基础工程4-1.ppt

1、1、单桩的荷载传递规则垂直荷载应用于单档案顶部时，档案体压缩，发生相对于土壤的向下位移，同时档案侧表面受土的向上摩擦阻力。档案体载荷通过施加的档案侧摩擦阻力传递到档案周围的土层，档案体载荷和压缩变形随深度减小。随着作用载荷的增加，档案压缩和位移量的增加，档案底部的摩擦阻力逐渐移动，档案底部的土层也因压缩而产生档案结尾阻力。档案结尾土层的压缩增加了档案土壤的相对位移，进一步发挥档案体的摩擦阻力。第三垂直荷载下的桩基，1 .单个文件的载荷转移过程、档案摩擦阻力均达到极限后继续增加载荷，载荷增量均由档案结尾阻力承担。由于档案结尾持力层的大量压缩和塑性变形，变位增长速度明显增加，直到档案结尾阻力达到极

2、限，位移在破坏方向迅速增加。在牙齿点，文件达到极限轴承容量。2在载荷传递函数中可以看到，档案方面和档案结尾阻力的发挥，固定档案土壤相对变位，即档案方面和档案结尾阻力是档案土壤相对位移的一种函数，这种特定的函数关系通常称为载荷传递函数。实际荷载传递函数比较复杂，与土层特性、深度、桩直径等有关，一般需要简化。载荷转移函数主要特征参数是极限摩擦阻力及其极限变位。、(大直径钻孔灌注桩，)、(1)档案侧向极限摩擦阻力qsu及其档案侧向极限变位su，(2)档案结尾阻力qpu及其档案结尾极限变位spu档案地板阻力的完全发挥需要更大的变位值。相当于档案结尾阻力qpu的档案结尾极限变位spu在粘性土中大约为档案

3、底部直径的25，在沙土中大约为810，大约为810。3 .档案侧，档案结尾阻力的载荷分担比与桩的分类档案侧，档案结尾阻力的载荷分担有关，与档案侧，档案结尾土的特性有关，还与档案土的相对刚度、长费用l/d有关。档案土的相对刚度越大，大径小于l/d时，从档案端传递的载荷越大。根据档案侧阻力和档案结尾阻力的施加程度以及孔刘载荷比，将文件分为摩擦型文件和结束轴承文件两个茄子主要类别和四个茄子子类别。摩擦型桩是指在垂直极限载荷下，档案顶部载荷全部或主要由档案侧阻力承受。根据档案侧阻力分担载荷的大小，摩擦型档案分为摩擦文件和末端摩擦文件两种。(1)摩擦型档案，深厚的软土层中比较坚硬的土层用作档案结尾持力层

4、，档案结尾持力层更坚硬，但桩的张力比l/d大，传递到档案末端的轴向力很小，极限载荷下，档案顶部的载荷大部分可以受档案侧阻力的制约，档案结尾阻力是可以忽略的桩。如果文件的l/d不大，档案结尾持久层是相对坚硬的粘土、粉土、沙柳土，则除了档案侧阻力外，由于档案侧阻力和档案结尾阻力，部分档案结尾阻力档案顶载荷也分担，但大部分由档案侧阻力承担的文件称为端摩阻力文件。这种木桩所占的比例很大。结束轴承档是指在垂直极限负载下，档案顶部负载全部或主要由档案结尾阻力支撑，档案侧阻力是指比档案结尾阻力小或可以忽略的档案。(2)端轴承文件可以分为两类茄子：摩擦端轴承文件和端轴承文件，具体取决于档案结尾阻力的施加程度和

5、孔刘载荷的比率。如果档案端进入中等密度以上的沙子、碎石或中等、精细化岩层，则档案顶极限载荷将由档案侧阻力和档案结尾阻力共同承担，主要由档案结尾阻力承担。这称为摩擦端点支撑文件。如果文件的l/d较小(通常小于10)，档案体将通过较弱的土层，档案端较密的砂层、砾石层、微风化岩层，档案顶部载荷大部分由档案结尾阻力承担，档案侧阻力可以忽略，这称为结束轴承文件。对于钻孔(冲孔)孔文件，档案侧和档案载荷分担比与孔底渣有关，通常是摩擦型文件。单桩的破坏模式与桩的荷载沉降曲线和力特性有关。如图所示，对于摩擦型桩，档案结尾支承层基础反作用力系数ks值较小，23直线段类似于垂直线，Qs曲线陡降，点2出现明显的拐点

6、，通常是破坏贯穿。对于结束轴承文件，档案结尾阻力需要轴承容量的比率、ks值、点2没有明显的拐点、结束阻力破坏、整个Qs曲线缓慢变化的大位移。4 .对于单个文件的破坏模式、结束轴承档案和档案体有缺陷的文件，在土壤阻力未充分发挥的情况下，档案材质强度破坏、Qs曲线也为俯冲。5 .极限档案侧阻力、档案结尾阻力的影响因素、档案端进入均匀保持层的深度H小于特定深度时，端阻力呈深度线性增加。如果入口深度大于特定深度，则极限端阻力默认为常量。这称为端电阻的临界深度hcp，牙齿常数端电阻称为端电阻稳定值qpl。上海市、安徽省、硬粘土的临界深度hcp7d。(1)深度效果，(2)档案效果，(a)档案挤压效果，部分

7、挤压文件的档案效果未压缩沙子的挤压档案，在档案形成过程中，档案周围的土壤趋向于被挤压而变得致密，从而增加档案方面，档案结尾阻力。对于群桩，桩周土壤的密集效应更加明显。饱和黏土的挤压档案、档案形成过程因挤压、扰动、重塑、超孔隙水压力生成、孔压力消失、再固结、接触恢复而产生横向阻力、端阻力等明显的时间效应。也就是说，在软黏土中，挤压摩擦文件的载荷力随时间增加，沉没时间越近，增长速度越快。(B)非挤土桩的档案效应非挤土档案(钻孔、冲孔、开挖档案)在成孔过程中，孔壁的侧应力解除导致侧土松弛变形。孔壁土的松弛效果导致土体强度减弱，档案侧阻力减小。利用泥浆护壁，钻孔灌注桩在档案-土壤介面之间形成了“泥浆皮

8、”的薄弱界面，档案侧阻力大大减少，泥浆变稠，孔形成时间越长，“泥浆皮”越厚，档案侧阻力越小。如果形成的孔壁粗糙(凹凸不平)，由于混凝土和土壤之间的咬合作用，接触面的剪切强度会受到泥皮的影响较小，从而充分发挥档案侧摩擦阻力。在非挤土桩的情况下，在成桩过程中，桩端土不仅不会引起挤土，反而会出现淤渣现象，因此端阻力降低，尾渣越厚，端阻力减少得越多。这表明，钻孔灌注桩的承载特性受许多施工因素的影响，控制施工质量更加困难。掌握成熟的施工工艺，加强品质管制对工程的可靠性尤为重要。2，建立载荷转移基本方程，在垂直载荷下文件系统载荷转移过程，简要说明了档案变位和档案载荷随深度减小，横向摩擦阻力自上而下逐渐施加

9、。和三个茄子之间的关系可以用数学表达式来描述。解决的基本想法是沿着长度方向将文件分成多个弹性单元。土壤与档案单位的相互作用可以用弹簧模型说明。这种弹簧的应力应变关系表示了档案侧摩擦阻力和剪切变位之间的关系，如图1(a)所示。可以使用深度Z处的小档案段作为力的平衡条件。(1)、1。负载转移基本方程式、图1单一档案负载转移分析、(2)档案压缩量与轴向力的关系(3)中可用的档案主体剖面的周长。档案主体的横截面积；为木桩而杨氏模量；桩侧摩阻；置换档案躯干。样式(2)、(4)和(5)分别表示图1(c)、(d)和(b)。形式(4)替代式(2)在档案土壤系统载荷传递过程中得到基本微分方程(6)，根据解决微分

10、方程(6)的方法，载荷传递方法可以分为解释法和变位调整法两种茄子方法。求解方法是假定函数传递是某种简单的曲线方程，直接代入微分方程(6)中求解求解方法。简单代表性的传递函数模型是理想弹性塑料模型(satou，1965)等。变位调整法用实测传递函数()说明土壤与档案单位的相互作用，实测传递函数表示形式一般复杂，难以直接求解，可以用变位调整法解决。求解时将文件分成多个单元，从档案末端开始分析，考虑每个单元的内力和变位曹征关系，并使用迭代方法解决文件的载荷传递和沉降量。2 .负载转移方程式分析方法，3 .理想弹性塑料模型的分析结果，假定理想弹性塑料载荷转移函数，(1)当时，(7)表达式中的剪切变形系

11、数沿深度方向相同，如图2所示。(2)基于档案结尾持力层垂直方向的地基反力系数。其中是档案结尾剖面面积。桩的长度。、图2理想弹性塑料载荷转移函数，(7)赋值表达式，(6)，结果：可以得到二次线性微分方程，边界条件，档案顶部的载荷-沉降(q-)，图3单个文件中的Q-s理想化曲线，(B)档案侧土壤弹性塑料阶段对应于12段(曲线)，档案顶部侧摩擦阻力达到极限(1点)，Q-s曲线不再是直线，档案侧进入塑性状态，档案顶部载荷增大时文件变大。(C)档案侧土壤的完全塑性阶段对应于23段(直线)，新添加的载荷全部由档案端承担，直到持力层破坏()。图3中的Q-s曲线基于平均纹理基础、传递函数理想弹性塑性，因此是理

12、想化的曲线。实际工程文件中的Q-s曲线比较复杂。单个文件的垂直极限载荷力是在垂直载荷下达到破坏状态之前或与不适合继续载荷的变形相对应的单个文件的最大载荷。确定单桩极限承载力的方法包括静载荷试验方法、经验参数方法、静态计算方法、静力触探方法、高应力变化测量方法等。(a)经验参数法单档案极限承载力由档案总侧摩擦阻力和总档案结尾阻力组成。也就是说，单个档案设计载荷是Qsk(RQsk/s Qpk/p格式)，Qpk分别是单个文件的总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值。3，确定单个档案轴承容量，S，P分别根据侧阻力子阻力和结束阻力子阻力、档案类型和档案工艺表4-1进行选择。可以根据表4-2、4-3选择Q

13、ski、qpk，分别作为档案主I层土壤的极限侧阻力标准值和档案结尾保持层极限阻力标准值。u档案周长；Li土层星I层土壤的档案长度。表4-2，4-3是建筑桩基技术规范给出的混凝土预制文件，一般土层中桩的摩阻经验值通过对全国各地收集的数百份试验文件资料的统计分析得出。由于全国各地的基础性质大不相同，牙齿表在指导各地设计方面也有局限性，各省或地区使用自己的负荷力表更合理。(b)垂直静载荷试验方法，1 .测试装置，测试装置主要由负载系统和测量系统组成。图4-10a显示了锚档案梁测试装置布局。负载系统由包含主要、次要梁和锚定档案的千斤顶和相应的反作用力系统组成，其反作用力必须大于预期最大实验负载的1.2

14、1.5倍。使用工程文件作为锚定文件时，锚定档案数不到4时渡边杏，在实验过程中应监视锚定文件的池量。反力系统还可以使用压力平台反力装置或锚档案压力联合反力装置。使用压力平台(图4-10b)时，需要比预计最大实验负荷大1.2倍的压力重量，在测试开始前应添加压力重量，并均匀地放置在平台上。2 .测试方法，通常使用多阶段载荷，每个阶段的基本载荷增量通常按预期极限载荷的1/101/15应用，一次载荷可以加倍。加载每个步骤后，以5分钟、10分钟、15分钟、30分钟和60分钟为间隔测量沉降。如果凹陷连续出现两次，而不超过每小时0.1mm，则认为凹陷相对稳定，您可以加入下一层负载。如果满足以下条件之一，则可以

15、终止加载：(1)桩沉降量是前一级荷载下沉降量的5倍。(2)档案沉降量是上一级负荷的2倍，24小时相对不稳定。(3)档案顶载荷达到设计要求的最大载荷量。(4)达到了锚桩的最大拉伸或压力平台的最大重量。破坏负载、加载结束后卸载、每个步骤的默认卸载量控制为每个步骤的默认加载量的两倍，根据15、30、60、90分钟测量返回量，然后执行下一步骤的卸载。全部卸载后，每隔34小时再量一次回弹量。上述是缓慢的保持载荷方法，一般的实验方法快速保持载荷方法(每隔一小时添加一次载荷)。如果在档案体的某些部分(如土层介面)的主筋中选择性地埋置钢筋应力计，则可以在静态载荷实验期间同时测量这些剖面的变形，从而获得该剖面的

16、轴向力和位移。根据公式(4-3)计算两个截面之间的平均摩擦阻力。这就是研究桩竖向荷载作用下荷载传递特性的实验方法。3 .实验结果和载荷力的确定，上述测试结果通常可以由Qs、slgt等曲线组成，Qs曲线表示档案顶载荷和沉降关系，slgt曲线表示该载荷下的沉降随时间变化的关系。与俯冲Qs曲线显着下降的起点相对应的载荷，或slgt曲线尾部明显向下弯曲的上一级载荷值是单个文件的极限载荷力。如图4-11、图4-12所示，试验文件的破坏载荷为7480kN，虽然还不稳定，但在满足结束载荷条件后开始卸载。单个文件的最大载荷力为6800kN。对于慢变形Qs曲线，破坏载荷更难确定。通常，您可以将s4060mm的等

17、效负载用作单一档案的最大负载，将s(0.030.06)D用于大直径档案。如果各试验档案条件基本相同，则可以根据相关统计方法确定单个文件的垂直极限载荷力标准值Quk。单档案承载力设计值是R Quk/sp sp档案侧阻综合阻力子系数，根据表4-1进行选择。在相同条件下，考试文件数不能小于档案总数的1，不能小于3。静态载荷实验也可以在工程文件中进行。在牙齿中，仅加载载荷力设计值的1.52倍(而不是破坏)，工程文件才能继续使用。从创建档案到测试开始的间歇时间：由于单个档案负载力时间效应，测试档案时间也应尽可能长的休眠时间。否则，实验获得的单个档案载荷力将显着减小。各地的地方规范都有具体的规定。4，确定了档案组的支撑力，档案组在垂直载荷下，档案帽、档