1 豎向受壓作用下的單樁

1. 樁土間應力平衡

豎向受荷作用下,土對樁的阻力由樁側阻力和樁端阻力兩部分組成。

2. 樁土間的荷載傳遞及樁側阻力的分布

樁側阻力,就是土沿著樁身的極限抗剪強度或土與樁的粘著力,樁在極限荷載作用下,對於較軟土,極限側阻力即為樁周土的抗剪強度;對於較硬土,側阻力略小於土的抗剪強度。樁身各點側阻力的發揮,決定於樁土間的相對位移。

樁周側阻力分布圖

均勻土中側阻力分布有如下幾個特點:

a.對於端承樁,樁主要由於樁身的彈性壓縮而對周圍土發生剪切位移,這種位移稱之為彈性位移。

b.對於純摩擦樁(樁端阻力近於0),假定樁為剛體,受荷後樁身與土之間均產生剪切位移,這種位移稱之為剛性位移。

樁周摩阻力分布

a.彈性位移產生的摩阻力

b.剛性位移產生的摩阻力

c.曲線a和曲線b的疊加

d.達到極限狀態下摩阻力

3. 樁端下土的極限平衡

側阻力和樁端阻力共同承受上部荷載,載入初始階段,側阻力增長較快,樁端阻力作用較小。隨著荷載的增加,樁側阻力逐漸增大到極限後不再增加,曲線趨向於水平,而樁頂繼續增加的荷載完全由樁端阻力承擔,直到樁端下土達到極限平衡,樁被破壞。

4. 單樁的破壞模式

單樁在受壓荷載作用下破壞包括:樁周地基土的強度破壞和樁身截面強度的破壞。單樁的破壞模式主要取決於樁周和樁端下土的性質及樁的類型,如下典型Q-s曲線所示:

典型的Q-s曲線

擴底端承樁

孔底有沉淤的摩擦樁

典型的Q-s曲線

孔底有虛土的摩擦樁

孔底有虛土的摩擦樁

Q-s異常曲線

當樁的施工存在明顯的質量缺陷,其Q-s曲線將呈現異常,異常形態隨缺陷的性質、樁側和樁端圖層性質,樁型而異,下圖列舉四類缺陷形成的異常Q-s曲線。

打入樁接頭頭被拉斷或灌注樁斷樁

樁身混凝土強度不足被壓碎

Q-s異常曲線

干孔業鑽孔樁孔底虛土過後

泥漿護壁作業孔底沉於過厚

2.2 豎向抗拔作用下的單樁

豎向抗拔樁的抗拔承載力由樁側阻力和樁身重力組成。

單樁豎向抗極限承載力取決於以下兩個因素:

a.樁身強度 b. 地基土強度

為提高抗拔樁的豎向抗拔力,可考慮改變樁身截面積形式,如可採用人工擴底或機械擴底等施工方法,在樁端形成擴大頭,以發揮樁底部的擴大阻力等。

典型曲線

2.3 水平荷載作用下的單樁

樁受的水平荷載部分由樁本身承擔,大部分是通過樁傳給樁側土體。

影響樁水平承載力的因素很多,包括樁的截面剛度、材料強度、樁側土質條件、樁的入土深度和樁頂約束條件等。

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