樁基礎(chǔ)承載力-荷載傳遞規(guī)律

1、一、樁基礎(chǔ)的承載力單樁承載力的確定是樁基設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，而要正確地確定單樁承載力又必須了解樁土體系的荷載傳遞，包括樁側(cè)摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮性狀與破壞機(jī)理。二、樁的荷載傳遞機(jī)理地基土對樁的支承作用不同荷載下軸力沿深度的變化單樁荷載傳遞的基本規(guī)律三、地基土對樁的支承作用地基土對樁的支承由兩部分組成：樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。如果認(rèn)為兩者是同步增大的，那么對任何的荷載階段，這個表達(dá)式都是正確的：而實(shí)際上，樁側(cè)摩阻力和樁端阻力不是同步發(fā)揮的。 豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生相對于土的向下位移，于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力并通過

2、它向土中擴(kuò)散的過程 。對10根樁長為2746m的大直徑灌注樁的荷載傳遞性能的足尺試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)表明，樁側(cè)發(fā)揮極限摩阻力所需要的位移很小，粘性土為13mm，無粘性土為57mm；除兩根支承于巖石的樁外，其余各樁（樁端持力層為卵石、礫石、粗砂或殘積粉質(zhì)粘土）在設(shè)計(jì)工作荷載下，端承力都小于樁頂荷載的10。 四、單樁荷載傳遞的基本規(guī)律基礎(chǔ)的功能在于把荷載傳遞給地基土。作為樁基主要傳力構(gòu)件的樁是一種細(xì)長的桿件，它與土的界面主要為側(cè)表面，底面只占樁與土的接觸總面積的很小部分（ 一般低于1%），這就意味著樁側(cè)界面是樁向土傳遞荷載的重要的，甚至是主要的途徑。豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生相對

3、于土的向下位移，于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力并通過它向土中擴(kuò)散的過程 。 設(shè)樁身軸力為Q，樁身軸力是樁頂荷載N與深度Z的函數(shù)，Qf（N、Z）樁身軸力Q 沿著深度而逐漸減小；在樁端處Q 則與樁底土反力Qp相平衡，同時樁端持力層土在樁底土反力Qp作用下產(chǎn)生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對位移又使摩阻力進(jìn)一步發(fā)揮。隨著樁頂荷載N 的逐級增加，對于每級荷載，上述過程周而復(fù)始地進(jìn)行，直至變形穩(wěn)定為止，于是荷載傳遞過程結(jié)束。由于樁身壓縮量的累積，上部樁身的位移總是大于下部，因此上部的摩阻力總是先于下部發(fā)揮出來；樁側(cè)摩阻力達(dá)到極限之后就保持不變；隨

4、著荷載的增加，下部樁側(cè)摩阻力被逐漸調(diào)動出來，直至整個樁身的摩阻力全部達(dá)到極限，繼續(xù)增加的荷載就完全由樁端持力層土承受；當(dāng)樁底荷載達(dá)到樁端持力層土的極限承載力時，樁便發(fā)生急劇的、不停滯的下沉而破壞。樁的長徑比L/d是影響荷載傳遞的主要因素之一，隨著長徑比L/d增大，樁端土的性質(zhì)對承載力的影響減小，當(dāng)長徑比L/d接近100時，樁端土性質(zhì)的影響幾乎等于零。 發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的重要意義在于糾正了“樁越長，承載力越高”的片面認(rèn)識。希望通過加大樁長，將樁端支承在很深的硬土層上以獲得高的端阻力的方法是很不經(jīng)濟(jì)的，增加了工程造價(jià)但并不能提高很多的承載力。 五、若干特殊樁型的承載性狀大直徑超長灌注樁的承載特性灌注樁

5、的后注漿技術(shù)嵌巖樁靜力壓樁鋼管混凝土樁灌注樁的后注漿技術(shù)后注漿技術(shù)是在灌注樁澆注混凝土以后，通過預(yù)埋的管子將水泥砂漿注入樁端以下，以擠壓樁底的沉渣，壓密樁端土層，從而提高端承力，也可以將水泥砂漿注入樁側(cè)土層中以提高樁側(cè)摩阻力的一種技術(shù)。根據(jù)注漿的目的，可以分成如下不同的注漿類型：1）樁端注漿2）樁側(cè)注漿3）復(fù)式注漿4) 壓漿修補(bǔ)樁的缺損部位新版建筑樁基技術(shù)規(guī)范將灌注樁后注漿納入規(guī)范，規(guī)定了施工的要求和設(shè)計(jì)參數(shù)的取法。注漿順序：飽和土中，先樁側(cè)后樁端；非飽和土中，先樁端后樁側(cè)；樁側(cè)樁端注漿間隔時間不宜小于2小時。成樁后兩天才可以注漿；注漿作業(yè)點(diǎn)距其他成孔作業(yè)點(diǎn)的距離不宜小于810m。后壓漿具有如

6、下的作用：1）膠結(jié)孔底沉渣，提高單樁承載力，消除樁的過大沉降；2）增強(qiáng)樁身混凝土與樁側(cè)土的結(jié)合，提高側(cè)摩阻力；3）修補(bǔ)樁身缺陷部位，保證設(shè)計(jì)承載力；減少樁基的不均勻沉降。嵌 巖 樁嵌巖樁是在端承樁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在基巖埋藏深度不深的地區(qū)，常將樁嵌入基巖一定的深度，在計(jì)算嵌巖樁承載力時，過去常忽略覆蓋層的側(cè)阻力，將嵌巖樁作為直接傳遞荷載給基巖的受壓柱看待，荷載全部由樁端承擔(dān)。但是，大量實(shí)測資料表明，嵌巖樁的端阻力與側(cè)阻力之比并不接近于1.0，如嵌巖樁端超過5倍樁徑后，端阻力反而趨近于零，但嵌巖樁又顯然不同于摩擦樁。嵌巖樁可采用機(jī)械鉆孔或人工挖孔方法成孔，將樁嵌入巖體內(nèi)一定的深度。嵌巖部分的嵌

7、固力是嵌巖樁的承載力高于端承樁的主要原因，是研究嵌巖樁的核心問題。嵌入基巖部分的樁與基巖的相互作用比較復(fù)雜，嵌巖段的嵌固力與底部的端阻力發(fā)揮的過程是不同的。實(shí)測資料說明，當(dāng)嵌巖深度為3倍樁徑時，樁的嵌固力與端阻力可以得到很好的配合，嵌固力占總承載力的75%以上，可以用最少的工程量獲得最佳的承載效果，因此稱為最佳嵌巖深度。嵌巖樁的承載性狀通過對比試驗(yàn)和對樁端阻力所占比例的分析可以得到嵌巖樁不一定是端承樁的概念，從而改變了人們對嵌巖樁承載性狀的認(rèn)識； 其實(shí)質(zhì)是認(rèn)識嵌巖樁的側(cè)阻力的存在和作用的問題，也是研究側(cè)阻力的發(fā)揮條件的問題。靜 力 壓 樁靜力壓樁法是以設(shè)備本身自重（包括配重）作反力，液壓驅(qū)動，

8、用靜壓力將樁壓入地基土中的一種沉樁工藝。這種施工工藝具有無震動、無噪聲、無污染、無沖擊力和施工應(yīng)力小等特點(diǎn)。有利于沉樁震動對鄰近建筑物和精密設(shè)備的影響，避免對樁頭的沖擊損壞，降低用鋼量。在沉樁過程中還可以測定沉樁阻力，為設(shè)計(jì)和施工提供參數(shù)，預(yù)估和驗(yàn)證單樁極限承載力，檢驗(yàn)樁的工程質(zhì)量。壓樁的優(yōu)缺點(diǎn)靜力壓樁的優(yōu)點(diǎn)是沒有噪聲、沒有震動，不會對環(huán)境造成危害； 但靜力壓樁需要大量的配重，對場地的要求比較高，如果場地土非常軟弱，無法承受配重的過大壓力，就不能采用；靜力壓樁的擠土作用還是相當(dāng)大的，孔隙水壓力比較高，采用靜力壓樁的建筑物，其沉降一般偏大。壓樁的適用條件1. 土層的性質(zhì)高壓縮性土和砂性較輕的軟粘土層2. 設(shè)備能力樁的極限承載力與壓樁阻力之間的關(guān)系3. 周邊的環(huán)境條件鋼 管 混 凝 土 樁鋼管混凝土樁的承載特性在軟土覆蓋層很厚的地區(qū)建造超高層建筑，常采用6070m長的超長樁。但實(shí)踐表明，超長樁的承載能力常常由樁身強(qiáng)度控制的，地基對樁的承載能力沒有充分得到發(fā)揮。為了充