《基础工程教学课件》桩基础.pptx

桩基技术现状与发展趋势106:07:22单桩设计承载力越来越大向小桩发展复合地基理论、疏桩理论、桩基与上部结构共同作用理论等新品种、新工艺不断发展

桩的竖向承载力206:07:22单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础。04群桩中性能不受邻影响的一根桩可视为单桩。03孤立的一根桩称为单桩02单桩轴向荷载传递机理01

单桩轴向荷载的传递机理306:07:22桩顶沉降＝桩端沉降＋桩身压缩量桩顶轴力Q＝桩侧总阻力Qs+桩端总阻力Qp侧阻的深度效应FACTS桩侧摩阻力与桩侧表面的法向压力及桩土界面相对位移成正比桩侧(端)阻力与桩体位移的关系（1）406:07:22直径0.8m,桩长20m极限荷载：7MN工作荷载：3.5MN6mm100mm

桩侧阻力的发挥所需的桩身位移远小桩端阻力的所需的位移。工作状态下，摩擦桩的位移远小于端承桩的位移。桩侧阻力发挥先于桩端阻力。

桩侧(端)阻力与桩体位移的关系（2）606:07:22极限桩侧阻力对应的δu数值：01粘性土4~6mm;砂类土6~10mm02极限桩端阻力对应的δu数值：03粘性土d/10~d/4（d为桩径）；砂类土d/12~d/1004

桩的长径比l/d(1)

影响荷载传递的另一个主要因素706:07:22短桩10中长桩10~40长桩40~100超长桩100长径比很大的桩都属于摩擦桩。

桩的长径比l/d(2)806:07:22桩越长，端阻力所占的比例越低

影响荷载传递的因素

基于Mattes－Poulos线弹性理论906:07:22Eb/Es愈大，传到桩端荷载愈大Ep/Es愈大，传到桩端荷载愈大D/d愈大，传到桩端荷载愈大l/d愈大，传到桩端荷载愈小Es:桩周土层的刚度Eb:桩端土层的刚度Ep:桩身材料的刚度D:桩端的直径d:桩身的直径l:桩长

单桩受力

的控制方程1006:07:22

桩侧摩阻力1106:07:22桩截面位移CD02A式中ca和?a为桩侧表面与土之间的附着力和摩擦角，?x为深度z处作用于桩侧表面的法向压力，它与桩侧土的竖向有效应力成正比例，即：03BO桩侧摩阻力极限摩阻力可用类似于土的抗剪强度的库伦表达式：01

桩侧摩阻力1206:07:22计算深度z处的单位侧阻时，如取01则侧阻将随深度线性增大。02然而砂土中的模型桩试验表明，当桩入土深度达到某一临界值后，侧阻就不随深度增加了，这个现象称为侧阻的深度效应。03综上所述，桩侧极限摩阻力与所在的深度、土的类别和性质、成桩方法等许多因素有关。04

桩端阻力1306:07:22No.3按土体极限平衡理论导得的、用于计算桩端阻力的极限平衡理论公式有很多。可统一表达为端阻的深度效应当桩端入土深度小于某一临界值时，极限端阻随深度线性增加。而大于该深度后则保持不变。该深度随持力层密度的提高、上覆荷载的减小而增大。No.2No.1

桩侧阻和端阻的安全储备1406:07:22通常情况下，单桩受荷过程中桩端阻力的发挥不仅滞后于桩侧阻力，而且其充分发挥所需的桩底位移位比桩侧摩阻力到达极限所需的被身截面位移值大得多。01对于粗短的支承于坚硬基岩的桩，一般清底好、且桩不太长，桩身压缩量小和桩端沉降小，在桩侧阻力尚未充分发挥时便因桩身材料强度的破坏而失效。02因此．对工作状态下的单桩，除支承于坚硬基岩的粗短的桩外，桩端阻力的安全储备一般大于桩侧摩阻力的安全储备。03规范采用单一的安全系数是否合理？04

单桩静载荷试验所得的荷载—沉降（Q~s）关系曲线可大体分为陡降型（A）和缓变型（B）两类形态。陡降型缓变型（变形控制）

单桩承载力的确定1606:07:22决定因素01桩身材料强度02地层的支承力03方法：04理论计算，按土的抗剪强度指标确定05静载荷试验06规范公式07

按土的抗剪强度指标确定1706:07:22以土力学原理为基础。根据桩侧阻力、桩端阻力的破坏机理，按静力学原理，分别对桩侧阻力和桩端阻力进行计算。由于计算模式、强度参数实际的某些差异，计算结果的可靠性受到限制，往往只用于一般工程或重要工程的初步设计阶段，或与其他方法综合比较来确定承载力。

按土的抗剪强度指标确定1806:07:22一般的表达式

静载荷试验法1906:07:22静载荷试验是评价单桩承载力诸法中可靠性较高的一种方法。缺点：时间长；费用高。千斤顶基准梁试桩锚桩试验装置示意图次梁拉杆锚桩主筋锚桩试桩次梁基准梁基准桩主梁锚桩主梁锚桩横梁反力方式

锚桩横梁方式06:07:2220千斤顶基准梁试桩锚桩试验装置示意图次梁拉杆锚桩主筋锚桩试桩次梁基准梁基准桩主梁锚桩主梁

压重平台方式