竖向荷载作用下的钻孔灌注长桩单桩承载变形特性分析

桩基础已成为高层建筑、大型桥梁、深水码头和海洋石油平台使用的主要形式。随着工程的需要,人们不断地研究和探索桩的施工技术、桩型的发展和应用以及设计理论,使桩基技术得到蓬勃发展。近年来,我国每年的桩数超过1000万根。桩基已成为高层建筑、大型桥梁、深水码头和海上石油平台形式的主要基础,并随着工程的需要、桩的施工技术、桩的设计理论的发展和应用,不断探索和探索,桩技术蓬勃发展。U443.15+4级文件识别码A条款编号。

作用于桩顶的荷载由桩侧摩擦阻力和桩端阻力共同承担。桩侧摩阻力以剪应力的形式将荷载传递到桩周土中。桩端持力层的压缩变形是由桩端荷载和桩侧荷载共同作用引起的,从而导致桩基础的沉降。同时,桩顶沉降也是由于桩身在垂直荷载作用下的压缩引起的。因此,为了正确评价竖向荷载作用下单桩的承载力和沉降,有必要研究竖向荷载作用下单桩的荷载传递机理。(1)桩土静平衡,单桩承载力一般取决于桩周围岩土对桩的阻力。土壤对桩的阻力由两部分组成,一部分是桩的横向阻力,另一部分是桩端阻力。

根据静平衡条件,桩顶荷载q与桩侧阻力qs、桩端阻力qb的关系为q=qs+qb。(2)桩土系统荷载传递过程;(3)在轴向压力作用下,桩身受到轴向弹性压缩,桩身的压缩变形会引起桩土之间的相对位移(或相对位移趋势),导致桩侧土向上摩擦。桩侧摩阻力作用下,桩身轴向力和压缩变形随深度减小。随着荷载的增加,桩的压缩和位移量增大,桩的下部摩擦逐渐施加,桩底土层也被压缩,产生端阻力。桩端土层的压缩增加了桩土的相对位移,从而进一步发挥了桩侧的摩擦力。

当桩侧摩阻力达到极限值时,如果荷载继续,荷载增量将由桩端阻力分担。最后,由于桩端持力层的连续压缩,桩顶位移增长率显著增大,直至桩端阻力达到极限,桩顶位移急剧增大并破坏。此时,桩上的荷载是桩的极限承载力。通过桩侧摩阻力和桩端阻力,将上部结构的荷载传递到桩侧和桩端的土中。桩侧阻力和桩端阻力的发挥过程是桩土系统的荷载传递过程。(2)桩侧阻力分析研究;(1)桩侧阻力特性;(1)随着加载过程,先施加长桩的摩擦阻力,再逐渐施加中桩的摩擦阻力,但下桩的摩擦阻力可能不能充分发挥。

显然,桩身下部的侧向摩阻力与桩身结构特征和边界条件有关。此外,桩侧摩阻力的分布不仅与荷载水平有关,而且直接受土性,尤其是桩侧极限摩阻力的影响。1。测得的桩侧摩阻力与理想状态下的桩侧摩阻力不同。不同位置桩的摩阻力分布趋势相同,呈抛物线分布。同时,不同土的桩侧摩阻力变化趋势相同。由于长桩长、岩土层厚度大、层数多,需要分别对不同性质的岩土层进行分析,找出各岩土层对桩承载力的贡献。为了达到这一目的,首先将各层分为若干组,然后找出各层中的优势层(含优势层、敏感优势层)。

承载力优势层是指力学性能好、承载力大、厚度稳定、深度适宜的地层,可作为持力层(即硬层);敏感优势层是指力学性能差、易液化、承载力小、稳定的地层。厚度(即软土层和液化土层);2.桩身摩阻力降低,桩侧摩阻力在桩身一定范围内随深度呈非线性增大,一般在25米左右,然后向下,桩侧摩阻力不再增大。三。桩端附近局部区域的侧摩阻力分布呈典型的“R”形。理论上,桩侧摩阻力和桩端阻力都是桩土相对位移的函数。当位移较小时,桩身侧摩阻力分布曲线呈典型的倒葫芦形。

然而,从上图可以看出,桩阻抗的发展和实际分布要复杂得多。当荷载较大时,桩端侧摩阻力呈典型的“R”形分布。这是因为桩侧摩阻力和桩端阻力之间存在相互影响和制约。当桩的荷载较大时,位移较大,桩端阻力在桩的总阻抗中占有相当大的位置,明显增大了桩的侧摩阻力。在外荷载作用下,桩身向下移动,使桩端土层受到压缩,从而产生和发展桩端阻力。当桩端土体压缩超过一定极限时,地基将形成一个剪切滑动面。由于桩基础埋深,滑动面不会延伸到地面,由于桩的对称性,滑动面应是轴对称的。

从桩轴任意截面得到的曲线可作为梅耶霍夫在解决深基础极限承载力时的破坏模式。(2)影响桩侧阻力的因素很多,且复杂,包括桩的设置方法、桩周土性质、桩土相对位移、桩径、桩土界面条件、桩端条件、桩刚度、施工工艺等。桩周土性质是影响桩侧摩阻力最直接、最决定性的因素。一般而言,桩周土强度越高,桩侧阻力越大。由于桩土界面的摩擦特性,桩周土的剪切变形实际上传递了桩侧阻力,其值与土的剪切模量有关。对于粘性土而言,液性指标直接影响桩侧阻力的大小。

在其他条件相同的情况下,液相指数越小,桩侧阻力越大。对于砂土,压实度是影响桩侧阻力大小的决定性因素,压实条件下的桩侧阻力明显大于松散条件下的桩侧阻力。2。桩土相对位移或桩土相对位移趋势是施加侧向阻力的前提。随着荷载的增加,桩土相对位移不断增大,桩侧阻力呈现由上到下逐步施加的过程。当荷载较大时,桩侧摩阻力不再增大,趋于增大。当桩侧摩阻力达到极限值时,桩土的相对位移称为临界位移。Whitaker(1966)和Reese(1969)得出的结论是,根据少量桩的试验结果,施加横向阻力所需的桩顶相对位移趋于固定值。

随着近年来大直径灌注桩的应用越来越多,对大直径灌注桩承载性状的认识也逐渐加深。就桩侧阻力性能而言,大量试验结果表明,施加极限侧阻力所需的桩顶相对位移不是一个固定值,这与桩径的大小、施工工艺、土壤性质和分布位置有关。三。桩土界面条件桩土界面特征是桩土界面埋于土中的形态特征。对于预制桩和钢桩,桩土界面的特性主要取决于桩表面的粗糙度。对于钻孔灌注桩,桩土界面的特征一般是孔壁粗糙度,这与桩周土的性质和施工工艺有关。

一般情况下,无护筒钻孔灌注桩很粗糙,其侧向阻力较大。腮。。

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