深圳龙岗大厦工程扩底桩基础的分析与设计

摘要：随着我国现代化城市建设的飞速发展，特别是在深圳等沿海开放城市和地区，原来的建筑基础常用桩型已经难以满足城市高层建筑对于基础形式的需求，扩底桩经过近十年的探索、应用与技术积累，解决了许多由于采用常规基础形式而经常出现的难题，正在成为一种相对成熟的桩型。
关键词：扩底桩 基底承载力单桩极限荷载基础沉降<o:p></o:p>
中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：（2005）01-0029-04<o:p></o:p>
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扩底桩基础的分析与设计<o:p></o:p>
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张铭军<o:p></o:p>
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桩基础通常又称桩基，是一种广义的深基础，它是由桩和连结桩顶的承台组成。桩基具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降速率低而收敛快等特性。
木桩和竹桩是最早使用的桩。早在新石器时代，人类便通过打入木桩和竹桩在湖泊和沼泽地搭台作为水上住所，浙江省河姆渡就发现了这种原始社会遗址，而我国西南许多少数民族地区至今仍沿用这种习惯。随着人类活动向空间和海洋延伸，各种高层建筑层出不穷，人们对桩基础的需要也越来越迫切，传统的木桩和竹桩逐渐为各种新的桩材料取代。
19世纪20年代，已有人开始使用铸铁板桩修筑围堰和码头，第二次世界大战以后，无缝钢管也被作为桩材料用于基础工程，上海宝山钢铁厂曾使用直径90㎝，长约60m的钢管桩作为桩基础；自20世纪初钢筋混凝土预制构件问世以来，又出现了种类繁多的钢筋混凝土预制桩；1949年，美国雷蒙混凝土桩公司利用离心机生产出中空预应力钢筋混凝土管桩，我国亦于50年代开始生产和使用这种预应力钢筋混凝土桩。<o:p></o:p>
就地灌注混凝土桩是以混凝土或钢筋混凝土为材料的另一种类型的桩。20世纪20—30年代已出现沉管灌注桩，30年代上海修建的一些高层建筑，就曾采用Franki桩和Vibro桩等沉管灌注桩；50年代，随着大型钻孔机械的发展，我国的铁路和公路桥梁大量采用了钻孔灌注混凝土桩和挖孔灌注桩。20世纪90年代，灌注桩径达2.5m以上,桩长也大大地加长,铜陵长江大桥采用国产BDM-4型钻机,在砂岩地层中,桩径2.8m,桩长100m。
随着大批就地灌注桩被广泛用于工业民用建筑之中，人们已经很难对桩给予准确定义，传统意义上的桩，桩长应远远大于桩径，钻孔灌注桩出现之前，由于打桩机械能力的限制，桩的直径普遍很小，这种界定尚且成立，钻孔灌注桩出现后，桩的直径日益增大，以至于很难对桩（pile）、柱（cylinder）和墩（pier）给出明确界限。
坐落在深圳市红荔路的某大厦，拟建楼高33层，总建筑面积10万平方米，原设计采用人工挖孔桩。由于砂层含水丰富需采用降水措施。基坑挖至12米深时，由于施工降水对邻近正在使用中的建筑物产生了不均匀沉降影响——楼体倾斜，致使施工不能继续。如果改成柱状钻孔桩，又因造价成倍增长而使建设单位无法承受。后经市建设局、业主及有关专家多次研讨和对多种桩型进行经济技术分析比较，一致认为扩底桩是最佳桩型，决定采用扩底桩。由于避免了降水，使地下水位得以迅速恢复，临近建筑物的倾斜在一定时间内得以自然纠正，而且，由于采用扩底桩基础减少了用桩的数量等综合因素，也使得现有桩型与原来的设计桩型相比，节省桩基工程造价30%左右。
<a title="" style="mso-footnote-id: ftn1" name="_ftnref1" href="http://www.zhuoda.org/usage/fckeditor/editor/fckeditor.html?InstanceName=richTextField&Toolbar=Basic#_ftn1"> </a>成桩方法分类
1．打入桩：将预制桩用击打或振动法打入地层至设计标高，打入的机械有自由落锤、蒸汽锤、柴油锤、压缩空气锤和振动锤等，其预制桩包括木桩、混凝土桩和钢桩。
2．就地灌注桩：
（1）沉管灌注桩：将钢管（钢壳）打入土层至设计标高，然后灌注混凝土。灌注时可逐渐将钢管拔出，或将钢管留在土层中，这类桩又可分振动沉管和锤击沉管两种。
（2）钻孔灌注桩：使用机械成孔，一般没有护壁或泥浆护壁，不扰动周围土层。钻孔的机械有冲击钻、旋转钻（可分为正循环、反循环等）、长螺旋和短螺旋等等，适用于不同的土层。
（3）人工挖孔灌注桩：人工取土成孔，类似如古代的打井方式，一般采用砖护壁或不护壁，多用于短粗桩，但也有用于20多米的情况，在黄土地区用洛阳铲取土成孔的桩型也可归入此类。
（4）扩底桩：是由普通钻孔灌注桩演变并发展起来的新桩型，使用人工或机械成孔均可。由于成孔机械发展较快且工作效率高，现已基本上采用机械成孔。
3．静压桩：利用无噪音的机械将预制桩压至设计标高。<o:p></o:p>
1．扩底桩基础的设计分析
扩底桩由桩帽、桩身、桩脚三部分组成。一般情况，桩身直径<v:shapetype id="_x0000_t75" stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" o:preferrelative="t" o:spt="75" coordsize="21600,21600"> <v:stroke joinstyle="miter"></v:stroke><v:formulas><v:f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></v:f><v:f eqn="sum @0 1 0"></v:f><v:f eqn="sum 0 0 @1"></v:f><v:f eqn="prod @2 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @0 0 1"></v:f><v:f eqn="prod @6 1 2"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></v:f><v:f eqn="sum @8 21600 0"></v:f><v:f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></v:f><v:f eqn="sum @10 21600 0"></v:f></v:formulas><v:path o:connecttype="rect" gradientshapeok="t" o:extrusionok="f"></v:path><o:lock aspectratio="t" v:ext="edit"></o:lock></v:shapetype><v:shape id="_x0000_i1025" style="WIDTH: 84pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image001.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，扩底直径<v:shape id="_x0000_i1026" style="WIDTH: 84pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image003.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1027" style="WIDTH: 23.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image005.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>一般取<v:shape id="_x0000_i1028" style="WIDTH: 50.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image007.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，孔深<v:shape id="_x0000_i1029" style="WIDTH: 51.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image009.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。桩底持力层常选在岩石（包括风化岩层）、碎石土、中密——密实砂土和坚硬——硬塑的粘性土层上。模型试验、原位观测和数值分析的结果表明，扩底桩基础下的地基变形和破坏模式既不同于扩展式基础，也不同于桩基础，应力分布如图1所示。就其工作机理分析，桩身起桩杆作用，桩脚类似扩展基础的作用，所以可参考浅基础和桩基础极限承载力的研究成果来评价扩底桩的竖向承载力。<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1030" style="WIDTH: 175.5pt; HEIGHT: 249.75pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image011.jpg" o:title="图2-2" blacklevel="1311f" gain="68267f"></v:imagedata></v:shape><o:p></o:p>
图1 扩底桩基础应力分布图<o:p></o:p>
浅基础破坏模式分为整体剪切破坏、局部剪切破坏和刺入破坏。而扩底桩基础在竖向荷载作用下，地基土以竖向压缩变形为主，伴随有少量侧向挤压，即使在大变形时也无连续滑动面，桩周围表层土更无明显隆起现象，可归属为局部剪切破坏和刺入破坏。扩底桩承载力以端承力为主，桩底压密影响深度为两倍扩底直径，压应力大致以持力层土的内摩擦角向下扩散。扩大端的周围为拉应力区，荷载大时出现伞形拉裂缝，而且在扩大头上方有空脱现象。其上土体松胀，但由于拱作用或土的粘聚力作用而不致塌落。<o:p></o:p>
地基破坏模式受多种因素影响，诸如地基土的压缩性，加荷速率、基础埋深和底面尺寸等。极限承载力公式是按整体剪切破坏的模式推导的，并假定滑移体为刚塑性体，即不考虑土的压缩性影响。实际上土体在发生破坏之前及剪切过程中，都将产生压缩现象，或者出现局部剪切或刺入现象。对此情况，魏锡克（A.S.Vesic）建议用土的压缩性影响系数对极限
承载力进行修正。土的压缩性影响系数表示为<v:shape id="_x0000_i1031" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image013.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1032" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image015.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1033" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image017.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1027" style="MARGIN-TOP: 15.6pt; Z-INDEX: 2; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 404pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 19pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image019.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape><v:shape id="_x0000_s1028" style="MARGIN-TOP: 39pt; Z-INDEX: 3; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 200pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 19pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image020.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1034" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image013.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1035" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image015.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1036" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image017.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> ——分别为对极限承载力超载项、宽度项、粘聚力<v:shape id="_x0000_i1037" style="WIDTH: 9pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image022.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>项，考虑土的压缩<o:p></o:p>
性影响修正系数；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1038" style="WIDTH: 17.25pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image024.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>—— 为地基承载力系数；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1039" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image026.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为土的刚度指标；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1040" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image028.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为基础宽度，<v:shape id="_x0000_i1041" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image030.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1042" style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image032.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为基础长度，<v:shape id="_x0000_i1043" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image030.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1044" style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image034.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为持力层土的内摩擦角。<o:p></o:p>
当地基发生局部剪切和刺入剪切破坏时，<v:shape id="_x0000_i1045" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image013.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1046" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image015.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1047" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image017.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>只能小于1才有意义。而<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1048" style="WIDTH: 56.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image036.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>时，为整体剪切破坏。如滑移体为刚塑性体时，便可导出临界刚度指标<v:shape id="_x0000_i1049" style="WIDTH: 18.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image038.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为：<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1029" style="MARGIN-TOP: 4.4pt; Z-INDEX: 4; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 316pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image040.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
<o:p></o:p>
对扩底桩基础来说，<v:shape id="_x0000_i1050" style="WIDTH: 42.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image042.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，所以：<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1030" style="MARGIN-TOP: 12.9pt; Z-INDEX: 5; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 245pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 18pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image044.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
<o:p></o:p>
为了判定地基破坏模式，可采用魏锡克建议的刚度指标<v:shape id="_x0000_i1051" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image046.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，其表达式：<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1031" style="MARGIN-TOP: 13.05pt; Z-INDEX: 6; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 209pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 17pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image047.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1052" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image049.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为土的变形模量，<v:shape id="_x0000_i1053" style="WIDTH: 24pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image051.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1054" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image053.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为土的泊松比；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1055" style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole="" o:bullet="t"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image034.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为土的内摩擦角，°；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1056" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image055.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为一般取基底下<v:shape id="_x0000_i1057" style="WIDTH: 26.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image057.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>深度处的自重应力，<v:shape id="_x0000_i1058" style="WIDTH: 24pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image059.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1059" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image060.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为扩底桩扩底直径，<v:shape id="_x0000_i1060" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image062.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。<o:p></o:p>
如果<v:shape id="_x0000_i1061" style="WIDTH: 42pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image063.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，则地基发生整体剪切破坏；<v:shape id="_x0000_i1062" style="WIDTH: 42pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image065.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，则地基发生局部剪切或刺入剪切破坏。判断砂土地基破坏模式时，可参考魏锡克模型试验成果（图2）。根据砂土的相对密实度<v:shape id="_x0000_i1063" style="WIDTH: 15.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image067.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>和相对埋深<v:shape id="_x0000_i1064" style="WIDTH: 33pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image069.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>（扩底桩基础<v:shape id="_x0000_i1065" style="WIDTH: 39pt; HEIGHT: 15pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image071.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；<v:shape id="_x0000_i1066" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image073.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为埋深）来判定。<o:p></o:p>
2．扩底桩基础基底承载力<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1026" style="MARGIN-TOP: 15.6pt; Z-INDEX: 1; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 117pt; WIDTH: 192.9pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 210.45pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image075.jpg" o:title="图2-3" blacklevel="1311f" gain="68267f"></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
2．1临界深度和承载力深度修正<o:p></o:p>
图2 砂中模型基础的破坏模式<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1032" style="MARGIN-TOP: 23.4pt; Z-INDEX: 7; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 155pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 18pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image077.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
大直径扩底桩的单桩承载力设计值<v:shape id="_x0000_i1067" style="WIDTH: 38.25pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image079.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>按浅基础公式确定时，采用的公式：<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1068" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image081.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为扩底桩扩底直径，<v:shape id="_x0000_i1069" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image082.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1070" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image083.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 为桩底地基土承载力设计值，<v:shape id="_x0000_i1071" style="WIDTH: 21.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image085.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。<o:p></o:p>
试验研究表明，地基的承载力随基础埋深的增加而增大。但超过临界深度后，基本上保持常数，即所谓达到极限值。临界深度可由梅耶霍夫（G.G.Meyerhof）承载力理论确定（图3）。<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1072" style="WIDTH: 366pt; HEIGHT: 177.75pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image087.jpg" o:title="图2-4" blacklevel="1311f" gain="68267f"></v:imagedata></v:shape><o:p></o:p>
图3 基础滑动面形状<o:p></o:p>
当地基发生整体剪切破坏时，其滑动面的终点，延伸至地面交于<v:shape id="_x0000_i1073" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image089.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>点，而对深基础来说则交于基础侧面。由滑移的几何关系可知：当<v:shape id="_x0000_i1074" style="WIDTH: 81pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image090.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1075" style="WIDTH: 36.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image092.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1033" style="MARGIN-TOP: 31.2pt; Z-INDEX: 8; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 289pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 19pt; TEXT-ALIGN: left; mso-position-horizontal-relative: text; mso-position-vertical-relative: text" type="#_x0000_t75"> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image094.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
<v:shape id="_x0000_i1076" style="WIDTH: 78pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image096.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>时，可导出临界深度公式<o:p></o:p>
<o:p> </o:p>
对扩底桩基础来说，<v:shape id="_x0000_i1077" style="WIDTH: 33.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image098.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。当扩底桩基础埋身<v:shape id="_x0000_i1078" style="WIDTH: 42.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image100.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>时，修正深度取实际埋深<v:shape id="_x0000_i1079" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image102.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；而当<v:shape id="_x0000_i1080" style="WIDTH: 42.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image103.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>时，则取<v:shape id="_x0000_i1081" style="WIDTH: 18.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image105.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为修正深度。国内工程中临界深度的经验值为：坚硬粘土和砂土为持力层，取<v:shape id="_x0000_i1082" style="WIDTH: 75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image107.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；卵石层，取<v:shape id="_x0000_i1083" style="WIDTH: 84.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image109.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。<o:p></o:p>
与梅耶霍夫楔入破坏理论中临界深度相反的观点是别列赞采夫的剪切破坏理论。该理论认为承载力随深度增加而增加。表面看来，两者矛盾，但在确定地基土强度时可统一起来。别列赞采夫理论常常单凭形量来控制地基承载力，以此保证限制塑性区开展深度在允许范围之内及满足正常使用要求，故当极限荷载值大时并非都能加以利用。<o:p></o:p>
2．2大直径扩底桩侧阻及端阻的尺寸效应与经验公式<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1034" style="MARGIN-TOP: 15.6pt; Z-INDEX: 9; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 236pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 57pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image111.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
大直径扩底桩基础竖向承载力的经验公式<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1084" style="WIDTH: 15.75pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image113.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>—— 单桩的竖向承载力标准值；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1085" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image115.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 单桩的竖向承载力设计值；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1086" style="WIDTH: 17.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image117.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>—— 桩端土承载力标准值；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1087" style="WIDTH: 15.75pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image119.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>—— 扩大端部分横截面面积；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1088" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image121.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 折减系数；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1089" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image123.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 桩身直径；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1090" style="WIDTH: 18.75pt; HEIGHT: 18pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image124.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>—— 桩周土摩擦力标准值；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1091" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image126.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>—— 按土层划分的各段桩长。<o:p></o:p>
根据试验资料分析，小直径桩的影响深度小，地基变形小；大直径桩的影响深度深，地基变形大，即端阻力随<v:shape id="_x0000_i1092" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image128.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>增大而减少。故对扩底桩的承载力应予以折减。一则解决试桩直径与工程桩直径差别影响，二则可控制同一建筑物下不同桩径有相同变形，实质上是变形控制的另一种处理方法。其折减系数<v:shape id="_x0000_i1093" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image121.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>是影响扩底桩承载力的重要参数，《建筑桩基技术规范》中对极限承载力的端阻项都进行了修正。<o:p></o:p>
根据大直径扩底桩单桩静载荷试验资料，荷载-沉降曲线一般呈缓变形，曲线拐点不明显。其极限端阻力与极限侧阻力均随<v:shape id="_x0000_i1094" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image129.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>的增大而减小，此现象称尺寸效应。由于大直径桩端阻力呈渐进破坏，梅耶霍夫（1988）指出，极限端阻力随<v:shape id="_x0000_i1095" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image130.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>呈双曲线减小。在粘性土、粉土中降幅较小，粉细砂次之，砾石降幅最大，故大直径桩端阻的尺寸效应系数可表示为<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1035" style="MARGIN-TOP: 1.8pt; Z-INDEX: 10; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 9pt; WIDTH: 202pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image131.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1096" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image133.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 桩端直径；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1097" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image134.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> —— 经验指数，对于粘性土、粉土<v:shape id="_x0000_i1098" style="WIDTH: 39.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image136.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，对于砂土、碎石土<v:shape id="_x0000_i1099" style="WIDTH: 39pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image138.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1036" style="MARGIN-TOP: 50.2pt; Z-INDEX: 11; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 206pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 20pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image140.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
由于扩底桩在成孔过程中，对于无粘性的砂土、碎石灰土，当径向应力解除后，会出现孔壁土体松弛现象，导致侧壁阻力降低。孔径越大，降幅越大。H.Branal(1988)指出，砂、砾土中大直径桩的极限侧阻力随桩径增大呈双曲线减小，故大直径桩的侧阻尺寸效应系数为<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1100" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image142.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>——桩身直径；对于粘性土、粉土，由于孔壁土体松弛变形较小，取<v:shape id="_x0000_i1101" style="WIDTH: 29.25pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image143.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。<o:p></o:p>
2．3 按变形控制确定单桩承载力设计值<o:p></o:p>
（１）根据桩顶下沉量确定单桩极限荷载<o:p></o:p>
极限荷载与桩的变形有密切关系，因此国内外规范和地区经验都用试桩桩顶下沉量的方<o:p></o:p>
法来确定极限荷载。《建筑桩基础技术规范》中明确提出根据沉降量确定极限承载力。对于缓变形荷载－沉降曲线，一般可取<v:shape id="_x0000_i1102" style="WIDTH: 78pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image145.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>所对应的荷载；大直径桩可取<v:shape id="_x0000_i1103" style="WIDTH: 96pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image147.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>（<v:shape id="_x0000_i1104" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image149.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为桩端直径）所对应的荷载为极限荷载。<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1037" style="MARGIN-TOP: 62.4pt; Z-INDEX: 12; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 177pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 19pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image150.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
在进行试桩资料分析时，应注意区分试桩的允许下沉量与建筑物地基（桩基础）变形允许值两个不同概念。它们是通过不同途径调查统计的经验值，前者主要考虑土层性质，多由荷载－沉降曲线分析得到；而后者还与上部结构特点，上部结构刚度、基础刚度及使用要求等因素有关，两者关系可用下式表示：<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1105" style="WIDTH: 18pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image152.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>——相应于单桩竖向容许承载力的桩顶允许沉降；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1106" style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image154.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>——建筑物基础（桩基础）允许沉降量；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1107" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image156.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>——考虑桩基础与试桩下沉情况不同而采用的经验换算系数。<o:p></o:p>
《建筑桩基技术规范》取<v:shape id="_x0000_i1108" style="WIDTH: 84.75pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image158.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>；《建筑地基基础设计规范》(GB7-89)规定框架结构允许沉降量为<v:shape id="_x0000_i1109" style="WIDTH: 38.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image160.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>（<v:shape id="_x0000_i1110" style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image162.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为相邻柱的中心距。若<v:shape id="_x0000_i1111" style="WIDTH: 39pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image163.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，允许沉降差<v:shape id="_x0000_i1112" style="WIDTH: 32.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image165.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1113" style="WIDTH: 45.75pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image167.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，但对排架结构<v:shape id="_x0000_i1114" style="WIDTH: 47.25pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image169.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>柱基的允许沉降量为<v:shape id="_x0000_i1115" style="WIDTH: 87pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image171.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，相应<v:shape id="_x0000_i1116" style="WIDTH: 65.25pt; HEIGHT: 15.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image173.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。<o:p></o:p>
由于有些桩基测试人员没有注意到这点，<v:shape id="_x0000_i1117" style="WIDTH: 18pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image175.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>的取值往往偏小，致使单桩竖向承载力的确定过于保守。按变形控制承载力的观点，深基础出现较大沉降值并不危及建筑物的稳定性，关键在于防止不均匀沉降的危害。框架结构属敏感结构，而排架结构属不敏感结构，故框架结构对于沉降要求比排架结构严格得多。按桩顶下沉量确定单桩承载力时，应考虑上部结构特点及使用要求等因素，这对充分发挥地基土承载力有显著作用。<o:p></o:p>
（２）按地基沉降公式反算墩底均布荷载<o:p></o:p>
地基内部作用一圆形均布荷载，图4。<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1038" style="MARGIN-TOP: 15.6pt; Z-INDEX: 13; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 171pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 19pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image176.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
此情况下，沉降量计算公式为：<o:p></o:p>
<o:wrapblock><v:shape id="_x0000_s1039" style="MARGIN-TOP: 35.6pt; Z-INDEX: 14; LEFT: 0px; MARGIN-LEFT: 0px; WIDTH: 162pt; POSITION: absolute; HEIGHT: 19pt; TEXT-ALIGN: left" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image178.wmz" o:title=""></v:imagedata><w:wrap type="topAndBottom"></w:wrap></v:shape></o:wrapblock> 
可得出桩底净压力为：<o:p></o:p>
式中：<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1118" style="WIDTH: 11.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image180.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape> ——扩底桩底面中心点的沉降量；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1119" style="WIDTH: 17.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image181.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>——桩底净压力，扩大端上方土重不计入；<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1120" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image182.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>——沉降影响系数，取决于<v:shape id="_x0000_i1121" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image053.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1122" style="WIDTH: 27.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image184.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，<v:shape id="_x0000_i1123" style="WIDTH: 23.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image186.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>值。<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1124" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image053.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为土的泊松比；<v:shape id="_x0000_i1125" style="WIDTH: 14.25pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image188.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为基础埋深；<v:shape id="_x0000_i1126" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image189.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为扩底桩扩底直径；<v:shape id="_x0000_i1127" style="WIDTH: 9.75pt; HEIGHT: 11.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image190.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为直径之半；<v:shape id="_x0000_i1128" style="WIDTH: 9pt; HEIGHT: 9.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image192.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为径向距离；<v:shape id="_x0000_i1129" style="WIDTH: 12pt; HEIGHT: 12.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image194.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>为压缩层土的变形模量。其中，<v:shape id="_x0000_i1130" style="WIDTH: 27.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image195.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>值是确定<v:shape id="_x0000_i1131" style="WIDTH: 17.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image197.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>的关键参数，它包含着及复杂的影响因素。对单层排架结构，<v:shape id="_x0000_i1132" style="WIDTH: 27.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image198.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>约为<v:shape id="_x0000_i1133" style="WIDTH: 18.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image199.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，而对框架结构，<v:shape id="_x0000_i1134" style="WIDTH: 27.75pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image198.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>约为<v:shape id="_x0000_i1135" style="WIDTH: 29.25pt; HEIGHT: 14.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image201.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>，故式2-13中的<v:shape id="_x0000_i1136" style="WIDTH: 17.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image203.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>不同于式2-8中的<v:shape id="_x0000_i1137" style="WIDTH: 17.25pt; HEIGHT: 18.75pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image203.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>。采用式2-8计算大直径桩基础竖向承载力时，对于风化岩层、碎石土、砂土及粘性土层上的扩底桩基础，应考虑计入桩周土的侧摩阻力。<o:p></o:p>
<v:shape id="_x0000_i1138" style="WIDTH: 189pt; HEIGHT: 174.75pt" type="#_x0000_t75"><v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image204.jpg" o:title="图2-5" blacklevel="1311f" gain="68267f"></v:imagedata></v:shape><o:p></o:p>
图4 地基内作用圆形均布荷载<o:p></o:p>
2．4扩底桩基础沉降计算<o:p></o:p>
1．采用式12估算：该公式是根据弹性半空间体内部应力和位移的Mindlin解进行积分导出的圆形均布荷载下的沉降计算公式。斯肯普顿(A.W.Skempton)等人提出粘性土由于初始不排水畸变所引起的沉降量可用弹性理论公式估算，且扩底桩基础为圆形均布荷载作用于地基内部，所以用于粘性土层上的扩底桩基础更为合理。<o:p></o:p>
2．对于无粘性土来说，迄今还没有合理的方法来估算由于畸变和压缩所引起的沉降量。施默特曼（J.M.Schmertmann）采取线弹性半空间表面上作用局部均布荷载，在半空间体内部竖向应变感应系数<v:shape id="_x0000_i1139" style="WIDTH: 12.75pt; HEIGHT: 17.25pt" type="#_x0000_t75" o:ole=""> <v:imagedata src="file:///C:\DOCUME~1\TONGXU~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image206.wmz" o:title=""></v:imagedata></v:shape>分部基础上,进行了模型试验和数值分析，提出的半理论半经验公式，用来估算无粘性土层上扩底桩基础之沉降量。<o:p></o:p>
3．按《建筑桩基础技术规范》计算能较准确反映建筑物实际地基条件及建筑物特点。<o:p></o:p>
在初步设计时，采用前面两种方法估算，计算工作量小。待试桩后进行施工图设计时，再采用《建筑桩基础技术规范》进行核算，会减少很大的工作量。<o:p></o:p>
<o:p> </o:p>
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<a title="" style="mso-footnote-id: ftn1" name="_ftn1" href="http://www.zhuoda.org/usage/fckeditor/editor/fckeditor.html?InstanceName=richTextField&Toolbar=Basic#_ftnref1"> </a>作者简介：张铭军，男，硕士，现为北京卓达经济管理研修学院教师。<o:p></o:p>
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paper 2007-08-10 14:59:39 评论:0 阅读:173 引用:0

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总第三期

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