桩基础的承载力-荷载传递规律精简.ppt
《桩基础的承载力-荷载传递规律精简.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《桩基础的承载力-荷载传递规律精简.ppt(84页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
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
2、向土中扩散的过程。,对10根桩长为2746m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13mm,无粘性土为57mm;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
3、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,Qf(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
4、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/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
5、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(
6、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:10
7、00mm桩长:100m,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较高的承载力并控制沉降。桩身长、长径比大导致桩土相对刚度小,直接影响其受力特性大直径超长桩的工程实践主要以现场实测为先导,并基于实测开展了
8、承载特性的探索,荷载位移关系曲线 桩端清渣干净和采用桩端后注浆工艺的超长灌注桩,加载至极限承载力的资料极少,QS曲线在试验荷载作用下基本呈缓变型,无明显拐点,其极限承载力往往由桩顶变形值确定。,天津津塔试桩QS曲线(桩径1m,桩端埋深79m,粉砂层),长峰虹口商城试桩QS曲线(桩径1.2m,桩端埋深71.5m,细砂层),大直径超长灌注桩承载变形性状,桩身压缩与沉降在极限荷载作用下桩顶沉降主要表现为桩身压缩,压缩量由弹性压缩和塑性变形两部分组成,在高应力水平下,不能将其仅作为弹性杆件进行计算。超长桩的沉降计算,除要计算桩端力及桩侧摩阻力传递到桩端引起的桩端沉降外,还要充分考虑到桩身压缩变形量。,
9、侧摩阻力的发挥上部土层的侧摩阻力先于下部发挥作用,荷载达到一定水平后,下部土层的侧摩阻力才逐渐发挥出来。桩身上部变形大且与土体之间发生滑移,相对位移可达20mm以上,导致侧阻软化,有研究认为其残余强度约为峰值的0.9倍。,桩侧土-z曲线,上海世博500kv地下变电站试桩,虹桥综合交通枢纽试桩,桩端阻力的发挥桩身下部位移小,深层侧阻和端阻的发挥有明显的滞后性,且得不到充分发挥。由于桩身长且端阻很难充分发挥,桩侧摩阻力占总承载力的比例较大,超长桩主要表现为摩擦型桩。,端阻与侧摩阻力的关系桩侧摩阻力的发挥与桩端支承条件有关,当桩端软弱或沉渣较厚,不仅端阻承载力低还会使侧摩阻力的发挥大打折扣,使得其在
10、相对较小的荷载作用下便发生陡降破坏。桩端后注浆改善了桩端支承条件,桩端的嵌固作用加强,桩侧摩阻力可以发挥到较高的水平。,图 注浆前后桩端阻力曲线 图 注浆前后桩侧阻力曲线,未注浆,注浆,大直径超长桩穿越土层深且土性复杂,加深了对其承载变形特性的认识难度,且受施工工艺的影响较大。目前的相关认识主要以现场实测数据为主建立桩径、桩长与土层对承载与变形影响的理论模型将有助于大直径超长桩的定量认识与合理设计 尽管超长桩已被大量使用,规范没有建立在超长桩承载变形性状之上的计算方法,其设计仍沿用常规桩,存在理论与实践之间的矛盾超长桩的设计应充分考虑其施工难点、承载变形特点,采取相应的对策,桩型选择 超长桩桩
11、身长径比大,桩顶荷载不易向下传递,很难达到侧阻与端阻皆达到极限的理论状态。在设计过程中应增大桩体刚度增加桩身刚度的最直接有效的办法是控制长径比采用桩侧与桩端后注浆来提高地基土的支承力,可减少桩长增加桩身刚度,促进端阻与侧阻的充分发挥此外,后注浆对于解决泥浆护壁大直径超长桩施工引起的桩身泥皮和桩端沉渣等突出的工艺局限问题有着积极的意义,大直径超长灌注桩设计对策,承载力取值 实际工程中应重视以载荷试验成果确定承载力,载荷试验应加强对桩身轴力与沉降的量测目前大直径超长灌注桩采用后注浆工艺已成为趋势,更需要通过载荷试验来确定注浆效果与承载力提高幅度 超长桩在承受较高承载力的同时桩顶产生较大的变形,极限
12、承载力的确定需考虑变形控制和桩身强度,大直径超长灌注桩设计对策,桩身强度随着水下混凝土材料与浇筑工艺的发展,C40、C45高等级水下混凝土成为大直径超长桩应用的趋势对水下混凝土材料配制和施工质量的控制提出了更高的要求,需增加超声波、钻孔取芯等检测比例桩基沉降计算桩端阻力及桩侧摩阻力传递到桩端引起的桩端沉降外,还要充分考虑到桩身压缩变形引起的沉降,大直径超长灌注桩设计对策,成桩工艺超长桩成孔深度大,施工时间长,导致泥浆比重大、含砂率高。桩身泥皮、沉渣与垂直度的控制问题更为突出。采用人工造浆、泵吸反循环清孔、泥浆静化装置除砂、后注浆等都是保证大直径超长灌注桩的成功经验。质量检测与控制大直径超长灌注
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 桩基础 承载力 荷载 传递 规律 精简

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5774288.html