竖向荷载下单桩计算

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1、第二章竖向荷载作用下单桩计算2.1单桩的荷载传递及其破坏模式2.2确定单桩容许承载力的常规方法2.3桩的侧阻力分析2.4桩土界面特性研究2.5单桩轴向综合刚度计算及实例2.6超长单桩模型试验结果分析2.7桩承受负摩阻力的计算（1）荷载传递机理2.1轴向承压桩的荷载传递机理任一深度z桩身截面的荷载为竖向位移为：微分段的压缩量为：故将式（2-2）代入式（2-3)可得：牛顿运动定律F＝ma物体的平衡支撑天然斜坡E地下室侧墙E填土E填土堤岸挡土墙拱桥桥台E柔性支护结构锚杆板桩板桩变形板桩上土压力实测计算板桩锚杆（2）三种破坏形式：P-S曲线特点：支承

2、于基岩上的短桩，P-S曲线全程受端阻制约。支承于较硬持力层上的中长扩底桩（），P-S曲线前段同时受侧阻和端阻性状的制约。超长桩（），桩端土的性质对荷载传递不再有任何影响，P-S曲线全程受侧阻性状的制约。有关规范中桩侧阻力的取值及承载力确定方法2.2确定单桩容许承载力的常规方法《公路桥涵地基与基础设计规范》1摩擦桩：(1）钻（挖）孔灌注桩(2）打入（包括振动下沉）桩《公路桥涵地基与基础设计规范》(3）嵌岩桩《公路桥涵地基与基础设计规范》钢管桩：《建筑桩基技术规范》《建筑桩基技术规范》（4）轴向受拉容许承载力（2）影响荷载传递的因素桩端、桩周土的

3、刚度比桩、土的刚度比桩的长径比载荷板千斤顶百分表123SP0比例界限极限荷载PcrPu阶段1：弹性段阶段2：局部塑性区阶段3：完全破坏段P~S曲线临塑荷载1分级加载，分级不少于8级，每级沉降稳定后再进行下一级加载；说明：当出现下列情况之一时，可终止加载：终止加载标准：《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）：1承压板周围的土明显侧向挤出2沉降s急骤增大，荷载~沉降（p~s）曲线出现陡降段2Pu取值：满足终止加载标准（破坏标准）的某级荷载的上一级荷载作为极限荷载3在某一荷载下，24小时内沉降速率不能达到稳定4沉降量与承压板宽度或直径

4、之比0.063冲剪破坏1整体破坏土质坚实，基础埋深浅；曲线开始近直线，随后沉降陡增，两侧土体隆起。2局部剪切破坏松软地基，埋深较大；曲线开始就是非线性，没有明显的骤降段。松软地基，埋深较大；荷载板几乎是垂直下切，两侧无土体隆起。PS1231321整体剪切破坏2局部剪切破坏3冲剪破坏软粘土上的密砂地基的冲剪破坏临塑荷载与临界荷载临塑荷载：2.局部塑性区1.弹性阶段地基处于弹性阶段与局部塑性阶段界限状态时对应的荷载。此时地基中任一点都未达到塑性状态，但即将达到临塑荷载与临界荷载计算(条形基础)q=0dp2zM自重应力s1=0d+zs

5、3=k0(0d+z)设k0=1.0合力=附加应力B极限平衡条件：将1，3的解代入极限平衡条件，得到：q=0dp2zMB由z与的单值关系可求出z的极值Zmax=0pcr=0dNq+cNc临塑荷载其中Zmax=B/4或B/3：p1/4=BN1/4+0dNq+cNc临界荷载p1/3=BN1/3+0dNq+cNc其中各种临界荷载的承载力系数NNqNcpcr01+/ctg-/2+)(Nq-1)ctgp1/4(Nq-1)/2p1/32(Nq-1)/3三种理论的破坏假定算例如图所示，某钻孔灌注桩采用旋钻施工，桩径1.2

6、m，河床地质为卵石。孔隙中填充砂，桩底地基土的基本承载力为，经测定桩底沉淀土厚度为48cm，试按《地基规范》法计算此桩的容许承载力。算例解：由于采用旋钻施工故影响单桩承载力的因素：桩侧土的性质及土层分布桩端土层的性质桩的几何特征成桩工艺2.3桩的侧阻力分析（1）影响桩侧阻力发挥的因素桩周土的性质桩土相对位移：是桩侧阻力发挥的前提临界位移临界位移临界位移临界位移（1）影响桩侧阻力发挥的因素桩径的影响桩径的影响（1）影响桩侧阻力发挥的因素桩土界面条件的影响不同类型的桩具有不同的桩土界面条件不同施工工艺具有不同的桩土界面条件（2）桩侧阻力的强化效应

7、和退化效应1、桩身下部靠近桩端附近处的极限侧阻力比规范值大许多，呈明显的增强现象，桩端土的强度越高，这种现象越明显;2、同—场地进行的不同桩长的载荷试验结果表明，在某一指定的标高处，随着桩穿越该标高进入土层深度的增加，该标高处桩侧阻力会明显减小，桩长越长，桩侧阻力减小就越多。（3）桩侧阻力强化效应的解释图2-10焦~枝复线某工程试桩桩侧图2-11国外几种桩侧阻力的取阻力实测曲线值方法图2-12打入过程中桩侧阻力分布图2-13静力压桩过程中桩侧阻力分布的基本模式的基本模式桩侧阻力强化效应的解释桩侧阻力退化效应强化效应和退化效应的综述：（1）无论

8、抗压桩还是抗拔桩强化效应和退化效应都存在，是桩土共同作用决定的；（2）同一桩的桩身上部某一位置的侧阻力随着桩入土深度增加而不断减小，同时桩端附近阻力增大，两者共同作