2020年岩土工程师专业考试考点串讲:单桩轴向承载力的确定
来源 :中华考试网 2020-01-09
中(一)桩身结构的承载力
确定桩身结构的承载力应该考虑以下三个方面的问题:
(1)施工起吊和运输的强度设计,此为施工领域问题,预制桩多有标准设计;
(2)沉桩施工中的锤击动应力和瞬间动荷载作用下的结构强度温度;
(3)长期荷载作用下桩身材料强度的确定。
对于钢筋混凝土桩的单桩轴向承载力设计值 R,可按下式计算
R = j ( jc f c + f 'y Ag )(17-105)
(二)土对桩的支承力
《地基规范》规定:初步设计时,单桩竖向承载力特征值可按下列公式估算
Ra = q pa Ap + u P åq sia li (17-106)
当桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中时,可按下式估算单桩的竖向承载力特征值 Ra = q pa Ap (17-107)
式中:qpa —桩端岩石承载力特征值。
(三)按静载荷试验确定单桩承载力
《地基规范》规定单桩竖向承载力特征值,应通过单桩竖向静载荷试验确定。同一条件下试桩数量,不宜少于总桩数的 1%,并不应少于 3 根。
当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时,对单桩承载力很高的大直径端承型桩,可采用深层平板载荷试验确定桩端土承载力特征值。地基基础设计等级为丙级的建筑物,可采用静力触探或标准贯入试验参数确定 Ra 值。
挤土桩宜在设置桩后隔一段时间开始静载荷试验,对预制桩,打入砂土中后 7d,如为粘性土,应视土
的强度恢复而定,一般不得少于 15d,对饱和粘性土不得少于 25d。至于灌注桩,尚应待桩身混凝土达到设
计强度后,才能进行试桩。
1.加载方式与稳定判断
试验的加荷方式应尽可能再现桩的实际工作情况。《地基规范》规定:每级加载量宜为预估极限荷载的 1/5-1/8(且不小于 8 级)。每级荷载作用下,桩顶沉降量每 1h 不超过 0.1mm,即视为已达到稳定,可加下一级荷载。当出现下列情况之一者,即终止加载:
(1)当荷载-沉降(Q-s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段,且桩顶总沉降量超过 40mm;
(2) D sn+1 /D sn ≥2,且经 24h 尚未达到稳定;
(3)25m 以上的非嵌岩桩,Q-s 曲线呈缓变型时,桩顶总沉降量大于 60~80mm;
(4)在特殊条件下,可根据具体要求加载至桩顶,总沉降量大于 100mmo 注:①D Sn—第 n 级荷载的沉降增量。
D sn+1 —第 n+l 级荷载的沉降增量。
②桩底支承在坚硬岩(土)层上,桩的沉降量很小时,最大加载量不应小于设计荷载的两倍。
卸载观测:每级卸载值为加载值的两倍。卸载后每隔 15 min 测读一次,读两次后,隔半小时再读一次,即可卸下一级荷载。全部卸载后,隔 3~4h 再测读一次。
2.单桩极限承载力的确定
桩的承载力可通过试验曲线所反映的变形特征分析确定。
单桩竖向极限承载力应按下列方法确定:
(1)作荷载-沉降(Q-s)曲线和其他辅助分析所需的曲线。
(2)当陡降段明显时,取相应于陡降段起点的荷载值。
(3)当出现《地基规范》附录 Q.0.8 第 2 款的情况时,取前一级荷载值。
(4)Q-s 曲线呈缓变型时,取桩顶总沉降量 s=40mm 所对应的荷载值,当桩长大于 40m 时,宜考虑桩身的弹性压缩。
(5)按上述方法判断有困难时,可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩基沉降有特殊要求者,应根据具体情况选取。
(6)参加统计的试桩,当满足其极差不超过平均值的 30%时,可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的 30%时,宜增加试桩数量并分析离散过大的原因,结合工程具体情况确定极限承载力。
注:对桩数为 3 根及 3 根以下的柱下桩基,取最小值。
(7)将单桩竖向极限承载力除以安全系数 2,为单桩竖向承载力特征值 Ra 。
(四)根据原位测试参数确定单桩承载力
可采用静力触探及标准贯入试验参数确定。
(五)根据岩石饱和单轴抗压强度确定单桩承载力
嵌岩灌注桩按端承桩设计,要求桩底以下 3 倍桩径范围内无软弱夹层、断裂带、洞隙分布,在桩端应力扩散范围内无岩体临空面。其端承力按嵌岩深度及施工条件确定,可查规范表格。
(六)经验法确定单桩承载力
若较小工程,附近又有条件类似的成功桩基础,可借鉴其单桩承载力选用。对具体工程应用以上各方法对照比较综合分析后确定单桩承载力。四、群桩承载力
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