桩基础的承载力荷载传递规律

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载,上述过程周而复始地进行,直至变 形稳定为止,于是荷载传递过程结束。
由于桩身压缩量的累积,上部桩身
的位移总是大于下部,因此上部的摩阻 力总是先于下部发挥出来;桩侧摩阻力 达到极限之后就保持不变;随着荷载的 增加,下部桩侧摩阻力被逐渐调动出来, 直至整个桩身的摩阻力全部达到极限, 继续增加的荷载就完全由桩端持力层土 承受;当桩底荷载达到桩端持力层土的 极限承载力时,桩便发生急剧的、不停 滞的下沉而破坏。
3)修补桩身缺陷部位,保证设计承载力; 减少桩基的不均匀沉降。
根据一些试验的结果,认为后压浆处理后 可以达到比较好的效果,对细粒土中的桩, 单桩承载力可提高30%~70%;对粗粒土 中的桩,增幅可达60%~120%。
压浆后的侧摩阻效应表现为侧摩阻力提高 和桩侧土的剪切刚度提高;从而使摩阻力 充分发挥时的位移值移后,这就意味着桩 的韧性增大。
根据注浆的目的,可以分成如下不同的 注浆类型:
1)桩端注浆 2)桩侧注浆 3)复式注浆
4) 压浆修补桩的缺损部位
新版《建筑桩基技术规范》将灌注桩后 注浆纳入规范,规定了施工的要求和设 计参数的取法。
规范关于后注浆工艺的规定
后注浆装置的设置 浆液水灰比 注浆终止压力 单桩注浆量 注浆顺序 终止注浆的条件
Gc p d s nd
-注浆量经验系数 n-桩侧注浆断面数
注浆量以水泥质量计(t)
注浆顺序: 饱和土中,先桩侧后桩端; 非饱和土中,先桩端后桩侧; 桩侧桩端注浆间隔时间不宜小于2小时。 成桩后两天才可以注浆;
注浆作业点距其他成孔作业点的距பைடு நூலகம்不 宜小于8~10m。
终止注浆的条件:
浆液水灰比根据饱和度和渗透性确定:
饱和土:0.45~0.65 非饱和土:0.7~0.9 松散碎石土、砂砾:0.5~0.6
注浆终止压力根据土层性质及注浆点的 深度确定:
风化岩、非饱和粘性土、粉土:3~ 10MPa;
饱和土层:1.2~4MPa。
单桩注浆量设计时应考虑桩径、桩长、 桩端桩侧土层性质、单桩承载力增幅及 是否复式注浆等因素确定:
不同荷载下轴力沿深度的变化
单桩荷载传递的基本规律
基础的功能在于把荷载传递给地基土。 作为桩基主要传力构件的桩是一种细长的 杆件,它与土的界面主要为侧表面,底面 只占桩与土的接触总面积的很小部分( 一 般低于1%),这就意味着桩侧界面是桩向 土传递荷载的重要的,甚至是主要的途径。
竖向荷载施加于桩顶时,桩身的上 部首先受到压缩而发生相对于土的向下 位移,于是桩周土在桩侧界面上产生向 上的摩阻力;荷载沿桩身向下传递的过 程就是不断克服这种摩阻力并通过它向 土中扩散的过程 。
桩的荷载传递机理
地基土对桩的支承作用 不同荷载下轴力沿深度的变化 单桩荷载传递的基本规律
地基土对桩的支承作用
地基土对桩的支承由两部分组成:桩
端阻力和桩侧摩阻力。
如果认为两者是同步增大的,那么对 任何的荷载阶段,这个表达式都是正确的:
R qp Ap u p qsili
而实际上,桩侧摩阻力和桩端阻力 不是同步发挥的。
桩端条件对试桩曲线的影响
压浆对侧摩阻力的影响
常规桩的曲线
压浆桩的曲线
1)在事故处理、补强中的应用; 单桩承载力不足时的补强;
此时只能在桩体外下管注浆。
2)设计时承载力不能满足要求,事先在桩 体中预设压浆管的加强措施。
桩越长,端阻力所占的比例越低
若干特殊桩型的承载性状
大直径超长灌注桩的承载特性 灌注桩的后注浆技术 嵌岩桩 静力压桩 钢管混凝土桩
灌注桩的后注浆技术
后注浆技术是在灌注桩浇注混凝土以后, 通过预埋的管子将水泥砂浆注入桩端以下, 以挤压桩底的沉渣,压密桩端土层,从而 提高端承力,也可以将水泥砂浆注入桩侧 土层中以提高桩侧摩阻力的一种技术。
竖向荷载施加于桩顶时,桩身的上 部首先受到压缩而发生相对于土的向下 位移,于是桩周土在桩侧界面上产生向 上的摩阻力;荷载沿桩身向下传递的过 程就是不断克服这种摩阻力并通过它向 土中扩散的过程 。
对10根桩长为27~46m的大直径灌注桩的 荷载传递性能的足尺试验结果。试验表明, 桩侧发挥极限摩阻力所需要的位移很小, 粘性土为1~3mm,无粘性土为5~7mm; 除两根支承于岩石的桩外,其余各桩(桩 端持力层为卵石、砾石、粗砂或残积粉质 粘土)在设计工作荷载下,端承力都小于 桩顶荷载的10%。
1.注浆总量和注浆压力已达到设计要求; 2.注浆总量已达到设计值的75%,且注浆
压力超过设计值;
检测条件:
在注浆后20天进行; 掺入早强剂的可在注浆后15天进行检测。
后压浆具有如下的作用:
1)胶结孔底沉渣,提高单桩承载力,消 除桩的过大沉降;
2)增强桩身混凝土与桩侧土的结合,提 高侧摩阻力;
设桩身轴力为Q,桩身轴力是桩顶荷 载N与深度Z的函数,Q=f(N、Z)
桩身轴力沿深
度分布的实测 资料
桩身轴力Q 沿着深度而逐渐减小; 在桩端处Q 则与桩底土反力Qp相平衡, 同时桩端持力层土在桩底土反力Qp作用
下产生压缩,使桩身下沉,桩与桩间土
的相对位移又使摩阻力进一步发挥。随
着桩顶荷载N 的逐级增加,对于每级荷
桩的长径比L/d是影响荷载传递的主 要因素之一,随着长径比L/d增大,桩端
土的性质对承载力的影响减小,当长径
比L/d接近100时,桩端土性质的影响几
乎等于零。 发现这一现象的重要意义在
于纠正了“桩越长,承载力越高”的片
面认识。希望通过加大桩长,将桩端支
承在很深的硬土层上以获得高的端阻力
的方法是很不经济的,增加了工程造价 但并不能提高很多的承载力。
后注浆装置的设置:
1.后注浆导管应采用钢管,与钢筋笼加劲 筋绑扎固定或焊接;
2.注浆导管数量,直径小于1200mm的用2 根,1200~2500mm的用3根;
3.桩长超过15m,且对承载力增幅要求较 高时,采用桩端桩侧复式注浆;
4.桩侧后注浆管阀的设置应结合地层情况、 桩长和承载力增幅要求等因素确定,可 在桩端5~15m以上,桩顶8m以下,每隔 6~12m设置一道注浆阀。
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