最新地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力ppt课件

地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力 地基基础设计等级为甲级建筑物的桩基。体型复杂或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级建筑物桩基。对沉降有严格要求的建筑物桩基。摩擦型桩基。桩基础沉降的计算范围需要进行沉降计算： (1)桩周附近地面大面积堆载(2)大面积降低地下水位(3)欠固结土,新填土(4)湿陷性黄土遇水湿陷(5)砂土液化、冻土融解负摩阻4.5.1负摩擦的产生条件引起桩侧负摩阻力的条件是，桩侧土体下沉必须大于桩的下沉。 负摩擦力的确定：负摩阻力成为荷载的一部分对于下部为岩石的端承桩,可能全桩为负阻力,对于一般桩,因为桩土都有变形,视二者的相对位移量和方向4.5.2负摩擦力的计算 QnNl=Q+(Qn-Qs)Qn-QsQsO1—中性点Qn—下拉荷载单桩产生负摩阻力时的荷载传递 （1）中性点的位置影响因素：与桩周土的性质和外界条件(堆载、降水、浸水等）变化有关。 （2）负摩阻力强度（3）下拉荷载计算 2.群桩负摩阻力计算群桩中任一基桩的下拉荷载 4.5.3解决方法：1）通过计算预估下沉的沉降量。2）在预制桩表面涂一层薄层沥青3）灌注桩在桩土之间加一层土浆，减少摩擦力。 4.6桩的水平承载力桩基受水平荷载：风荷载地震作用、机械制动力、土压力、水压力、波浪、撞击等。桩型：斜桩、竖直桩。当水平荷载与竖向荷载的合力与竖直线的夹角不超过5度时，竖直桩的水平承载力可以满足要求。 4.6.1水平荷载下桩的工作性状桩在水平荷载下承载能力极限状态：（1）桩身在水平荷载下破坏。（2）桩顶水平位移超过建筑物允许变形值。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意 影响桩基水平承载力因素：桩的断面尺寸、刚度、材料强度、入土深度、间距、桩顶嵌固程度、土质条件、上部结构水平位移允许值。刚性桩：桩的水平承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制。（图（a））水平变形系数，其单位是1/m。桩的刚度与换算深度的影响称为刚性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意 柔性桩：桩身在某处产生较大弯矩，可能出现屈服。桩的水平承载力主要由桩的水平位移和桩的材料强度控制。半刚性桩、柔性桩统称为柔性桩（图（b））称为半刚性桩。称为柔性桩。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意 单桩的水平承载力的确定方法有：理论分析、静载试验。H0H0(a)(b)桩水平受荷示意 4.6.2水平受荷弹性桩的计算1.基本假定线弹性地基反力分析法：σx=KxxKx—地基水平抗力系数，根据Kx的假定不同，可分为以下四种方法:H0 H0xt图4-23地基水平抗力系数的分布图式Kx=kh（a）常数法Kx=kt（b）”k”法Kx=mz（c）”m”法Kx=cz0.5（d）”c值”法 ①常数法：常数法假定地基系数Kx沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即Kx＝Kh，(kN／m3)为常数。H0xtKx=kh（a）常数法 ②“K”法：假定在桩身挠曲曲线第一挠曲零点所示深度处以上地基系数Kh随深度增加呈凹形抛物线变化；该点以下，地基系数Kh不再随深度变化而为常数Kh＝K。Kx=kt（b）”k”法H0xt ③“m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我国应用较多，Kx=mz。H0xtKx=mz（c）”m”法 ④“c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加，即Kh=cz1/2，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路交通部门。H0xtKx=cz0.5（d）”c值”法 2.计算参数（1）桩的截面计算宽度b0为：Kf—桩的形状系数，圆形桩Kf=0.9，方形桩Kf=1.0；d—桩的直径，方形截面时为桩的边长。水平荷载下桩内力及位移理论分析—m法 （2）钢筋混凝土桩的抗弯刚度EI=0.85EcI0（3）抗力系数Kh=mz中的m值，宜采用试验值，无试验资料时，参考表4-6。桩侧为多层土时，按hm=2(d+1)范围内m值得加权平均值。例如：两层土时： 地基土水平抗力系数的比例常数m表4-6 3.单桩计算（1）确定桩顶荷载：N0H0M0xz承台底面 N0H0M0xz承台底面N0影响很小可忽略不计，P（Z）=kxxb0=mzxb0。上式变为：（2）桩的挠曲微分方程 采用幂级数对上式进行求解，得出桩身z处的内力与位移： 桩顶水平位移桩的无量纲深度不同，桩端约束条件不同，其水平荷载下桩的工作性状也不同。下表给出了相应的位移系数Ax、Bx值，利用基本表达式即可求出桩顶位移，或桩顶允许的水平荷载。αh桩端置于土中桩端嵌固在基岩中AxBxAxBx2.43.5262.3272.2401.5862.63.1632.0482.3301.5962.82.9051.8692.3711.5933.02.7271.7582.3851.5863.52.5021.6412.3891.584≥4.02.4411.6212.4011.600各类桩的桩顶水平位移系数 （3）桩身最大弯矩及位置根据最大弯矩截面剪力为零的条件得到。计算步骤如下：1、计算CⅠ=αM/H0，查表4-7确定有关参数：表4-7时按l≥4.0/α编制，当l＜4.0/α时，可查有关设计手册。 CICII0.0∞1.000.55.5391.0571.00.8241.7281.8-0.665-0.534.0-0.045-0.011确定桩身最大弯矩截面系数CⅠ及最大弯矩系数CⅡ表4-7一般当桩的入土深度达到4.0/α时，桩身的内力及位移几乎为零，在此深度以下，桩身只需按构造配筋或不配筋。 4.6.3单桩水平静载试验1试验装置图8.16单桩水平静载试验装置 慢速连续加载法模拟桥台、挡墙等长期静止水平荷载的连续荷载试验，类似于垂直静载试验慢速法。单向单循环恒速水平加载法2试验加载方法单向多循环加载法模拟风浪、地震力、制动力、波浪冲击力及机器扰力等循环性动力水平荷载。Ht 3.终止加载条件（1）桩身折断。（2）桩顶水平位移超过30--40mm（软土取40mm）。（3）桩侧地面出现明显裂缝或隆起。（4）所加水平荷载已超过按下述方法确定的极限荷载。 4.试验资料整理根据试验可绘制出如下四种曲线图4-26水平静载试验H0-t-x0曲线5.确定水平临界荷载Hcr和极限荷载Hu 水平静载试验H0-x0曲线水平静载试验H0-Δx0/ΔH0曲线 水平静载试验H0-σg曲线 4.4.6单桩水平承载力特征值（1）应通过荷载试验确定，必要时采用带承台桩的荷载试验。宜采用慢速维持荷载法。（2）混凝土预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65%的灌注桩，可取x0=10mm(对于水平变位敏感的建筑物取x0=6mm）所对应的荷载作为单桩水平承载力特征值。（3）对于桩身配筋率小于0.65%的灌注桩，可取临界荷载Hcr。 （4）当缺少试验资料，可估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值。 （4）当缺少试验资料，可估算预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65%的灌注桩等的单桩水平承载力特征值。式中：EI—桩身抗弯刚度，对于混凝土桩，EI=0.85EcI0。—桩顶允许水平位移。—桩顶水平位移系数，按表4-8取值。