文档介绍：大连理工大学
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第四章、桩基础的设计计算
单桩承载力的确定
单排桩基桩内力与位移计算
多排桩基桩内力与位移计算
群桩基础的竖向分析及其验算
承台的设计计算
桩基础的设计
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第一节、单桩承载力的确定
一、单桩轴向荷载传递机理和特点
(一)荷载传递与桩的承载力分析
竖向承载力的组成
端承桩
摩擦桩
对于端承桩,端桩阻力起主要作用,桩侧阻力可以略去不计
对于摩擦桩两种阻力都起作用,桩侧阻力起主要支承作用
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Q/kN
Qs
Qp
Q
达到极限值时所需要的位移量
摩阻力需要位移很小
端阻力需要较大位移
不同阶段二者分担比不同
在荷载作用下,桩侧摩阻力先充分发挥出来,当达到极限后,若荷载继续增加,则荷载的增量全由桩端阻力承担。由于桩端持力层的压缩和塑性挤出,位移增长速度显著加大,直至端阻力达到极限,位移迅速增加而导致破坏。
S/mm
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极限荷载作用下,桩端处土的破坏面如图(由桩端阻力导致的承载力破坏)。桩基础为深基础,且土的破坏大部分为冲剪破坏,在桩端处形成三角形区域Ⅰ,导致桩端下沉而没有明显的滑动面。在密砂和硬黏土中,可能部分形成径向剪切区Ⅱ。
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(二)、桩侧摩阻力的影响因素及其分布
桩侧摩阻力实质是桩侧土的剪切问题。
影响因素:土的性质、桩的刚度、时间因素、土中的应力状态及施工方法
主要因素:土的类别、性状
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摩阻力的分布
S0
Sp
Q
qs
S0
Sp
各点位移
轴向力N
摩阻力
u为桩的周长
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(三)、桩底阻力的影响因素及其深度效应
影响因素:土的性质、持力层上覆荷载、桩径、桩底作用力、时间及桩底进入持力层的深度
主要因素:桩底地基土的性质
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几个概念
深度效应:桩的承载力(主要是桩底阻力)随着桩的入土深度,特别是持力层的深度而变化。
临界深度:桩底阻力的极限值保持稳定值时所达到的深度。
临界厚度:桩底距下软弱层顶面的距离t小于某一值时,桩底阻力将随着t的减小而下降。
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桩达到破坏荷载时,桩发生剧烈的或不停滞的下沉,此时桩端下土发生大量塑性变形,土中形成局部破坏区,桩端下土体被压缩。由于桩的入土深度与其尺寸相比是很大的,根据“临界深度”的理论,当桩的入土深度超过临界深度后,桩端力将保持为常数。这是与浅基础破坏不同的地方。
桩端阻力采用深基础极限荷载理论来确定时,在极限状态下有不同的假定,较常用的为太沙基和梅耶霍夫图示:
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(四)单桩在轴向受压荷载作用下的破坏模式
单桩在竖向荷载作用下的破坏包括:
桩身截面强度的破坏
桩周地基土的强度破坏
单桩破坏模式主要取决于:
桩周与桩端下土的性质及桩的类型