基礎工程049-單樁受壓的破壞模式與承載力分析

各位路人甲乙丙丁大家好這集我們要來談單樁受壓的破壞模式與乘載力分析所謂的樁就是樁基礎,它是一種深基礎深基礎就是它的表面摩擦力不可以被忽略也就是說有一個上部結構的壓力壓下來它的抵抗力除了我們很熟悉的土壤承載力Qp以外還多了一個Qs那他的破壞模式也一樣要分作兩個部分去討論第一個是有關Qp,他的破壞土體是長這樣子有點類似桃子的樣子那另外有關Qs的部分就是沿着樁的表面一定範圍內的土體也會被一起拉下去土體為了不要被往下拉,自然就得提供往上的抵抗力叫做Qs所以現在我們要先來分析Qp,再來分析Qs那Qp的部分我們基本上還是沿用Terzaghi的淺基礎公式只是我們觀察一下破壞土體,已經沒有淺基礎的第三區也就是被動土壓力區,這區的抵抗力反映在第三項也就是Nr的部分所以深基礎的Nr我們就直接假定它是零再來有關這個CuNc呢類似Skempton公式,令Df=2.5B,得到Nc=9所以純黏土的Qp非常簡單,就只有第一項CuNc而已如果是砂土就沒有CuNc,而有後面這項這裏我必須要說,到底砂土的Qp值是多少,是個複雜的問題實驗現地告訴我們說砂土的Qp不是單純用φ去估計這麼簡單除了要考慮 φ以外,還要考慮石頭的大小礫石、砂或卵石都不一樣而且石頭越大,就會使Qp值提高越多這要怎麼講呢?我們.可以想見這個樁的B不會太大有時大概僅僅只有30~40公分而已但一顆卵石可以到十數公分今天如果恰好樁打下去打到石頭這個樁相較於其他的樁,Qp值會異常地提高所以我們真的是很難用一個公式將砂土的Qp值算出來這些所有不確定因素都歸咎於Nq*上方的*所以它就變成一個材料性質不是單純使用公式去推那好在說我們發現有一個很特殊的現象這個樁一開始打的時候,抵抗力會越來越強就有點像鋼筋,伸長量越多、抗拉力越強達到某個程度就會接近像鋼筋的塑性狀態這個長度大約就相當於15B它如果打超過15B時,Qp值就會接近於常數所以畫出來的圖大約是長這樣子其實這個又分成鑽掘樁和錘擊樁錘擊樁是黑色實現、鑽掘樁是黑色虛線那為什麼會這樣,就是說.
鑽掘樁畢竟是把土壤一直挖出來所以他的土體不會像錘擊樁一樣那麼緊密連帶的它的極限Qp也會比較小大約是小了1/2~1/3之間好,我們講完了Qp以後來講一下QsQs在理論上推導其實也很簡單基本上你就將測向土壓力當作摩擦表面的正向力再去乘上它的摩擦角就得到砂土產生的摩擦應力再加上黏土貢獻的表面黏着力Ca這個摩擦角我們通常是假定2/3φ和2/3c所以在純理論上,我們確實可以推出一個Qs值是多少再來我們就將表面積乘上摩擦的應力基本上算出來Qs就是這樣一個公式有個很大的問題是,δ是混凝土和土壤之間的摩擦角Ca就是凝聚力所提供的黏着力嘛這裏我們習慣用2/3,用下去後卻發現與現實不同也就是這個系數是出問題的我們發線出問題有可能是來自於三個原因的高估或低估這三個原因是什麼呢?就是.樁長、黏結力和表皮摩擦這三個因素我們發現在不同的土層呢每個因素所佔的比例會不一樣很不幸的是,到底哪個因素佔比較多,要以現地的試驗為主才會曉得所以工程師參考了一些現場的資料以後認為是樁長主導的話就會使用λ法如果是屬於黏結因素為主就會使用α法最後如果是認為表皮摩擦因素主導就會用β法去估計這個摩擦的應力所以要使用哪一個方法,是看工程師的經驗還有直覺他可能會去跟附近的工地做比較等等的最後你會問說,有關砂土Qs的部分怎麼算砂土就使用β法,因為我們知道砂土的主導因素就是表皮摩擦所以這個式子裏的K*tanδ,就是前面的β好,以上就是今天全部的內容~~掰餔~~