4.4 单桩承载力

1、单桩承载力单桩承载力：单桩在荷载作用下，地基土和桩：单桩在荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大范围内，以保证结构物的正常使用所能承受的最大荷载。荷载。桩在桩在轴向压力荷载轴向压力荷载作用下作用下: :一一 单桩轴向荷载的传递单桩轴向荷载的传递 spusupuQQQQQQQs 桩侧摩阻力桩侧摩阻力 Qp 桩端阻力桩端阻力桩底阻力桩底阻力的充分发挥需要有较大的位移值，在粘性的充分发挥需要有较大的位移值，在粘性土中约为桩底直径的土中约为桩底直径的25%25%，在砂性土中约为，在砂性土

2、中约为8%8%10%10% 桩侧摩阻力桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相对位移就能得只要桩土间有不太大的相对位移就能得到充分的发挥，具体数量目前认识尚不能有一致的意见，到充分的发挥，具体数量目前认识尚不能有一致的意见，但一般认为粘性土为但一般认为粘性土为4 46mm6mm，砂性土为，砂性土为6 610mm10mm。Q/kNQsQpQS/mmn随着荷载增加，桩身上部随着荷载增加，桩身上部侧阻力先于下部侧阻力的侧阻力先于下部侧阻力的发挥发挥n一般摩擦桩，侧阻力先于一般摩擦桩，侧阻力先于端阻力发挥，侧阻发挥的端阻力发挥，侧阻发挥的比例明显高于端阻比例明显高于端阻n对于长桩，即使桩端土很对于长桩，即使桩

3、端土很好，工作荷载下端阻力也好，工作荷载下端阻力也很难发挥。很难发挥。上部下部侧侧阻阻力力端阻力端阻力：桩底阻力占桩支承力的绝大部分，桩侧：桩底阻力占桩支承力的绝大部分，桩侧摩阻力很小常忽略不计摩阻力很小常忽略不计： 确定桩的承载力时桩底极限阻力不宜取确定桩的承载力时桩底极限阻力不宜取值过大。值过大。S0SZdsSbdzS0LZ zQ zdQzQ bQbS zS zqs zQ0QbQSQ0Q 单桩在轴向荷载作用下，桩身的单桩在轴向荷载作用下，桩身的截面位移截面位移、桩侧桩侧的摩阻力的摩阻力分布以及分布以及轴力轴力分布见下图。分布见下图。桩截面位移桩截面位移桩侧摩阻力桩侧摩阻力OCDAB 桩侧摩

4、阻力是桩截面对桩周土的相对位移的函数桩侧摩阻力是桩截面对桩周土的相对位移的函数 q qs s= = f f( (s s) ) ，可用曲线，可用曲线OCDOCD表示，且常简化为折线表示，且常简化为折线OABOAB。 极限摩阻力可用类似于土的抗剪强度极限摩阻力可用类似于土的抗剪强度的库伦表达式：的库伦表达式：vsx Kv axautan cq 式中：式中： x为深度为深度z处作用于桩侧表面处作用于桩侧表面的法向压力，它与桩侧土的竖向有效应力的法向压力，它与桩侧土的竖向有效应力成正比例，即：成正比例，即： 其中其中Ks为桩侧土的侧压力系数，对为桩侧土的侧压力系数，对挤土桩挤土桩，K0KsKp；对；对

5、非挤土桩非挤土桩，因桩孔中土被清除，而使，因桩孔中土被清除，而使KaKs 0.8 m刚性板直径刚性板直径800mm四、静力触探确定单桩承载力四、静力触探确定单桩承载力传感器传感器电缆电缆单桥探头单桥探头1napappsia iiRqAuq l 地基基础设计为丙级的建筑物通过单桥探地基基础设计为丙级的建筑物通过单桥探头得到比贯入阻力头得到比贯入阻力p ps s 单桩竖向承载力特征值为：单桩竖向承载力特征值为：五、按经验公式确定五、按经验公式确定sippRuq liq A 根据相应的地基规范根据相应的地基规范4.4.3 桩的抗拔承载力与负摩阻力桩的抗拔承载力与负摩阻力一、单桩的抗拔承载力一、单桩的

6、抗拔承载力1.1.抗拔承载机理特点抗拔承载机理特点 抗拔时，桩周土的应力抗拔时，桩周土的应力状态、应力路径和土的变形状态、应力路径和土的变形与承压桩不同。与承压桩不同。 一般抗拔的摩阻力小于一般抗拔的摩阻力小于抗压的摩阻力。抗压的摩阻力。2.2.单桩抗拔承载力特征值单桩抗拔承载力特征值T Ta aiiapisiaTq u l pi pi : :第第i i层土抗拔折减系数层土抗拔折减系数 砂土砂土0.50.70.50.7 粘性土粘性土0.70.80.70.81 )1 )重要建筑物：现场抗拔静载荷试验重要建筑物：现场抗拔静载荷试验2 )2 )非重要建筑物：经验公式非重要建筑物：经验公式1、负摩阻力

7、的产生、负摩阻力的产生(1)桩周附近地面大面积堆载桩周附近地面大面积堆载(2)大面积降低地下水位大面积降低地下水位(3)欠固结土欠固结土,新填土新填土(4)湿陷性黄土遇水湿陷湿陷性黄土遇水湿陷(5)砂土液化、冻土融陷砂土液化、冻土融陷正摩阻正摩阻负摩阻负摩阻二、桩的负摩阻力二、桩的负摩阻力桩相对桩相对土向下土向下土相对土相对桩向下桩向下注意：下部为岩石的端承桩注意：下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力。可能全桩为负阻力。4.4.4 桩基础设计桩基础设计 和浅基础一样，桩基的设计也应符合和浅基础一样，桩基的设计也应符合安全安全、合理合理和和经济经济的要求。对桩和承台来的要求。对桩和承台来说，应有

8、足够的说，应有足够的强度强度、刚度刚度和和耐久性耐久性；对；对地基来说，要有足够的地基来说，要有足够的承载力承载力和不产生过和不产生过量的量的变形变形。一、基本设计资料一、基本设计资料 1、建筑物类型及其规模、建筑物类型及其规模2、岩土工程勘察报告、岩土工程勘察报告3、施工机具和技术条件、施工机具和技术条件4、环境条件及当地桩基工程经验、环境条件及当地桩基工程经验二、桩型、截面和桩长的选择二、桩型、截面和桩长的选择 1 1、确定桩长：选择确定桩长：选择坚实土（岩）层坚实土（岩）层作作为为桩端持力层桩端持力层。 对于对于10层以下的房屋，如果在桩端层以下的房屋，如果在桩端可达的深度内无坚实土层时

9、，也可选择可达的深度内无坚实土层时，也可选择中中等强度的土层等强度的土层作为持力层。作为持力层。 桩端进入坚实土层的深度桩端进入坚实土层的深度 n粘性土、粉土粘性土、粉土不宜小于不宜小于2倍桩径；倍桩径；n砂类土砂类土不宜小于不宜小于1.5倍桩径倍桩径；n碎石类土碎石类土不宜小于不宜小于1倍桩径倍桩径。 桩端下坚实土层的厚度的限定桩端下坚实土层的厚度的限定 桩端以下桩端以下坚实土层坚实土层的厚度，一般不宜小于的厚度，一般不宜小于4 4倍桩径倍桩径。 穿越软弱土层而支撑在倾斜岩层面上的桩穿越软弱土层而支撑在倾斜岩层面上的桩，当风化层厚度小于当风化层厚度小于2 2倍桩径倍桩径时，桩端应进入新鲜时，

10、桩端应进入新鲜或微风化基岩。或微风化基岩。 端承桩端承桩嵌入微风化或中等风化岩体的深度不嵌入微风化或中等风化岩体的深度不宜小于宜小于0.5m0.5m，以确保桩端与岩体接触。，以确保桩端与岩体接触。 嵌岩桩或端承桩嵌岩桩或端承桩桩底下桩底下3 3倍桩径倍桩径范围内应无范围内应无软弱夹层、断裂带、洞穴、和空隙的分布。软弱夹层、断裂带、洞穴、和空隙的分布。 打入桩的入土深度应按所打入桩的入土深度应按所设计的桩端标高设计的桩端标高和和最后贯入度最后贯入度两方面控制。两方面控制。 最后贯入度最后贯入度是指打桩结束以前每次锤击的沉是指打桩结束以前每次锤击的沉入量，通常以最后每阵（入量，通常以最后每阵（10

11、击）的平均贯入量击）的平均贯入量表示。表示。 打入桩入土深度的限定打入桩入土深度的限定确定承台底面标高确定承台底面标高n结构要求结构要求n方便施工方便施工n季节性冻土季节性冻土上的承台埋深，应根据地基土上的承台埋深，应根据地基土的冻胀性考虑，并应考虑是否需要采取相的冻胀性考虑，并应考虑是否需要采取相应的防冻害措施。应的防冻害措施。n膨胀土的承台膨胀土的承台，其埋深选择与季节性冻土，其埋深选择与季节性冻土类似。类似。三、桩的根数和布置三、桩的根数和布置1.桩的根数桩的根数RGFn 偏心受压时，对于偏心距固定的桩基，如果偏心受压时，对于偏心距固定的桩基，如果桩的布置使得桩的布置使得群桩横截面的重心与荷载合力作用群桩横截面的重心与荷载合力作用点重合点重合，则仍可按上式估算桩数，否则，桩的根，则仍可按上式估算桩数，否则，桩的根数应按上式确定的增加数应按上式确定的增加10%20%。 对桩数超过对桩数超过3根的非端承群桩基础根的非端承群桩基础，在求得基桩承载力设计值后应在求得基桩承载力设计值后应重新估算桩重新估算桩数数，如有必要，还要通过，如有必要，还要通过桩基软弱下卧层桩基软弱下卧层承载力承载力和和桩基沉降验算桩基沉降验算才能最终确定。才能最终确定。 2.桩的间距桩的间距 桩的间距（中心距）一般桩的间距（中心距）一般采用采用34倍桩径倍桩径。间距太大会增加承台的。