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1、第31卷第4期冶金矿山设计与建设1999年7月Metalminedesignandconstruction61浅析单桩承载力的合理确定深圳中侨物业工程监理有限公司贾祥云摘要通过对单桩静荷载试验的统计、分析,提出了如何充分利用桩承载力的建议。关键词桩承载力分析RationaldeterminationofbearingcapacityofsinglepileJiaXiangyunABSTRACTThroughthestatisticsandanalysisofstaticloadtestforsin-glepile,thesuggestionforhowtofullyutilizet
2、hepilebearingcapacitywasproposed.KEYWORDSPileBearingcapacityanalysis出第一拐点和第二拐点。第一拐点以前段的P—1前言S曲线接近于直线,这说明桩顶沉降是随着桩顶近年来,随着高层建筑的大量兴建和桩基础荷载的增加近似的呈线性变化,一般忽略桩身纵技术的提高,在高层建筑的基础工程中采用大直向弯曲变形,则第一拐点处相应的桩顶沉降值径和较长的桩日益增多。由于单桩承载力的提Se包括桩底土体的屈服强度变形量和桩身的弹高,在进行桩的承载力的检测时其难度与费用性压缩量,即:有所增加,因此,许多工程的桩基静载试验只加Se=Sq+Sa(1)
3、载到二倍设计荷载,而未能测得其试桩的破坏荷式中Sq——桩底土的屈服变形而产生的沉载即极限承载力,因而未能充分利用桩的承载能降;力。目前,在桩基的应用中存在的主要问题是对Sa——桩的弹性压缩。承载力利用不足,其原因是对桩的工作性状不够对于桩身全部埋入土中的灌注桩,根据经了解。验分配值取桩端承受的荷载为桩顶荷载的2桩的承载能力分析30%,并假定桩侧摩擦阻力沿桩长均匀分布,则桩身轴力变化如图1所示,此时桩身弹性压缩2.1桩与土的相互作用为:桩的承载力是桩与土共同作用的结果,作1PeLSa=(2)用在桩顶部分荷载通过桩侧面与土的摩擦阻力EA传入到桩周围的土体中,另一部分荷载通过桩身
4、式中1——系数,取值为0.65;传到桩底土体中,此时桩周围的土体和桩底土体Pe——P—S曲线第一拐点处相应的桩将要发生相应的剪切和压缩变形,同时桩身也顶荷载,称之为比例极限荷载,将产生相应的弹性压缩,随着桩顶荷载由小到kN;大,土体由弹性变形逐渐过渡到塑性变形以至完L——桩长,mm;2全破坏,摩擦桩的承载力由土体的剪切强度决E——桩身材料的弹性模量,kN/mm;2定。在较典型的压载试验的P—S曲线上可以找A——桩身截面积,mm。62冶金矿山设计与建设第31卷第4期将式(2)的结果代入式(1)得:式中,1/K—S关系为直线,该直线与纵轴的SSe-0.65PeL载距为A,即:q=
5、(3)EA1同样,对预制桩可得:A=K(9)maxSSe-2PeL该线斜率的倒数为桩顶沉降趋近于无穷大q=(4)EA时的极限荷载Pult,即:式中2——预制桩所取的经验值为0.77。1按式(3)和式(4)对深圳中侨物业工程监理Pult=(10)B公司监理的10余项工程试桩统计资料的计算对大量桩P—S曲线的1/K和S作线性回得到桩底土的屈服变形值约在0.3～0.9mm范归,得到相关系数的平均值S=0.997表明桩的围内。荷载与变形关系非常接近双曲线关系。2.4破坏标准探讨按不同的破坏标准确定试桩破坏荷载,其误差可能达15%以上。考虑桩在极限荷载下的沉降不大,可以桩急剧下沉
6、或接近于急剧下沉作为破坏标准。以桩的荷载—沉降拟合曲线斜率达到0.1mm/kN时到达或接近于急剧下沉,以此点对应的荷载作为破坏荷载。令Fr=Pu/Pult为破坏比,则图1桩身轴力变化图Pu=FrPult(11)2.2破坏荷载Pu与相应桩顶沉降Su由大量桩的破坏比散点分布,可以得到破坏通过分析桩静压载P—S曲线发现破坏荷比平均值Fr=0.787,方差为0.0731,而荷载载Pu值较大的P—S曲线,相应的桩顶沉降Su—沉降拟合曲线上切线斜率达到0.1mm/kN也大,Su随Pu的增大而增大,Su与Pu的关系可时的破坏荷载推算值与实测值的比值Fr=Pult近似的以指数函数表示:/Pu的平
7、均值为1.0091,方差为0.0999。Pu=Su(5)2.5实例于是:#图2为某工程38桩试桩时按双曲线推算Su=Pu/(6)确定的破坏荷载为1200kN,相应的桩顶沉降Su式中,、是按统计回归确定的待定常数。=10.4mm,,通过实测,结果与实测值基本相同。根据大量桩的压载试验资料绘制的Pu与Su散点图统计分析得到:=2.459;=1.414。式(6)表明,随着Pu的增大,Su变化量较小。当Pu值约为1000kN时Su值约为50～90mm。2.3
