基础工程---第四章: 单桩轴向承载力容许值(2)

1 引言

单桩轴向承载力容许值，系指单桩在轴向荷载作用下，地基土和桩本身的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许范围之内所容许承受的最大荷载，它是以单桩轴向极限承载力(极限桩侧摩阻力与极限桩底阻力之和)考虑必要的安全度后求得。单桩轴向承载力容许值的确定往往需选用几种方法作综合考虑和分析，以合理确定单桩轴向承载力容许值。这个笔记follow着课程进度[4/5/2021至4/11/2021 Week 5], 简要总结了单桩轴向承载力的部分内容.

2 静载试验法

在桩顶逐级施加轴向荷载，直至桩达到破坏状态为止，并在试验过程中测量每级荷载下不同时间的桩顶沉降，根据沉降与荷载及时间的关系，分析确定单桩轴向承载力容许值。 静载试验法的特点：确定单桩承载力容许值直观可靠，但费时、费力，通常只在大型、重要工程或地质较复杂的桩基工程中进行试验。它还能较直接了解桩的荷载传递特征，提供有关资料。试桩要求：试桩可在已打好的工程桩中选定，也可专门设置与工程桩相同的试验桩。

2.1 试验装置

加载系统：主要有堆载法与锚桩法两种: (1) 堆载法：在荷载平台上堆放重物，一般为钢锭或砂包，也有在荷载平台上置放水箱，向水箱中充水作为荷载。堆载法适用于极限承载力较小的桩。(2) 锚桩法：在试桩周围布置4～6根锚桩，常利用工程桩群。锚桩深度不宜小于试桩深度，且与试桩有一定距离，一般应大于3d且不小于1.5m(d为试桩直径或边长)，以减少锚桩对试桩承载力的影响。

观测系统：主要有桩顶位移和加载数值的观测。位移通过安装在基准梁上的位移计或百分表量测。加载数值通过油压表或压力传感器观测。

锚桩法试验装置

锚桩法静载试验

千斤顶及位移传感器

2.2 试验方法 

分级加载：试桩加载应分级进行，每级荷载约为预估破坏荷载的1/10-1/15；有时也采用递变加载方式，开始阶段每级荷载取预估破坏荷载的1/2.5-1/5，终了阶段取1/10-1/15。 

测读沉降时间：在每级加荷后的第一小时内，按2、5、15、30、45、60min测读一次，以后每隔30min测读一次，直至沉降稳定为止。沉降稳定的标准，通常规定为对砂性土为30min内不超过0.1mm；对黏性土为1h内不超过0.1mm。待沉降稳定后，方可施加下一级荷载。循此加载观测，直到桩达到破坏状态，终止试验。

破坏荷载的确定：当出现下列情况之一时，一般认为桩已达破坏状态，所相应施加的荷载即为破坏荷载：(1) 桩的沉降量突然增大，总沉量大于40mm，且本级荷载下的沉降量为前一级荷载下沉降量的5倍; (2) 本级荷载下桩的沉降量为前一级荷载下沉降量的2倍，且24h桩的沉降未趋稳定。

2.3 极限荷载和轴向承载力容许值的确定

破坏荷载求得以后，可将其前一级荷载作为极限荷载，从而确定单桩轴向承载力容许值。

(1) P-S曲线明显转折点法

在P-S曲线上，以曲线出现明显下弯转折点所对应的荷载作为极限荷载，若P-S曲线转折点不明显，可用对数坐标绘制lgP-lgS曲线，可能使转折点显得明确些。 

单桩荷载—沉降(P-S)曲线 

(2) S-lgt法（沉降速率法）

将相应于S-lgt线型由直线变为折线的那一级荷载定为该桩的破坏荷载，其前一级荷载即为桩的极限荷载。

单桩S-lgt曲线 

关键词: 桩基础; 地基承载力

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