软弱下卧层承载力验算方法

在土层竖向分布不均时，为了降低工程造价，使桩长减少，或者由于采用挤土桩但穿透硬土层会造成沉桩困难时，则可考虑将群桩桩端设置于软土层以上有足够厚度的硬土层中。该硬土层是否可作为群桩的可靠持力层，则需验算硬土层下的软弱土层承载力是否满足设计需要。因为当桩端持力层以下软弱下卧层承载力与持力层承载力相差过大，且荷载引起的局部压力超出软弱下卧层承载力过多时，将引起软弱下卧层因塑性变形而侧向挤出，使桩基产生偏沉甚至引起整体失稳。

对于桩距sa≤6d的群桩基础，桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层时，可将桩群、桩间土及硬持力层冲剪体视为实体基础，破坏时呈整体冲剪破坏，并假设剪切破坏面发生在桩群外围表面（图4-26），冲剪土体如同锥体，锥体锥面与竖直线夹角为θ（即压力扩散角），持力层与软层的压缩模量比Es1/Es2的大小、桩端下持力层的相对厚度大小都将直接影响θ值。

按软弱下卧层的承载力不能小于其上部冲剪锥体底面压应力值的条件，软弱下卧层承载力可按下列公式验算：

图4-26　软弱下卧层承载力验算

式中：σz-作用于软弱下卧层顶面的附加应力（kPa）；

γm-软弱层顶面以上各土层重度（地下水位以下取浮重度）按厚度加权平均值（kN/m3）；

faz-软弱下卧层经深度z修正的地基承载力特征值（kPa）。

在确定下卧层顶面附加应力σz时，考虑到实体基础侧面摩阻力发挥较充分，传递至桩端平面的荷载按扣除实体基础侧面总极限侧阻力的3/4考虑（因为在软弱下卧层进入临界状态前，虽然基桩的侧阻力平均值已接近于极限，但该极限侧阻力不可能同时沿实体基础外表面发生，而是从上到下逐渐发挥），该摩阻力取桩侧极限摩阻力标准值，由此可得σz表达式：(www.xing528.com)

式中：qsik-桩周第i层土的极限侧阻力标准值（kPa），无当地经验时，可按表4-7取值；

A0、B0-分别为桩群外缘矩形底面的长、短边边长（m）；

t-硬持力层厚度（m）；

θ-桩端硬持力层压力扩散角（°），按表4-20取值。

实际工程中，出现群桩基础桩距sa＞6d的可能性很小，所以规范未推荐该情况下的软弱下卧层承载力验算。

表4-20　桩端硬持力层压力扩散角θ

注：①Es1、Es2为硬持力层、软弱下卧层的压缩模量；
②当t＜0.25B0时，取θ=0°，必要时宜通过试验确定；当0.25B0＜t＜0.50B0时，可内插取值。