桩基计算方法VIP免费

桩基沉降计算方法综述周健前言•用控制沉降量的设计方法代替传统的按承载力设计已经逐渐为工程界所接受并进入规范，从而使桩基沉降计算成为设计关键。•为了准确计算和预测桩基沉降，曾提出过一系列的计算方法。但由于影响桩基沉降的因素很多，至今使桩基的沉降预估仍不能令人充分相信和满意。桩基沉降的影响因素•桩长；•桩的平面布置情况；•桩与土的相对压缩性；•土层地质情况；•荷载水平和持续时间；•群桩间的相互影响等。本节内容•桩基沉降的两种计算方法单桩沉降计算群桩沉降计算•多层建筑变形控制设计方法•路桥一体化设计实例第一部分单桩沉降计算方法1.竖向荷载下的单桩沉降性状•单桩的荷载由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承受。•因此，单桩的沉降性状与桩侧摩阻力性状、桩端阻力性状、桩-土体系的荷载传递性状有关。1.1桩侧摩阻力的发挥性状•单桩桩顶受力时桩身产生向下的位移，由于桩侧摩阻力的存在带动桩周土体向下移动，并在桩周土体内产生剪应力及剪应变。剪应变和剪应力一环一环地向外扩散，在离桩轴nd（d为桩径，n与荷载水平、桩周土的土性有关）的地方减小为零。（Randolph&Wroth1978;Cookeetal1979）桩侧土的剪应变、剪应力•达到达到桩侧摩阻力qs所对应的沉降为wu桩侧摩阻力qs所对应的沉降wu：•由式可知，发挥极限侧摩阻力所需位移wu与桩径成正比。01ln(2)susuwqdnE•按照传统经验：发挥极限侧摩阻力所需位移与桩径大小无关，而受土类、土性影响。对于粘性土wu约为5~10mm；对于砂性土Wu约为10~20mm；对于加工软化型土（如密砂、粉土、高结构性黄土等）所需Wu较小，且qs达到最大值后随W的增大而有所减小；对于加工硬化型土（如非密实砂、粉土、粉质粘土等）所需wu值更大，且极限特征点不明显。•1-加工软化型•2-非软化、硬化型•3-加工硬化型局限性•发挥桩侧摩阻力所需相对位移趋于定值的结论是二十几年前（Whitaker,1966;Reese,1969）根据少量桩的试验结果得出的。•随着近年来大直径灌注桩应用的不断增多，对大直径灌注桩承载性状的认识逐步深化。就桩侧摩阻力而言，大量测试结果表明，发挥桩侧摩阻力所需相对位移并非定值，而与桩径、施工工艺、土层性质与分布有关。•不过，大量常规直径桩的测试结果表明，发挥侧摩阻力所需位移一般不超过20mm，且先于端阻力发挥出来。对于大直径桩（d>=800mm），虽然所需位移较大，但从一般控制沉降量s=（5%~6%）d确定单桩极限承载力而言，其侧摩阻力也已绝大部分发挥出来了1.2桩侧摩阻力的深度效应•根据库仑定律=c+*tg可知，桩侧极限摩阻力与水平侧压力3呈线性关系，而3随深度的增加而增加，即3=k0*1，式中，k0为静止土压力系数，1为自重应力。•但实际上，当桩入土超过一定深度（称之为临界深度hcr）,桩侧摩阻力将不再增大。侧阻临界深度hcr•目前砂土中模型桩试验所得的侧阻临界深度hcr国内位学者所得不尽相同，但大多归纳出与端阻的临界深度的关系•Vesic（1967）得到侧阻临界深度hcr与端阻临界深度hcp：hcr=（0.5~0.7）hcp；•Meyerhof（1978）得到：hcr=（0.3~0.5）hcp的关系。1.3桩侧总极限摩阻力的计算•桩侧总极限摩阻力通常取桩身范围内各土层的极限侧摩阻力qsui与对应桩侧表面积uiLi乘积之和：•qsui的计算可分为总应力法和有效应力法。人们根据各法计算表达式所用系数的不同将其归纳为法，法，法。suisuiQulq法法属总应力法，由Tomlinson于1971年提出，其表达式为：•式中，为系数，其值取决于土的不排水剪切强度和桩进入粘土土层深度比hc/d；cu为桩侧饱和粘性土的不排水剪切强度，采用无侧限压缩、三轴不排水压缩或原位十字板、旁压试验等测定。suuqc法又称有效应力法，由Chandler于1968年提出，其表达式为：•据试验统计，=0.25~0.40，平均为0.32；σv为桩侧计算土层的平均竖向有效应力，地下水位以下取土的浮容重。(1sin)suvvqtg•对于该法，应注意以下几点：该法假定成桩过程中引起的超孔隙水压力已经消散，因此成桩时间短的桩不可用该法；考虑到侧阻的深度效应，对于长径比大于侧阻临界深度的桩...