桩基础的承载力-荷载传递规律精简

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1、桩基础的承载力单桩承载力的确定是桩基设计的重要内容，而要正确地确定单桩承载力又必须了解桩－土体系的荷载传递，包括桩侧摩阻力和桩端阻力的发挥性状与破坏机理。桩的荷载传递机理地基土对桩的支承作用不同荷载下轴力沿深度的变化单桩荷载传递的基本规律地基土对桩的支承作用地基土对桩的支承由两部分组成：桩端阻力和桩侧摩阻力。如果认为两者是同步增大的，那么对任何的荷载阶段，这个表达式都是正确的：而实际上，桩侧摩阻力和桩端阻力不是同步发挥的。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

2、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％。不同荷载下轴力沿深度的变化单桩荷载传递的基本规律基础的功能在于把荷载传递给地基土。作为桩基主要传力构件的桩是一种细长的杆件，它与

3、土的界面主要为侧表面，底面只占桩与土的接触总面积的很小部分（一般低于1%），这就意味着桩侧界面是桩向土传递荷载的重要的，甚至是主要的途径。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。设桩身轴力为Q，桩身轴力是桩顶荷载N与深度Z的函数，Q＝f（N、Z）桩身轴力沿深度分布的实测资料桩身轴力Q沿着深度而逐渐减小；在桩端处Q则与桩底土反力Qp相平衡，同时桩端持力层土在桩底土反力

4、Qp作用下产生压缩，使桩身下沉，桩与桩间土的相对位移又使摩阻力进一步发挥。随着桩顶荷载N的逐级增加，对于每级荷载，上述过程周而复始地进行，直至变形稳定为止，于是荷载传递过程结束。由于桩身压缩量的累积，上部桩身的位移总是大于下部，因此上部的摩阻力总是先于下部发挥出来；桩侧摩阻力达到极限之后就保持不变；随着荷载的增加，下部桩侧摩阻力被逐渐调动出来，直至整个桩身的摩阻力全部达到极限，继续增加的荷载就完全由桩端持力层土承受；当桩底荷载达到桩端持力层土的极限承载力时，桩便发生急剧的、不停滞的下沉而破坏。桩的长径比L

5、/d是影响荷载传递的主要因素之一，随着长径比L/d增大，桩端土的性质对承载力的影响减小，当长径比L/d接近100时，桩端土性质的影响几乎等于零。发现这一现象的重要意义在于纠正了“桩越长，承载力越高”的片面认识。希望通过加大桩长，将桩端支承在很深的硬土层上以获得高的端阻力的方法是很不经济的，增加了工程造价但并不能提高很多的承载力。桩越长，端阻力所占的比例越低若干特殊桩型的承载性状大直径超长灌注桩的承载特性灌注桩的后注浆技术嵌岩桩静力压桩钢管混凝土桩大直径超长灌注桩的承载特性超高层建筑和大跨度桥梁的建设使得基

6、底荷载越来越大，往往要求桩基穿越深厚的土层进入相对较好的持力层以获取较高的承载力并控制变形，大直径超长桩的应用成为一种趋势，且普遍采用后注浆工艺。上海华敏帝豪大厦苏州东方之门东海大桥大跨度桥梁与超高层建筑普遍采用大直径超长灌注桩桥梁工程东海大桥采用了桩径为2500mm的灌注桩，桩长为112m苏通大桥采用了桩径为2500mm的灌注桩，桩长为125m杭州钱塘江六桥钻孔灌注桩长为130m超高层建筑上海中心大厦（132层，632m）中国最高的超高层建筑之一天津117大厦（117层，600m）中国最高的超高层建筑之

7、一天津津塔（75层，336.9m）天津在建的第二高楼上海白玉兰广场(66层，300m)上海浦西第一高楼温州世贸中心（68层，323m）浙江第一高楼桩基设计建筑高度：336.9m建筑层数：75桩型：后注浆钻孔灌注桩桩径：1000mm桩端埋深：79.1m有效桩长：55.6持力层：11层粉砂层桩身混凝土强度等级：C40大直径超长灌注桩—天津津塔天津津塔试桩极限承载力皆不小于14400kN大直径超长灌注桩—天津津塔试桩建筑高度：600m建筑层数：117桩型：桩端、桩侧联合后注浆灌注桩桩径：1000mm桩长：100

8、m,120m持力层：10-5粉砂层，12-1粉砂层试桩桩身混凝土强度等级：C50最大加载：42000kN大直径超长灌注桩—天津117大厦采用双套管隔离开挖范围段的桩侧摩阻力2根120m和2根100m后注浆灌注桩的极限承载力皆不小于42000kN试桩1（120m）试桩2（120m）试桩3（100m）试桩4（100m）大直径超长灌注桩—天津117大厦超长桩的特点是承载力较高的土层埋深较大，只能通过加大桩径和桩长，进入较好持力层获取