葉洪東《基礎(chǔ)工程精品教學(xué)》4—5 單樁承載力的確定

1、 一、單樁豎向抗壓承載力確定一、單樁豎向抗壓承載力確定單樁的豎向極限承載力：?jiǎn)螛兜呢Q向極限承載力： 是指單樁在豎向荷載作用下，到達(dá)破壞狀態(tài)前或出是指單樁在豎向荷載作用下，到達(dá)破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載。現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大荷載。土對(duì)樁的阻力支撐力土對(duì)樁的阻力支撐力樁身材料強(qiáng)度端承樁、超長(zhǎng)樁、樁身材料強(qiáng)度端承樁、超長(zhǎng)樁、樁身缺陷樁身缺陷單樁承載力取決于單樁承載力取決于45 45 單樁承載力確實(shí)定單樁承載力確實(shí)定按軸向受壓桿件，通常，取縱向彎曲穩(wěn)定系數(shù)按軸向受壓桿件，通常，取縱向彎曲穩(wěn)定系數(shù)那么那么)(gypcpcAfAfRAfR混凝土樁混凝土樁鋼筋混凝

2、土樁鋼筋混凝土樁承載力設(shè)計(jì)值承載力設(shè)計(jì)值混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值樁截面面積樁截面面積鋼筋截面積鋼筋截面積鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值? ?建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建筑地基根底設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?(GB50007-2021)?(GB50007-2021)樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合下式：樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)符合下式：pccQA f工作條件系數(shù)，預(yù)制樁：工作條件系數(shù)，預(yù)制樁： 灌注樁：灌注樁：按樁身材料強(qiáng)度確定按樁身材料強(qiáng)度確定根據(jù)根據(jù)? ?建筑樁基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑樁基技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JGJ942021?JGJ942021第條規(guī)定：第條規(guī)定： 按土對(duì)樁的阻力確定按土對(duì)樁的阻力確定1 1、設(shè)計(jì)等級(jí)為、設(shè)計(jì)等級(jí)為

3、甲級(jí)甲級(jí)的建筑樁基，應(yīng)通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)確定；的建筑樁基，應(yīng)通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)確定； 2 2、設(shè)計(jì)等級(jí)為、設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)乙級(jí)的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參的建筑樁基，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件簡(jiǎn)單時(shí)，可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測(cè)試和照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定；經(jīng)驗(yàn)參數(shù)綜合確定； 其余均應(yīng)通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)確定；其余均應(yīng)通過(guò)單樁靜載試驗(yàn)確定； 3 3、設(shè)計(jì)等級(jí)為、設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)丙級(jí)的建筑樁基，可根據(jù)原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參的建筑樁基，可根據(jù)原位測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)參數(shù)確定。數(shù)確定。 靜力載荷試驗(yàn)法擬靜力法靜力載荷試驗(yàn)法擬靜力法單樁靜載單樁靜載荷試驗(yàn)荷試驗(yàn)QSQS曲線(xiàn)曲線(xiàn)

4、單樁承載力單樁承載力試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法曲線(xiàn)類(lèi)型曲線(xiàn)類(lèi)型取值方法取值方法獲得單樁承載力最可靠的方法獲得單樁承載力最可靠的方法1 1靜載荷試驗(yàn)裝置及其方法：靜載荷試驗(yàn)裝置及其方法：次梁次梁錨筋錨筋錨樁錨樁主梁主梁千斤頂千斤頂百分表百分表基準(zhǔn)柱基準(zhǔn)柱堆載反力法堆載反力法錨樁反力梁法錨樁反力梁法錨樁 桁架法,2400噸自動(dòng)油泵自動(dòng)油泵 根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定：根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定：此外，也可根據(jù)終止加載條件中的此外，也可根據(jù)終止加載條件中的前一級(jí)荷載值作為前一級(jí)荷載值作為 根據(jù)沉降量確定根據(jù)沉降量確定 ：對(duì)于陡降型對(duì)于陡降型 Qs Qs 曲線(xiàn)，可取曲線(xiàn)曲線(xiàn)，可取曲線(xiàn)發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對(duì)

5、應(yīng)的荷發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載為載為 ；2 2）按試驗(yàn)結(jié)果按試驗(yàn)結(jié)果確定單樁豎向極限承載力確定單樁豎向極限承載力 ：對(duì)于緩變型對(duì)于緩變型 Qs Qs 曲線(xiàn)，一般可取曲線(xiàn)，一般可取 s=40s=4060mm60mm對(duì)應(yīng)的荷載值為對(duì)應(yīng)的荷載值為對(duì)于大直徑樁可取對(duì)于大直徑樁可取所對(duì)應(yīng)的荷載值。所對(duì)應(yīng)的荷載值。3)單樁豎向承載力特征值單樁豎向承載力特征值RaRa確實(shí)定：確實(shí)定：試樁數(shù)試樁數(shù)n3n3，Q Qu u= Q= Quminumin 試樁數(shù)試樁數(shù)n3n3，且極差，且極差QuQu umum，取，取Q Qu u= Q= Qumum； 在同一條件下的試樁數(shù)量，不宜少于總數(shù)的在同一條件下的試樁數(shù)

6、量，不宜少于總數(shù)的1 1 ，并不應(yīng)，并不應(yīng)少于少于3 3 根。根。 工程總樁數(shù)在工程總樁數(shù)在 50 50 根以?xún)?nèi)時(shí)不應(yīng)少于根以?xún)?nèi)時(shí)不應(yīng)少于 2 2 根。根。2按經(jīng)驗(yàn)公式法確定按經(jīng)驗(yàn)公式法確定1 1對(duì)直徑對(duì)直徑 d 800mm d 800mm 的灌注樁和預(yù)制樁的灌注樁和預(yù)制樁單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：?jiǎn)螛敦Q向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值：ppkisikpkskukAqlquQQQ樁身周長(zhǎng)樁身周長(zhǎng)kPa2 2對(duì)大直徑樁對(duì)大直徑樁d800mmd800mm：ppkpisiksipkskukAqlquQQQ樁身直徑樁身直徑樁端直徑樁端直徑樁身周長(zhǎng)樁身周長(zhǎng)kuaQKR13 3其他確定單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值其他確定單樁極

7、限承載力標(biāo)準(zhǔn)值QukQuk的方法的方法復(fù)合樁基中基樁的承載力復(fù)合樁基中基樁的承載力含有承臺(tái)底的土阻力，含有承臺(tái)底的土阻力，故稱(chēng)為復(fù)合基樁。故稱(chēng)為復(fù)合基樁。軟土層aRR cakcaAfRR對(duì)符合下列條件的摩檫性樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)：對(duì)符合下列條件的摩檫性樁基，宜考慮承臺(tái)效應(yīng)：1 1、上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好、體型簡(jiǎn)單的建（夠）筑物；、上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好、體型簡(jiǎn)單的建（夠）筑物；2 2、對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；、對(duì)差異沉降適應(yīng)性較強(qiáng)的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物；3 3、軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。、軟土地基的減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。cakcaAfRR計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)的承臺(tái)底凈面積計(jì)算基樁所對(duì)應(yīng)

8、的承臺(tái)底凈面積()/cpsAAnAn承臺(tái)平面承臺(tái)平面承臺(tái)平面承臺(tái)平面 樁基承受上拔力的情況有兩類(lèi)，設(shè)計(jì)的要求不完全一樣。一類(lèi)是樁基承受上拔力的情況有兩類(lèi)，設(shè)計(jì)的要求不完全一樣。一類(lèi)是恒定的上拔力，如地下水的浮托力。為了平衡浮托力，防止地下室上恒定的上拔力，如地下水的浮托力。為了平衡浮托力，防止地下室上浮，需要設(shè)置抗拔樁，完全按抗拔樁的要求驗(yàn)算抗拔承載力、配置通浮，需要設(shè)置抗拔樁，完全按抗拔樁的要求驗(yàn)算抗拔承載力、配置通長(zhǎng)的鋼筋、設(shè)置能抗拉的接頭等。另一類(lèi)是在某一方向水平荷載作用長(zhǎng)的鋼筋、設(shè)置能抗拉的接頭等。另一類(lèi)是在某一方向水平荷載作用下才會(huì)使某些樁承受上拔力，但在荷載方向改變時(shí)這些樁可能又承

9、受下才會(huì)使某些樁承受上拔力，但在荷載方向改變時(shí)這些樁可能又承受壓力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足抗壓和抗拔兩方面的要求，或按抗壓樁設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足抗壓和抗拔兩方面的要求，或按抗壓樁設(shè)計(jì)并驗(yàn)算抗拔承載力。并驗(yàn)算抗拔承載力。 抗拔樁根底應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算群樁呈整體破壞和非整體破抗拔樁根底應(yīng)同時(shí)驗(yàn)算群樁呈整體破壞和非整體破壞基樁的抗拔承載力：壞基樁的抗拔承載力：iisikiukluqT 整體破壞整體破壞:isikilgklqunT1kPa樁根底抗拔承載力驗(yàn)算：樁根底抗拔承載力驗(yàn)算： 整體破壞整體破壞 N Nk k T Tgkgk/2+G/2+Ggpgp 非整體破壞非整體破壞 N Nk k T Tukuk/2+

10、G/2+Gp p 式中式中 T Tgkgk、T Tukuk群樁呈整體破壞和非整體破壞基樁的抗拔極限承載力群樁呈整體破壞和非整體破壞基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值 ； G Ggp gp 群樁樁土整體自重除以總樁數(shù)；群樁樁土整體自重除以總樁數(shù)； G Gp p 基樁自重，擴(kuò)底樁為樁土柱體自重?；鶚蹲灾?，擴(kuò)底樁為樁土柱體自重。1 1、水平荷載下根底的受力特性、水平荷載下根底的受力特性 在水平荷載和彎矩作用下，樁身產(chǎn)生撓曲變形，并擠壓樁在水平荷載和彎矩作用下，樁身產(chǎn)生撓曲變形，并擠壓樁側(cè)土體，土體那么對(duì)樁側(cè)產(chǎn)生水平抗力，而樁周土體水平抗力側(cè)土體，土體那么對(duì)樁側(cè)產(chǎn)生水平抗力，而樁周土體水平抗力的大小那么

11、控制著豎直樁的水平承載力，其大小和分布與樁的的大小那么控制著豎直樁的水平承載力，其大小和分布與樁的變形、土質(zhì)條件以及樁的入土深度等因素有關(guān)。變形、土質(zhì)條件以及樁的入土深度等因素有關(guān)。2、單樁水平靜載荷試驗(yàn)、單樁水平靜載荷試驗(yàn)終止加載條件：終止加載條件：當(dāng)樁身折斷或樁頂水平位移超過(guò)當(dāng)樁身折斷或樁頂水平位移超過(guò) 30-40mm 30-40mm 軟土取軟土取40mm ) 40mm ) ，或樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起時(shí)，即可終止試驗(yàn)?；驑秱?cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起時(shí)，即可終止試驗(yàn)。試驗(yàn)成果：根據(jù)橫向載試驗(yàn)成果：根據(jù)橫向載荷試驗(yàn)，繪制橫向力荷試驗(yàn)，繪制橫向力時(shí)間時(shí)間位移位移 Ho - t - xoHo - t - xo曲線(xiàn)，曲線(xiàn)，取該曲線(xiàn)明顯陡降的前取該曲線(xiàn)明顯陡降的前一級(jí)荷載為極限荷載一級(jí)荷載為極限荷載HuHu。 受水平荷載的一般