单桩的破坏模式

单桩在轴向荷载作用下,其破坏模式主要取决于桩周土的抗剪强度、桩端支承情况、桩的尺寸以及桩的类型等条件。图8.10给出了轴向荷载下可能的基桩破坏模式简图。

图8.10 轴向荷载下基桩的破坏模式

(1)屈曲破坏

当桩底支承在坚硬的土层或岩层上,桩周土层极为软弱,桩身无约束或约束很小。桩在轴向荷载作用下,如细长压杆一样容易出现横向屈服破坏,相应的荷载-沉降(Q-s)关系曲线为陡降型,具有明确的破坏荷载(图8.10a)。桩的承载力取决于桩身的材料强度。如穿越深厚淤泥质土层中的小直径端承桩或嵌岩桩,细长的木桩等多属此种破坏。

(2)整体剪切破坏

当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层,达到强度较高的土层,且桩的长度不大时,桩在轴向荷载作用下,由于上部土层不能阻止下部滑动土楔的形成,桩底土体形成滑动面而出现整体剪切破坏,Q-s曲线也为陡降型,也具有明确的破坏荷载(图8.10b)。桩的承载力主要取决于桩端土的支承能力。一般打入式短桩、钻扩短桩等属于此种破坏。

(3)刺入破坏

当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时,桩在轴向荷载作用下将出现刺入破坏如图8.10c所示。此时桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承受,桩端阻力极小,桩的沉降量较大。一般当桩周土质较软弱时,Q-s曲线为渐进破坏的缓变型,无明显拐点,极限荷载难以判断,桩的承载力主要由上部结构所能承受的极限沉降s 确定;当桩周土的抗剪强度较高时,Q-s曲线可能为陡降型,有明显拐点,桩的承载力主要取决于桩周土的强度。一般情况下的钻孔灌注桩多属此种情况。

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