基础工程(第二版)4-竖向荷载下的桩基础--52页
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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，表明了临界深度在7d以上；硬 粘性土中的临界深度hcp≌7d。
2021/3/1
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(2) 成桩效应 (a) 挤土桩、部分挤土桩的成桩效应 非密实砂土中的挤土桩，成桩过程使桩周土因挤 压而趋于密实，导致桩侧、桩端阻力提高。对于桩群 ，桩周土的挤密效应更为显著。
移 。 su
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(1) 桩侧极限摩阻力qsu与对应的桩侧极限位移su 桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相对位移就能
得到充分的发挥，一般认为粘性土中su为4～6mm，砂 性土中su为6～10mm。
(大直径钻孔灌注桩，如果孔壁呈凹凸形，发挥侧摩阻 力需要的极限位移较大，可达20mm以上，甚至40mm，约 为桩径的2.2%，如果孔壁平直光滑，发挥侧摩阻力需要的 极限位移较小，只有3~4mm。)
于孔壁侧向应力解除，出现侧向土松弛变形。孔壁土 的松弛效应导致土体强度削弱，桩侧阻力随之降低。
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采用泥浆护壁成孔的灌注桩，在桩土界面之间 将形成“泥皮”的软弱界面，导致桩侧阻力显著降 低，泥浆越稠、成孔时间越长，“泥皮”越厚，桩 侧阻力降低越多。如果形成的孔壁比较粗糙(凹凸不 平)，由于混凝土与土之间的咬合作用，接触面的抗 剪强度受泥皮的影响较小，使得桩侧摩阻力能得到 比较充分的发挥。
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在深厚的软弱土层作中，无较硬的土层作为桩端持 力层，或桩端持力层虽然较坚硬但桩的长径比l/d很大， 传递到桩端的轴力很小，以至在极限荷载作用下，桩顶 荷载绝大部分由桩侧阻力承受，桩端阻力很小可忽略的 桩，称其为摩擦桩。
当桩的l/d不很大，桩端持力层为较坚硬的粘性土、 粉土和砂类土时，除桩侧阻力外，还有一定的桩端阻力 桩顶荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但大部分由 桩侧阻力承受的桩，称其为端承摩擦桩。这类桩所占比 例很大。
一、 单桩的荷载传பைடு நூலகம்规律
1. 单桩的荷载传递过程
当竖向荷载施加于单桩桩顶时，桩身受到压缩而产 生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面受到土 的向上摩阻力。桩身荷载通过所发挥出来的桩侧摩 阻力传递至桩周土层中，致使桩身荷载和压缩变形 随深度递减。随着作用荷载的增加，桩身压缩量和 位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来， 桩底土层也因受到压缩而产生桩端阻力。而桩端土 层的压缩加大了桩土相对位移，从而使桩身摩阻力 进一步发挥出来。
对于非挤土桩，成桩过程桩端土不仅不产生挤 密，反而出现虚土或沉渣现象，因而使端阻力降低 ，沉渣越厚，端阻力降低越多。这说明钻孔灌注桩 承载特性受很多施工因素的影响，施工质量较难控 制。掌握成熟的施工工艺，加强质量管理对工程的 可靠性显得尤为重要。
饱和粘土中的挤土桩，成桩过程使桩周土受到挤 压、扰动、重塑，产生超孔隙水压力，随后出现孔压 消散、再固结和触变恢复，导致侧阻力、端阻力产生
显著的时间效应，即软粘土中挤土摩擦型桩的承载力
随时间而增长，距离沉桩时间越近，增长速度越快。 (b)非挤土桩的成桩效应 非挤土桩（钻、冲、挖孔灌注桩）在成孔过程由
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5. 极限桩侧阻力、桩端阻力的影响因素
(1) 深度效应
当桩端进入均匀持力层的深度h小于某一深度时， 其端阻力一直随着深度线性增大；当进入深度大于某 个深度后，极限端阻力基本保持恒定不变，该深度称 为端阻力的临界深度hcp，该恒定极限端阻力称为端阻 稳定值qpl。
(2) 桩端阻力qpu与对应的桩端极限位移spu 桩底阻力的充分发挥需要有较大的位移值，桩端
阻力qpu对应的桩端极限位移spu在粘性土中约为桩底直 径的25％，在砂性土中约为8％～10％，对于钻孔桩， 由于孔底虚土、沉渣压缩的影响，发挥端阻极限值所
需位移更大。
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3. 桩侧、桩端阻力的荷载分担比与桩的分类 桩侧、桩端阻力的荷载分担情况，除了与桩侧、
桩端土的性质有关以外，还与桩土相对刚度、长径比
l/d有关。桩土相对刚度越大，长径比l/d越小，桩端传
递的荷载就越大。 按桩侧阻力与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比
，将桩分为摩擦型桩和端承型桩两大类和四个亚类。
(1) 摩擦型桩
摩擦型桩是指在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载 全部或主要由桩侧阻力承受。根据桩侧阻力分担荷载 的大小，摩擦型桩分为摩擦桩和端承摩擦桩两类。
当桩的l/d较小 (一般小于10)，桩身穿越软弱土 层，桩端设置在密实砂层，碎石类土层中、微风化 岩层中，桩顶荷载绝大部分由桩端阻力承受，桩侧 阻力很小可忽略不计时，称其为端承桩。
对于钻（冲）孔灌注桩，桩侧与桩荷载分担比 还与孔底沉渣有关，一般为摩擦型桩。
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4. 单桩的破坏模式
单桩的破坏模式同桩的荷载－沉降曲线以及受力 特点有关。
如图所示，对于摩擦型桩，桩端持力层地基反 力系数ks值很小，2－3直线段近似于竖直线，Q－s曲 线陡降，在点2处出现明显拐点，一般属刺入破坏；
对于端承型桩，桩端阻力占承载力的比例较大， ks值较大，在点2处不出现明显拐点，而端阻破坏又 需要很大位移，整个Q－s曲线呈缓变型。
对于端承桩和桩身有缺陷的桩，在 土阻力尚未充分发挥情况下，出现桩身 材料强度破坏，Q－s曲线也呈陡降型。
(2) 端承型桩 端承型桩是指在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载
全部或主要由桩端阻力承受，桩侧阻力相对桩端阻力 而言较小，或可忽略不计的桩。
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根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例， 又可分为摩擦端承桩和端承桩两类。
桩端进入中密以上的砂土、碎石类土或中、微 化岩层，桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同 承担，而主要由桩端阻力承受，称其为摩擦端承桩。
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当桩身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加 荷载，荷载增量将全部由桩端阻力承担。由于桩端持 力层的大量压缩和塑性变形，位移增加速度显著增大， 直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大至破坏。此时， 桩达到其极限承载力。
2．荷载传递函数
由此可见，桩侧和桩端阻力的发挥，需要一定的桩土 相对位移，即桩侧和桩端阻力是桩土相对位移的某种 函数，这种特定的函数关系，通常称之为荷载传递函 数。实际的荷载传递函数比较复杂，与土层性质、埋 深、桩径等有关，一般需要对其进行简化。荷载传递 函数主要的特征参数是极限摩阻力 和q对su 应的极限位
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(2) 成桩效应 (a) 挤土桩、部分挤土桩的成桩效应 非密实砂土中的挤土桩，成桩过程使桩周土因挤 压而趋于密实，导致桩侧、桩端阻力提高。对于桩群 ，桩周土的挤密效应更为显著。
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(1) 桩侧极限摩阻力qsu与对应的桩侧极限位移su 桩侧摩阻力只要桩土间有不太大的相对位移就能
得到充分的发挥，一般认为粘性土中su为4～6mm，砂 性土中su为6～10mm。
(大直径钻孔灌注桩，如果孔壁呈凹凸形，发挥侧摩阻 力需要的极限位移较大，可达20mm以上，甚至40mm，约 为桩径的2.2%，如果孔壁平直光滑，发挥侧摩阻力需要的 极限位移较小，只有3~4mm。)
于孔壁侧向应力解除，出现侧向土松弛变形。孔壁土 的松弛效应导致土体强度削弱，桩侧阻力随之降低。
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采用泥浆护壁成孔的灌注桩，在桩土界面之间 将形成“泥皮”的软弱界面，导致桩侧阻力显著降 低，泥浆越稠、成孔时间越长，“泥皮”越厚，桩 侧阻力降低越多。如果形成的孔壁比较粗糙(凹凸不 平)，由于混凝土与土之间的咬合作用，接触面的抗 剪强度受泥皮的影响较小，使得桩侧摩阻力能得到 比较充分的发挥。
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在深厚的软弱土层作中，无较硬的土层作为桩端持 力层，或桩端持力层虽然较坚硬但桩的长径比l/d很大， 传递到桩端的轴力很小，以至在极限荷载作用下，桩顶 荷载绝大部分由桩侧阻力承受，桩端阻力很小可忽略的 桩，称其为摩擦桩。
当桩的l/d不很大，桩端持力层为较坚硬的粘性土、 粉土和砂类土时，除桩侧阻力外，还有一定的桩端阻力 桩顶荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同承担，但大部分由 桩侧阻力承受的桩，称其为端承摩擦桩。这类桩所占比 例很大。
一、 单桩的荷载传பைடு நூலகம்规律
1. 单桩的荷载传递过程
当竖向荷载施加于单桩桩顶时，桩身受到压缩而产 生相对于土的向下位移，与此同时桩侧表面受到土 的向上摩阻力。桩身荷载通过所发挥出来的桩侧摩 阻力传递至桩周土层中，致使桩身荷载和压缩变形 随深度递减。随着作用荷载的增加，桩身压缩量和 位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来， 桩底土层也因受到压缩而产生桩端阻力。而桩端土 层的压缩加大了桩土相对位移，从而使桩身摩阻力 进一步发挥出来。
对于非挤土桩，成桩过程桩端土不仅不产生挤 密，反而出现虚土或沉渣现象，因而使端阻力降低 ，沉渣越厚，端阻力降低越多。这说明钻孔灌注桩 承载特性受很多施工因素的影响，施工质量较难控 制。掌握成熟的施工工艺，加强质量管理对工程的 可靠性显得尤为重要。
饱和粘土中的挤土桩，成桩过程使桩周土受到挤 压、扰动、重塑，产生超孔隙水压力，随后出现孔压 消散、再固结和触变恢复，导致侧阻力、端阻力产生
显著的时间效应，即软粘土中挤土摩擦型桩的承载力
随时间而增长，距离沉桩时间越近，增长速度越快。 (b)非挤土桩的成桩效应 非挤土桩（钻、冲、挖孔灌注桩）在成孔过程由
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5. 极限桩侧阻力、桩端阻力的影响因素
(1) 深度效应
当桩端进入均匀持力层的深度h小于某一深度时， 其端阻力一直随着深度线性增大；当进入深度大于某 个深度后，极限端阻力基本保持恒定不变，该深度称 为端阻力的临界深度hcp，该恒定极限端阻力称为端阻 稳定值qpl。
(2) 桩端阻力qpu与对应的桩端极限位移spu 桩底阻力的充分发挥需要有较大的位移值，桩端
阻力qpu对应的桩端极限位移spu在粘性土中约为桩底直 径的25％，在砂性土中约为8％～10％，对于钻孔桩， 由于孔底虚土、沉渣压缩的影响，发挥端阻极限值所
需位移更大。
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3. 桩侧、桩端阻力的荷载分担比与桩的分类 桩侧、桩端阻力的荷载分担情况，除了与桩侧、
桩端土的性质有关以外，还与桩土相对刚度、长径比
l/d有关。桩土相对刚度越大，长径比l/d越小，桩端传
递的荷载就越大。 按桩侧阻力与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比
，将桩分为摩擦型桩和端承型桩两大类和四个亚类。
(1) 摩擦型桩
摩擦型桩是指在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载 全部或主要由桩侧阻力承受。根据桩侧阻力分担荷载 的大小，摩擦型桩分为摩擦桩和端承摩擦桩两类。
当桩的l/d较小 (一般小于10)，桩身穿越软弱土 层，桩端设置在密实砂层，碎石类土层中、微风化 岩层中，桩顶荷载绝大部分由桩端阻力承受，桩侧 阻力很小可忽略不计时，称其为端承桩。
对于钻（冲）孔灌注桩，桩侧与桩荷载分担比 还与孔底沉渣有关，一般为摩擦型桩。
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4. 单桩的破坏模式
单桩的破坏模式同桩的荷载－沉降曲线以及受力 特点有关。
如图所示，对于摩擦型桩，桩端持力层地基反 力系数ks值很小，2－3直线段近似于竖直线，Q－s曲 线陡降，在点2处出现明显拐点，一般属刺入破坏；
对于端承型桩，桩端阻力占承载力的比例较大， ks值较大，在点2处不出现明显拐点，而端阻破坏又 需要很大位移，整个Q－s曲线呈缓变型。
对于端承桩和桩身有缺陷的桩，在 土阻力尚未充分发挥情况下，出现桩身 材料强度破坏，Q－s曲线也呈陡降型。
(2) 端承型桩 端承型桩是指在竖向极限荷载作用下，桩顶荷载
全部或主要由桩端阻力承受，桩侧阻力相对桩端阻力 而言较小，或可忽略不计的桩。
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根据桩端阻力发挥的程度和分担荷载的比例， 又可分为摩擦端承桩和端承桩两类。
桩端进入中密以上的砂土、碎石类土或中、微 化岩层，桩顶极限荷载由桩侧阻力和桩端阻力共同 承担，而主要由桩端阻力承受，称其为摩擦端承桩。
2021/3/1
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当桩身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加 荷载，荷载增量将全部由桩端阻力承担。由于桩端持 力层的大量压缩和塑性变形，位移增加速度显著增大， 直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大至破坏。此时， 桩达到其极限承载力。
2．荷载传递函数
由此可见，桩侧和桩端阻力的发挥，需要一定的桩土 相对位移，即桩侧和桩端阻力是桩土相对位移的某种 函数，这种特定的函数关系，通常称之为荷载传递函 数。实际的荷载传递函数比较复杂，与土层性质、埋 深、桩径等有关，一般需要对其进行简化。荷载传递 函数主要的特征参数是极限摩阻力 和q对su 应的极限位