基础工程桩基础内容丰富

4.3竖向荷载下单桩的工作性能本节重点：竖向荷载作用下单桩的工作性能。本节难点：单桩的破坏模式已及单桩承载力的确定。

单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础，通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理等，对正确评价单桩承载力设计值具有一定的指导意义。

桩顶荷载一般包括轴向力、水平力和力矩，为简化起见，在研究桩的受力性能及计算桩的承载力时，对竖向受力情况单独进行研究。4.3竖向荷载下单桩的工作性能

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向土中扩散的过程。

如果桩侧摩阻力不足以抵抗竖向荷载，一部分竖向荷载将传递到桩底，桩底持力层也将产生压缩变形，故桩底土也会对桩端产生阻力。4.3.1桩的荷载传递

桩侧阻力Qs桩端阻力Qp地基土对桩的支承作用但两者并不是同步发挥的单桩承载力的构成

对10根桩长为27～46m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1～3mm，无粘性土为5～7mm；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最重要的，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的函数桩身轴力沿深度分布的实测资料桩越传长，崇端阻俭力所奏占的袜比例需越低桩侧饿摩阻漠力和冠桩端短阻力遥的分雀布规兴律及棵影响哲因素1.桩的下侧阻锣随深施度呈稀线性题增大;2.桩侧坊极限籍摩阻箭力与引所在誉的深尿度、担土的多类别雹和性毁质、坡成桩税方法驶等多开种因猎素有喊关;3.随着玻桩顶鼠荷载让的逐殖级增喊加，杜桩截践面的至轴力姓、位换移和显桩侧缓摩阻刚力不俘断变恋化;4.桩端纤阻力的发犯挥不桌仅滞敲后于诱桩侧毯阻力犬，而义且其充分拢发挥绕所需匹的桩啊底位型移值杜比桩捏侧摩尸阻力嗽到达锯极限吼所需庄的桩夹身截龄面位躺移值啄大得施多;5.桩长对荷依载的收传递青也有角着重生要的军影响鞠。单桩掀的破犁坏模铸式一、样单桩如的破抛坏模风式影咬响因肃素桩周惭土的漫抗剪际强度桩端殃支承袜情况桩的侦尺寸桩的狭类型二、瘦常见宵的单框桩破润坏模农式轴向斜荷载绪下基丑桩的夏破坏牵模式屈曲鸟破坏整体兴剪切念破坏刺入束破坏当桩菜底支岸承在绝坚硬岁的土胞层或彻岩层什上，顿桩周跨土层是极为役软弱死，桩坛身无桂约束储或侧知向抵斥抗力瞎。桩用在轴讯向荷卵载作吧用下朝，如德同一飘细长畜压杆丙出现如纵向拌挠曲俱破坏挖，荷载市～沉掩降(Q-差S)关系羞曲线飞为“急剧纵破坏”的陡饰降型消，其粗沉降框量很块小，泄具有即明确拣的破喘坏荷楼载。焰桩的兄承载勺力取框决于鱼桩身绒的材沃料强涌度。午如穿怨越深蒸厚淤妥泥质券土层伞中的劈燕小直习径端山承桩页或嵌彩岩桩阵，细转长的茎木桩等多玻属于欲此种率破坏己。（一炭）屈痕曲破铲坏当具裙有足括够强欺度的葛桩穿承过抗嚷剪强择度较玻低的昌土层肃，达诊到强誉度较讨高的倒土层您，且旷桩的和长度哲不大灯时，也桩在何轴向盟荷载抹作用痕下，面由于帽桩底壶上部泄土层竿不能帮阻止梁滑动匹土楔朗的形冈成，剪桩底医土体虫形成挑滑动缺面而枪出现休整体层剪切典破坏刚。此法时桩昂的沉普降量储较小府，桩羊侧摩既阻力爸难以添充分霜发挥坝，主懂要荷芝载由仅桩端现阻力候承受录，荷载镜～沉馒降(Q-狐S)关系旨曲线乒也为姻陡降脉型，呈卵现明帝确的抛破坏经荷载嫂。桩稀的承郑载力搜主要明取决原于桩凡端土接的支棋承力严。一般撤打入歇式短碗桩、虚钻扩叠短桩等均蚁属于槽此种销破坏灿。（二蝴）整揉体剪湖切破尚坏当桩读的入哪土深堂度较当大或搏桩周在土层利抗剪刑强度贪较均酷匀时决，桩逆在轴身向荷左载作评用下潮将出刻现刺核入破公坏。报此时霉桩顶旋荷载葬主要号由桩千侧摩法阻力豆承受兼，桩丑端阻义力极腥微，谦桩的墨沉降辫量较套大。搏一般吓当桩专周土它质较畜软弱莲时，荷载妥～沉教降(Q-私S)关系跟曲线都为“渐进鲁破坏”的缓里变型，无玻明显勺拐点由，极牺限荷但载难赵以判盈断，棍桩的愁承载罪力主被要由米上部云结构蚊所能运承受霸的极葬限沉侨降su确定谣；当幻玉桩周餐土的另抗剪娱强度戒较高朴时，荷载私～沉减降(Q-槽S)关系泊曲线陈可能剂为陡裁降型丘，有摇明显四拐点妨，桩食的承正载力愁主要朴取决读于桩铲周土旺的强晌度。一般克情况眯下的钻孔文灌注养桩多属抖于此扛种情湖况。（三忽）刺意入破率坏4.绘3.敲3桩侧坡负摩蒸阻力桩土街之间健相对班位移逗的方荣向决窗定了示桩侧敏摩阻晋力的忘方向祖，当园桩周上土层春相对之于桩控侧向顷下位逃移时委，桩秆侧摩克阻力院方向北向下垃，称俗为负摩含阻力。正摩突阻负摩还阻引起样桩侧侧负摩爬阻力请的条疤件是鸭：桩侧腹土体疫下沉拆必须庭大于螺桩的脆下沉。1.负摩锤阻力煤发生虫的条营件在软注土地中区，申大范夕围地野下水势位下钥降，绒使桩训周土瓜中有盗效应功力增揭大，鼓导致状桩侧败土层敌沉降杀；2)桩侧绕地面辈承受咱局部芦较大和的长沙期荷气载，缸或地陶面有巴大面草积堆竖载（家包括酬填土艇）时次；3)桩穿昨越较错厚松早散填杜土、沸自重栽湿陷株性黄捏土、腰欠固雹结土喝、液责化土纤层进网入相缠对较乞硬土鸡层时喂；4)冻土趣地区站，由梯于温景度升过高而迈引起堂桩侧宗土的凭缺陷泪。2、桩愈侧负兰摩阻遇力的代分布番规律对于斯下部源为岩岭石的渠端承抱桩,可能刃全桩勇为负搂阻力改；对于易一般昨桩,因为屠桩土蒸都有皇变形,视二突者的膨相对冷位移播量和鞋方向早而变布。桩周磁土与殃桩截雕面沉当降相惧等，丛两者福无相纱对位虏移发阳生，醒其摩泊阻力羽为零筹，这暂种摩横阻力称为零雁的点工称为中性夕点lnNe逆ga纲ti凝ve土位移Ss桩位移Sp-+摩阻力轴向力N中性叨点3.减少锯桩侧艘负摩增阻力狂影响症的措抚施1）在谎桩的殃中性终点以厅上部吊分涂败一薄芽层涂绝料，争以降萝低负器摩阻兴力，兼常照用沥列青涂润层，伏价格猎便宜秋，效职果比讨较好济。2）对湿钢桩薪再加一层领厚度脚为3m尝m的塑料瓦薄膜(兼作雅防锈直蚀用)；3）对粮现场旦灌注贞桩也储可在桩与饶土之角间灌重注斑柴脱土船浆等方症法，糊来消群除或姥降低坚负摩氧阻力损的影谜响。4.烟4单桩沸竖向否承载帆力的棉确定单桩慎的承捉载力妨：是指砌单桩震在竖腰向荷但载作岭用下形，不咽丧失稳定绍性、不倒产生过大简变形时的修承载奖能力茎。单桩惊的竖樱向承由载力屯主要件取决速于两纠方面：一是倘地基上土对斯桩的伏支承闻能力黄；二是队桩身莲的材个料强篇度。一般私情况拨下，批桩的娇承载弹力由太地基数土的盐支承牵能力益所控秃制，差材料骄强度限往往搭不能导充分击发挥货，只夜有对疼端承疮桩、糖超长泡桩以橡及桩腹身质虎量有的缺陷覆的桩址，桩祖身材语料强福度才盘起控廊制作垃用。4.舞4.迈1按材魄料强勿度确维定按桩先身材奥料强再度确而定单连桩竖稠向承盗载力邻时，腊可将轿桩视温为轴历心受联压构旅件，堡根据粮桩材忆按《混凝烟土结腰构设隔计规桃范》(熔GB缝50关01旋0-默20亮12挖)或钢虽结构愈规范宫计算茎。对远于钢绝筋混怕凝土低桩：混凝嚷土预科制桩萌，预店应力秀混凝虹土空趟心桩任取0.浸85卧;干作坛业非古挤土得灌注感桩取0.知9;泥浆任护壁扩和套夫管护背壁非迎挤土剃灌注肝桩，岔部分撒挤土胆灌注款桩及讯挤土慨灌注鱼桩取0.歼7-晚0.贿8;软土材区挤衫土灌潮注桩抱取0.产65积;注意悼：当抓桩顶帐以下5d范围池内桩凡身箍催筋间手距不竿大于10蹦0m耽m，且绝符合恋相关者构造侨要求长时才敌考虑墨纵向阀主筋条对桩购身受漏压承炸载力仗的作距用。静载碑荷试岗验是陷评价血单桩齿承载慎力最输为直水观和盘可靠块的方底法，愁其除涂了考涨虑到良地基叫土的素支承己能力幻玉外，粱也计估入了奇桩身恋材料米强度夜对承靠载力陶的影李响。卧对于司甲级句、乙肚级建枣筑基父桩，增必须刃通过暗静载础荷试勺验。布在同滋一条祥件下枯的试定桩数棵量，家不宜摔少于随总数并的1%，并指不少意于3根。工朋程总屿桩数碑在50根以内饭时不迷应少乘于2根。4.牲4.睡2按单少桩竖齿向抗折压静钩载荷外试验记确定单桩微竖向绝极限灭承载想力标床准值份：单桩泛在竖事向荷格载作攀用下挡达到祖破坏他状态占前或龟出现早不适厨于继光续承徐载的傍变形撑时所毛对应抱的最大写荷载。次梁锚筋锚桩主梁千斤顶百分表基准柱（1）静催载荷哥试验款装置痛及其朽方法泊：试验惨装置美主要率由加荷魔稳压、提供涨反力和沉降未观测三部芝分组灾成。锚桩之桁架惨法试验银时加无载方筐式通私常有慢速浙维持寄荷载浙法、快速贵维持坊荷载材法、等贯坏入速俗率法、等时夺间间其隔加熊载法以及循环肿加载易法。工程拼中最识常用先的是慢速活维持用荷载撒法，即芝逐级蛇加载融，每剥级加互载值定为单孕桩承连载力胡特征册值的1/批8-福1/救5，当肤每级优荷载邻下桩省顶沉丝式降量询小于0.自1m崭m/现h时，傅则认势为已缘瑞趋于诉稳定词。然希后施薯加下鞭一级乐荷载敲直到资试桩辅破坏弊，再幼分级何卸载劈燕到零庄。当出拥现下阀列情及况之变一时饼即可物终止赏加载部：①餐某级适荷载简下，型桩顶究沉降异量为徐前一仙级荷超载下神沉降倍量的5倍；②回某级布荷载碧下，丘桩顶俘沉降辨量大乓于前街一级霸荷载慨下沉丙降量矿的2倍，伤且经杆过24小时碌尚未梢达到剂相对母稳定寻；③刻已达塞到设括计要葱求的块最大县加载滋量或专达到冶锚桩私最大骨抗拔榜力或遇压重害平台看的最像大质奥量时诉。④量当荷岗载-沉降缴曲线陶为缓座变型誓时，拌可加吊载至万桩顶捡总沉抚降量60舌-8鸭0m是m，特安殊情戏况下偿可按赵具体钓要求卡加载依至桩护顶累仅计沉老降量贿超过80忘mm。（2）终我止加倘载条那件：①根据例沉降骨随荷活载的乌变化新特征旗确定颈：此外，也可根据终止加载条件②中的前一级荷载值作为②根据沉降量确定：对于陡降型Q—s

曲线，可取曲线发生明显陡降的起始点所对应的荷载为；（3）按试验结果确定单桩竖向极限承载力：对于缓变型Q—s

曲线，一般可取

s=40～60mm对应的荷载值为对于大直径桩可取所对应的荷载值。测出俯每根夜试桩告的极湖限承府载力丈值后磨，通梅过统趋计确叹定单当桩竖真向抗层压极物限承既载力字。1）参茄加统元计的航所有杂试桩权，当额满足愚其级谁差不尼超过垦平均岭值的30滔%时，荷取平荡均值吉为单割桩竖窗向抗鼠压极环限承迷载力删。2）若询级差泰超过粱平均归值的30引%，应泉分析衡级差保过大后的原涨因，昨结合迎工程芳具体猛情况刺综合握确定谜，必扎要时复增加过试桩弟数量逃；3）对僚桩数所为3根或3根以书下的机柱下谎承台乘，或级工程梳桩抽之检数罩少于3根，套应取友低值块。单桩饺竖向撑承载王力特羊征值Ra的确配定：4.善4.赞3按经感验公豆式法子确定（1）对逐直径d素<发80批0m味m的灌傻注桩蹄和预议制桩株，单葵桩竖草向极限道承载剪力标涨准值业：桩侧袄第i层土即的极色限侧巧阻力况标准岛值桩端顺极限挖端阻省力标送准值桩身狠周长单桩岸总极愈限侧宴阻力漆标准练值（kN）单桩咱总极邮限端闯阻力屑标准把值（kN）单桩畅竖向冻极限厨承载证力标施准值表4.循2桩的义极限故侧阻华力标竭准值qsi魂kkP耽a表4.沾3桩的妇极限慈端阻策力标赴准值qpkkP纵a（2）对羊大直凭径桩浪（d≥8报00滔mm按）：大直径桩的极限侧阻力和极限端阻力的尺寸效应系数桩身直径桩端直径桩身晶周长4.般4.滩4抗拔坑桩承草载力桩基植承受毫上拔杏力的蚂情况伞有两饭类，盼设计低的要钞求不城完全康一样哀。一类是恒死定的萌上拔塘力，佩如地乌下水冰的浮梳托力粮。为格了平础衡浮清托力享，避沈免地根下室头上浮酸，需弱要设赛置抗罢拔桩势，完司全按领抗拔置桩的拿要求旁验算嗽抗拔倾承载忍力、茧配置之通长员的钢园筋、施设置葵能抗辉拉的麻接头币等。另一买类是在明某一缎方向星水平念荷载蜻作用毯下才佩会使套某些秩桩承蚀受上珍拔力漠，但遭在荷岭载方捕向改荣变时亩这些萄桩可么能又李承受友压力南，设针计时申应同迁时满讽足抗皆压和炮抗拔自两方勺面的吊要求筹，或固按抗垄压桩吐设计专并验切算抗泳拔承挖载力古。抗拔呈桩极降限承脊载力决确定:（1）设行计等奸级为膨甲、托乙级椅的桩控基：浊应通投过静萍载试妇验确话定；（2）设股计等串级为例丙级编的桩括基，允可通挤过计睬算确府定。抗拔绍桩基老础应凑同时是验算附群桩哨呈整凤体破秀坏和驰非整筋体破辛坏基诵桩的歌抗拔染承载防力：抗拔标桩极停限承化载力捉确定:非整体破坏:式中:ui—桩周洒长；两等直虽径桩u=πd；qsi万k—抗拔米桩极哀限侧烤阻力观标准扔值。λi—抗拔蚀系数或，按勤表4.吊5取值折；单桩龙竖向旱承载虾力特并征值汁：单桩竖向极限承载力标准值安全系数，K=2。4.唇4.扶5桩基衣水平辽承载物力1）水裕平荷赔载下逐基础补的受冈力特杨性在水狂平荷范载和胜弯矩存作用同下，课桩身疾产生尝挠曲桥变形少，并佩挤压庭桩侧平土体党，土唇体则循对桩监侧产巧生水孤平抗予力，艇而桩公周土器体水销平抗亏力的归大小涝则控身制着春竖直描桩的询水平诱承载腊力，缓其大维小和溪分布萌与桩的怕变形、土质糠条件以及桩的饥入土迈深度等因怪素有悠关。终止尘加载择条件舟：当桩落身折落断或级桩顶掌水平歌位移誓超过30豆-4影0m嚼m（软她土取40枝mm凭)或桩女侧地买表出灭现明度显裂该缝或车隆起柏时，课即可盯终止阴试验撑。2）单予桩水砍平静礼载荷筛试验4.戴6群桩虑基础迫计算4.术6.尸1群桩利的工衡作特务点群桩斯基础：由2根以馋上桩醒组成执的桩皱基。竖向货荷载戚作用搏下，伞由于道承台博、桩由、土等相互贼作用洲，群礼桩基本础中态的一泊根桩呀单独搏受荷缴时的根承载旷力和冈沉降楚性状盈，往原往与厕相同例地质公条件鼻和设何置方逢法的僻同样伟独立为单桩奴有显紫著差吵别，掌这种能现象烛称为群桩泼效应。群桩薪效应绑系数η：>1铁=1谈<11.端承柄型群扶桩基中础端承镜型群闭桩基圆础中拜各根航单桩柳的工钟作性脖状接念近于傻独立凤单桩饱，故η＝1。由于资桩的盗变形姐很小荒，桩京间土仇基本挥不承算受荷脆载，持群桩尊基础尖的承别载力放就等掩于各呆单桩越的承洲载力呈之和鞋，群稻桩的喂沉降浇量也煌与单盖桩基铸本相探同，剃故可悟不考土虑群腥桩效确应。2.摩擦叮型群腹桩基烛础应力况重叠沉降旧增加单桩友承载味力下盯降，η<1。当桩距亏小于3d（d为桩堤径）计时，射桩端孙处应紫力重叠现象严重；当漏桩距大于6d时，锯应力重叠现象较小。对打丸入较疏贞松的亦砂类骨土和盾粉土鲜中的亿挤土箱群桩，其侦桩间梯土和耕桩端宽土被浇明显拾挤密颗，所凶以群感桩效和应系婚数η常大乱于1。3.承台忆底面赤贴地从的影垦响由摩刚擦型陵桩组铁成的瓦群桩缩慧基础既，当糕其承哲受竖至向荷材载而仿沉降丸时，械承台抱底面貌一般全与地爷基土砌紧密望接触己，因威此承旱台底栽面必煮产生坡土反晓力，辣从而哭分担亭了一哭部分予荷载从，使丢桩基鉴承载臣力随膀之提暑高。的考虑永到一袖些因击素可嘴能会株导致译承台惨底面棕与基知土脱脉开（稠例如刑挤土治桩施格工时勉产生植的孔严隙水静压力它会在渴承台野修筑轰后继称续消爬散而孔引起津地基朵土固幼结下蒜沉）艇，为了主保证恢安全粱可靠膝，设蹦计时曲一般律不考烟虑承概台贴五地时私承台袭底反终力对斗桩基城承载垂力的或贡献银。结论设计贿群桩推基础颠时，一般吵可不舞考虑激群桩捉效应看对单瓜桩竖苦向承洗载力本的影盟响，桶即取你群桩拦效应摇系数η＝1，但速对摩擦姻型桩杆基、迈设计搅等级贸为甲费级以资及部浪分乙庭级的纪建筑澡物桩韵基，疗必须雁进行惧沉降足验算枕，以确捧保桩帽基沉魄降不脱超过籍允许算值。复合锯桩基宣：由基桩忆和承阴台下悠地基俩土共同吵承担驰荷载泄的桩刃基础服。复合码基桩正：单桩附及其床对应症面积鼻的承碌台底孔地基插土组成事的复合惹承载许基桩水。复合伤桩基赔中基恳桩的棍承载棚力含筑有承唐