《土力学与基础工程 教学课件 ppt 作者 代国忠 第8章桩基础(2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与基础工程 教学课件 ppt 作者 代国忠 第8章桩基础(2)（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,Qp,Q,Qs,8.3 桩基竖向承载力计算,8.3.1桩基竖向承载力概念,建筑桩基技术规范JGJ94-2006报批稿（桩基规范）将桩基极限状态分为两类：桩基承载能力极限状态和桩基正常使用极限状态。,1.承载能力极限状态,承载能力极限状态指桩基达到最大承载能力或整体失稳或发生不适于继续承载的变形。 桩基在竖向或横向荷载下的破坏由地基土强度破坏或桩身强度破坏引起的。,1）承载能力极限状态设计表达式,2）单桩极限承载力标准值,指单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。,单桩极限承载力标准值包括极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值。 极限侧阻力标准值：桩顶作用极
2、限荷载时，桩身侧表面发生岩土阻力。 极限端阻力标准值：桩顶作用极限荷载时，桩端发生的岩土阻力。,3）单桩竖向承载力特征值,单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数K（K=2.0）的承载力值。,2.正常使用极限状态,达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。,8.3.2 桩基竖向承载力计算设计规定,1. 桩基设计等级划分,根据建筑物规模和功能特征以及由于桩基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，将桩基设计分为三个设计等级。,2. 承载力计算和稳定性验算规定,3桩基设计采用的作用效应、抗力,1）布桩时，荷载效应采用标准组合；抗力为基桩或复合基桩承载力特征值。 2）计算沉降和水
3、平位移时，按荷载效应准永久组合。当计算水平地震和风载引起的水平位移时，按荷载效应标准组合。 3）计算桩基结构承载力时，采用荷载效应基本组合。当验算坡地、岸边桩基整体稳定性时，采用荷载效应标准组合（采用综合安全系数）。地震设防区，采用水平地震作用效应和荷载效应标准组合。,4变刚度调平设计,指考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相互作用效应，通过调整桩径、桩长、桩距等改变基桩支承刚度分布，以使建筑物沉降趋于均匀、承台内力降低的设计方法。 变刚度调平设计桩基，宜进行上部结构承台桩土共同工作分析。,5荷载效应最不利组合与相应的抗力限值的规定,a）锚桩横梁反力装置 b）压重平台反力装置 单桩静载荷试验加
4、载装置,（1）静载荷试验装置,8.3.3 按静载试验方法确定单桩竖向承载力,锚桩反力梁,工程中最常用的是慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载值为预估极限荷载的l10115，第一级荷载可双倍施加。每级加荷后间隔5，10，l5，15，15，30，30，30min测读桩顶沉降。当每小时的沉降不超过0.1mm，并连续出现两次，则认为已趋稳定，可施加下一级荷载。 当出现下列情况之一时即可终止加载： 1）某级荷载下，桩顶沉降量为前一级荷载下沉降量的5倍。 2）某级荷载下，桩顶沉降量大于前一级荷载下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定。 3）已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大质量时。 终止加载后进行卸
5、载，每级卸值为每级加载值的2倍；每级卸载后间隔15、15、30 min各测记一次后，可卸下一级荷载，全部卸载后，间隔34h再读一次。,（2）试验方法,（3）试验结果与承载力的确定,单桩Q-s曲线 单桩s-lgt曲线,动测桩法,气缸,堆载,桩,消音器,力传感器,Statnamic大应变动测桩承载力方法加拿大和荷兰,8.3.4 按建筑桩基技术规范JGJ94-2006进行基桩竖向承载力计算,1桩顶作用效应计算,轴心竖向力作用下,偏心竖向力作用下,水平力作用下,2桩基竖向承载力计算,（1）荷载效应标准组合,轴心竖向力作用下：,偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式：,（2）地震作用效应组合,轴心竖
6、向力作用下：,（8-14）,偏心竖向力作用下，除应满足式（8-14）的要求外，尚应满足：,（8-15）,3基桩竖向承载力取值,（1）单桩竖向承载力特征值 R a,（2）基桩竖向承载力特征值,群桩效应:,在竖向荷载作用下，由于承台、桩、土之间的相互影响和共同作用，其基桩的工作性状不同于相同地质条件和设置方法的同样单桩， 群桩承载力不等于各单桩承载力之和，群桩沉降与单桩沉降也不相同，这种现象称为群桩效应。,端承型群桩基础 摩擦型群桩基础,考虑承台效应（不考虑地震作用）复合基桩竖向承载力特征值：,（8-17）,当考虑地震作用时，复合基桩竖向承载力特征值按下式确定：,（8-18）,3）对于软土地区8层
7、及8层以下多层建筑减沉摩擦型复合疏桩基础，其复合基桩承载力特征值可按下式确定：,（8-19）,4. 单桩竖向极限承载力,（1）单桩竖向极限承载力计算规定,1）一般情况下，单桩竖向极限承载力应通过单桩静载试验确定。 2）大直径端承型桩，可通过深层平板（直径0.8m）载荷试验确定。 3）对于嵌岩桩，可通过岩基平板（直径0.3m）载荷试验确定极限端阻 力，通过嵌岩短墩（直径0.3m）试验确定极限侧阻力和极限端阻力。 4）桩侧极限侧阻力和极限端阻力宜通过埋设桩身轴力测试元件静载试验确定；可通过测试结果建立极限侧阻力和极限端阻力与土层物理指标，以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系。,（2）根据桩
8、基设计等级采用的单桩竖向极限承载力取值规定,1）设计等级为甲级的建筑物桩基，应通过静载试验确定。 2）设计等级为乙级的建筑物桩基，应参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时，应通过现场静载试验确定。 3）设计等级为丙级的建筑物桩基，可根据原位测试和经验参数确定。,（3）按静力触探法确定单桩竖向极限承载力标准值,1）当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩和预应力混凝土管桩单桩竖向极限承载力标准值时，若无当地经验可按下式计算：,（8-20）,（8-21）,（8-22）,2）根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承
9、载力标准值时，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验时可按下式计算：,（8-23）,（4）按土对桩的支承力确定单桩竖向极限承载力标准值,1）中小直径桩,（8-24）,2）大直径桩,（8-25）,3）钢管桩,（8-26）,4）混凝土空心桩,（8-27）,5）嵌岩桩,（8-28）,6）后注浆灌注桩,后注浆灌注桩的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。符合规范后注浆技术要求的条件，其后注浆单桩极限承载力可按下式估算：,（8-29）,7）桩身周围有液化土层的低承台桩基,6. 特殊条件下桩基竖向承载力验算,（1）桩基软弱下卧层承载力验算,当桩距不超过6d的群桩基础，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层1/3
10、的软弱下卧层时，应按下式验算软弱下卧层的承载力。,（2）桩侧负摩阻力验算,桩周土体相对于桩产生向下的位移，引起向下侧摩阻力，称之为负摩阻力；负摩阻力如同增加了桩的竖向荷载，对地基承载力起到负面影响。,1）考虑负摩阻力的条件,桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、可液化土层进入相对较硬土层时。 桩周软弱土层受长期荷载。 桩周软弱土层大面积降低地下水位。,2）设计中考虑负摩阻力效应,（8-32）,（8-33）,当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时，尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。,（8-34）,（8-35）,4）关于中性点的确定,实测表明，有负摩阻力的桩基，在桩身
11、某一断面处存在零位移，零位移之下仍然存在正方向的侧摩阻力；正负摩阻力变换处称之为中性点。,（3）桩基抗拔承载力验算,有浮力的结构物；锚固高耸而轻型的结构物；膨胀土地区的基础；深基坑开挖的锚桩以及静载试验用的锚桩等通常采用抗拔桩计算。,1）同时验算群桩呈整体破坏和非整体破坏基桩的抗拔承载力,整体破坏：,非整体破坏：,抗浮桩、冻拔桩、 抗拔桩,2）抗拔桩极限承载力确定,设计等级为甲、乙级的桩基，应通过静载试验确定。 设计等级为丙级的桩基，可通过计算确定。,群桩呈整体破坏：,非整体破坏：,（8-41）,（8-40）,对于季节性冻土上轻型建筑的短桩基础，应按下式验算抗冻拔的稳定性.,膨胀土上轻型建筑的
12、短桩基础，应按下式验算抗胀拔的稳定性,（8-43）,3）抗拔桩的正截面受拉承载力计算规定,4）抗拔桩的裂缝控制计算规定,对于严格要求不出现裂缝的一级裂缝控制等级预应力混凝土基桩，在荷载效应标准组合下混凝土不应产生拉应力。,对于一般要求不出现裂缝的二级裂缝控制等级预应力混凝土基桩，在荷载效应标准组合下的拉应力不应大于混凝土轴心受拉强度标准值。,在荷载效应标准组合下：,在荷载效应准永久组合下：,对于允许出现裂缝的三级裂缝控制等级基桩，按荷载效应标准组合计算的最大裂缝宽度 。,本次课小结：,8.3 桩基竖向承载力计算,8.3.1桩基竖向承载力概念 1. 承载能力极限状态 2. 正常使用极限状态 8.3.2桩基竖向承载力计算设计规定 8.3.3 按静载试验方法确定单桩竖向承载力 8.3.4 按建筑桩基技术规范JGJ94-2006进行基桩竖向承载力计算 1桩顶作用效应计算 2桩基竖向承载力计算 3基桩竖向承载力取值 4. 单桩竖向极限承载力 5. 特殊条件下桩基竖向承载力验算,
