桩基工程及其检测技术阶段性作业2

中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院
桩基工程及其检测技术课程作业2（共 3 次作业）学习层次：专升本涉及章节：第3章——第5章
一、基本概念
1、桩侧极限摩阻力
2、单桩竖向极限承载力
3、单桩竖向承载力特征值
4、负摩阻力
5、单桩竖向破坏承载力
6、抗拔桩
二、简答题
1、单桩竖向抗压静荷载试验的目的与适用范围是什么？
2、减小打桩挤土效应的措施是什么？
3、负摩阻力产生条件是什么？
4、单桩竖向抗拔静荷载试验的目的是与适用范围什么？试验方法怎样？
5、单桩轴向抗拔极限承载力如何确定？
6、哪些工程需要验算抗拔桩承载力？
参考答案
一、基本概念
1、桩侧极限摩阻力：桩基在竖向荷载作用下，桩身混凝土产生压缩，桩侧土抵抗向下位移而在桩土界面产生向上的摩擦阻力称为桩侧摩阻力，也称为正摩阻力。

2、单桩竖向极限承载力：为桩土体系的竖向荷载作用下所能长期稳定承受的最大荷载。

3、单桩竖向承载力特征值：为单桩竖向极限承载力除以安全系数K。

4、负摩阻力：由于桩周土欠固结等原因导致桩侧土体自己下沉且土体沉降量大于桩的沉降时，桩侧土体将对桩产生与桩位移方向一致即向下的摩阻力，称为负摩阻力。

5、单桩竖向破坏承载力：指单桩竖向静载试验时桩发生破坏时桩顶的最大试验荷载。

6、抗拔桩：承受竖向抗拔力的桩称为抗拔桩。

二、简答题
1、单桩竖向抗压静荷载试验的目的与适用范围是：
(1)确定单桩竖向抗压极限承载力及单桩竖向抗压极限承载力特征值；
(2)判定竖向抗压承载力是否满足设计要求；
(3)当埋设有桩底反力和桩身反力、应变测量元件时，可测定桩周各土层的摩阻力和桩端阻力；
(4)当埋设桩端沉降管，测量桩端沉降量和桩身压缩变形时，可了解桩身质量、桩端持力层、桩身摩阻力和桩端阻力等情况；
(5)评价桩基的施工质量，作为工程桩的验收依据；
单桩竖向抗压静荷载试验适用于所有桩型的单桩竖向极限承载力的确定。

2、减小打桩挤土效应的措施是：
减少打桩挤土的方法主要包括合理的打桩措施、减挤措施和加强挤土监测。

(1)打桩措施。

确定合理的打桩顺序；严格控制打桩节奏和速率。

(2)减挤措施。

重锤轻击；取土植桩；设置防挤沟；设置隔挤孔；设置取土泄压孔；减少空隙水压力；预钻孔沉桩；桩屏蔽减振。

(3)加强打桩监测。

打桩挤土监测主要包括深层挤土委位移、孔压、地下水位以及地面及房屋沉降等内容。

3、负摩阻力产生条件包括：
(1)位于桩周的欠固结软黏土或新近填土在其自重作用下产生新的固结；
(2)桩侧为自重湿陷性黄土、冻土层或砂土，冻土融化后或砂土液化后发生下沉时也会对桩产生负摩阻力；
(3)由于抽取地下水或深基坑开挖降水等原因引起地下水位全面降低，致使土的有效应力增加，产生大面积的地面沉降；
(4)桩侧表面土层因大面积堆载引起沉降带来的负摩阻力；
(5)周边打桩后挤土作用或灵敏度较高的饱水黏性土，受打桩等施工扰动影响使原来房屋桩侧结构被破坏，随后这部分桩间土的固结引起土相对于桩体的下沉。

(6)一些地区的吹填土，在打桩后出现固结现象带来的负摩阻力。

(7)长期交通荷载引起的沉降。

4、单桩竖向抗拔静荷载试验的目的与适用范围：
《建筑桩基检测技术规范》（JGJ106-2003）中规定，对于承受抗拔力和水平力较大的桩基，应进行单桩竖向抗拔承载力检测。

检测数量不应少于总桩数的1%，且不应少于3根。

单桩竖向抗拔静荷载试验主要的目的包括以下三个方面：
(1)确定单桩竖向抗拔极限承载力及单桩竖向抗拔承载力特征值；
(2)判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求；
(3)当埋设有桩身应力、应变测量元件时，可测定桩周各土层的抗拔摩阻力。

单桩竖向抗拔静荷载试验主要的适用范围是能达到试验目的的钢筋混凝土桩、钢桩等。

试验方法：一般采用慢速维持荷载法，有时结合实际工程桩的荷载特性，也可采用多循环加卸载法。

此外，还有等时间间隔加载法，等速率上拔量加载法以及快速加载法等。

5、单桩轴向抗拔极限承载力如何确定？
《建筑基桩检测技术规范》(JGJl06—2003)对确定单桩竖向抗拔极限承载力方法作了如下规定：
(1)根据上拔量随荷载变化的特征确定：对陡变型U～δ曲线，取陡升起始点对应的荷载值。

(2)根据上拔量随时间变化的特征确定：取δ～lgt曲线斜率明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值。

(3)当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时，取其前一级荷载值。

另外，当作为验收抽样检测的受检桩在最大上拔荷载作用下，未出现上述第三条的情况时，可按设计要求判定。

单位工程同一条件下的单桩竖向抗拔承载力特征值应按单桩竖向抗拔极限承载力统计值的一半取值。

当工程桩不允许带裂缝工作时，取桩身开裂的前一级荷载作为单桩竖向抗拔承载力特征值，并与按极限荷载一半取值确定的承载力特征值相比取小值。

6、需要验算抗拔桩承载力的工程有：
在一些特殊的工程条件下，需设置抗拔桩，或需要验算桩的抗拔承载力，一般有如下几个类型：
(1)高层建筑附带的裙楼及地下室的桩基础；
(2)高耸铁塔、电视塔、输电线路、海洋石油平台下的桩基础；
(3)码头桥台，挡土墙，斜桩；
(4)特殊桩基，抗震桩，抗液化桩，膨胀土、冻胀土桩；
(5)桩的静载荷试验中的锚桩等。

桩基承受上拔力的情况有两类，设计的要求不完全一样。

一类是恒定的上拔力，如地下水的浮托力。

为了平衡浮托力，避免地下室上浮，需要设置抗拔桩，完全按抗拔桩的要求验算抗拔承载力、配置通长的钢筋、设置能抗拉的接头等。

另一类是在某一方向水平荷载作用下才会使某些桩承受上拔力，但在荷载方向改变时这些桩可能又承受压力，设计时应同时满足抗压和抗拔两方面的要求，或按抗压桩设计并验算抗拔承载力。