首页 拆除工程正文

四川内江破桩头轴向荷载作用下,单桩工作状态分析

futao 拆除工程 2019-04-23 725 0
川渝拆除17713551981

四川内江破桩头轴向荷载作用下,单桩工作状态分析

图5-1是桩在轴向荷载作用下被破坏的两种典型模式。一般情况下,支承于岩石上的柱桩,多为桩身材料首先被破坏。众所周知,桩壁摩阻力是由于桩壁与周围土之间有了位移才产生的,而且在正常工作状态下,摩阻力大小与位移大小成正比,对于较短的柱桩。桩身的弹性压缩变形很小,再加之岩层以上土质软弱,所以其摩阻力很

小,一般都忽略不计。但对于长柱桩,累积的桩身弹性压缩变形会较大,桩侧产生的摩阻力能承受一部

分轴向荷载,不考虑摩阻力则过于保守,所以应适当考虑摩阻力的影响。

图5-1轴向荷载作用下桩破坏的两种典型模式

图5-1轴向荷载作用下桩破坏的两种典型模式

下面我们重点研究分析摩擦桩在轴向荷载作用

下单桩的工作性状,也就是要研究桩和土之间相互作用的性能及荷载传递的问题,即桩壁摩阻力与桩底支承力的产生、分布、发展情况及影响因素等。

桩土共同作用平衡轴向荷载的阻力有两部分,桩侧面与桩周土的摩阻力R,和桩底支承力R。,即P=R.+R.。影响R,与R。的因素,不仅与桩的类型、材料、沉桩方法有关,而且主要由桩周土的类别和桩土工作状态有关。图5-2表示在轴向荷载作用下桩壁摩阻力和桩底支承力的产生和发展情况。

当桩顶开始加荷载作用时,桩身逐段由上向下,由大至小发生弹性压缩变形,而使桩与桩壁土之间有了不大的相对位移,从而产生相当的桩壁摩阻力,此时传递荷载的只是桩身上段的一部分桩,施加于桩顶的荷载只由桩壁摩阻力承担(图5-2中的a线)。

图5-2桩侧摩阻力与桩底支 撑力产生发展图示

图5-2桩侧摩阻力与桩底支

撑力产生发展图示

随着桩顶荷载增大,传递荷载的桩长越来越长,荷载增大到一定数量后,除上述不大的相对位移外,还因部分荷载传至桩底,此时桩底地基土也参与到平衡桩顶轴向荷载的工作中,桩底土受压渐大而产生压缩变形,使桩与土之间产生了较大的相对位移,桩壁摩阻力和桩底支承力逐渐增大,但没达到极限值。在此阶段桩底土尚未产生塑性变形(图5-2中的b线)。桩顶荷载继续增加,桩的沉降加大,其中更多的是桩底土压缩变形,甚至桩底土产生了弹塑性变形,使摩阻力急速增长。实测资料表明,使桩侧摩阻力充分发挥并达到极限值的相对位移并不大,为6~9mm,但与此成鲜明对照的是,充分发挥桩底支承力也会使桩底产生较大的位移,而且随着桩径成比例增加。

根据试桩得到的荷载一沉降(P-s)曲线规律可明确地分析出上述过程,这样不难得出,当桩的沉降达到一定量后,桩侧摩阻力首先达到极限值(图5-2中R线),但桩底支承力还未充分发挥作用,此时桩的轴向承载力也已达到极限承载力,荷载增加,桩壁与桩周土产生剪切破坏,致使摩阻力急剧下降。这样摩阻力承担的大部分轴向荷载转移给了桩底的支承力,桩底持力层的土体发生整体剪切破坏,使桩出现不停滞的大量沉降,桩就在轴向力作用下呈现破坏状态。用最简单的三句话,可以概括摩擦桩荷载传递和破坏的规律:

首先产生摩阻力;首先摩阻力达到极限值;首先摩阻力破坏。


推荐阅读:

​桥梁墩台

​新华社·外国专家谈三峡三期围堰爆破

四川泸州破桩头多排桩设计计算要点简介

四川破桩头墩台基础设计原则和影响因素