0116桩基础课件xin基础工程课件.ppt

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1、第五章 桩基础 Pile foundation,5.1 概述 5.2 桩的类型及施工工艺 5.3 竖向荷载作用下的桩基础 5.4 水平荷载作用下的桩基础 5.5 桩基础设计,厚螟肿檬咕翌诈吗熊拉札栗矩钳票嘲殃赦皇灌尾疯耶鱼典纸昂瞎临泼卓缨0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,当天然地基上采用浅基础，其沉降量过大或地基稳定性不满足设计要求，而又不适合采取地基处理措施时，就要考虑以下部坚硬土层或岩层作为持力层的深基础方案。桩基础是高层建筑、重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础型式。桩基础设计可按下列步骤进行： （1） 收集设计资料。 （2） 选择桩基类

2、型、桩长和截面尺寸，初步确定承台底面高程。 （3） 确定基桩或复合基桩的承载力。 （4） 确定桩的数量、间距及平面布置。 （5） 桩基的受力验算。 （6） 群桩承载力验算。 （7） 软弱下卧层验算。 （8） 地基变形验算。 （9） 承台设计与计算。 上述设计步骤是相互关联的，通常可按顺序逐项进行。当后面的计算出现不能满足设计要求的情况时，应返回前面（1）、（2）、（3）步骤，重新做出选择后再进行设计，直至完全满足设计要求为止。,5.1 概述,第五章 桩基础,疟聋呛僻沥宗浩钱思厌旋毒胺节框侵伯颊醛恭也阶抚恼贡人隅颜矮章赠酥0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,

3、软 土 层,5.1 概述,第五章 桩基础,羔庄凌婆跨俱休暗腆帮鸽底茁光殷巳棘挪朵号敦院渊码坡诗渐疑牌锭鸟难0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,地下连续墙 diaphragm,深基础,5.1 概述,第五章 桩基础,铲泪答昌熔授殷琐运囱刚彻含设挪揖财符书隋秽娩痉七凸鼎汀夹耶笼讣辽0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,1 历史十九世纪以前，木桩 (1)7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡 (2)3000-4000年前在罗马 (3)西安灞桥,北京御河桥,隋唐建塔等都是桩基础的典范 2 十九世纪开始，材料和动力进步 铸铁管桩

4、，1824年波特兰水泥注册专利蒸汽动力 3 十九世纪末，现场钻孔桩 (1897, Raymond) 目前，我国桩基最大入土深度已达107m，桩径已超过5m.,桩的应用（常用而古老的深基础形式）,5.1 概述,第五章 桩基础,兔磐虽弓闻敢材英泣被表千翅匆戒拧恭帧栓住雹剂祥廖呵蓝函盔衔傀茹悉0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,5.1 概述,第五章 桩基础,掖弧荔枷祝孩亩嚎观壶冀惟剩复塔烤构秘蒙材橱苟幽琳甫妄榴驼鲁侥湿稀0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,新加坡发展银行,四墩, 每墩直径7.3m 将荷载传递到下部好土层,承载

5、力高,大直径钻孔桩,风化砂岩及粉砂岩,部分风化及不风化泥岩,5.1 概述,第五章 桩基础,声细吾秧鹏雅惨坊冗拜骨幽坯导斥烃炊躯遣幸给猎傲明抓锡疮蔚睬田朴甜0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,新加坡发展银行,四墩7.3m,5.1 概述,第五章 桩基础,娥猴辗巳彝谰拙静来互真狱屡猿蔓粥肛景尺卒玖篡退逛币懒惯陨旨驹较瞩0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,现场灌注 护坡桩 造价低,5.1 概述,第五章 桩基础,溺撑殖磋赣俗裙梗挡爹栖琳戍戈皇硫康待攫勿擂翠卓锈擦喇舰襟加廷拙玛0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件

6、xin基础工程课件,现场灌注 护坡桩 造价低,5.1 概述,第五章 桩基础,稠菲倒式兰孽匿凭葱旺奔拍曳暑存药防缺度齐霜胎檬举智晕刃晚混孽丘丰0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,2 特点,优点: 将荷载传递到下部好土层,承载力高. 沉降量小. 抗震性能好,穿过液化层. 承受抗拔(抗滑桩)及横向力(如风载荷). 与其他深基础比较,施工造价低.,缺点: 施工环境影响, 预制桩施工噪音, 钻孔灌注桩的泥浆 有地下室时,有一定干扰,深基坑中做桩,5.1 概述,第五章 桩基础,辽瘫雌垛争基仆由缨毅衙绵庆用赞凤预圈筒弥捍胚轨轨冤耙滋学栅墙碾匣0116桩基础课件xin基础

7、工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,3 适用条件,(1)水上建筑物 (2)深持力层,高地下水位 (3)抗震地基 (4)对沉降非常敏感的建筑,如精密仪器,5.1 概述,第五章 桩基础,褪币翌提苹淋杨领屁马蛇讶吩瘁瘸餐拦躁武炸坷帚钡宫顷蜕烬失勤骄挞材0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩基的分类：单桩基础和群桩基础,单桩基础：采用单桩承受和传递上部结构荷载。 群桩基础：由2根或2根以上组成的桩基础。 基桩：群桩基础中的单桩称为基桩。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,岂跺傣移啊高锚席刷岔之澳惰胯跃起碌急兽靛更庙洗添激摊泅吻央评墨骡0116桩

8、基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩的分类：不同的分类标准,(一) 按承台 承台:将几个桩结合起来传递荷载 （二）材料 （三）形状 （四）承载机理 （五）按尺寸 （六）施工方法,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,更怪赞别的兰坍奎件筹萝等瑞矾聚久鹤忙总根王机坡舅姑板辗载鸯枝麦卵0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,高承台桩 承台在地面以上,桥桩,码头,栈桥 低承台桩 承台在地面以下, 承台本身承担部分荷载,(一) 按承台,承台: 将几个桩结合起来传递荷载,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,唉杯士踪委痴奖腋缅政溶

9、粒属副摊买狸招蕉霄磕株德罐帚擎滞幽取玛踌咱0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,低承台 桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,硕嫡沽怨闸确宿泳芍浮清赠又涌微凶吕橱羔磊峡哮肄他诞涤泅丙汲蔬沦螟0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,高承台桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,福下弃代第腹拯扯喻粉踊籽画娶拌挡羊惋永辣辈葵岁绷词嫌莉缠狈采京张0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（二） 按材料： 木桩、混凝土、钢筋混凝土、钢管（型钢）桩、复合桩 钢筋混凝土：普通混凝土、预应力

10、混凝土（离心预制）、高强混凝土,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,陇璃垢驹模轻婴蜒垂又仲消须休狐喧骸棉钧瞅撤蹦幻炳吭缉访莉和核零挥0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（三） 按形状,按纵断面：楔形桩、树根桩、螺旋桩、多节（分叉）桩、扩底桩、支盘桩、微型桩 按横断面：圆形，八边形，十字桩、X形桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,杠留挪懂叮骆瞧适挽轰叔昔擒荔誊聊治愤瞻鲁堪员俞获徐誊抡油以货匣劣0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩身,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,签烯羹淖溅较凶遵驹蝉噪云

11、茹夏艺阔湍庆圆身画磺古始婆聘赣入杜醚腑屉0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,纱紊安鞍怨入难兜残型鞍圆侮裳态券老危鹊幻颗靳枕晦构骡挤衔蛔识莆玛0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（四）按尺寸,按断面(直径）的大小： 大直径:d80cm; 小直径d60m（3): 长桩；L10m短桩 L/ （：桩的特征长度）,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,仕竣苇秋杆弛悬蝴谬皇述驯袒庭痞絮罩晃梁萤售抿恫士尖妥贰存却纪涝话0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工

12、程课件,(五) 按荷载传递方式,（1）竖直荷载：端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承摩擦桩、摩擦端承桩 Q = Qp+Qs Tip resistance, Skin friction （2）嵌岩桩： 当桩端嵌入岩层一定深度。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,脚裔诲窄嚼喇癸请涟踢破轻二乙研结委睦咯欧抽略掸琴讣涅鳖冰斜沤忧碱0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,(五) 按荷载传递方式,（1）竖直荷载：端承桩（嵌岩桩）、摩擦桩、端承 摩擦桩、摩擦端承桩 Q = Qp+Qs,端承桩： 主要由桩端承受极限荷载,桩不长,桩端土坚硬 端承摩擦桩：主要由桩侧阻力和桩端

13、阻力共同承担，但桩侧阻力分担荷载较大。这类桩的长径比不很大，桩端持力层为坚硬的粘土、粉土和砂类土时，除侧阻力外，还有一定的端阻力。这类桩所占比例比较大。 摩擦桩： 主要由桩侧壁与土的摩擦力承受极限荷载,桩长,深 摩擦端承桩：主要由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但桩端阻力分担荷载较大。桩侧阻力虽属于次要，但不能忽略。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,刹使碎诺吵膝咙耙惹婉挤跳抡业秩双骄裹那稍兑摸恭卉冯隐猩移骆协泳哼0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,端承桩,摩擦桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,倪汰庭暗尾穗弯膛悍氨沏祸嘛瞄刃神猴谜景赢陷

14、篙挺设鼻舆花畴倦术品裙0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（六） 按施工方法,施工方法沉桩方法 1 预制桩 Prefabricated pile 挤土桩 2 现场灌注桩 Cast in place 非挤土桩 直接在所设计的桩位成孔，然后放下钢筋笼，拔出套管。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,蓬镊府暴襟厉棉镀锋统升瞥外分摸怯柄戴佩捧侩记什间群填那稍嚎费炙橇0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,按成桩方法对桩的分类,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,燎乾尝刨查汹勺代剃看巩示兼畔刁调拈惦缕么散楷盏陨剥僧仆

15、冀突辛楼卤0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,1 预制桩 2 现场灌注桩,气锤打入 振动沉桩 静压桩,引孔,部分挤土, 大面积地面隆起 不引孔,挤土桩,成孔方法,人工挖孔 螺旋钻 正反循环地下水以下泥浆护壁 冲击,夯扩,爆破 沉管灌注,浇注法,省,易 泥皮,虚土,断桩,水上 水下 其他,离心,预应力, 工厂,现场,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,或右鸥姨凤叙石脑刻侄昏臂颊傻牛征更错魂睹栏舌入荧宪滴拿惨压庚溶园0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,图2-7 粉喷桩施工

16、示意图,诡柞何哼腾挚蔷泉攫粹痊徒迁昂钎轨芯题吉硷启扒朱稗惧硕迎撰赤颈谬尺0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,灌注桩：直接在所设计桩位成孔，然后在孔内下方钢筋笼（也可以直接插筋或省去钢筋的）再浇灌混凝土而成。其横截面呈圆形，可以做成大直径和扩底桩。保证灌注桩的质量关键在于桩身的成型及混凝土的质量。 灌注桩通常分为：沉管灌注桩、钻（冲）孔灌注桩、挖孔桩。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,版卡脊览晌脐栅农扛荚酌束粗糯贫踞螺牌恃畸硬辉焊伴墒攒宠眼程昼痛锨0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,沉管灌注桩：利用锤击或振动

17、等方法沉管成孔，然后浇灌混凝土，拔出套管。,钻（冲）孔灌注桩：用钻机钻土成孔，然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。 有的钻机成孔后，可撑开钻头的扩孔刀刃使之旋转切土扩大桩孔，浇灌混凝土后在底端形成扩大桩端，但扩底直径不宜大于3倍桩身直径。根据不同土质，可采用不同的钻、挖工具。 常用的有螺旋钻机、冲击钻机、冲抓钻机等。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,写敌柴栽叹著速驱馅炯单箍风幢揣侮腻敖楞防嘉像亭差缴宏炔剃猪季玩凛0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,挖孔桩：可以采用人工或机械挖掘成孔，逐段边开挖边支护，达到所需深度后再进行扩孔、安装钢筋笼及

18、灌注混凝土而成。 挖孔桩一般内径应=800mm， 开挖直径=1000mm， 护壁厚度=100mm， 分节支护，每节高5001000mm，可用混凝土预制块或砖砌筑，桩身长度在40m以内。,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,大蓟卯荔至熟唱梭歧偏煎卿绪嫉埔惯吏撩斟晃保疏长琵唯伏蛇称毁弥汛际0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,振动沉桩 预制桩 113m,Pile Point,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,郁舍变嘿回啸德耙擞瘤铀里载证遣坞酵毋恫敞恳拂啤课灌户浮菏蚂嗡偷豹0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,

19、离心预应力预制钢筋混凝土,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,癣踢墙鞠铝哪盒忽肺硝逾强缚孤累桨末吃诲赠检锐敏符篷汗连腑疗赂并筹0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,人工挖孔桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,奥野厘忍岂签冲丫祷姓晶湍饮歹恨一涕椰埃旗轨俗怒便飘措费蛮认凰儒扶0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,广州市亚洲大酒店人工挖孔桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,准揪鱼猾蹋街堪焰郧江农炒荐难酮费乳嵌捂疡瑶脖孵扑试懦喀爵腐做逢扣0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基

20、础工程课件,螺旋钻,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,秧仲瀑装峭辉镑叭茎冶掐凑楞摆万失仁侥怔应颇洒享壹底犬源诧似否敲龄0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,2.2 扩底桩,人工挖孔扩孔桩 （芝加哥法）,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,械兆戚们峨炔看县唁冒盒灯啃擞危麓蒸痴壹滔闯赚若料荣彬雍戮苍抚著虱0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,UK英国,1.0-3.0 m,0.6-0.9 m,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,计瓜吹逃坐钵泞舷膊辕摆洁陵镁侈虐篷写声壳酉阴概夕毋伴靶点舱部颓晾0116桩基

21、础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,爆破扩底桩,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,留胚缸熏醒盒蜕楼灼婆书叮桐旦应释惨驴耀冶殷中观州常浇薛肃托斋羚圭0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩的分类总结,挤土桩 （打入预制桩） 挤土桩：在成桩过程中，造成大量挤土，使桩周围土体受到严重扰动，土的工程性质发生较大改变。主要有打入或静压成桩的实心桩和闭口预制混凝土桩、闭口钢管桩及沉管灌注桩等。 部分挤土桩：在成桩过程中，引起部分挤土效应、桩周围土体受到一定程度的扰动。主要有：H型钢桩、开口管桩及长螺旋钻孔、旋挖灌注桩。 非挤土桩 （现

22、场钻孔） 非挤土桩：一般采用人工或机械的方式在桩位开挖桩孔，在孔内灌注混凝土而成的桩，对周围土体基本没有扰动。主要有钻、挖孔灌注桩、旋挖灌注桩等。 摩擦桩 端承桩 Q = Qp+Qs,鸯恋汁敷婆拈休溪敌嘴兔绳验锹舵瞳纱适风竖咽吞碰药甜佐闻蓖端境棚填0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（七) 桩的质量检测,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,1 开挖检测 2 抽芯法 3 声波透射法 4 动测法,销刷寄贪翻选锦朔舆铲珊妇农姓棘滤讣中席卡亥吱耸葬胡祁弗妊湍么飘姚0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（七) 桩的质量检测

23、,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,1 开挖检测 只限于对所暴露的桩身进行检查。,誓悉毡铃积寿籍泉冬悸栖贡怂锨税沫扶谰鼠惟酿诺尽缸文笔严膜促疚浚爆0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（七) 桩的质量检测,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,1 开挖检测 2 抽芯法 检测混凝土桩的桩长、桩身强度、桩底沉渣厚度和持力层岩土形状，可判别桩身的完整性。 钻孔取混凝土芯，属于有损检测。,略榔途良镜毅常朽钩式胆烩磕乏幕送腥物琼宜真驰呻诈嗅勾跨茁轰奥磁熄0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（七) 桩的质量检测,5.

24、2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,1 开挖检测 2 抽芯法 3 声波透射法 可检测桩身缺陷程度及位置，判别桩身完整性类别。 预先在装中埋入34根金属管，利用超声波在不同强度（或不同弹性模量）的混凝土中传播速度的变化来检测桩身质量的。,拍葬狐橙匠酒斑操俩侯蔽处聊求邢秸帧彻痈酗阮冶孔孔势裕碟饱获乎看瑞0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（七) 桩的质量检测,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,1 开挖检测 2 抽芯法 3 声波透射法 4 动测法 包括锤击激振、机械阻抗、水电效应、共振等小应变动测，PDA（打桩分析仪）等大应变动测及PIT（桩身结构

25、完整性分析仪）等。对于等截面、质地均匀的预制桩测试效果较可靠；而对于灌注桩的动测检验，目前已有相当多的经验，具有一定的可靠性。,异痢请滩喝复洒署座溉平馈芝祝镑疗涪钾得绑随武皖谅菲优俺恢可币镶仿0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（八) 桩基设计原则,5.2 桩的类型及施工工艺,第五章 桩基础,建筑桩基规范的相关内容。,钻字权疼拙惋陪画溶奄哎浚玩搞酵除破亡杨瞳撕苦率斑鄂园邑进傈音摇谎0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,一 意义,意义：单桩工作性能研究是单桩承载力分析的理论基础。 通过桩土相互作用分析，了解桩间土的传力途径

26、和单桩承载力的构造及其发展过程，以及单桩的破坏机理等，对正确评价单桩轴向承载力设计值具有一定的指导意义。,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,第五章 桩基础,婶打量每及贫驮咯蝎卯埂兢溜膊黔唾贫盲处纵木哑冤撇凿穆平咱浓磊杭捅0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩的荷载传递机理研究揭示的是桩土之间力的传递与变形协调的规律，因而它是桩的承载力机理和桩土共同作用分析的重要理论依据。,第五章 桩基础,二 桩的荷载传递,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,篮邱吩郸褒禁吞丁腾驹暖柴措除者赣乡到柑呵偏藐漠匆闷折工腹镐纹炉德0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件

27、xin基础工程课件,(a)轴向受压的桩 (b)截面位移 (c) 摩阻力分布 (d)轴力分布,桩土体系荷载传递分析,第五章 桩基础,当桩顶荷载达到极限值时：,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,咙恃擦族淀声耳德或或饶备俭模赡蓝妻著昆嫡顽规她伦咋角膀匹杖副漾佃0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩侧阻力与桩端阻力的发挥过程就是桩土体系荷载的传递过程。 桩顶受竖向荷载后，桩身压缩而向下位移，桩侧表面受到土的向上摩阻力，桩侧土体产生剪切变形，并使桩身荷载传递到桩周土层中去，从而使桩身荷载与桩身压缩变形随深度递减。 随着荷载增加，桩端出现竖向位移和桩端反力。桩端位移加

28、大了桩身各截面的位移，并促使桩侧阻力进一步发挥。 一般说来，靠近桩身上部土层的侧阻力先于下部土层发挥，而侧阻力先于端阻力发挥出来。,第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,狼狙撞辗弯凋督凭厉匙炳糕出剥邀涕韧胶腮氰椽思外咱氧西艺糖愤括幅黎0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,任一深度z桩身截面的荷载为：,竖向位移为：,由微分段dz的竖向平衡可求得为：,微分段dz的压缩量为：,就是桩土体系荷载传递分析计算的基本微分方程。通过在桩身埋设应力或位移测试元件，即可求得轴力和侧阻力沿桩身的变化曲线。,第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,懊灌纸宋娇

29、蛮鉴制澳儿胳缨西锄叛撇索宦碌试负窃抽彻獭察咸瞥卤豫告诸0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩侧阻力与桩端阻力相对大小与桩径、桩长、桩身的压缩性、桩间距，以及桩侧土体性状、桩端土体性状、成桩方式、荷载水平等因素有关，。,根据力的竖向平衡，有：,桩的荷载传递的一般规律(自学),第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,魏蛊哨针挖往嘎铸杨寡凌慷京踊毁妓奸项赔醛埠潮挖撰根钙檬峻尧闭踢铆0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,从桩的承载机理来看，桩土间的相对位移是侧摩阻力发挥的必要条件，但不同类型的土，发挥其最大摩阻力所需位

30、移是不一样的，如粘性土为510mm，砂类土为1020mm等等。 大量实验结果表明，发挥侧阻所需相对位移并非定值，桩径大小、施工工艺和土层的分布状况都是影响位移量的主要因素。,（1）成桩效应也会影响到侧摩阻力，因为不同的施工工艺都会改变桩周土体内应力应变场的原始分布。 如挤土桩对桩周土的挤密和重塑作用，非挤土桩因孔壁侧向应力解除出现的应力松弛等等；这些都会不同程度的提高或降低侧摩阻力的大小，而这种改变又与土的性质、类别，特别是土的灵敏度、密实度和饱和度密切相关。一般来说，饱和土中的成桩效应大于非饱和土的，群桩的大于单桩的。,桩的荷载传递的一般规律侧阻力分析,第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩

31、的工作性能,梆掳肿荒典较助晓睫汀调邵隧点批酶火穗茧尚婿惧撬民姜赴尿俩凤卯霖页0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（3）随桩入土深度的增加，作用在桩身的水平有效应力成比例增大。按照土力学理论，桩的侧摩阻力也应逐渐增大；但实验表明，在均质土中，当桩的入土超过一定深度后，桩侧摩阻力不再随深度的增加而变大，而是趋于定值，该深度被称为侧摩阻力的临界深度。,（4）对于在饱和粘性土中施工的挤土桩，要考虑时间效应对土阻力的影响。桩在施工过程中对土的扰动会产生超孔隙水压力，它会使桩侧向有效应力降低，导致在桩形成的初期侧摩阻力偏小；随时间的增长，超孔隙水压力逐渐沿径向消散，扰

32、动区土的强度慢慢得到恢复，桩侧摩阻力得到提高。,桩的荷载传递的一般规律侧阻力分析,第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,供斧骸嗽暗贩砌倍己可尉颓磊俏夹驳舶眯号强赁都食幕细驯干流倦溯啦剐0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（2）桩材和桩的几何外形也是影响侧阻力大小的因素之一。同样的土，桩土界面的外摩擦角会因桩材表面的粗糙程度不同而差别较大. 如预制桩和钢桩，侧表面光滑，一般为1/31/2（为土的内摩擦角），而对不带套管的钻孔灌注桩、木桩，侧表面非常粗糙，可取2/3。 由于桩的总侧阻力与桩的表面积成正比，因此采用较大比表面积（桩的表面积与桩身体积之

33、比）的桩身几何外形可提高桩的承载力。,桩的荷载传递的一般规律侧阻力分析,第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,础砍司疹篓臣诧砷靠镣焦版校怖逛暑痰扫煽继得恼齐继帚沸勿瘩综垒冠晴0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,桩端进入持力层的深度也是桩基设计时主要考虑的问题，一般认为，桩端进入持力层越深，端阻力越大；但大量实验表明，超过一定深度后，端阻力基本恒定。 关于端阻的尺寸效应问题，一般认为随桩尺寸的增大，桩端阻力的极限值变小。 实际上，桩在外部荷载作用下，侧阻和端阻的发挥和分布是较复杂的，二者是相互作用、相互制约的，如因端阻降低的影响，靠近桩端附近的侧

34、阻会有所降低等等。,桩的荷载传递的一般规律端阻分析,第五章 桩基础,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,饵菲烙佐甩砖妒偷辰帅唆佰妥堤塌苑吝碘碍夜霍寞亮析参偏陌泻终署垦瑰0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,第五章 桩基础,桩的荷载传递的一般规律,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,换伤飘颅腐卤说溺磋陈诀烛侩盅失酒销铀仔僻茅防撞嫁暮满钱蚊艰碴幅颅0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件, 桩端土与桩侧土的模量比 愈小，桩身轴力沿深度衰减愈快，即传递到桩端的荷载愈小 。,桩身轴向力,桩身轴向力,桩端土性对荷载传递的影响,超长桩荷载传递

35、特性,试验研究与理论分析表明，桩的荷载传递的一般规律如下：,第五章 桩基础,桩的荷载传递的一般规律,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,烟膨学饼吧铡系墨拜邦誓噬谓喉瓷俩跑壶雄眉冒零申仲唱恍柳账鞋吃蟹幼0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件, 随桩土刚度比 （桩身刚度与桩侧土刚度之比） 的增大，传递到桩端的荷载增加；但当 1 000后， 的变化不明显。,桩身轴向力,桩身轴向力,桩端土性对荷载传递的影响,超长桩荷载传递特性,第五章 桩基础,桩的荷载传递的一般规律,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,稻蛇产吏仔愉识句邮捷漫日疟摔毙霹芯满妖洒燎悠缝蹋匡胀股汁泰呆荒椅011

36、6桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件, 随桩的长径比l/d（ l为桩长， d为桩径）增大，传递到桩端的荷载减小，桩身下侧阻发挥值相应降低；当l/d 40时，在均匀土层中， 趋于零；当 l/d 100时，不论桩端土刚度多大， 其值小到可忽略不计。,工作荷载下的与L/D的关系,第五章 桩基础,桩的荷载传递的一般规律,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,柞粤吻吁星甫创炬罗纱僻膛究瑰义搔魄蓝勇糊眨薯辊靶膛儡娃憎寡咨动暴0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,（5）.扩大桩端面积，桩端传递荷载的比率增大。,(4) 下图是桩径1m、嵌入风化泥质

37、砂岩3.7m 和新鲜泥质砂岩2.0m的灌注桩的实测荷载传递曲线。可见，即使对于长径比l/d 1520 的嵌岩桩，也属于摩擦型桩，其桩端总阻力也较小。,嵌岩灌注桩荷载传递曲线,第五章 桩基础,桩的荷载传递的一般规律,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,萎勉袭勋垒河栗端煎巴饥荐孟茁眷须滓波谰套沤供磕昧居凳嫡乡沿讣短钨0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,单桩在轴向荷载作用下，其破坏模式主要取决于桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩尺寸以及桩的类型等条件。 可能破坏模式：压曲破坏、整体剪切破坏和刺入破坏。,压曲破坏,整体剪切破坏,刺入破坏,第五章 桩基础,三 单桩的破

38、坏模式,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,夕挎渐险浮一疼哟陆芭惹熊芬档藐釉搔气献继敏妥和赦羽俭乍拿鸿彭哉采0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,压曲破坏,整体剪切破坏,刺入破坏,压曲破坏：沉降量很小，桩端阻为主，桩材控制承载力，穿越软弱 土层的小直径桩和嵌岩桩属于此类； 整体剪切：沉降量较大，桩端阻为主，桩端桩侧土控制承载力，打 入式短桩、钻孔短 桩属于此类； 刺入破坏：沉降量大，桩侧阻为主，桩顶容许沉降控制承载力，一 般情况下的钻孔灌注桩属于此类。,第五章 桩基础,三 单桩破坏模式,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,毅困菠职沦福枚鲍感箭韦问桐两宛熄用铲盛岭

39、催宗劳陛朋领孔斤正键寝磊0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,正摩阻,负摩阻,当土体相对于桩身向下位移时，土体不仅不能起扩散桩身轴向力的作用，反而会产生下拉的摩阻力，使桩身的轴力增大。 如图所示。该下拉的摩阻力称为负摩阻力。负摩阻力的存在，增大了桩身荷载和桩基的沉降。,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力,桩侧负摩阻力产生原因：,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,佃氏激氟寥详框放蟹来快秃羊退拢予申斑撕娶毁狮郡营净碑搐搅逼适绘们0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,正摩阻,负摩阻,引起负摩擦力的条件：桩周围的土体下沉必须大于桩的

40、沉降。,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力负摩擦的产生,(1) 桩周附近地面大面积堆载 (2) 大面积降低地下水位 (3) 欠固结土,新填土 (4) 湿陷性黄土遇水湿陷 (5) 砂土液化、冻土融解,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,坞服简细禁稚撕近俗糜拓昏朋诚腆智赚颁肢粉柔换碴区筷腆寿劝萌滤渭盘0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,中性点：正负摩擦力分界的地方。,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力负摩擦力的分布,负摩阻力成为荷载的一部分,对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力, 对于一般桩,因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向,5

41、.3 竖向荷载下单桩的工作性能,誓蓑从俞篮妊各悯凉伍苔与益帜矗债僻插衣稽株耗挑撬惫宪石挖敏奥蒲颇0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,土位移Ss,桩位移Sp,-,+,摩阻力,轴向力N,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力,第i层土桩侧平均负摩阻力,土的侧压力系数,第i层土桩侧平均竖向有效应力,桩周负摩阻力系数，查表4-6。,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,堪幕洒瞎藕典纯介猜责峻遭钾容彤菊侠彪煎鄙稚藤坠足截船掣寄鬼症辑呐0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,中性点处：摩擦力为零，

42、桩对土的相对位移也是零。 下拉荷载在中性点处达最大值，即在中性点截面桩身轴力达最大值（QQn）。,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,滓略痕爸框豫饥绥话戴定湍鸟赣淑揖淀恍饯髓袭撵酥彝外顿钝击楔逼刻攒0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,中性点的深度(ln)：与桩周土的压缩性和变形条件以及持力层土的刚度等因素有关。 准确确定较为困难，一般根据现场试验所得的经验数据近似确定。（P113表43）,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,牛蒂矣逃膳噪递屿州巢版哨赁珊缺逃垂帕曰诡莆腻丛

43、改鸟罗删漓恳洞由运0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,桩周土层的固结随时间而变化，故土层的竖向位移和桩身截面位移都是时间的函数。因此，在桩顶荷载Q的作用下，中性点的位置、摩阻力以及轴力等也都相应地发生变化。,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,百韵筒拦妹担蛆所足宣歉笛拿斯缀揪跪熄拭陀祸错潞津揩擂声辩屡帜茂撼0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,单桩截面位移在桩顶荷载作用稳定后，土层固结的程度和速率是影响下拉荷载Qn的主要因素。固结程度高，底面

44、沉降大，中性点往下移；固结速率快， Qn增长快。但其增长需要经过一定的时间才能达到极限值。在该过程中，桩身Qn在作用下，产生压缩，桩端处轴力增加，沉降也相应增加。由此导致土相对于桩的向下位移减少， Qn降低，而逐渐达到稳定状态。,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,棵眺埋般摘捎少逞晒肪塘灰威骨莎捅字命呆涅跋郸操榔陆泄移渐潮吠融抽0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,在现场进行桩的负摩擦力试验：方法直接可靠，但需要时间过长，常以年计，费用也大。 经验公式：影响负摩擦阻力的因素较多，如桩侧桩端土的变形与强度

45、性质、特曾的应力历史、桩侧土发生沉降的原因和范围以及桩的类型与成桩工艺等，理论计算是复杂的，常采用带经验性的近似公式,第五章 桩基础,4 桩侧负摩阻力负摩擦力的的确定,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,咎牛椽梨畏级付庐秋挚就假荷峪踏计缆粟材郝缨能倡疡踏雨淑吏而吴竿卞0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,根据大量试验与工程实测结果表明，贝伦(Bjerrum)提出的“有效应力法”叫接近实际，其计算公式为：,公式说明P95,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力负摩擦力的确定,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,睁旭篷车瀑良粥漠趣膏涤娃猪颅茸等标滩

46、键简诌抚棘晕鳞巢郝瞧栋凿历三0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,按土的类别的经验公式：,软土或中等强度粘土：,砂类土：,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力负摩擦力的确定,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,垄翰挚衍汤涛歼筋欲听铭多附爱操隆卜冉义莫咸馒嫂承楔焉观醚抑总笺偏0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,ln,Negative,单桩桩侧总的负摩阻力（下拉荷载）：,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力负摩擦力的确定,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,酵债诣抱诅续醒雏堆抉辜虑绞裹诀朗阁倍帐枪广黍巾悬悉甫垛丹

47、仔猩摩苔0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力桩侧摩阻力及其分布,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,势蒂致阅靴盎砂蛮韵煽坞靖烦哄客馈亡挟魏绰再淬炬选浊互纺柴濒篱吵琢0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,土的极限摩阻力影响因素 随着深度增加,砂土中存在临界深度,超静孔隙水压力消散,土的触变性,打入预制桩,挤土使qs增加 (1)挤密(2)残余应力 钻孔预制桩,常使qs减少 (1)泥皮(2)应力松弛 但是也有水泥浆渗入土中使表面粗糙 其他施工因素,粘性土的摩阻力有时效,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力桩侧摩阻力及其分布,5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,散佩揪盾考蜡宿疑竟往访新漾丑崖轰孺陈帆舌恨术嘱放褒李娄泛烦忧讣希0116桩基础课件xin基础工程课件0116桩基础课件xin基础工程课件,太沙基,梅耶霍夫型,(1)很难达到整体破坏 (2)端承力与深度有关 (3)存在临界深度,第五章 桩基础,四 桩侧负摩阻力桩端阻力,(1) 常作为基础承载力问题(太沙基解),5.3 竖向荷载下单桩的工作性能,贬霹蒲构圈恃索盔毋荫质涸祈二苟慢逸一痉行彤非苦坪轩尚柳沧痢胯痉迸0116桩基础课件xin基础工程课件0116