桩的安装方法

桩是相对较长和细长的成员，用于传递基础荷载通过低承载能力的土层到较深的土壤或岩石具有较高的承载能力。发生这种情况的方法是最简单的桩类型分类的基础。我们有两种主要的堆类型(类型的桩）：

1.端承桩

2.摩擦桩(或浮动桩)

对于这两种桩类型，需要根据它们的安装方法进一步区分。

1. 打入(或位移)桩:这些桩通常是在打入、顶入、用螺钉或锤入地面之前预先成形的。
2. 钻孔灌注桩:对于这些桩，首先要在地上钻孔，然后通常在洞中形成桩。

这些类别可进一步细分为:

大排量

• 预成型-打入地面并留在位置
  • -实木-木材/混凝土
  • -端部封闭的空心管-钢管或混凝土管
• 原位成型，封端管驱动，然后抽出混凝土填充空隙

小位移

• 螺杆桩
• 钢管和h型钢-(钢管型钢可能堵塞，产生大位移)

没有位移

• 由钻孔或挖掘形成的空隙，然后用混凝土填充。在施工过程中，可能需要对孔进行支撑，主要有两种选择
  • 钢套管
  • 钻井泥浆

桩的荷载

垂直荷载、水平荷载和弯矩荷载的组合可以从上覆结构施加在土表面。对于大多数基础，施加于桩上的荷载主要是垂直的。风荷载对结构产生的水平荷载通常比较小，被忽略。然而，对于码头中的桩，桥墩基础，高烟囱和海上桩基础，横向阻力是一个重要的考虑。

这里只考虑竖向荷载作用下的桩的分析。由于土-结构相互作用的性质，桩的横向荷载和弯矩荷载的分析更加复杂。桩除了能将基础荷载传递给下伏地层外，还被广泛用作控制沉降和差异沉降的手段。在这些注释中，只考虑了极限轴向承载力。

垂直加载成堆

单桩极限承载力

桩的总阻力可以从基础和桩身分成两个部分。考虑静力平衡，则极限承载力为:

P_u= P_苏+ P_部- W

P_u桩的极限承载能力

P_部=桩底极限阻力(基础阻力)

P_苏=桩身极限侧抗剪(桩身阻力)

W =桩的自重

基本阻力

在分析桩身性状时，一般用极限基阻力表示

P_部=一个_b(f_b+ p_o）

一个_b=桩基础平面面积

f_b=基地单位面积的净极限阻力

p_o=基底水平覆盖层压力

如果桩没有延伸到土表面以上，可以发现桩重通常与覆盖层压力引起的力相似。因此

W≈_bp_o

和P_u= P_苏+一个_bf_b

侧阻力

As =桩身与土体接触的表面积

=单位面积平均极限侧阻力

由于不排水强度(短期不排水分析)和有效应力(长期分析)都随着深度的增加而增加，所以一般情况下，侧阻力将是地表以下深度的函数。平均剪应力可以用数学方法表示为

L是堆的长度

全应力分析(粘性土)

这些土的极限承载力通常由短期(不排水)条件控制。

基本阻力

这是一个简单的承载能力问题，即

式中，qf为极限承载力。对于赋值为0的土，其极限承载力为

问_f= N_c年代_u+ g D = N_c年代_u+ p_o

最终的阻力很简单

f_b= N_c年代_u

和极限基阻近似

P_部=一个_b(N_c年代_u+ p_o）

取c_u= c_乌兰巴托

式中，sub为桩基础处土体的不排水抗剪强度，取fu为零。Nc值可以从Skempton图表(p28 Data Sheets)中获得，该图表适用于Φu = 0。

当使用这个图表时，检查长径比L/D (D/B在图表上)是很重要的。通常假定桩基础可视为深基础，N_c= 9。如果L/D小于4，则N_c将低于9，如下图所示，最终容量将同样减少。

侧阻力

用总应力法和有效应力法分析饱和黏土的侧阻力。这里我们只考虑总应力法或α法。

Su (z) =深度z处土体的不排水强度

α =经验折算因子，取决于:

• 土壤类型
• 桩型
• 土壤强度(见下图，p105数据表)
• 安装方法
• 自安装

在缺乏额外信息的情况下，下面的图表可以用来估计α。