桩基础课件：单桩竖向承载力的确定.ppt

单桩竖向承载力的确定 1、单桩竖向承载力与极限承载力 单桩竖向承载力：指单桩在外荷载作用下，不丧失稳定性、不产生过大变形时的承载能力。 单桩竖向极限承载力：单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载，称单桩竖向极限承载力。 两者之间的联系：（1）、数值上，单桩竖向极限承载力肯定大于单桩竖向承载力；（2）、从确定的角度来看，通常先确定单桩竖向极限承载力，然后除以抗力分项系数（可理解为安全系数），得到单桩竖向承载力。 2、单桩竖向承载力的影响因素 　 竖向荷载作用下，受压（受拉）桩丧失承载能力的表现形式： 　　①、桩周土岩的阻力不足，桩发生急剧且量大的竖向位移；或者虽然位移不急剧增加，但因位移量过大而不适于继续承载； 　　②、桩身材料的强度不够，桩身被压坏或拉坏。 　　 2、单桩竖向承载力的影响因素 　　　桩的竖向承载力应分别根据（1）桩周土岩的阻力和（2）桩身强度确定，采用其中的较小者。具体来看： 　　（1）、竖向受压的摩擦桩的承载力一般决定于土的阻力，材料强度往往不能充分发挥； 　　（2）、端承桩、超长桩以及桩身质量有缺陷的桩，桩身材料强度往往起控制作用。 　　（3）、抗拔桩的承载力也往往由土的阻力决定，但对于长期或经常承受拔力的桩，还需限制桩身的裂缝宽度甚至不允许出现裂缝。 一、根据桩身材料强度确定 按材料强度确定单桩竖向承载力时，可将桩视为轴心受压杆件，根据桩材按GB50010-2002《混凝土结构设计规范》等混凝土或钢结构的计算进行。 二、按单桩竖向抗压静载试验法确定 　　 静载荷试验是评价单桩承载力最为直观和可靠的方法，其实质是桩受荷的现场模拟试验。因此，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于承载力的影响。 　　一级建筑物，必须通过静载荷试验,试桩数量，不宜少于总数的l％，并不应少于3根。当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时、单桩承载力很高的大直径端承桩，可采用深层平板荷载试验确定桩端土的承载力。 1、静载荷试验装置及方法 　 试验装置主要由加荷稳压、提供反力和沉降观测三部分组成。桩顶的油压千斤顶对桩顶施加压力，千斤顶的反力由锚桩、压重平台的重力或用若干根地锚组成的伞状装置来平衡。安装在基准梁上的百分表或电子位移计用于量测桩顶沉降。 　　 试验时加载方式通常有（1）慢速维持荷载法、（2）快速维持荷载法、（3）等贯入速率法、（4）等时间间隔加载法以及（5）循环加载法等。 　　 工程中最常用的是慢速维持荷载法：即逐级加载，每级荷载值约为单桩承载力设计值的1/5－1/8，当每级荷载下桩顶沉降量小于0.1mm/h时，则认为已趋稳定，然后施加下一级荷载直到试桩破坏，再分级卸载到零。 　　对于工程桩的检验性试验，也可采用快速维持荷载法：即每隔1h加一级荷载。 2、终止加载条件 　　 (1)、某级荷载下，桩顶沉降量为前一级荷载下沉降量的5倍（沉降急剧增大）； 　　 (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24h尚未达到相对稳定（沉降急剧增大）； 　　(3)、已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量时。 3、按试验成果确定单桩承载力 步骤一、确定各根桩的极限承载力Qu 　　当桩顶发生剧烈或不停滞的沉降时，桩处于破坏状态，相应的荷载称为极限荷载（极限承载力Qu）。 　　由桩的静载荷试验结果给出荷载与桩顶沉降关系Q－s曲线，再根据Q－s曲线特性，根据沉降随荷载的变化特征或根据沉降量确定单桩竖向极限承载力Qu。 （1）、按沉降随荷载的变化特征确定Qu 　　陡降型Q－s曲线，取曲线发生明显陡降的起始点所对应荷载为Qu。该法的缺点：（1）、作图比例将影响Q－s曲线的斜率和所选择的Qu；（2）、Q－s曲线拐点的确定易渗入绘图者的主观因素，有些曲线拐点也不甚明了，因此国外多用切线交会法，即取相应于Q－s曲线始段和末段两点切线交点所对应的荷载作为极限荷载Qu。 （2）、根据沉降量确定Qu 　　对于缓变型Q－s曲线，一般可取s＝40－60mm对应的荷载值；对于大直径桩可取s＝0.03－0.06d ( d为桩端直径)所对应的荷载值（大桩径取低值，小桩取高值）；对于细长桩（L/d＞80），可取s＝60－80mm对应的荷载。 　　对于缓变型Q－s曲线，也可根据沉降随时间的变化特征确定Qu，取s－log t曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值作为Qu；也可根据终止加载条件（2）中的前一级荷载值作为Qu。 步骤二、通过统计确定单桩竖向极限承载力标准值Quk 测出每根试桩的极限承载力值Qui后，通过统计确定单桩竖向极限承载力标准值Quk。 步骤三、确定单桩的竖向承载力设计值 式中： －桩侧阻端阻综合