桩的极限端阻力标准值表
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Ⅲ 经验参数法5.3.5 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式估算:p pk i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q +∑=+= (5.3.5) 式中 sik q ——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值,如无当地经验时,可按表5.3.5-1取值;pk q ——极限端阻力标准值,如无当地经验时,可按表5.3.5-2取值。
注:1 对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土,不计算其侧阻力; 2w a 为含水比,l w w w a /=,w 为土的天然含水量,w l 为土的液限;3 N 为标准贯入击数;N 63.5为重型圆锥动力触探击数;4 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为f rk ≤15MPa 、f rk >30MPa 的岩石。
5.3.6 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩单桩极限承载力标准值时,可按下式计算:p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑(5.3.6)式中 sik q ——桩侧第i 层土极限侧阻力标准值,如无当地经验值时,可按本规范表5.3.5-1取值,对于扩底桩变截面以上d 2长度范围不计侧阻力;pk q ——桩径为800mm 的极限端阻力标准值,对于干作业挖孔(清底干净)可采用深层载荷板试验确定;当不能进行深层载荷板试验时,可按表5.3.6-1取值;si ψ、p ψ——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数,按表5.3.6-2取值。
u ——桩身周长,当人工挖孔桩桩周护壁为振捣密实的混凝土时,桩身周长可按护壁外直径计算。
注: 1 当桩进入持力层的深度h b 分别为:h b ≤D ,D< h b ≤4D, h b >4D 时,q pk 可相应取低、中、高值。
2 砂土密实度可根据标贯击数判定,N ≤10为松散,10<N ≤15为稍密, 15<N ≤30为中密,N>30为密实。
经验数据法:(1)粘性土(a) fs=aCu [fs侧阻力,a因子,Cu不排水抗剪强度],是Tomlinson1971提出的,适合粘性土。
******Cu的确定******Cu=qc/Nk [qc - 静探结果,qc<3MPa时,Nk=18;qc>=3MPa时Nk=45]******a的确定[Vesic,1967]******Cu(kPa) a45 160 0.880 0.6140 0.4180 0.35(b) fb=NcCu [fb端阻力,Nc因子,Cu不排水抗剪强度]*******Nc的确定*********一般取9,如果深度/桩径比小于4,逐渐减小,到地表取5.6根据静探资料或Cu可以把粘性土的侧阻力和端阻力计算出来。
(2)非粘性土[如砂](a) fs=F.sigma“[fs侧阻力,F因子,sigma“有效垂直应力kPa](b) fb=Nq.sigma“[fb端阻力,Nq因子,sigma“有效垂直应力kPa]*******************F和Nq的确定*************************土的状态z/d F Nq预制桩灌注桩预制桩灌注桩松散 6 0.8 0.3 60 25中等密实8 1.0 0.5 100 60密实15 1.5 0.8 180 100*******************************************************Z -深度,d - 桩直径另外,注意砂或砾石地基桩参数的传统的方法是- 假设侧阻力和端阻力随桩深度增加而线性增加,但是研究表明并非如此,极限侧阻力和极限端阻力一般出现在10-20倍桩径的深度处。
理论公式法:(1)粘性土库仑定律(qsu=sigma*Ko*tan f+Cu)计算桩侧阻力极限值,桩端极限阻力直接取桩端处的锥头阻力。
(2)非粘性土[如砂]Chandler1968年提出的有效应力法(qsu=sigma*Ko*tan f )[sigma—有效自重应力,Ko—静止侧压力系数,F—桩土间的摩擦角],这个公式适合于砂性土。
桩的极限侧阻力标准值qsk(kPa)表5.2.8-1土的名称土的状态混凝土预制桩水下钻(冲)孔桩沉管灌注桩干作业钻孔桩填土20~2818~2615~2218~26淤泥11~1710~169~1310~16淤泥质土20~2818~2615~2218~26黏性土I L>121~26 20~3416~2820~340.75<I L≤136~5034~4828~404~48 0.50<I L≤0.7550~6648~6440~5248~62 0.25<I L≤0.5066~8264~7852~6362~76 0<I L≤0.2582~9178~8863~7276~86I L≤091~10188~9872~8086~96红粘土0.7<αW≤1.013~3212~3010~2512~300.5<αW≤0.732~7430~7025~6830~70粉土e>0.9 22~4422~4016~3220~400.75≤e≤0.942~6440~6032~5040~60e<0.75 64~8560~8050~6760~80细粉砂稍密22~4222~4016~3220~40中密42~6340~6032~5040~60密实63~8560~8050~6760~80中砂中密54~7450~7242~5850~70密实74~9572~9058~7570~90粗砂中密74~9574~9558~7550~70密实95~11695~11675~9270~90砾砂中密、密实116~138116~13592~110110~130注:①对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土,不计算其侧阻力;②αW 为含水量,αW=ω/ωL;③对于预制桩,根据土层埋深h,将qsk乘以下表修正系数。
土层埋深h(m)≤51020≥30修正系数0.8 1.0 1.1 1.2桩的极限端阻力标准值qpk(kPa)表5.2.8-2土名称桩型预制桩入土深度(m)水下钻(冲)孔桩入土深度(m)土的状态h≤99<h≤1616<h≤30h>3051015h>30黏性土0.75<I L≤1210~840630~13001100~17001300~1900100~150150~250250~300300~4500.50<I L≤0.75840~17001500~21001900~25002300~3200200~300350~450450~550550~7500.25<I L≤0.501500~23002300~30002700~36003600~4400400~500700~800800~900900~10000<I L≤0.252500~38003800~51005100~59005900~6800750~8501000~12001200~14001400~1600粉土0.75<e<0.9840~17001300~21001900~27002500~3400250~350300~500450~650650~850 e≤0.751500~23002100~30002700~36003600~4400550~800650~900750~1000850~1000粉砂稍密800~16001500~21001900~25002100~3000200~400350~500450~600600~700中密、密实1400~22002100~30003000~38003800~4600400~500700~800800~900900~1100细砂中密、密实2500~38003600~48004400~57005300~6500550~650900~10001000~12001200~1500中砂3600~51005100~63006300~72007000~8000850~9501300~14001600~17001700~1900粗砂5700~74007400~84008400~95009500~103001400~15002000~22002300~24002300~2500砾砂中密、密实6300~105001500~2500角砾、圆砾7400~116001800~2800碎石、卵石8400~127002000~3000土名称桩型沉管灌注桩入土深度(m)干作业钻孔桩入土深度(m)土的状态51015>1551015黏性土0.75<I L≤1400~600600~750750~10001000~1400200~400400~700700~9500.50<I L≤0.75670~11001200~15001500~18001800~2000420~630740~950950~12000.25<I L≤0.501300~22002300~27002700~30003000~3500850~11001500~17001700~19000<I L≤0.252500~29003500~39004000~45004200~50001600~18002200~24002600~2800粉土0.75<e<0.91200~16001600~18001800~21002100~2600600~10001000~14001400~1600 e≤0.751800~22002200~25002500~30003000~35001200~17001400~19001600~2100粉砂稍密800~13001300~18001800~20002000~2400500~9001000~14001500~1700中密、密实1300~17001800~24002400~28002800~3600850~10001500~17001700~1900细砂中密、密实1800~22003000~34003500~39004000~49001200~14001900~21002200~2400中砂2800~4400~5200~5500~1800~2800~3300~3200500055007000200030003500粗砂4500~50006700~72007700~82008400~90002900~32004200~46004900~5200砾砂中密、密实5000~84003200~5300角砾、圆砾5900~9200碎石、卵石6700~10000注:①砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值,要综合考虑土的密实度,桩端进入持力层的深度比h b/d,土愈密实,h b/d愈大,取值愈高。
.桩端阻力特征值与极限端阻力标准值的换算对于桩基础的侧阻值和端阻值,我们采用了现行行业标准《建筑桩基础技术规范》JGJ94-94的阻值表,并将极限侧阻、端阻力标准值除以2后变换为侧阻、端阻力特征值。
将极限侧阻、端阻力标准值除以2后变换为侧阻、端阻力特征值的根据有二:一是桩基础承载力特征值实际上就是容许值,现行标准《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002在试验方法要点中明确规定,将静载荷试验得到的单桩竖向极限承载力除以2为单桩竖向承载力特征值,而桩基础技术规范给出的阻值表应该和静载荷试验结果是相吻合的,将桩基础规范中的极限侧阻、极限端阻力除以2的安全系数作为桩的侧阻力、端阻力特征值是合理的,其差异应该是某一根桩的试验结果和在大量试验结果基础上进行统计分析后给出的经验值之间的差异;二是根据现行桩基础技术规范和地基基础设计规范,将桩基础极限承载力标准值和桩基础承载力特征值进行换算,换算结果也是比较接近的。
桩基础规范采用了以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计法,所定义的单桩承载力标准值所对应的荷载是正常使用极限状态下荷载效应的基本组合,所采用的荷载已经考虑了作用分项系数,既将永久荷载和可变荷载分别乘以1.2和1.4的分项系数,通常情况下可取综合分项系数1.25,在计算桩承载力设计值时,将极限承载力标准值除以抗力分项系数,对于预制桩取1.60。
现行地基基础设计规范所定义的承载力特征值所对应的荷载是正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,既荷载没有乘以作用分项系数,在计算桩基承载力特征值时,将桩基极限承载力除以2的安全系数,我们假设单桩极限承载力为2000kN,按地基基础设计规范计算,单桩承载力特征值为2000÷2=1000kN,该承载力对应的上部荷载是正常使用极限状态下荷载效应的标准组合。
按桩基础规范计算,单桩的承载力设计值为2000÷1.6(抗力分项系数)=1250 kN,此时对应的上部荷载是荷载效应的基本组合,将其折算成标准组合时除以作用综合分项系数1.25恰好等于单桩承载力特征值1000。