类试验得到的承载力进行深度修正，这是可以做到的，但人们会发现，经过深度修正以后的地基承载力也比桩端阻力小。这是什么原因呢？因为在编制规范的深宽修正系数表的时候，为了避免使用的失控，修正系数的取值是非常保守的。 文献[6]报道了对桩长为7~15m的扩大头人工挖孔桩做了埋设钢筋应力计的载荷试验，如果将深度修正后的天然地基承载力作为桩端阻力，则计算得到的单桩极限承载力与试验得到的单桩极限承载力之比为0.45~0.79，这说明在10m左右埋藏深度的土层，用深度修正的方法估计超载的影响，大约平均低估了1/3。 目前的规范所采用的对浅基础地基承载力的深度修正的方法，是建立在浅基础地基承载力理论的基础上，与上述深基础的破坏机理有明显的差异，因此将浅基础的方法用于确定桩端阻力是不合适的。 12.4 用什么方法提供分层地基承载力？ 您认为不需要分层提供地基承载力，但设计人员却需要