单桩竖向承载力设计值计算 一、构件编号: ZH-1 示意图 二、依据规范: 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－2008) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002) 三、计算信息
1.桩类型: 桩身配筋率＜0.65%灌注桩 2.桩顶约束情况: 固接 3.截面类型: 圆形截面 4.桩身直径: d=800mm；桩端直径: D=1200mm 5.材料信息: 1)混凝土强度等级: C30 fc=14.3N/mm2 Ec=3.0×104N/mm2 2)钢筋种类: HRB335 fy=300N/mm2fy，=300N/mm2Es=2.0×105N/mm2 3)钢筋面积: As=2155mm2 4)净保护层厚度: c=50mm 6.其他信息: 1)桩入土深度: H>6.000m 7.受力信息: 桩顶竖向力: N=1169kN 四、计算过程: 1)根据桩身的材料强度确定 桩型:人工成孔灌注桩(d≥0.8m) 桩类别:圆形桩 桩身直径D =800mm 桩身截面面积A ps=0.50m 桩身周长u=2.51m R a=ψc f c A +0.9f y，A S，【5.8.2-1】 ps 式中A ps————桩身截面面积 f c———混凝土轴心抗压强度设计值 ψc———基桩成孔工艺系数，预制桩取0.85，灌注桩取0.7~0.8。 f y，———纵向主筋抗压强度设计值 A S,———纵向主筋截面面积 R a =5363+582=5945KN 2)根据经验参数法确定 计算依据：《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008和本项目岩土工程勘察报告 单桩竖向承载力特征值(R a)应按下式确定: R a=1/k×Q uk 【5.2.2】 式中Q uk————单桩竖向极限承载力标准值 K———安全系数，取K=2. Q uk=Q +Q pk= u∑ψsi q sik L i +ψp q pk A p 【5.3.6】 sk 桩型: 人工成孔灌注桩(d≥0.8m) 桩类别:圆形桩 桩端直径D =1200mm 桩端面积A p=1.13m 桩端周长u=3.77m 第1土层为:不计阻力土层,极限侧阻力标准值q sik=10Kpa
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
河北农业大学 本科毕业论文 题目：钻孔灌注桩单桩竖向承载力的确定方法研究 学院：城乡建设学院 专业班级：土木工程0603班 学号：2006224050323 学生姓名：张吉吉 指导教师姓名：宇云飞 指导教师职称：副教授 二○一○年四月二十日
钻孔灌注桩单桩竖向承载力的确定方法研究 张杰 摘要介绍了常用的钻孔灌注桩单桩竖向承载力确定方法，并对各种方法做出了简单的评价，提出了各种方法的局限性和适用条件，为设计人员在桩基设计时提供参考。 关键词：单桩；竖向承载力；方法 Abstract: V arious methods of determining ultimately vertical bearing capacity of single bored pile are introduced. By brief evaluation, the limitation and application condition of each method are pointed out, which will be valuable for the design of bored pile． Key words：single pile; vertical bearing capacity 1 引言 单桩竖向承载力是指桩所具有的承受竖向荷载的能力，其最大值称为极限承载力。它通常指受压承载力，抗拔承载力、单桩的荷载传递规律、承载力时间效应及负摩阻力等。单桩竖向承载力包括地基对桩的支撑能力和桩的结构强度所允许的最大轴向荷载两个方面的含义，以其小值控制桩的承载性能。通常情况下，地基土的承载能力一般先达到极限状态，结构强度具有较大的安全度，本文将在此前提下进行分析讨论。单桩竖向承载力分为桩端阻力和桩侧摩阻力，前者主要受到桩的设置方法、土的种类、桩的入土深度、制桩材料、桩土间的相对位移、成桩后的时间等因素影响，后者主要受桩进入持力层的深度、桩的尺寸、加载速率等因素的影响。加之施工工艺的优劣，影响因素众多，因而选用合适的方法显得尤为重要。目前，常用方法可分为两大类，一类是直接法，通过试验来确定桩的承载力，包括静载荷试验法、动力测试法、原位测试法等；另一类是间接法，包括静力计算法、规范经验参数法、有限元法、神经网络法等。 2 静载试验法确定单桩竖向受压承载力 垂直静载试验法即在桩顶逐级施压轴向荷载，直至桩顶达到破坏为止，并在试验过程中测量每级荷载下不同时间的桩顶沉降，根据沉降与荷载及时间的关系，分析确定单桩轴向容许承载力。 试桩可在已打好的工程桩中选定，也可专门设置与工程桩相同的试验桩。考虑到试验场地的差异及试验的离散性，试桩数目应不小于基桩总数的2%，且不应小于2根；试桩的施工方法以及试桩的材料和尺寸、入土深度均应与设计相同。 2.1 试验装置 试验装置主要由加载系统与观测系统两部分组成。加载方法有堆载法与锚桩法两种。堆载法是在荷载平台上堆放重物，一般为钢锭或砂包，也有在荷载平台上置放水箱，向水箱中冲水作为荷载。堆载法适用于极限承载力较小的桩。锚桩法是在试桩周围布置4～6根锚桩，常利用工程群桩。锚桩深度不宜小于试桩深度，且与试桩有一定距离，一般应大
单桩竖向承载力特征值计算 根据《简明施工计算手册（第三版）》单桩承载力计算：（p320—p326） 1.一般直径竖向承载力特征值，可按下式计算： p pa i sia p pk sk a A q l q Q Q R +=+=∑μ 其中，sk Q ：单桩总侧阻力特征值； pk Q ：单桩总端阻力特征值； p μ：桩身周长； sia q ：桩第i 层土的侧阻力特征值——（查表5-15） （p321） 修正系数0.8：1q =36K ，2q =20KN ，3q =116kN ； i l ——土层厚度； p A ——桩端面积 pa q ——极限端阻力特征值——查表（5-16） （p322），得8400。 一、圆桩：（R=15） 0.943×（2.5×36×0.8＋2.5×0.8×20＋1×2×116）＋8400×A =808.8kN 二、方桩：（A=0.3×0.3） 4×0.3×（2.5×36×0.8＋25×0.8×20＋1×2×116）＋8400×A =273.6＋1029.6=1303.2kN
2.大直径（mm d 800≥）单桩竖向承载力特征值，可按下式计算： p pa P i sia si p pk sk a A q l q Q Q R ’ ψψμ+=+=∑ 其中，sk Q ：单桩总侧阻力特征值，这里我们使用端承桩sk Q 为0忽略不计； pk Q ：单桩总端阻力特征值； p μ：桩身周长； sia q ：桩第i 层土的侧阻力特征值——（查表5-15） （p321）； i l ——土层厚度； p A ——桩端面积，p A =N 2 21?? ? ?? pa q ——极限端阻力特征值——查表（5-16） （p322）； ‘sia q ——桩侧第i 层土的侧阻力特征值——（查表5-15）（p321）； ‘pa q ——桩径为800mm 的端阻力特征值，可采用深层载荷板试验确定，这里我们查表（5-17）取值2500； si ψ、P ψ——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表（5-18） （p324）取值P ψ端阻尺寸效应系数3 18.0??? ??D 。 对于混凝土护壁的大直径挖孔桩，计算单桩竖向承载力时，其设计桩径取护壁外直径。 挖孔桩：（D=1m ，h=6-7m ） 31 18.0??? ??×2500×∏221??? ??=1822.7kN
桩基竖向承载力计算 1.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求： 1 荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 R N k ≤ (1.1-1) 偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要 求： R N k 2.1max ≤ (1.1-2) 2 地震作用效应和荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 R N Ek 25.1≤ (1.1-3) 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的 要求： R N Ek 5.1max ≤ (1.1-4) 式中 k N ——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力； max k N ——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶 最大竖向力；
Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩 或复合基桩的平均竖向力； m ax Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩 或复合基桩的最大竖向力； R ——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。 1.2 单桩竖向承载力特征值a R 应按下式确定： k u a Q K R 1 = (1.2) 式中 k u Q ——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数，取K ＝2。 1.3 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。 1.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物； 2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物； 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区； 4 软土地基的减沉复合疏桩基础。 1.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定： 不考虑地震作用时 c ak c a A f R R η+=
主楼单桩承载力计算书 1、土层分布情况： 层号 土层名称 土层厚度（m ） 侧阻q sik （Kpa ） 端阻q pk （Kpa ） ○1 杂填土 2.0 0 / ○2 粉质粘土 1.0 50 / ○3 含碎石粉质粘土 7.5 90 / ○4 粉质粘土 4.5 85 / ○5 含碎石粉质粘土 13 100 2700 2、单桩极限承载力标准值计算： 长螺旋钻孔灌压桩直径取Ф600，试取ZKZ1桩长为16.0 米，ZKZ2桩长为28.0 米进入○ 5层含碎石粉质粘土层 根据《建筑桩基技术规范规范》（JGJ 94－2008）： 单桩竖向极限承载力特征值计算公式： ∑+=i p p l u A q Q sik k uk q 式中：uk Q ---单桩竖向极限承载力特征值； q pk ,q sik ---桩端端阻力，桩侧阻力标准值； A p ---桩底端横截面面积； u---桩身周边长度； l i ---第i 层岩土层的厚度。 经计算：uk Q =0.2826×2700+1.884×（50×1.0+90×7.5+85×4.5+100× 3.0）＝3400KN 。 ZKZ1单桩竖向承载力特征值R a =1/2uk Q 取R a =1600KN
经计算：uk Q =0.2826×2700+1.884×（50×1.0+90×7.5+85×4.5+100× 15.0）＝5675KN 。 ZKZ2单桩竖向承载力特征值R a =1/2uk Q 取R a =2850KN 3、 桩身混凝土强度（即抗压验算）： 本基础桩基砼拟选用混凝土为C30。 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）第5.8.2条公式： s P c c A f N ψ≤+0.9f y As 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）第5.8.2条公式： s P c c A f N ψ≤ 式中：f c --混凝土轴心抗压强度设计值；按现行《混凝土结构设计规范》 取值，该工程选用C30砼，f c ＝14.3N/m 2； N--荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值； A ps --桩身横截面积，该式A ps ＝0.2826m 2； ψc ---基桩成桩工艺系数，本工程为长螺旋钻孔灌注桩，取0.8。 带入相关数据： 对于ZKZ2： A ps f c Ψc ＝0.2826×106×14.3×0.8＝3232KN 3232KN/1.35=2395KN>R a 对于ZKZ1： A ps f c Ψc +0.9f y As ＝0.2826×106×14.3×0.8+0.9×360×924＝ 3532KN 3232KN/1.35=2395KN>R a 4、 桩基抗震承载力验算：
单桩竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》JGJ94 -2008第5.2.2条公式5.2.2计算： R a=Q uk/K 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取K=2。 1. 一般桩的经验参数法 此方法适用于除预制混凝土管桩以外的单桩。 按JGJ94-2008规范中第5.3.5条公式5.3.5计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； u——桩身周长； l i——桩周第i 层土的厚度； A p——桩端面积； q sik——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；参考JGJ94-2008规范表5.3.5-1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于端承桩取q sik=0； q pk——极限端阻力标准值，参考JGJ94-2008规范表5.3.5- 2取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取q pk=0； 2. 大直径人工挖孔桩（d≥800mm）单桩竖向极限承载力标准值的计算 此方法适用于大直径（d≥800mm）非预制混凝土管桩的单桩。按JGJ94-2008规范第5.3.6条公式5.3.6 计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； q sik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.5-1取值，用户 需 1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于扩底桩变截面以上2d范围不计侧阻力；对于端承桩取q sik=0； q pk——桩径为800mm极限端阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.6- 1取值；用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取qpk=0； ψsi，ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按JGJ94-2008表5.3.6-2取值；
管桩桩身的竖向极限承载力标准值设计值与特 征值的关系 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
管桩桩身的竖向极限承载力标准值、设计值 与特征值的关系 （一）、计算公式： 管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算： 1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的确定： 根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.5条的计算式可以计算出桩身竖向承载力设计值Rp：Rp=AfcΨc。式中Rp—管桩桩身竖向承载力设计值KN；A—管桩桩身横截面积mm2； fc—混凝土轴心抗压强度设计值MPa； Ψc—工作条件系数，取Ψc=0.70 。 2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的确定： 根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.6条的计算式可以计算出单桩竖向承载力最大特征值Ra：Ra= Rp/1.35。 3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的确定： 第一种确定方法：根据GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》附录中单桩竖向桩身极限承载力标准值Qpk=2 Ra。
第二种确定方法：根据以下公式计算Qpk=（0.8fck-0.6σpc）A。式中Qpk—管桩桩身的竖向极限承载力标准值KN； A—管桩桩身横截面积mm2； fck—混凝土轴心抗压强度标准值MPa；σpc—桩身截面混凝土有效预加应力。 管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk相当于工程施工过程中的压桩控制力。 4、综合以上计算公式，管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的关系如下： Ra= Rp/1.35； Qpk=2 Ra=2 Rp/1.35约等于1.48 Rp。 （二）、举例说明： 一、例如，根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集标准，现对PC —A500（100）的管桩分别计算管桩桩身的单桩竖向极限承载力标准值、设计值与特征值如下，以验证以上公式的正确性： 1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的计算： Rp=AfcΨc=125660 mm2×27.5 MPa×0.7=2419KN；03SG409《预应力混凝土管桩》中为2400 KN，基本相符。 2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算： Ra= Rp/1.35=2419 KN/1.35=1792 KN。 3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的计算：
塔吊基础计算书 一、计算参数如下： 非工作状态工作状态 基础所受的水平力H：66.2KN 22.5KN 基础所受的竖向力P：434KN 513KN 基础所受的倾覆力矩M：1683KN.m 1211KN.m 基础所受的扭矩Mk：0 67KN.m 取塔吊基础的最大荷载进行计算,即 F =513KN M =1683KN.m 二、钻孔灌注桩单桩承受荷载： 根据公式: （注：n为桩根数,a为塔身宽） 带入数据得 单桩最大压力: Qik压＝872.04KN 单桩最大拔力：Qik拔＝-615.54KN 三、钻孔灌注桩承载力计算 1、土层分布情况： 层号 土层名称 土层厚度（m） 侧阻qsia（Kpa） 端阻qpa（Kpa） 抗拔系数λi 4 粉质粘土 0.95 22 / 0.75 5 粉质粘土 4.6 13 / 0.75 7 粉质粘土 5.6 16 /
0.75 8-1 砾砂 7.3 38 1000 0.6 8-2 粉质粘土 8.9 25 500 0.75 8-3 粗砂 4.68 30 600 0.6 8-4a 粉质粘土 4.05 32 750 0.75 桩顶标高取至基坑底标高，取至场地下10m处，从4号土层开始。 2、单桩极限承载力标准值计算： 钻孔灌注桩直径取Ф800，试取桩长为30.0 米，进入8-3层 根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）8.5.5条： 单桩竖向承载力特征值计算公式： 式中：Ra---单桩竖向承载力特征值； qpa,qsia---桩端端阻力，桩侧阻力特征值； Ap---桩底端横截面面积； up---桩身周边长度； li---第i层岩土层的厚度。 经计算：Ra=0.5024×600+2.512×（22×0.95+13×4.6+16×5.6+38×7.3+25×8.9+30×2.65）＝2184.69KN>872.04KN满足要求。 单桩竖向抗拔承载力特征值计算公式： 式中：Ra，---单桩竖向承载力特征值； λi---桩周i层土抗拔承载力系数； Gpk ---单桩自重标准值（扣除地下水浮力） 经计算：Ra，＝2.512×（22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25
单桩承载力设计值：＝单桩极限承载力标准值/抗力分项系数（一般左右) 单桩承载力特征值:=静载试验确定的单桩极限承载力标准值/2 1 、94桩基规范中单桩承载力有两个：单桩极限承载力标准值和单桩承载力设计值。单桩极限承载力标准值由载荷试验（破坏试验）或按94规范估算（端阻、侧阻均取极限承载力标准值），该值除以抗力分项系数（、，不同桩形系数稍有差别）为单桩承载力设计值，确定桩数时荷载取设计值（荷载效应基本组合），荷载设计值一般为荷载标准值（荷载效应标准组合）的倍，这样荷载放大倍，承载力极限值缩小倍，实际上桩安全度还是2（）。94规范时荷载都取设计值，为了荷载与设计值对应，引入了单桩承载力设计值，在确保桩基安全度不低于2的前提下，规定桩抗力分项系数取左右。所以，单桩承载力设计值是在当时特定情况下（所有规范荷载均取设计值），人为设定的指标，并没有实际意义。 2、02规范中地基、桩基承载力均为特征值，该值为承载力极限值的1/2（安全度为2），对应荷载标准值。同一桩基设计，分别执行两本规范，结果应该是一样的。 单桩竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》JGJ94 -2008第条公式计算： R a=Q uk/K 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取K=2。 1. 一般桩的经验参数法 此方法适用于除预制混凝土管桩以外的单桩。 按JGJ94-2008规范中第条公式计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； u——桩身周长； l i——桩周第i 层土的厚度； A p——桩端面积； q sik——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；参考JGJ94-2008规范表取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于端承桩取q sik=0；
1、单桩的竖向极限承载力标准值的基本概念 单桩的竖向极限承载力标准值是基桩承载力的最基本参数，其他如特征值、设计值都是根据竖向极限承载力标准值计算出来的。新旧桩基规范对单桩的竖向极限承载力标准值的定义是一致的，是指单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或出现不适合继续承载的变形时所对应的最大荷载，它取决于对桩的支承阻力和桩身材料强度。 对单桩竖向极限承载力的影响，一方面是可以人为控制的，包括桩的类型、材料、截面尺寸、入土深度、桩端进入持力层深度、成桩后休止时间以及成桩施工方法等；另一方面由桩端、桩侧土的性质决定，体现为土的极限侧阻力和极限端阻力，是决定承载力的基本因素，但其发挥受一方面因素的影响。 《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002和《建筑基桩检测技术规范》均规定了单桩竖向极限承载力标准值确定方法，一般根据以下几点综合分析确定： （1）根据沉降随荷载变化的特征确定：对于陡降型Q-S曲线，取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值。 （2）根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。 （3）某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍，或桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定标准，或已达到设计要求的最大加载量，取前一级荷载值。 （4）对于缓变型Q-S曲线可根据沉降量确定，宜取s=40mm对应的荷载值；当桩长大于40mm时，宜考虑桩身弹性压缩量；对直径大于或等于800mm的桩，可取s=0.05D（D为桩端直径）对应的荷载值。 对于单桩竖向抗压极限承载力标准值应明确以下几个概念： （1）它是实测值统计的结果； （2）根据规范公式计算的极限承载力标准值为设定极限承载力标准值，实际值应由实测值最后确定； （3）一些工程中，桩的检测没有达到极限承载力，而是根据规范公式计算出的设定值进行检测设计，达到设定值即终止检测，，而没有真正得到桩的极限承载力标准值，造成一定程度的浪费。 2、桩侧阻力和端阻力经验参数的调整背景 2.1 单桩侧阻力和端阻力经验参数的本质
5.2 桩基竖向承载力计算 5.2.1桩基竖向承载力计算应符合下列要求： 1 荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 N K≤R（5.2.1-1） 偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要求： N Kmax≤1.2R（5.2.1-2） 2 地震作用效应和荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 N EK≤1.25R（5.2.1-3） 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的要求： N EKmax≤1.5R（5.2.1-4） 式中N k——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力； N kmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力； N Ek——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的平均竖向力； N Ekmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的最大竖向力； R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。 5.2.2单桩竖向承载力特征值应按下式确定： R a＝Q uk/K （5.2.2） 式中Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取 K＝2。
5.2.3对于端承型桩基、桩数少于 4 根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。 5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物； 2对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物； 3按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区； 4软土地基的减沉复合疏桩基础。 5.2.5考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定： 不考虑地震作用时R＝R a＋ηc f ak A c（5.2.5-1） 考虑地震作用时R＝R a＋ζaηc f ak A c/1.25 （5.2.5-2） A c＝(A－nA ps)/n （5.2.5-3） 式中ηc——承台效应系数，可按表 5.2.5 取值； f ak——承台下 1/2 承台宽度且不超过 5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值； A c——计算基桩所对应的承台底净面积； A ps——为桩身截面面积； A——为承台计算域面积。对于柱下独立桩基，A 为承台总面积；对于桩筏基础，A 为柱、墙筏板的 1/2 跨距和悬臂边 2.5 倍筏板厚度所围成的面积；桩集中布置于单片墙下的桩筏基础，取墙两边各 1/2 跨距围成的面积，按单排桩条形承台计算ηc； ζa——地基抗震承载力调整系数，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 采用。 表 5.2.5 承台效应系数ηc
确定地基土承载力的基本原理与方法共3页第1页单桩承载力的确定 1．单桩竖向承载力特征值Ra的确定 新的《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）已经出版，主要根据该规范的有关规定确定单桩竖向承载力特征值Ra。 1.1基本定义 Ra=Q UK/K Ra—单桩竖向承载力特征值， Q UK—单桩竖向极限承载力标准值， K—安全系数，取K=2。 1.2单桩竖向极限承载力标准值确定的基本原则 1.2.1设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定： （1）设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定； （2）设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料， 结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定；（3）设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。 1.2.2单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定： （1）单桩竖向静载试验应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106执行；（2）对于大直径端承型桩，也可通过深层平板（平板直径应与孔径一致）载荷试验确定极限端阻力；
（3）对于嵌岩桩，可通过直径为0.3m岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值，也可通过直径为0.3m嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值；（4）桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定。并通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以经验参数法确定单桩竖向极限承载。 1.3单桩竖向极限承载力标准值确定的基本方法 确定地基土承载力的基本原理与方法共3页第2页 1.3.1原位测试法 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94- 2008）推荐的原位测试方法是静力触探，包括单桥和双桥两种，采用单桥静力触探的p s值确定极限侧阻力和端阻力标准值时计算过程较为复杂，且与经验参数法对比性较差，因此建议采用双桥静力触探的q s及f s确定极限端阻力及极限侧阻力较为适宜。 当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时，对于黏性土、粉土和砂土，如无当地经验时可按下式计算： Q uk= Q sk+ Q pk=μ∑l i.β i.f si+α.q
确定单桩竖向极限承载力方法的研究 摘要：近年来，国家建设飞快发展，建筑业更是发展迅速。于此同时，对建筑技术要求也越来越高，本文就通过对单桩竖向极限承载力确定方法的研究，总结各个方法的优缺点、适应范围。为以后设计和现场施工提供一定的依据。 关键词：单桩竖向极限承载力；建筑技术 Abstract: In recent years, the national construction and the constructional industry is developing rapidly. At the same time, the construction technology requirements are also getting higher and higher. This article researched determination method of ultimate vertical bearing capacity of a single pile and provided certain basis for the future design and construction. Key words: ultimate vertical bearing capacity of a single pile；building technology 0引言 改革开放以来，我国经济建设得到高速发展，高层建筑及地下工程数量也随着快速增加，使基坑工程朝着更深、更大、结构更加复杂的方向发展。于此同时，高层建筑与深基坑工程的发展也对桩基产生了重大的影响。对基桩的承载力和沉降的要求更加严格，而在基桩完成之后，都要对完成工程桩进行抽样检验与评价。对单桩承载力的研究方法大概分为四类。 1单桩静载试验 单桩竖向抗压静载试验的基本原理:单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q-S 曲线及S-lgt等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。在建筑工程现场实际工程地质和实际工作条件下，采用与工程规格尺寸完全相同的试桩，进行竖向抗压静载试验，直至加载破坏，由此确定单桩竖向极限承载力，作为基桩设计依据。这也是确定单桩竖向承载力最可靠地方法。此方法应用广泛，并且准确接近实际，所以在基桩施工完成以后都要进行单桩静载实验来确定桩竖向极限承载力。但是由于实验要占用一定时间和财力，会占用一定工期。 2结合静力触探等原位测试 经过多年的研究验证，现已普遍采用原位测试法来确定基桩承载力。最常用的三种方法有:静力触探试验、动力触探试验、旁压试验。 2.1静力触探试验
关于单桩竖向承载力特征值的计算 一、地质勘察报告的数据 f ak ——地基承载力特征值。 q sia——桩侧阻力特征值。 q pa——桩端阻力特征值。 二、地质勘察报告估算2号孔单桩竖向承载力特征值 1、假设桩径1.00m。 2、假设桩长8.00m。 3、设计±0.00m为30.60m。 4、设计桩顶标高为29.00m。 5、参照地质勘察报告2号钻孔柱状图确定桩在各层埋深为： 6、计算依据：《建筑地基基础技术规范》（DB21/907—2005）。 7、P107页规定：当桩端为坚硬岩石、较硬岩石、较软岩石时可按公式（9.2.1-2）确定单桩竖向承载力特征值R a。 8、理论计算2号孔单桩竖向承载力特征值 R a= q p a× A p＋U pΣq si a×l i
=1500×3.14×0.502＋2×0.50×3.14×（7×0.24＋11×1.20＋24×1.70＋45×4.86） =1177.5＋3.14×（1.68＋13.20＋40.80＋218.70） =1177.5＋3.14×274.38 =1177.5＋861.55 =2039.05KN 三、根据设计估算2号孔单桩竖向承载力特征值 1、假设桩径0.60m。 2、假设桩长10.10m。 3、设计±0.00m为30.60m。 4、设计桩顶标高为29.00m。 5、参照地质勘察报告2号钻孔柱状图确定桩在各层埋深为： 6、计算依据：《建筑地基基础技术规范》（DB21/907—2005）。 7、P107页规定：当桩端为坚硬岩石、较硬岩石、较软岩石时可按公式（9.2.1-2）确定单桩竖向承载力特征值R a。 8、理论计算2号孔单桩竖向承载力特征值 R a= q p a× A p＋U pΣq si a×l i =1500×3.14×0.302＋2×0.30×3.14×（7×0.24＋11×1.20＋24×1.70＋45×6.96） =423.9＋1.884×（1.68＋13.20＋40.80＋313.20） =423.9＋1.884×368.88 =423.9＋694.99 =1118.88KN 四、根据设计估算15号孔单桩竖向承载力特征值 1、假设桩径0.60m。 2、假设桩长10.10m。
桩竖向极限承载力验算 桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条； 根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=856.94kN； 单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算： 其中 R──单桩的竖向承载力设计值； Q sk──单桩总极限侧阻力标准值: Q pk──单桩总极限端阻力标准值: Q ck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值: q ck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值，取q ck= 190.000 kPa； A c ---承台底地基土净面积；取Ac=5.000×5.000-4×0.385=23.461m2； n ---桩数量；取n=4； ηc──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值： ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数； γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数； q sik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值； q pk──极限端阻力标准值； u──桩身的周长，u=2.199m； A p──桩端面积,取A p=0.385m2； l i──第i层土层的厚度； 各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称 1 1.4 2 70.00 1750.00 粘性土 2 2.30 36.00 1400.00 粉土或砂土 3 6.50 45.00 2100.00 粉土或砂土 4 4.00 75.00 2850.00 粘性土 由于桩的入土深度为14.00m,所以桩端是在第4层土层。 单桩竖向承载力验算: R=2.20×(1.42×70.00×0.98+2.30×36.00×1.02+6.50×45.00×1.02+3.78×75.00×0.98)/1.67+1.15×2850.00×0.385/1.67+0.37×(190.000× 23.461/4)/1.650=2.01×103kN>N=856.942kN； 上式计算的R的值大于最大压力856.94kN,所以满足要求!
单桩承载力计算(DZCZ-1) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 《湿陷性黄土地区建筑规范》2004版第5.7.5条；本文简称《黄土规范》 《铁路桥涵地基及基础设计规范》2005版第6.2.2条中有关摩檫桩计算部分；本文简称《铁基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1. 设计资料 1.1 桩土关系简图
1.2 已知条件 (1) 桩参数 承载力性状端承摩擦桩
桩身材料与施工工艺混凝土预制桩 截面形状圆形 砼强度等级 C30 桩身纵筋级别 HRB335 直径(mm) 600 桩长(m) 10.000 (2) 计算内容参数 竖向承载力√ 计算方法经验参数法 考虑负摩阻ㄨ 水平承载力√ 桩顶约束情况固接 允许水平位移(mm) 10.0 纵筋保护层厚(mm) 60 抗拔承载力√ 软弱下卧层√ 承载力比 0.33 均匀分布侧阻比 0.50 考虑地基液化不考虑 (m)高(m)(kN/m3 )(kN/m3)(kPa)(kPa)(MN/m4 )
单桩承载力的确定 1．单桩竖向承载力特征值Ra的确定 新的《建筑桩基技术规范》（JGJ 94- 2008）已经出版，主要根据该规范的有关规定确定单桩竖向承载力特征值Ra。 1.1 基本定义 Ra=Q UK/K Ra—单桩竖向承载力特征值， Q UK—单桩竖向极限承载力标准值， K—安全系数，取K=2。 1.2 单桩竖向极限承载力标准值确定的基本原则 1.2.1 设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定： （1）设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定； （2）设计等级为乙级的建筑桩基，当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定；其余均应通过单桩静载试验确定； （3）设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。 1.2.2 单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定： （1）单桩竖向静载试验应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 执行； （2）对于大直径端承型桩，也可通过深层平板（平板直径应与孔径一致）载荷试验确定极限端阻力； （3）对于嵌岩桩，可通过直径为0.3m 岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值，也可通过直径为0.3m 嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值； （4）桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定。并通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以经验参数法确定单桩竖向极限承载。 1.3 单桩竖向极限承载力标准值确定的基本方法
单桩承载力计算(13号楼单桩承载力计算) 项目名称构件编号日期 设计校对审核 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010), 本文简称《抗震规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 《湿陷性黄土地区建筑规范》2004版第5.7.5条；本文简称《黄土规范》 《铁路桥涵地基及基础设计规范》2005版第6.2.2条中有关摩檫桩计算部分；本文简称《铁基规范》 ----------------------------------------------------------------------- 1. 设计资料 1.1 桩土关系简图
1.2 已知条件 (1) 桩参数 承载力性状端承摩擦桩 桩身材料与施工工艺干作业挖孔桩 截面形状圆形 砼强度等级 C30 桩身纵筋级别 HRB400
直径(mm) 600 桩长(m) 28.000 是否清底干净√ 端头形状不扩底 (2) 计算内容参数 竖向承载力√ 考虑负摩阻ㄨ 水平承载力ㄨ 抗拔承载力ㄨ 软弱下卧层ㄨ 考虑地基液化不考虑 (3) 土层参数 (m)高(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa) 1.3 计算内容 (1) 单桩竖向承载力
2 计算过程及计算结果 2.1 单桩竖向承载力 (1) 竖向极限承载力 侧阻计算 序号地层名称地层厚度极限侧阻力本层侧阻 (m) qsik(kPa) (kN) ============================================== 1 湿陷性黄土 4.93 30.00 278.78 2 粘性土 3.90 52.00 382.27 3 粘性土 4.00 36.00 271.43 4 粘性土 3.20 60.00 361.91 5 粘性土 3.40 44.00 281.99 6 粘性土 8.5 7 68.00 1098.48 ============================================== Σ 2674.865 侧阻: Qsk=2674.87 (kN) 端阻计算 q pk×A p=800.0000×0.2827=226.19 (kN) 最后端阻Qpk=226.19(kN) (2) 竖向承载力特征值 根据《桩基规范》5.2.2及5.2.3 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数,取K=2。 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 2901.060(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1450.530(kN) 实际承载力应扣除湿陷性黄土层侧阻力部分： 单桩竖向极限承载力标准值 Q uk = 2901.060-278.78=2622.28(kN) 单桩竖向承载力特征值 R a = 1311.14(kN) 考虑旋挖成孔，承载力特征值可达1311.14x1.3=1704.5(kN) 实际布桩采用1600kN 则试桩荷载应为：2x（1600+1.884x5x15x2）==3765.2kN 取3780 kN ----------------------------------------------------------------------- 【理正结构设计工具箱软件6.5PB3】计算日期: 2016-08-22 19:44:06 -----------------------------------------------------------------------