單樁豎向抗壓容許承載力

單樁豎向抗壓容許承載力

單樁承載力是指過大變形時的單樁在外荷作用下,不喪失穩定性,不產生過大變形的承載力。單樁在豎向荷載作用下達到破壞狀態前或出現不適合於繼續承載的變形時所對應的最大容許荷載,稱為單樁豎向抗壓容許承載力。

基本介紹

  • 中文名:單樁豎向抗壓容許承載力
  • 外文名:Allowable bearing capacity of single pile under vertical compression
內容簡介,承載力的確定,
單樁豎向抗壓承載力簡介
根據單樁軸向荷載傳遞理論分析,樁受到的土的極限抗力或樁所能承受的極限荷載即為其豎向極限承載力;在工作狀態下樁所允許承受的最大荷載即為單樁豎向承載力的特徵值(通稱單樁豎向承載力)。
單樁的豎向極限承載力標準值的基本概念
單樁的豎向極限承載力標準值是基樁承載力的最基本參數,其他如特徵值、設計值都是根據豎向極限承載力標準值計算出來的。新舊樁基規範對單樁的豎向極限承載力標準值的定義是一致的,是指單樁在豎向荷載作用下達到破壞狀態前或出現不適合繼續承載的變形時所對應的最大荷載,它取決於對樁的支承阻力和樁身材料強度。
對單樁豎向極限承載力的影響,一方面是可以人為控制的,包括樁的類型、材料、截面尺寸、入土深度、樁端進入持力層深度、成樁後休止時間以及成樁施工方法等;另一方面由樁端、樁側土的性質決定,體現為土的極限側阻力和極限端阻力,是決定承載力的基本因素,但其發揮受一方面因素的影響。
建築地基基礎設計規範》GB50007-2002和《建築基樁檢測技術規範》均規定了單樁豎向極限承載力標準值確定方法,一般根據以下幾點綜合分析確定:
(1)根據沉降隨荷載變化的特徵確定:對於陡降型Q-S曲線,取其發生明顯陡降的起始點對應的荷載值。
(2)根據沉降隨時間變化的特徵確定:取s-lgt曲線尾部出現明顯向下彎曲的前一級荷載值。
(3)某級荷載作用下,樁頂沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的5倍,或樁頂沉降量大於前一級荷載作用下沉降量的2倍,且經24h尚未達到相對穩定標準,或已達到設計要求的最大載入量,取前一級荷載值。
(4)對於緩變型Q-S曲線可根據沉降量確定,宜取s=40mm對應的荷載值;當樁長大於40mm時,宜考慮樁身彈性壓縮量;對直徑大於或等於800mm的樁,可取s=0.05D(D為樁端直徑)對應的荷載值。
對於單樁豎向抗壓極限承載力標準值應明確以下幾個概念:
(1)它是實測值統計的結果;
(2)根據規範公式計算的極限承載力標準值為設定極限承載力標準值,實際值應由實測值最後確定。
(3)一些工程中,樁的檢測沒有達到極限承載力,而是根據規範公式計算出的設定值進行檢測設計,達到設定值即終止檢測,,而沒有真正得到樁的極限承載力標準值,造成一定程度的浪費。
按材料強度確定
按樁身材料強度確定單樁豎向承載力時,可將樁視為軸心受壓桿件,根據樁材按《混凝土結構設計規範》等混凝土或鋼結構規範計算。對於鋼筋混凝土樁,要求:
式中:N為荷載效應基本組合下的樁頂軸向壓力設計值,kN;fc為混凝土軸心抗壓強度設計值,kPa;fy′為縱向主筋抗壓強度設計值,kpa;Ap為樁身的橫截面面積,
。Ag為縱向主筋截面面積,。
為樁的穩定係數,對低承台樁基,考慮土的側向約束可取滬
=1.0,當穿過很厚軟黏土層(
〈10kpa)和可液化土層的端承樁或高承台樁基,其值應小於1.0:Xc為基樁成樁工藝係數,混凝土預製樁、預應力混凝土空心樁取0.85,乾作業非擠土灌注樁取0.90,泥漿護壁和套管護壁非擠土灌注樁、部分擠土灌注樁及擠土灌注樁取0.7~0.8,軟土區擠土灌注樁取0.6。
尚需注意,只有當樁頂以下5d範圍內樁身箍筋間距不大於100mm。且符合相關構造要求時才考慮縱向主筋對樁身受壓承載力的作用,否則上式中fy′Ag項為零。此外,對高承台基樁、樁身穿越可液化土或不排水抗剪強度小於10kPa的軟弱土層中的基樁,還應考慮樁身撓曲對軸向偏心力偏心距增大的影響。
按土的抗剪強度指標確定
國外廣泛採用以土力學原理為基礎的單樁極限承載力公式。該類公式在土的抗剪強度指標的取值上考慮理論公式無法概括的某些影響因素,例如:土的類別和排水條件、樁的類型和設定效應等、所以仍是經驗性的、其單樁極限承載力
一般可用下式表示:
式中Qsu,Qpu分別為樁側總極限摩阻力和樁端總極限阻力;G,γ為樁的自重和樁長以內土的平均重度;G−γApl為表示因樁的設定而附加於地基的重力,γApl為與樁同體積的土重,常假設其值等於樁重G故上式可簡化為
對於黏性土中的樁,因樁在設定和受荷初期,樁周土來不及排水固結,一般以短期承載力控制設計、故宜按Cu應力分柘法取不排水強度Cu估算Qu,故
式中Cu為樁底以上3d至樁底以下1d範圍內土的不排水抗剪強度平均值,對裂隙黏土宜用含裂隙的大試測定;對鑽孔樁可取三軸不排水抗剪強度的0.75 倍;Nc為地基承載力係數,當樁的長徑比大於5時,Nc=9;ca為樁土之間的附著力,

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