樁基計(jì)算理論

1、1、 在豎向荷載作用下，單樁受力破壞全過程中，破壞過程與樁土界面特性有何關(guān)系？答：?jiǎn)螛兜钠茐男螒B(tài)：撓曲，刺入、剪切和失穩(wěn)。與承載力、樁長(zhǎng)、樁型和樁距、施工方法有關(guān)。樁土界面特征就是埋沒于土中的樁與樁周土接觸面的特征。樁土界面特性包括樁底和樁側(cè)的性質(zhì)。首先，描述樁土界面特征有一個(gè)參量，為粗糙程度系數(shù)，他的含義為樁土之間抗剪強(qiáng)度與莊周土抗剪強(qiáng)度之比。公式fr=csp/cs，這一數(shù)值分別介于01之間，經(jīng)試驗(yàn)表明：樁身與周圍土體接觸面越光滑，即粗糙程度系數(shù)越小，樁的豎向承載力越小。反之，樁身與土接觸越粗糙，樁的承載力就越大。其次，樁與土接觸面粗糙度越大，則樁身能夠承受的側(cè)面剪切應(yīng)力峰值越大，在破壞時(shí)樁

2、身剪應(yīng)力殘余強(qiáng)度越大。反之，樁與土接觸面越光滑，樁身能夠承受的剪應(yīng)力峰值與殘余強(qiáng)度越小。 第三，隨著接觸面粗糙程度的提高，強(qiáng)度峰值所產(chǎn)生的跨越位移區(qū)間增大，因此，粗糙程度越大時(shí)，接觸面之間不會(huì)發(fā)生突然破壞。反之，強(qiáng)度峰值與參與值的跨越位移區(qū)間較小，接觸面有可能在剪切強(qiáng)度較小的時(shí)候突然破壞。2、 豎向荷載作用下在樁尖附近有一層軟弱下臥層時(shí)，如何確定單樁承載力？需要考慮哪些因素？答：地基由多層土組成時(shí)，持力層以下存在容許承載力小于持力層容許承載力的土層時(shí)，這樣的土層叫做軟弱下臥層。軟弱下臥層承載力由樁側(cè)的摩擦力和樁端的承載力所確定。考慮樁尖距軟弱下臥層的距離和樁的承載力大小確定是否穿過軟弱下臥層。

3、下臥層的厚薄對(duì)樁承載力的影響很大，如果下臥層距離樁尖很遠(yuǎn)則可以當(dāng)做沒有軟弱下臥層考慮。樁基規(guī)范(2008)關(guān)于軟弱下臥層驗(yàn)算的條文說明中有這樣一條:(1)驗(yàn)算范圍。規(guī)定在樁端平面以下受力層范圍內(nèi)存在低于持力層承載力1/3的軟弱下臥層。實(shí)際工程持力層以下存在相對(duì)軟弱土層是常見現(xiàn)象，只有當(dāng)強(qiáng)度相差過大時(shí)才有必要驗(yàn)算。當(dāng)軟弱下臥層距樁端較近時(shí)對(duì)單樁承載力的影響較大，一般說，樁進(jìn)入持力層越深，承載力越高，但有一個(gè)臨界深度的問題，超過臨界深度以后承載力不再增大；如果下面有軟弱層，那么進(jìn)入持力層太深了，樁端與軟弱層的距離近了，會(huì)使承載力降低；因此在樁基設(shè)計(jì)時(shí)要考慮這個(gè)影響，設(shè)置樁端標(biāo)高要合適，將這種影響降

4、到比較小的程度。進(jìn)入持力層不能太深，不是越深越好。這種影響一般來說與軟弱層的厚度的定量關(guān)系不是非常明顯； 二是對(duì)樁基沉降的影響，這種影響與軟弱層厚度的關(guān)系比較明顯，很薄的軟弱層，影響沉降的量不會(huì)太大，通過沉降計(jì)算可以得到其定量的影響程度，判斷是否有危害性。此外，還與軟弱下臥層本身的承載力、樁身材料、樁承載力和樁周摩擦力、樁端承載力等有關(guān)。在一定條件下可參照樁基規(guī)范2008考慮是否穿過下臥層。3、如何考慮橋梁樁基設(shè)計(jì)的安全儲(chǔ)備問題？主要從哪些方面考慮？答：樁側(cè)阻力是樁基豎向承載力的重要組成部分。合理確定樁側(cè)阻力是準(zhǔn)確計(jì)算樁基承載力的前提?？梢詮臉缎?、樁的承載力、樁長(zhǎng)、樁徑和截面形式，樁的強(qiáng)度指標(biāo)

5、（eqil）以及結(jié)合工程試驗(yàn)和工程經(jīng)驗(yàn)來確定橋梁樁的安全儲(chǔ)備。也要通過詳細(xì)的地質(zhì)勘查等手段來計(jì)算出地基的極限承載力。4、什么是混合樁概念？混合樁剛度與荷載有何關(guān)系？答：混合樁：就是假定當(dāng)樁受力時(shí)，樁周圍一定范圍內(nèi)的土將牢固的黏附在樁身隨樁身一起移動(dòng)，這層土與樁身一起組成的混合體即為混合樁（書）?；旌蠘兜哪Ｊ椒磻?yīng)了不同粗糙程度系數(shù)，樁受力和變形的特征?；旌蠘兜膭偠炔⒎且粋€(gè)固定的常數(shù)，而是一個(gè)隨樁頂荷載，樁頂沉降，樁長(zhǎng)樁徑樁身彈性模量及傳遞函數(shù)類型等諸多因素不同而改變的量。1、樁長(zhǎng)不同時(shí)，剛度與荷載的關(guān)系：隨著樁頂荷載或樁頂沉降的增大，單樁軸向剛度逐漸減小。但軸向剛度隨樁頂荷載的變化趨勢(shì)又隨樁長(zhǎng)的

6、不同而不同。當(dāng)樁長(zhǎng)較大時(shí)可分為三個(gè)階段：1、直線階段：樁的軸向剛度隨樁頂荷載的增加呈線性減小。2、曲線階段：樁的軸向剛度隨樁頂荷載的增加迅速變小。3、樁的軸向剛度隨樁頂荷載的增加逐漸趨于常數(shù)。相對(duì)于長(zhǎng)樁而言，短樁的軸向剛度隨樁頂荷載的增加而減小的更快更多。剛度k荷載2、樁徑的影響：隨著樁直徑的增加，樁的軸向剛度隨樁頂沉降的增加而減小的趨勢(shì)逐漸加快。但樁的軸向剛度隨樁頂荷載的增大而減小的速度似乎改變不大。不同樁徑的軸向剛度隨樁頂荷載的增大而減小的趨勢(shì)基本相同。3、樁身彈性模量ep響：隨著樁身模量ep的增大，樁的軸向剛度k隨樁頂荷載q的增加而減小的趨勢(shì)逐漸加大。但最后不同樁身彈性量的k-q曲線最終

7、趨于同一曲線。變化趨勢(shì)趨于一致。4、樁身傳遞函數(shù)的影響：用不同的傳遞函數(shù)，樁側(cè)阻力發(fā)揮的速度就不同，側(cè)阻力的發(fā)揮越快，最初的軸向剛度k也就越大。軸向剛度隨樁頂荷載q的增加而減小的速度也就越快。5、推力樁受力破壞的全過程分為哪些階段？樁和土性狀在全過程中如何變化？答：插入土中的推力樁，在地面處受垂直于樁軸的橫向力q0和力矩m0的作用。通?？蓪?shí)測(cè)得q與樁在地面處的撓度y0的關(guān)系如下圖：一、oa階段（彈性階段） 通過原點(diǎn)，接近直線，可以接近于正比例關(guān)系的冪函數(shù)表示qo=t1yob. t1是系數(shù)，b是指數(shù)，接近于1.此時(shí)樁的變形很小，樁yo和樁周土壤都在彈性或近似于彈性的階段工作。卸載后，樁土體系的變

8、形基本上可全部恢復(fù)。二、ab階段 q0與y0的關(guān)系已進(jìn)入非線性階段。此階段雖處在彈性狀態(tài)工作。但樁周土壤已向上而下產(chǎn)生了小范圍的塑性變形，對(duì)于鋼樁預(yù)應(yīng)力混凝土樁，以及有較強(qiáng)配筋的鋼筋混凝土樁，在此階段會(huì)出現(xiàn)程度不嚴(yán)重的非線性現(xiàn)象，主要是由于地面附近小范圍內(nèi)土體抗力的非線性行為所引起的，對(duì)于鉆孔灌注少筋混凝土樁，此階段在最大彎矩截面出現(xiàn)了裂縫。三、末端bc階段表面（塑性變形階段） 此階段q0與 y0的非線性程度大大增加。此時(shí)可用qo=t2yoa冪函數(shù)擬合。此階段土壤的塑性變形區(qū)從地面起沿樁身已經(jīng)越來越大，致使地面處的位移值隨橫向應(yīng)力q0的增加發(fā)展的很快，已不能滿足上不結(jié)構(gòu)的荷載要求，對(duì)于鉆孔灌注

9、樁樁身截面已經(jīng)有了很大的不容許的裂紋。推力樁的破壞形式一般分為：剪斷、推歪、折斷和推到。樁頂位移限制一般的為10mm，重要的為6mm。oqoaqobyodyobyoacdbaqodqoyoqo-yo曲線6、如何計(jì)算摩擦樁的沉降問題？主要從哪些方面考慮？答：摩擦樁的沉降包括樁身材料彈性壓縮，地基產(chǎn)生的彈性變形和地基的壓實(shí)變形。但主要是考慮兩方面樁身混凝土自身的彈性壓縮se和樁端以下土體所產(chǎn)生的樁端沉降sb。單樁沉降s0=se+sb。常用的計(jì)算方法有荷載傳遞法；剪切位移法；彈性理論法；分層總和法；簡(jiǎn)化方法和數(shù)值計(jì)算法。7、如何考慮豎向荷載下群樁樁間土及樁長(zhǎng)度與承載力的關(guān)系研究？答：要確定群樁的承載

10、力就要找到單根樁與群樁承載力的關(guān)系。因?yàn)樵谪Q向荷載作用下，樁間土，樁長(zhǎng)都會(huì)影響到單根樁的承載力，進(jìn)而影響群樁的承載力。承載力荷載q沉降量4.5do有效樁長(zhǎng)lc極限承載力樁長(zhǎng)6d3d不同樁距超長(zhǎng)群樁的q-s曲線間距1d樁長(zhǎng)-承載力樁頂沉降8、什么是推力樁的綜合剛度？提高綜合剛度的措施有哪些？答：推力樁的綜合剛度原理即考慮樁土共同作用后樁的計(jì)算剛度，它不僅與樁的材料、樁的截面幾盒形狀與尺寸有關(guān)，而且與特定荷載的大小和比值及樁土的物理性質(zhì)，幾何特性有關(guān)，它反映了樁土共同作用的一個(gè)待定參量。提高綜合剛度的措施有：一、提高樁的剛度和強(qiáng)度：采用較高標(biāo)號(hào)的混凝土預(yù)制樁；采用較高配筋率和較小直徑的主鋼筋；適當(dāng)選擇樁徑及合理的布置樁縱向鋼筋。二、改善樁身的構(gòu)造措施：采用剛度交大的承臺(tái)或帽梁；將各樁頂用連系梁鏈接起來；適當(dāng)增加樁身上部8d-12d范圍內(nèi)的樁徑；樁身上部側(cè)向加設(shè)翼板；增加承臺(tái)底承阻力；保證樁接頭剛度。三、調(diào)高樁周圍土的抗力（最有效）：在樁周圍挖3d-6d的圓形坑，填以級(jí)配沙石或灰土等低壓縮性的材料；在樁身上部4d-8d范圍內(nèi)將樁側(cè)土挖除，澆筑素混凝土；對(duì)低樁承臺(tái)，承臺(tái)外側(cè)的回填土可用灰土或爐渣、沙石等材料。9、