【精品】影响单桩竖向承载力的主要因素共15页
桩竖向极限承载力PPT课件
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• 桩侧摩阻力沿桩身的分布受多种因素（如桩 的类型、沉桩方法、土的种类及性质等）的影响。 根据试验研究结果得出：
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一般粘性土中的桩，其摩阻力沿桩身分布的
形状，常近乎抛物线，在桩顶处摩阻力为零，桩
身中段处的摩阻力则比桩的下段大（图4－9c ）。
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• 而在砂土中的桩，其摩阻力从地面开始约5～ 20倍桩径（打人桩约为10～20倍桩径；灌注桩约 为5～10倍桩径）范围内随深度增加而增大。深 度更大处的摩阻力则接近均匀分布或逐渐减小。
Hcp随砂的相对密度Dr和桩径的增大而增大， 随覆盖压力p0的增大而减小。 qpl随砂的相对密度 Dr的增大而增大，而与桩径和覆盖压力p0无关。
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但端阻力将受其下存在的软弱下卧层影响而降低， 端阻的临界厚度tc主要随砂的相对密度Dr和桩径d的增 大而增大。
在上海、安徽蚌埠对桩端进入粉砂不同深度的打 入桩进行了系列试验表明：
• 对于一般摩擦桩，当顶部作用有竖向荷载Q时， 其桩顶位移S0一般由两部分组成，一部分为桩端下 沉量sp，它包括由桩侧荷载引起的桩端以下土体压 缩和桩尖刺人桩端土层而引起的桩身整体位移；另 一部分则为桩身材料在轴力N作用下产生的压缩变形 Ss（见图4－9b），可表示为S0＝ SP十Ss 。
• 为了解桩侧摩阻力qs与轴力N和桩身截面位移s 的关系，可进行专门的试验研究。例如图4－9（a） 所示为一根试验单桩，长度为L，截面积为A，周长 u，可预先沿桩身不同截面埋设应力计，测出各截面 的应力，从而可算出各截面轴力N（z）沿桩身z的分 布曲线。显然，当摩擦阻力qs方向向上时， N（z） 将随深度的增加而减小。例如图4－9（d）所示。
中性点的深度Ln与桩周土的压缩性和变形条件及 桩和持力层土的刚度等因素有关，理论上可根据桩的 竖向位移和桩周土的竖向位移相等处来确定，但实际 上准确确定中性点的位置比较困难。
钻孔灌注桩竖向承载力影响因素
钻孔灌注桩竖向承载力影响因素钻孔灌注桩作为一种常见的基础形式，其竖向承载力对于建筑物的稳定性和安全性至关重要。
影响钻孔灌注桩竖向承载力的因素众多，下面我们就来详细探讨一下。
首先，桩身自身的特性是影响竖向承载力的重要因素之一。
桩的直径和长度直接关系到其承载能力。
一般来说，桩径越大，桩与周围土体的接触面积就越大，能够承受的竖向荷载也就越高。
而桩长的增加则可以使桩深入到更稳定的土层中，从而提高承载力。
桩身的材料强度也不容忽视，高强度的桩身材料能够更好地抵抗竖向荷载。
桩周土的性质对竖向承载力有着显著的影响。
土体的类型、密实度、含水量等因素都会改变桩土之间的摩擦力和桩端阻力。
例如，黏性土的黏聚力较大，与桩身之间的摩擦力相对较高；而砂土的摩擦角较大，桩端阻力可能会更为显著。
土体的密实度越高，其提供的侧摩阻力和端阻力就越大，从而有助于提高桩的竖向承载力。
相反，含水量过高的土体可能会导致土体强度降低，削弱桩的承载能力。
桩的施工质量也是一个关键因素。
在钻孔灌注桩的施工过程中，如果成孔质量不佳，如孔壁坍塌、桩孔倾斜等，会影响桩身的完整性和垂直度，从而降低桩的竖向承载力。
混凝土灌注过程中的质量控制同样重要，如果出现混凝土离析、夹泥等问题，会削弱桩身的强度和承载能力。
桩底的沉渣厚度也会对承载力产生影响，沉渣过厚会减小桩端阻力。
桩的布置方式也会影响其竖向承载力。
桩间距过小，可能会导致群桩效应，使得桩与桩之间的土体相互挤压，从而影响侧摩阻力的发挥。
合理的桩间距能够充分发挥每根桩的承载能力，提高整个桩基础的竖向承载性能。
此外，竖向荷载的作用方式也会对钻孔灌注桩的竖向承载力产生影响。
如果荷载偏心过大，会导致桩身一侧的侧摩阻力提前发挥到极限，从而影响整个桩的承载能力。
在实际工程中，还需要考虑地下水的影响。
地下水的存在会改变土体的物理力学性质，降低土体的强度和桩土之间的摩擦力。
同时，地下水的流动可能会对桩基础产生冲刷作用，削弱桩的承载能力。
单桩竖向极限承载力
单桩竖向极限承载力单桩竖向极限承载力是指单根桩在竖向受力作用下所能承受的最大荷载。
在土木工程中，单桩是一种常见的基础结构形式，用于支撑和传递建筑物或其他工程结构的荷载到地基土层中。
了解和计算单桩竖向极限承载力对于设计和施工具有重要意义。
要计算单桩竖向极限承载力，需要考虑以下几个因素：1. 桩的几何形状和尺寸：桩的直径、长度以及顶部和底部的形状对其承载力有直接影响。
通常情况下，桩的直径越大，承载力越大；桩的长度越长，承载力也会增加。
2. 桩材料的强度特性：桩的材料强度直接影响其承载力。
一般情况下，使用的桩材料应具有足够的强度和刚度，以保证桩在受力作用下不会发生破坏或过度变形。
3. 土层的力学特性：土层的力学特性对单桩的承载力也有重要影响。
不同类型的土层具有不同的承载能力和变形特性。
因此，在计算单桩竖向极限承载力时，需要考虑土层的强度、压缩性和侧向约束等因素。
在计算单桩竖向极限承载力时，通常使用经验公式或基于土力学理论的数值计算方法。
其中，经验公式是基于大量试验和实际工程经验总结得出的，具有一定的适用范围和可靠性。
而数值计算方法则基于土力学理论和数值模拟技术，可以更精确地分析和计算单桩的承载力。
在实际工程中，为了确保桩的安全和稳定，通常需要对单桩的竖向极限承载力进行验证。
这可以通过现场静载试验、动力触探试验、桩侧摩阻试验等方法来实施。
通过这些试验，可以获取桩身的变形、桩侧土的摩阻力、桩底土的摩阻力等数据，从而验证计算结果的准确性。
还需要注意的是，在实际工程中，单桩的竖向极限承载力往往不是唯一确定的数值，而是具有一定的概率分布。
这是由于土层的非均匀性、桩与土层之间的相互作用以及试验误差等因素所引起的。
因此，在设计和施工中，需要根据实际情况和工程要求，合理选择安全系数和可靠性指标，以确保单桩的竖向极限承载力满足设计要求。
单桩竖向极限承载力是土木工程中重要的设计参数之一。
了解和计算单桩的竖向极限承载力对于确保工程结构的安全和稳定具有重要意义。
影响单桩水平承载力的主要因素
桩基一般都承受有竖向荷载、水平荷载和力矩的作用，因此在设计中除了要考虑其竖向承载力之外，还必须考虑其承受水平荷载的能力。
与单桩竖向承载力相比，单桩水平承载力问题显得更为复杂。
影响单桩水平承载力的因素很多，包括桩的截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度以及桩顶约束情况等。
（一）桩身强度和刚度桩的直径愈大，桩身材料强度愈高（如桩身为高强度混凝土或钢材等），桩身的抗弯刚度则愈高其抵抗水平荷载的能力就愈强。
对于抗弯性能差的桩，其水平承载能力由桩身强度控制，如低配筋率的灌注桩通常是桩身首先出现裂缝，然后断裂破坏；而对于抗弯性能好的桩，如钢筋混凝土预制桩和钢桩，在水平荷载作用下，桩身虽然未断裂，但当桩侧土体显著隆起，或桩顶水平位移大大超过上部结构的允许值时，也应该认为桩已达到水平承载力的极限状态。
（二）桩侧土质条件桩侧土质愈好，其水平抗力愈大，或地基上水平抗力系数愈大，桩的水平承载能力就愈高，尤其是桩侧表层土（3~4倍桩径范围内）的承载能力极大地影响桩身的水平承载力。
因此，当表层土较差时，一般应采取回填碎石潘实等改良加固表层土的方案进行处理，可较大地提高桩身的水平承载力。
（三）桩顶约束条件地基土的水平抗力系数随桩身水平位移的增大呈指数衰减。
因此，对桩顶水平位移的约束愈好，则桩侧土的水平抗力愈大。
建筑桩基桩顶与承台连接的实际工作状态介于刚接与铰接之间，这是由于桩顶嵌入承台长度较短（5~10cm），承台混凝土为二次浇注，桩顶主筋锚入承台为30dg，在较小水平力作用下桩顶周边混凝土出现塑变，形成传递剪力和部分弯矩的非完全嵌固状态，其既能减少桩顶位移（相对于桩顶自由情况），又能降低桩顶约束弯矩（相对于完全嵌固情况），重新分配桩身弯矩。
（四）桩的入土深度随着桩的入土深度增大，桩侧土将获得足够的嵌固作用，使地面位移趋于最小。
当桩的入土深的较小时，桩侧土嵌固作用不足，地面位移很可能大到为上部结构所不容许，同时桩底也有相当大的力矩和位移，而要求桩底土对其有足够的嵌固能力。
单桩承载力不满足设计要求原因有几个方面
单桩承载力不满足设计要求原因有几个方面单桩承载力不满足设计要求，承载力缺陷的原因主要有以下几个方面：（1）勘察报告提供的qs、qp参数不准确一些勘察单位提供的桩基参数过高，若设计单位据此开展桩根底设计，有可能造成单桩承载力缺陷。
如果提供的桩基参数过低，但试桩所得单桩承载力又很高，如何选择合理的单桩承载力就很困难。
（2）持力层起伏较大，施工单位双控较难预应力管桩优点是桩身强度高，为了经济节约，没汁时应在桩身强度允许的范围之内，使土的强度，即qs、qp充分的发挥。
一般选择较硬土层作为桩端持力层，如中密以上状态的砂层、卵石层和强风化岩作为桩端持力层。
由于勘察手段不合理或取样间距过大，对持力层的起伏未查清，因此虽然设计要求采取双控，但施工单位很难把握，往往控制设计深度到了，而锤击贯入度或油压值达不到；或锤击贯入度或油压值到达了，而设计深度不到。
为此，建议地勘单位能提供一定精度的桩端持力层的等深线图。
（3）预应力管桩挤土效应造成桩体上浮对于无桩靴的预应力管桩，桩体排开的土体不可能全部进入管桩腔内或被压缩，实测说明进入管桩内的土芯长度只能到达桩长的1／3，挤土效应是很明显的。
而有桩靴的预应力管桩挤土效应更大。
挤土效应会使桩体上浮，对于长桩，由于桩下部进入硬土层较深，发挥嵌固作用，上浮不明显，而短桩比长桩更易发生桩体上浮事故。
对于高层的核心筒群桩部位，因为群桩布桩挤土效应就更明显，造成打桩后土体隆起20至30cm，甚至达40—50cm。
如果桩段之问焊缝质量不好的话，挤土效应会造成焊缝拉裂现象。
桩体上浮将肇致工程桩试桩变形过大、承载力降低。
（4）恢复期桩周土未充分固结预应力管桩在沉桩过程中将使桩周和桩端一定范围内的土体扰动，侧阻力和端阻力都有所降低。
随着超静孔隙压力的消散，土体重新固结，桩侧阻力和桩端阻力也不断增加。
为获得较高承载力，一般要求桩施工完成后要间歇一定时间再检测承载力，称间歇期或恢复期。
《建筑地基根底设计规范》（GB50007—20**）规定：预制桩在砂土中不得少于7天；粘性土不得少于15天；对于饱和软粘土不得少于25天。
(二)单桩竖向抗压极限承载力的确定
(二)单桩竖向抗压极限承载力的确定【原创版】目录1.引言2.单桩竖向抗压极限承载力的影响因素3.确定单桩竖向抗压极限承载力的方法4.结论正文一、引言单桩竖向抗压极限承载力是指单个桩在竖向上能承受的最大荷载。
在工程实践中，确定单桩竖向抗压极限承载力是设计桩基和评估桩基质量的重要环节。
为了保证桩基工程的安全、稳定和耐久性，必须对单桩竖向抗压极限承载力进行科学、准确的确定。
二、单桩竖向抗压极限承载力的影响因素单桩竖向极限承载力的大小受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1.桩的类型：不同类型的桩在竖向抗压极限承载力上存在差异，如预制混凝土桩、钢管桩、钢筋混凝土桩等。
2.桩的材料：桩的材料直接影响其抗压性能，如钢筋混凝土桩具有较高的抗压强度，而钢管桩在抗压方面表现较差。
3.截面尺寸：桩的截面尺寸越大，其抗压极限承载力越高。
4.入土深度：桩的入土深度越深，其抗压极限承载力越高。
5.桩端进入持力层深度：桩端进入持力层深度越深，其抗压极限承载力越高。
6.成桩后休止时间：成桩后的休止时间对桩的抗压极限承载力有一定影响，休止时间越长，承载力越高。
7.成桩施工方法：不同的成桩施工方法对桩的抗压极限承载力产生不同的影响，如振动沉桩、静力压桩等。
8.桩侧土的性质：桩侧土的性质对桩的极限侧阻力和极限端阻力有重要影响，从而影响桩的抗压极限承载力。
三、确定单桩竖向抗压极限承载力的方法确定单桩竖向抗压极限承载力的方法主要有以下几种：1.静载试验：静载试验是一种常用的确定单桩竖向抗压极限承载力的方法。
通过在桩身上施加不同荷载，观察桩身应力、应变变化以及桩底反力，从而确定桩的抗压极限承载力。
2.动力触探：动力触探是一种快速、经济的方法，可以通过分析触探数据来估计单桩竖向抗压极限承载力。
3.大应变测试：大应变测试是一种适用于混凝土桩的测试方法。
通过对桩身进行大应变测试，可以获取桩身在荷载作用下的应变情况，从而确定桩的抗压极限承载力。
桩基础的垂直承载力分析
桩基础的垂直承载力分析桩基础是建筑工程中常用的一种基础形式，其承载力分析对于工程的安全和稳定性具有重要意义。
本文将对桩基础的垂直承载力进行详细分析，并探讨影响其承载力的相关因素。
一、桩基础的垂直承载力分析方法桩基础的垂直承载力可以通过静力分析和动力分析两种方法来进行计算。
静力分析是目前较为常用的一种方法，其基本原理是根据桩的几何形状和土体的力学性质，通过均质土体的弹性力学理论来计算桩的承载力。
静力分析的基本步骤包括确定桩的截面形状、计算桩的侧阻力和端阻力以及确定有效应力。
首先，根据工程设计需求和土质条件选择合适的桩的截面形状，常见的有圆形、方形和扁圆形等；其次，依据土质条件和桩的几何形状，采用一定的计算方法来确定桩的侧阻力和端阻力，通常使用极限土压力法或破坏面法；最后，根据桩基础所受竖向荷载和计算得到的侧阻力和端阻力，确定桩的有效应力，并计算出桩的垂直承载力。
动力分析是一种基于动力学理论的承载力计算方法，根据土与桩的相互作用，在桩顶或桩侧施加随机载荷，通过观测振动响应来反推桩的垂直承载力。
动力分析需要根据实际情况选择适当的激振方式和监测设备，通常采用冲击法、振动法或地震法。
二、影响桩基础垂直承载力的因素1. 桩的几何形状：桩的直径和长度是影响其垂直承载力的重要因素。
直径较大的桩会增加桩的承载能力，而长度较长的桩会提高桩基础的稳定性。
2. 土质条件：土的力学性质对桩的垂直承载力有重要影响。
包括黏土的塑性指数、砂土的颗粒大小和颗粒分布以及岩石的强度等。
3. 桩的侧阻力：桩的侧阻力是指土体对桩进行阻力的作用，是影响桩的承载力的重要因素。
影响桩的侧阻力的因素包括土体的一致性指数、桩的表面积以及土与桩之间的粘结力等。
4. 桩的端阻力：桩的端阻力是指土体对桩底部的阻力，也是影响桩的承载力的重要因素。
影响桩的端阻力的因素包括土的剪切强度、桩的尖端形状以及桩顶与土体的沉降关系等。
5. 荷载性质：桩基础所受的荷载类型和荷载大小也会对桩的垂直承载力产生影响。
(二)单桩竖向抗压极限承载力的确定
(二)单桩竖向抗压极限承载力的确定
单桩竖向抗压极限承载力的确定需要考虑以下几个因素：
1. 桩身侧阻力：当桩受到竖向压力时，土壤会对桩身施加一个与桩侧摩擦力相关的抗力。
这个侧摩阻力是桩承载力的主要组成部分。
可以采用经验公式或试验数据来确定桩身侧阻力。
2. 桩底端阻力：桩的底端会承受来自土层重力和周围土层的水平土压力，这些力会对桩产生抗力。
桩底端的阻力可以通过桩尖阻力试验或静力触探测试来确定。
3. 桩身自重：桩身的自重对竖向承载力也会产生影响。
可以通过桩的截面积和长度计算出桩的自重，并将其列入计算。
确定单桩竖向抗压极限承载力的具体方法通常采用现场试验或计算方法。
现场试验方法包括静力触探试验、载荷试验和钻孔取样试验等。
通过现场试验可以直接测定桩的竖向承载力，并根据试验数据进行分析计算。
计算方法通常基于桩的几何形状和土壤力学参数，采用经验公式或理论模型进行计算。
根据桩的几何形状和土壤参数，可以计算出桩身侧阻力和桩底端阻力，并考虑桩身自重的影响，确定桩的竖向承载力。
常用的计算方法包括承载力法、BEF法
和数值分析方法等。
需要注意的是，单桩竖向抗压极限承载力的确定是一个复杂的过程，需要充分考虑土壤的力学特性、桩体的几何形状和材料特性等因素。
在实际工程中，通常需要综合考虑多个因素，并结合现场试验和计算方法来确定桩的竖向承载力。