基础工程赵明华第四章PPT.ppt

桩基的竖向承载力（抗压和抗拔）、水平承载力计算 桩端平面以下的软弱下卧层验算 桩基抗震承载力计算 承载及桩身结构计算（包括预制桩吊运和锤击过程中的强度验算、桩身屈曲稳定计算） 所有桩基均应进行承载能力极限状态计算 桩基尚应进行变形验算 桩端持力层为软弱土的一、二级建筑物（竖向沉降） 桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基（竖向沉降） 承受较大水平荷载或对水平变位要求严格的一级建筑桩基（水平变位） 4.2.6 桩基设计原则 4.3 单桩承载力 承载机理 荷载→桩压缩→侧摩阻消耗荷载→桩底阻力。 土对桩的支撑力 桩侧摩阻力和桩端阻力：何种为主，与桩身压缩量有关。 桩的荷载传递过程实质上就是桩侧摩阻力与桩端阻力逐步发挥的过程。 4.3.1 桩的荷载传递过程 侧阻先于端阻发挥，发挥程度与桩土相对位移相关； 侧阻充分发挥桩土相对位移值： 粘性土：4～6mm； 砂土： 6～10mm； 端阻充分发挥桩底极限位移值： 砂类土: (0.08～0.1) d； 粘性土： 0.25d，硬粘土 0.1d。 桩侧阻与桩端阻存在深度效应。 4.3.1 桩的荷载传递过程 图4.11 桩身荷载传递 (a) 摩擦桩；(b)端承桩 桩侧摩阻力影响因素 土的性质：如抗剪强度(c, j) →决定摩阻力的可能最大值 桩土相对位移 →决定摩阻力的发挥程度 时间因素：土的固结随t增加向下部转移 →决定摩阻力发挥的时间 桩的刚度：影响桩周应力的分布。 土中的应力状态：主要指侧向压力 施工方法：a)挤土桩；b)非挤土桩。 4.3.1 桩的荷载传递过程 图4.12 压曲破坏 图4.13 整体剪切破坏 图4.14 刺入破坏 压曲破坏：沉降量很小，桩端阻为主，桩材控制承载力，穿 越软弱土层的小直径桩和嵌岩桩属于此类； 整体剪切：沉降量较大，桩端阻为主，桩端桩侧土控制承载 力，打入式短桩、钻孔短 桩属于此类； 刺入破坏：沉降量大，桩侧阻为主，桩顶容许沉降控制承载 力，一般情况下的钻孔灌注桩属于此类。 4.3.2 单桩的破坏模式 定义：桩周土相对于桩身下沉时产生的摩阻力。 4.3.3 桩侧负摩阻力 正摩擦 负摩擦 图4.15 桩侧摩阻力示意图 桩侧大范围降低地下水，如大面积抽水，基坑降水等 桩侧地面大面积堆载； 桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层； 冻土区升温引起桩侧土沉陷。 产生负摩阻力的条件 图4.１6 住宅楼建于有新填土的斜坡上 4.3.3 桩侧负摩阻力 中性点 定义：桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。 在某深度处桩周土与桩截面沉降相等； 或两者无相对位移发生； 或其摩阻力为零。 特点：在中性点处桩身轴力达到最大值。 4.3.3 桩侧负摩阻力 中性点位置还与时间因素、环境因素、地质条件等有关，精确计算有困难，目前采用经验估算法：（0.5～1.0l0） l0—桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。 中性点位置的确定 中性点的位置取决于桩－土间的相对位移： 当桩侧压缩变形大，桩地下土层坚硬，抗下沉量小，→下移； 反之，中性点位置上移。 图4.17 有负摩阻力时的荷载传递 4.3.3 桩侧负摩阻力 按桩材强度确定 按静载试验确定 按土的抗剪强度指标确定 按静力触探法确定 按经验公式确定 建工： 路桥： 按动力试桩法确定 4.3.4 单桩竖向抗压承载力确定 建工 路桥 按桩材强度确定 fcd — 砼轴心抗压强度设计值； f sd — 纵向钢筋抗压强度设计值； A— 桩身截面积，当纵向筋的配筋率大于3%时， A应改为An=A-As； As— 全部纵向钢筋的截面积； 4.3.4 单桩竖向抗压承载力确定 按经验公式确定（建工） 一般预制桩与 中小直径灌注桩 大直径桩 嵌岩桩 800mm 为界 4.3.4 单桩竖向抗压承载力确定 打入桩 li — 承台底面或局部（最大）冲刷线以下各土层的厚度； τi — 与li对应的桩侧各土层的单位面积极限摩阻力； A— 桩底面积； ?R— 桩底处土的极限承载力； ?i、?— 振动下沉对桩侧摩阻力与桩端阻力的影响系数。 按经验公式确定（路桥） 4.3.4 单桩竖向抗压承载力确定 钻孔灌注桩 ? u— 桩周长， (旋转钻增大3～5cm；冲击钻增大 5～10cm；冲抓钻增大10～20cm)； λ— 考