4.2 单桩轴向承载机理与容许承载力

1、课程团队：徐长节、胡文韬、耿大新、可文海、陈丹华基础工程学华东交通大学土木建筑学院4 深基础 4.2 单桩轴向承载机理与容许承载力n主讲人耿大新一、单桩轴向荷载传递机理n 桩身承载力发挥过程 桩身上部受到压缩，桩侧产生向上摩阻力 桩身轴力和桩身压缩变形随深度递减 桩身压缩量和位移量增大，桩底土层也因受到压缩而产生桩端阻力 桩端土层的压缩加大了桩土相对位移，从而使桩身摩阻力进一步发挥到极限值桩侧摩阻力的影响因素n相对位移n土的性质p桩侧土的抗剪强度n桩的刚度p刚度较小时，桩顶处桩侧摩阻力较大p刚度较大时，下部桩侧摩阻力大于桩上部n时间因素p土的蠕变效应n土中应力状态p尚未深入研究n桩的施工方法p

2、预制p灌注桩端阻力影响因素p桩底阻力与桩底土的性质、覆盖土层厚度、桩径、桩底作用力、时间及桩底进入持力层深度等因素有关。n深度效应p桩端阻力随着桩端的入土深度变化的特性。单桩轴向受力的破坏模式n在轴向荷载作用下，单桩的破坏模式共三种纵向挠曲破坏整体剪切破坏刺入式破坏单桩轴向承载力容许值的确定n单桩轴向承载力容许值p单桩在轴向荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围之内所容许承受的最大荷载，p它是以单桩轴向极限承载力（极限桩侧摩阻力与极限桩底阻力之和）考虑必要的安全度后求得。p一般情况下可采用规范法，要求更高的情况下采用现场试验法。静载试验法n概念p在桩顶逐级施加轴

3、向荷载，直至桩达到破坏状态为止，并在试验过程中测量每级荷载下不同时间的桩顶沉降，根据沉降与荷载及时间的关系，分析确定单桩轴向承载力容许值。n特点p试验直观可靠，但费时、费力，通常只在大型、重要工程或地质较复杂的桩基工程中进行试验。p试桩可在已打好的工程桩中选定，也可专门设置与工程桩相同的试验桩。试验加载系统n堆载法p在荷载平台上堆放重物加载。p堆载法适用于极限承载力较小的桩。试验加载系统n锚桩法静载试验要点n 分级加载p 试桩加载应分级进行，每级荷载约为预估破坏荷载的1/10-1/15。p 有时也采用递变加载方式，开始阶段每级荷载取预估破坏荷载的1/2.5-1/5，终了阶段取1/10-1/15

4、。n 测读沉降时间p 在每级加荷后的第一小时内，按2、5、15、30、45、60min测读一次，以后每隔30min测读一次，直至沉降稳定为止。n 沉降稳定的标准p 砂性土为30min内不超过0.1mmp 对黏性土为1h内不超过0.1mm规范经验法n1、摩擦桩单桩轴向受压承载力容许值a) 钻（挖）孔灌注桩naik ipri 112Ruq lA q0ra0223mfkqh土类qik (kPa)中密炉渣、粉煤灰4060黏性土流塑IL12030软塑0.75IL 13050可塑、硬塑025透水性土0.700.700.850.85不透水性土0.650.650.720.72t/d0.30.1m00.71.0

5、注：（1）t、d 为桩端沉渣厚度和桩的直径；（2）d 1.5m时，t 300mm；d 1.5m时，t 500mm，且0.1t/d2MPaps上覆土层侧阻力发挥系数mnaprkiiiki12irkis=1i=112RA fuhulcfqc岩石层情况c1c2完整、较完整0.60.05较破碎0.50.04破碎、极破碎0.40.03frk215MPa1530MPa30MPas0.80.50.2n桩端增强系数p&桩侧增强系数sinaik ipsipri 112Ruq lA q土层名称黏性土粉土粉砂细砂中砂粗砂砾砂碎石土s1.31.41.51.61.51.71.61.81.51.81.62.01.

6、51.6p1.51.81.82.01.82.12.02.32.22.42.22.42.22.5d)后压浆单桩轴向受压承载力按桩身材料强度确定单桩承载力n适用条件p桩穿过极软弱土层，支承（或嵌固）于岩层或坚硬的土层上，在竖向荷载作用下，将发生纵向挠曲破坏而丧失稳定性。n计算公式0cdsds0.90Pf Af A关于挠曲系数81012141618202224262878.510.5121415.517192122.52428354248556269768390971.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.563032343638404244464850262829.5313334.536.5384041.5431041111181251321391461531601671740.520.480.440.400.360.320.290.260.23