2011级港航 桩基工程第四、五章 抗拔群桩.ppt

桩 基 工 程,第四章 抗 拔 桩,一、抗拔桩的破坏机理与工作性状,（一） 荷载与位移相互关系,粘性土中：当上拔变形量约为抗压桩极限荷载下沉量的1/5 1/10时,桩顶上拔力即达到极限峰值。,（二） 抗拔力与入土深度互的关系,优化入土深度：最好大于20倍桩径（D）。 当 l 20D(桩径或边长)，其 Qt S 曲线急剧转折，其承载力的增量随入土深度的增加而迅速增长。,（三）群桩抗拔特性,1、当桩中心距 6D (粘土) 或 6.5 D（密实沙土）群桩 中的桩如同单桩一样工作。,不论桩距、桩数、入土深度如何，荷载位移曲线与同样条件下单桩相似； 群桩中每桩所受荷载与单桩相同时，群桩的上拔变形量比单桩的大； 抗拔群桩分配给各桩的荷载很不均匀，一般中心桩最低，角桩最高，相差 2 倍 左右。 2、当桩中心距 6 D(粘土)或6.5 D（密实沙土）群桩抗拔力要计入群桩效率系数或按深基础计算抗拔承载力。,二、极限抗拔力的确定,式中各值含义见教材P40：,2、钻孔灌注桩,1、打入桩,（一）抗拔单桩,式中各值含义见教材P41：,6,3 港口工程桩基规范（JTS167 - 4 - 2012）,打入桩、灌注桩单桩抗拔承载力设计值：,式中：Td 单桩抗拔承载力设计值（kN） R 单桩轴向承载力分项系数，按规范表4.2.2 取值； i 折减系数，对于粘性土取0.7 0.8；对于砂性土取0.5 0.6 ；桩 的入土深度大时取大值，反之取小值； U 桩截面周长（m）； G 桩重力，水下部分按浮重力计； qfi 桩周第i 层土的极限侧阻力标准值（kPa ），打入桩可按规范 表 4.2.4 -1 取值，灌注桩可按规范表 4.2.4 -5 取值； li 桩身穿过第i 层土的长度（m）； 桩轴线与垂线夹角（）。,二、极限抗拔力的确定,2. 当桩的中心距 3D S 6D 时，宜按群桩的抗拔效率系数计算： 粘性土： 式中：m、n 桩数 Qg 单桩的极限抗拔力 群桩的抗拔效率系数,二、极限抗拔力的确定,（二） 抗拔群桩,1. 当桩的中心距 3D时，可将群桩最外边各桩所包络的整个块体作为一 深基础，连桩带土上拔而破坏。不产生破坏条件：,式中各值含义见教材P41：,8,一、定义：桩周土相对于桩身下沉时产生的摩阻力。,第五章 桩的负摩阻力,图2-4-1 桩侧摩阻力示意图,（一）负摩阻力的意义及其产生原因,负摩阻力： 当桩周土体因某种原因发生下沉，其沉降变形大于桩身的沉降变形时，在桩侧表面的全部成一部分面积上将出现向下作用的摩阻力，称其为负摩阻力。,图4-7 桩的正、负摩阻力,负摩阻力的危害： 负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分，反而变成施加在桩上的外荷载，对入土深度相同的桩来说，若有负摩力发生，则； 桩的外荷载增大 桩的承载力相对降低 桩基沉降加大,桩侧大范围降低地下水，如大面积抽水，基坑降水等； 桩侧地面大面积堆载； 桩身穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层； 冻土区升温引起桩侧土沉陷。,二、产生负摩阻力的条件,图2-4-1b 住宅楼建于有新填土的斜坡上,第五章 桩的负摩阻力,12,三、负摩擦力的分布及中性点,定义：桩土相对位移为零处桩侧摩阻力为零处。 在某深度处桩周土与桩截面沉降相等； 或两者无相对位移发生； 或其摩阻力为零。 特点：在中性点处桩身轴力N 达到最大值。,第五章 桩的负摩阻力,13,中性点位置还与时间因素、环境因素、地质条件等有关，精确计算有困难，目前采用经验估算法：（0.71.0）l0 l0桩周变形土层下限深度，即软弱压缩层厚度。,四、中性点位置的确定,中性点的位置取决于桩土间的相对位移： 当桩侧压缩变形大，桩地下土层坚硬，桩下沉量小，下移； 反之，中性点位置上移。,图2-4-2 有负摩阻力时的荷载传递,第五章 桩的负摩阻力,四、中性点及其位置的确定,a)位移曲线； b)桩侧摩阻力分布曲线； c)桩身轴力分布 曲线 Sd 地面沉降 S 桩的沉降 Ss 桩身压缩 Sh 桩底下沉 Nhf 由负摩 阻力引起的桩 身最大轴力 Nf 总的正摩 阻力,图示 中性点位置及荷载传递,中性点,15,五、负摩擦力及下拉荷载的确定,影响因素甚多。多数学者认为桩侧负摩阻力大小与桩侧土 的有效应力有关。 1、建筑桩基技术规范（JGJ94-94）规定，单桩单位面积 负摩阻力按下式计算： 当降低地下水位时 当地面有满布荷载时 式中: fn 第 i 层土桩侧负摩阻力( kPa); 桩周第 i 层土平均竖向有效应力; P 地面均布荷载； Zi 自地面起算的第i 层土中点深度。 其它各值见教材。,五、负摩擦力及下拉荷载的确定,2. 粘性土：当用静力触探求得探头贯入阻力（Ps）时 fn = 0.1Ps （kPa ） 3. 砂土：当用标准贯入试验求得击数（N）时，按下式估算 fn = 2N + 30 （kPa ） 负摩阻力之合力（下拉荷载 ）：,第五章 桩的负摩阻力,目前，国内外对负摩阻力的计算方法研究尚不够完善，计算方法较多，且差异较大，而现场试验则投入大、周期长。因此，多根据有关资料按