桩的水平承载力及桩质量检测

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端阻力和侧阻力直接用原位试验测得
静力触探、标贯试验和旁压仪试验等。 原位测试法的q值和f值误差小。
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q F q0 q 0 f F q s f s
q 端阻力 f 侧阻力 F q0 ，F qs 修正系数 q 0 桩底平均触探端阻力，kPa f s 触探平均侧阻力，kPa
11
Hcr：临界荷载
受拉区混凝土明显退出工作，桩身即将开裂
时，桩顶最大水平荷载。
Hu：极限荷载
桩身应力达到强度极限，或 桩顶水平位移超过30~40mm 桩侧土体破坏的前一级水平荷载。
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水平力-水平位移
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F q0 1.26q0 0.26 砂土 F f s 1.79 f s 0.45 F q0 2.41q0 0.35 粘性土 F f s 2.83 f s 0.55
经验公式
原位测试（静力触探法、标准贯入法、 旁压仪法）
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P Aq li ufi u
i 1
Pu-桩的极限承载力 A-桩底面积，m2 q-桩底单位阻力，kPa
n
li-桩穿过第i层土的长度, m
u-桩的周长，m
fi-第i层土对桩侧的单位摩阻力, kPa
40
Pa C1 A C2uh R
'
Pa 桩容许承载力； C1 , C2 系数， 与岩层破碎度及清底情况有关， 查表 A 桩底面积，m
2


u 嵌岩桩孔周长； h ' 新鲜岩层嵌入深度，m R 岩石单轴抗压强度, k Pa
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灌注过程中留取混凝土试样，检查拌合物的生产质量和配 比强度； 钻探取样检查混凝土凝固质量和强度、实际标号； 动测法无损验桩，检查整个桩身的混凝土质量和强度。


试样数量每根桩不得少于一组，每组不少于三块。 一般只做极限或轴心抗压强度检测。
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钻孔灌注桩按总桩数的5%～10％的比例进行钻探取芯验 桩。 直径不小于76mm的金刚石钻进工艺，钻取的混凝土芯样 直径不小于59mm，芯样采取率要求在98％以上，不得低 于95％。 保存好混凝土芯样 对混凝土芯进行现场素描，作出质量述评。
• 说明芯样的凝固情冴、连续性、密实性、桩基有无沉渣、基岩持力
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笼式井径仪 自制硬木井径仪 JJY-1型井径仪，四根
测脚，滑线电阻
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利用发射和接收的时间差 测出传感器和孔壁间的距 离。 记录仪的走纸速度和传感 器上下行走速度成比例， 从而可在记录仪上连续绘 出孔壁形状、凸凹不平程 度及孔中心偏移情冴，并 可自动绘出不同桩身位置 的桩形变位图。
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正斜桩 直桩 反斜桩
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桩在水平力和力矩的作用下受弯，桩身产生水平
变形和弯曲应力。外力的一部分由桩本身承担， 另一部分通过桩传给桩侧土体。桩的入土深度不 同，在水平力作用下的工作性状也不相同。 刚性桩
弹性桩
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Pa 桩容许承载力 li 各土层厚度，m u 桩截面周长，m (钻孔桩要放大修正) f i 各土层的极限摩阻力，kPa， 查表 m0 桩底地基土承载力折减系数， 查表 A 桩底面积，m
2
桩底土容许承载力，kPa，
查表
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水平力-水平位移梯度
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水平力-弯矩最大点钢筋应力
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一级桩：水平静载试验
ρs>0.65,
取Rh=R(h=10mm)
ρs<0.65,
取Rh=Hcr
地震（验算）：Rh’=1.25Rh
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前苏联在砂土中的试验表明，正斜桩的水平承载
力最大，直桩次之，反斜桩最小。 叉桩由两根以上桩轴方向不同的桩组合而成。当 桩轴与铅垂线的夹角从零增加到45°时，叉桩中的 桩从受弯作用逐步过渡到轴向拉、压作用。
斜桩 与直 桩的 水平 荷载 -水 平位 移曲 线比 较
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挠度
弯矩
剪力
水平抗力
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桩距：>8d时按单桩处理。 桩长：群桩土面下应力应变的影响一般约在
桩入土深度为10倍桩径的范围内。 桩顶嵌固：群桩虽然由于桩土共同作用引起 应力重叠影响，但群桩桩顶是嵌固的，故综 合的结果，群桩中平均每根桩的水平承载力 仍高于单桩。
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水平静载荷试验法
理论计算法
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P168
试验装置：加荷
、位移
观测
加荷方法：循环、连续 终止条件：断、超位移 试验结果：H-T-X
循环加载
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直桩：标准测锤。
• 锤底直径13～15cm， • 高20～22cm，重4～6kg。
斜桩: 超声波检测孔底沉渣厚度
• 其原理是利用泥浆、沉渣、原状地基土的密度不同 • SLD-1数字式桩孔沉渣测厚仪，精度可达1mm。
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不同位置取三个相同尺寸的混凝土芯作为一组试样
层的岩性和标高、质量病害类型和所处位置等；绘制桩身实际剖面 图，标明实际桩长、桩顶和桩底标高、钢筋笼位置、嵌岩深度、与 基岩胶结情冴等。
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桩基承载力是桩基工程质量最重要的一个指
标。
影响桩基承载力的因素分析 6.2.2 单桩承载力的确定方法 6.2.3 单桩荷载试验 6.2.4 桩的动测
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先假定土处于极限状态时地基反力的分布形
状； 按照作用在桩上的外力及其平衡条件来求桩 的横向抗力。
• 地基反力p只是桩入土深度的函数，与桩的挠度y没
有直接关系。 • 根据土反力分布觃律的不同假设，此法又分为不同 的计算模型。
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• Lt<2.5T为刚性桩。
我国铁路部门的标准为：
• Lt 为桩入土深度(m)，T为桩的相对刚度系数(m)。
• 自地面或冲刷线算起的实际埋置深度h≤2.5 T时为刚性
桩；h>2.5T时为弹性桩。
我国公路部门的标准为：
• 相对桩长zmax≤2.0时为刚性桩；2<zmax<4.5时弹性桩；
zmax≥4.5时为弹性长桩。
5

桩径较大、桩的入土深度较
小、土质较差
在水平力的作用下，桩身如刚
体一样围绕桩轴上某点转动。
水平承载力一般由桩侧土的强
度控制。
刚性桩的变形
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桩径较小、桩的入土深度较
大、地基较密实 桩的相对刚度较小 桩的变形呈波状曲线 弹性桩的水平承载力由桩身 材料的抗弯强度和侧向土抗 力所控制。
6.2.1
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(1) 桩身穿越土层的强度、变形性质和历史 (2) 桩端持力层的强度和变形性质 (3) 桩身与桩底的几何形状 (4) 桩体材料强度 (5) 群桩效应 (6) 桩的施工方法
P64
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静力荷载试验 直接法 各种桩的动测方法 承载力理论公式 间接法
n-桩所穿过的土层数
1N/m2=1Pa
1N/mm2=1MPa
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q N c c N qD 0.5 N r B
Nc, Nq, Nr-与土摩擦角φ有关的承载力系数 c-土的粘聚力，kN γ-土的容重，kN/m3 D-桩深，m B-桩底直径，m 1. 不排水粘土桩 Φ=0,Nq=1,Nr=0 2. 排水粘土桩 Nc=0, Nr=0 3. 砂土桩 c=0
弹性桩的变形
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桩打入土中的深度Lt与
桩相对刚度T的比值称 为相对桩长Zmax.
Z max
Lt T
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我国《港口桩基觃范》划分的标准为：
• Lt≥4T为弹性长桩； • 4T> Lt ≥2.5T为中长桩；
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6.1 桩基施工质量检测
6.2 桩基承载力检测 6.3 灌注桩质量控制
《基础工程施工技术》 p60
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6.1.1 桩孔质量检测 6.1.2 桩位检测 6.1.3 混凝土取样与强度测试 6.1.4 钻孔取心验桩
基础工程
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中国，法国应用较多
q K pP 1 P 1 f 20
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q 端阻力 f 侧阻力 K p 系数， 钻孔桩取0.5 P 旁压仪测得的净极限压力, kPa 1
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单桩垂直荷载试验
单桩水平荷载试验 斜桩静载试验
基础工程
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施工工程中的检测
• 桩位、孔径、孔斜、孔深、孔形、沉渣厚度、钢筋
焊接强度、混凝土试块、灌注过程中混凝土面的位 置等。
成桩后的检测
• 桩的灌注质量、混凝土强度以及桩的承载力等
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孔径
孔深 垂直度
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1．钻杆测斜法, 实质是钻孔测斜仪……p61
2．圆球检测法, tgα=e/H 3．电子水平仪测斜法
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基础工程
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桩位测点选在桩头的中心点 标在桩位复测平面图上
精密经纬仪或红外测距仪。
第12讲 马孝春 中国地质大学（北京）工程技术学院
2007.10.16
1
概述 2 水平荷载和弯矩作用下桩的受力特点 3 按水平静载荷试验确定单桩水平承载力 4 水平荷 载作用下桩身的理论计算
1
《基础工程》P166
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2
思考：直桩，斜桩，叉桩，哪种更有利于承受水平力？
43
标贯试验测q,f国内少见，日、美国较多。
梅耶霍夫(Meyehof)公式，砂层桩
0.4 Nh q B N f 50
'
q 端阻力，f 侧阻力 N 标贯击数； N 平均标贯击数； h ' 进入持力层的深度; B 桩截面宽度，m
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2007秋
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1.
2. 3. 4. 5. 6. 7.
试桩方法 荷载装置 基准点/梁的设置 测量仪表设置 加载试验 桩底反力、桩身内力及桩周摩阻力的测定 试验结果分析
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铁路桥梁涵桩的承载力
1 Pa li ufi m0 A 2
岩层中桩容许承载力
Pa C1 A C2uh R
'
p66
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1 Pa 基水平抗力系数图
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M值可查表得到，P172
桩身各处的位移、转角、弯矩、剪力见式
（5-42），P173，其中的系数见表5-10， P174 关键是求出桩身最大弯矩值Mmax及对应的 截面位置。查表5-11求出CM系数，利用(544)计算。 H0-桩顶承受的水平力，M0-桩顶弯矩,α-桩 的水平变性系数