§8.3竖向荷载下单桩的工作性能 1单桩的荷载传递规律 当竖向荷载施加于单桩桩顶时，桩身受到压缩而产生相对于土的向下位移 同时柱侧表面受到士的向上摩阻力.柱身荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递 至桩周土层中，使桩身荷载和压缩变形随深度递减。随着作用荷载的增加，桩身 压缩量和位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也因受到 压缩而立生桩瑞阳力。 N:-t:updE-(N:+dN.)=0 -1.w u。dk 6=5- EINd 柱身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加荷载，荷载增量将全部由 桩端阻力承担。由于桩端持力层的大量压缩和塑性变形，位移增加速度显著增大， 直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大至破坏。此时，桩达到其极限承载力。 2桩侧摩阻力和桩端阻力 桩侧摩阻力是桩截面对桩周土相对位移δ的函数，如图曲线OCD所示 通常可简化为折线OAB。极限值Tu可用类似于土的抗剪强度的库仑公式表达： =c +o tano ca一桩侧表面与土之间的附着力： p。一桩侧表面与土之间的摩擦角 T=f B 0x- 一深度z处作用于桩侧表面的法向压力，与 桩侧土的竖向有效应力σ，成正比例： =K,o K一桩侧土的侧压力系数，对挤土桩Ko<K,<Kp: 非挤土桩，因桩孔中土被清除，而使K。<K<K。其中Ka、K、K,分别 为主动、静止和被动土压力系数。 侧阻的深度效应：桩的侧阻力随深度呈线性增大。但砂土中模型试验表明，当桩 入土深度达某一临界值后，侧阻就不再随深度增加。 影响因素 深度 、土的类别、成桩方法及6。等因素有关 3单桩的破坏模式 破坏模式主要取决于：桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩的尺寸以及 桩的类型等条件。如图P217一一图10：基桩破坏模式 31屈曲破坏 当桩底支承在坚硬的土层或岩层上，桩周土层极为软弱，桩身无约束或侧 向抵抗力。见P217图10a: 桩的承载力：桩身的材料强度决定。 发生情况：穿越深厚淤泥质土层中的小直径端承桩或嵌岩桩，细长的木桩等
§8.3 竖向荷载下单桩的工作性能 1 单桩的荷载传递规律 当竖向荷载施加于单桩桩顶时，桩身受到压缩而产生相对于土的向下位移， 同时桩侧表面受到土的向上摩阻力。桩身荷载通过所发挥出来的桩侧摩阻力传递 至桩周土层中，使桩身荷载和压缩变形随深度递减。随着作用荷载的增加，桩身 压缩量和位移量增大，桩身下部的摩阻力随之逐步调动起来，桩底土层也因受到 压缩而产生桩端阻力。 Nz − zu p dz − (Nz + dNz ) = 0 dz dN u z p z = − 1 = − z z p p z N dz A E s 0 1 桩身摩阻力全部发挥出来达到极限后，若继续增加荷载，荷载增量将全部由 桩端阻力承担。由于桩端持力层的大量压缩和塑性变形，位移增加速度显著增大， 直至桩端阻力达到极限，位移迅速增大至破坏。此时，桩达到其极限承载力。 2 桩侧摩阻力和桩端阻力 桩侧摩阻力τ是桩截面对桩周土相对位移δ的函数，如图曲线 OCD 所示： 通常可简化为折线 OAB。极限值τu 可用类似于土的抗剪强度的库仑公式表达： u a x a = c + tan ca—桩侧表面与土之间的附着力； a—桩侧表面与土之间的摩擦角； σx——深度 z 处作用于桩侧表面的法向压力， 与 桩侧土的竖向有效应力 ' v 成正比例： ' x = Ks v Ks—桩侧土的侧压力系数，对挤土桩 K0＜Ks＜Kp； 非挤土桩，因桩孔中土被清除，而使 Ka＜Ks＜K0。其中 Ka、Ks、 Kp 分别 为主动、静止和被动土压力系数。 侧阻的深度效应：桩的侧阻力随深度呈线性增大。但砂土中模型试验表明，当桩 入土深度达某一临界值后，侧阻就不再随深度增加。 影响因素：深度、土的类别、成桩方法及δu 等因素有关 3 单桩的破坏模式 破坏模式主要取决于：桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩的尺寸以及 桩的类型等条件。如图 P217——图 10：基桩破坏模式 3.1 屈曲破坏 当桩底支承在坚硬的土层或岩层上，桩周土层极为软弱，桩身无约束或侧 向抵抗力。见 P217 图 10a； 桩的承载力：桩身的材料强度决定。 发生情况：穿越深厚淤泥质土层中的小直径端承桩或嵌岩桩，细长的木桩等
3.2整体剪切破坏 当耳有早铭器度的排穿时抗前器度梦低的十层.大器度物高的斗层.日 桩的长度不大时，柱在轴向荷载作用下由于桩底上部士层不能阻止滑动土楔的形 成，桩底土体形成滑动面，见P217图10b。 桩的承载力：桩端土的支承力决定。 发生情况：打入式短桩、钻孔短桩等。 ?3刺入破坏 当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向荷载作用下 将出现刺入破坏，见P217图10c 桩的承载力：主要取决于桩周土的强度。 发生情况：一般情况下的钻孔灌注桩。 4柱侧负摩阻力 4.1唇令 负摩阻力一桩土之间的相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相 对于桩侧向下位移时桩侧摩阻力方向向下。 4.2产生柱侧负摩阻力作用的原因： A桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层时： B桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积 时 C由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。 4.3桩侧负摩阻力确定 n一一桩周负摩阻力系数，按P218表8.4取用： o,一一桩周第i层平均竖向有效上覆压力kPa) 经验公式：士=告+3 粘土 Cu- 土的不排水抗剪强度 N一一桩周第i层土经钻杆长度修正后的平均贯入试验击数。 桩侧总的负摩阻力为：2n=u∑9 一桩的周长(m) 中性点以上各土层的厚度(m) 4.4措施： A预制桩表面涂一层沥青： B钢桩加一层厚度为3mm的塑料薄膜： C现场灌注桩在桩与土之间灌注斑脱土浆等方法
3.2 整体剪切破坏 当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层，达到强度较高的土层，且 桩的长度不大时，桩在轴向荷载作用下由于桩底上部土层不能阻止滑动土楔的形 成，桩底土体形成滑动面，见 P217 图 10b。 桩的承载力：桩端土的支承力决定。 发生情况：打入式短桩、钻孔短桩等。 3.3 刺入破坏 当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向荷载作用下 将出现刺入破坏，见 P217 图 10c。 桩的承载力：主要取决于桩周土的强度。 发生情况：一般情况下的钻孔灌注桩。 4 桩侧负摩阻力 4.1 概念 负摩阻力—桩土之间的相对位移的方向决定了桩侧摩阻力的方向，当桩周土层相 对于桩侧向下位移时桩侧摩阻力方向向下。 4.2 产生桩侧负摩阻力作用的原因： A 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层时； B 桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积 堆载时； C 由于降低地下水位，使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。 4.3 桩侧负摩阻力确定 ' qni = n i ζn——桩周负摩阻力系数，按 P218 表 8.4 取用； ' i——桩周第 i 层平均竖向有效上覆压力(kPa)。 经验公式：砂土 3 5 = + i ni N q 粘土 ｑni=ｃu cu——土的不排水抗剪强度 Ni——桩周第 i 层土经钻杆长度修正后的平均贯入试验击数。 桩侧总的负摩阻力为： n p ni i Q = u q l up——桩的周长（m）； li——中性点以上各土层的厚度（m）。 4.4 措施： A 预制桩表面涂一层沥青； B 钢桩加一层厚度为 3mm 的塑料薄膜； C 现场灌注桩在桩与土之间灌注斑脱土浆等方法