优化施工方案提高单桩承载力
摘要：普通灌注桩是桩基础施工中经常用到的一种地基处理方式，因其具有适用范围广、承载力大等特点而得到了广泛的应用。但是，由于是在泥水中灌注混凝土，影响桩体质量的因素较多，施工质量的好坏对桩的承载力影响很大，成桩质量较难控制。本文介绍了山东兖州某桩基项目，根据现场情况，查找原因，通过优化施工方案，提高单桩承载力。
关键词：原因优化对策承载力
一、工程概述
山东兖州某项目，工程建筑面积约6.207万平方米，基础采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径800mm，桩数922根，混凝土设计强度等级为C40。共设计两种桩型，桩型Z1共872根，桩长约27m，要求桩端进入第⑦层中粗砂不小于1.5m；桩型Z2共50根，桩长约38m，桩端进入第⑨层中粗砂不小于1.5m。
该工程施工场区地层为第四系冲（洪）积物，主要岩性为粘性土和砂土，自上而下共分十三层，分别为：（1）素填土（Q4ml），厚度1.6～6.1m，平均3.47m。（2）细砂（Q4apl），层厚0.5～3.7m，平均1.81m。（3）粘土（Q4apl），厚度0.4～2.4m，平均1.0m。（4）粉质粘土（Q4apl），层厚0.7～4.5m，平均2.32m。（5）细砂（Q4apl），层厚0.5～6.8m，平均2.28m。（6）粉质粘土夹粘土（Q3apl），该层在场区内普遍分布，层厚12.1～20.2m，平均17.02m。（7）中粗砂（Q3apl），层厚4.8～13.5m，平均8.4m。（8）粉质粘土（Q3apl），该层在场区内均有分布，层厚1.0～7.6m，平均5.2m。（9）中粗砂（Q3apl），该层在场区内均有分布，层厚3.0～7.5m，平均5.52m。（10）粉质粘土（Q3apl），该层在场区内均有分布，层厚1.6～10.5m，平均5.84m。（11）中粗砂（Q3apl），该层在场区内均有分布，层厚1.5～6.1m，平均3.97m。（12）粘土（Q3apl），该层在场区内均有分布，厚度1.7～10.0m，平均5.13m。（13）中粗砂（Q3apl），该层未揭穿，最大揭露厚度4.0m。
二、前期施工情况
建设单位于2010年8月委托当地一家桩基施工单位先行施工了11根试桩（1根桩因未灌注成桩而报废）。其中桩SZ1共9根（设计要求单桩竖向抗压极限承载力为5800KN）；桩SZ2共2根（设计要求单桩竖向抗压极限承载力为7400KN）。山东省建筑工程质量监督检验测试中心于2010.10.9~11.5日对剩余10根桩进行了单桩竖向抗压静载检测，检测结果如下表（表1）：
单桩水平承载力设计值计算项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、构件编号: D500 二、依据规范: 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－2008) 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: 铰接、自由 3.截面类型: 圆形截面 4.桩身直径: d=500mm 5.材料信息: 1)混凝土强度等级: C25 ft=1.27N/mm2Ec=2.80*104N/mm2 2)钢筋种类: HRB335 Es=2.0*105N/mm2 3)钢筋面积: As=1539mm2 4)净保护层厚度: c=50mm 6.其他信息: 1)桩入土深度: h=13.000m 2)桩侧土水平抗力系数的比例系数: m=10.000MN/m4 3)桩顶容许水平位移: χoa=10mm 四、计算过程: 1.计算桩身配筋率ρg: ρg=As/(π*d*d/4) =1539.000/(π*500.000*500.000/4)=0.784% 2.计算桩身换算截面受拉边缘的表面模量Wo: 扣除保护层的桩直径do=d-2*c=500-2*50=400mm 钢筋弹性模量Es与混凝土弹性模量Ec的比值 αE=Es/Ec=(2.0*105)/(2.80*104)=7.143 Wo=π*d/32*[d*d+2*(αE-1)*ρg*do*do] =π*0.500/32*[0.500*0.500+2*(7.143-1)*0.784%*0.400*0.400] =0.013m3 3.计算桩身抗弯刚度EI: 桩身换算截面惯性矩Io=Wo*d/2=0.013*0.500/2=0.003m4 EI=0.85*Ec*Io=0.85*2.80*104*1000*0.003=78540.000kN*m2 4.确定桩的水平变形系数α: 对于圆形桩，当直径d≤1m时: bo=0.9*(1.5*d+0.5)=0.9*(1.5*0.500+0.5)=1.125m α=(m*bo/EI)(1/5)【5.7.5】 =(10000.000*1.125/78540.000)(1/5)=0.678 (1/m) 5.计算桩顶水平位移系数νx: 桩的换算埋深αh=0.678*13.000=8.814m 查桩基规范表5.7.2得: νX=2.441 6.单桩水平承载力设计值Rh:
一、嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力计算公式 采用嵌岩的钻（挖）孔桩基础，基础入持力层1～3倍桩径，但不宜小于1.00m，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.4条推荐的公式计算。 公式为：[P]=(c1A+c2Uh)Ra 公式中，[P]—单桩轴向受压容许承载力(KN)； Ra—天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(KPa)，按表4.2 查取，粉砂质泥岩：Ra =14460KPa；砂岩：Ra =21200KPa h—桩嵌入持力层深度(m)； U—桩嵌入持力层的横截面周长(m)； A—桩底横截面面积(m2)； c1、c2—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数。挖孔桩取c1=0.5，c2=0.04；钻孔桩取c1=0.4，c2=0.03。 二、钻（挖）孔桩单桩轴向受压容许承载力计算公式 采用钻（挖）孔桩基础，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.2条推荐的公式计算。 公式为：[]()R p A Ul Pσ τ+ = 2 1 公式中，[P] —单桩轴向受压容许承载力(KN)； U —桩的周长(m)； l—桩在局部冲刷线以下的有效长度(m)； A —桩底横截面面积(m2)，用设计直径(取1.2m)计算；
p τ— 桩壁土的平均极限摩阻力(kPa)，可按下式计算： ∑==n i i i p l l 11ττ n — 土层的层数； i l — 承台底面或局部冲刷线以下个土层的厚度(m)； i τ— 与i l 对应各土层与桩壁的极限摩阻力(kPa)，按表 3.1查取； R σ— 桩尖处土的极限承载力(kPa)，可按下式计算： {[]()}322200-+=h k m R γσλσ []0σ— 桩尖处土的容许承载力(kPa)，按表3.1查取； h — 桩尖的埋置深度(m)； 2k — 地面土容许承载力随深度的修正系数，据规范表 2.1.4取为0.0； 2γ— 桩尖以上土的容重(kN/m 3)； λ— 修正系数，据规范表4.3.2-2，取为0.65； 0m — 清底系数，据规范表4.3.2-3，钻孔灌注桩取为 0.80，人工挖孔桩取为1.00。
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
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；
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
基础工程桩基础设计资料 ⑴上部结构资料某教学实验楼，上部结构为十层框架，其框架主梁、次梁、楼板均为现浇整体式，混凝土强度等级为C30，上部结构传至柱底的相应于荷载效应标准组合的荷载如下︰ 竖向力:4800 kN , 弯距:70 kN·m, 水平力:40 kN 拟采用预制桩基础，预制桩截面尺寸为 350mm * 350mm。 ⑵建筑物场地资料拟建建筑物场地位于市区内，地势平坦,建筑物场地位于非地震地区，不考虑地震影响.场地地下水类型为潜水，地下水位离地表 2.1 米，根据已有资料，该场地地下水对混凝土没有腐蚀性。建筑地基的土层分布情况及各土层物理，力学指标见下表： 表1 地基各土层物理、力学指标
基础工程桩基础设计计算 1. 选择桩端持力层 、承台埋深 ⑴.选择桩型 由资料给出，拟采用预制桩基础。 还根据资料知，建筑物拟建场地位于市区内，为避免对周围产生噪声污染和扰动地层，宜采用静压法沉桩，这样不仅可以不影响周围环境，还能较好地保证桩身质量和沉桩精度。 ⑵.确定桩的长度、埋深以及承台埋深 依据地基土的分布，第3层是粘土，压缩性较高，承载力中等，且比较厚，而第4层是粉土夹粉质粘土，不仅压缩性低，承载力也高，所以第4层是比较适合的桩端持力层。桩端全断面进入持力层1.0m （>2d ），工程桩入土深度为h ，h=1.5+8.3+12+1=22.8m 。 由于第1层厚1.5m ，地下水位离地表2.1m ，为使地下水对承台没有影响，所以选择承台底进入第2层土0.3m ，即承台埋深为1.8m 。 桩基的有效桩长即为22.8-1.8=21m 。 桩截面尺寸由资料已给出，取350mm ×350mm ，预制桩在工厂制作，桩分两节，每节长11m ，（不包括桩尖长度在内），实际桩长比有效桩长长1m ，是考虑持力层可能有一定起伏及桩需要嵌入承台一定长度而留有的余地。 桩基以及土层分布示意图如图1。 2.确定单桩竖向承载力标准值 按经验参数法确定单桩竖向极限承载力特征值公式为： uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ 按照土层物理指标，查桩基规范JGJ94-2008表5.3.5-1和表5.3.5-2估算的极限桩侧，桩端阻力特征值列于下表：
浅谈提高钻孔灌注桩单桩竖向承载力的措施 摘要：本文通过分析影响钻孔灌注桩竖向承载力的因素，然后从设计、施工、管理三方面提出如何消除以上影响承载力的措施，从而达到提高承载力、降低造价的目的。 关键词：钻孔灌注桩、单桩竖向承载力、影响因素、提高措施。 1 前言 随着高层建筑向“高、大、重、深”方向的发展，钻孔灌注桩以其承载力大、沉降量小、稳定性好、桩径和桩长可变等特点，在高层建筑基础工程中的应用越来越广泛。但是，由于受施工方法的限制，成桩过程隐蔽，影响单桩竖向承载力的因素较多。另外，钻孔灌注桩造价高，通过提高单位体积桩身混凝土的承载力，可以达到减少布桩数量，能够降低工程造价的目的。还有一种例外情况是，由于特定条件的限制，既不可能增加桩长，又不宜扩大桩径，而必须提高单桩承载力。因此，研究提高钻孔灌注桩单桩竖向承载力的措施具有重要意义。 2 钻孔灌注桩单桩竖向承载力影响因素分析 根据受压钻孔灌注桩的荷载传递机理，其竖向单桩承载力与桩身、桩端岩土层性质、桩长、桩的断面性状、桩径及成桩工艺等密切相关。 2.1桩的几何特征 桩的总侧阻力与其表面积成正比，因此采用较大比表面积（表面积与桩身体积之比A/V）可以提高桩的承载力。桩的长度、直径及其比值（长径比L/D）是影响总侧阻力和总端阻力的比值、桩端阻力发挥程度和单桩承载力的主要因素之一。相同的土层，采用不同长径比，相同的材料用量，采用不同的桩长、桩径，可获得明显不同的单桩承载力。 2.2桩侧土的性质与土层分布 桩侧土的强度与变形性质影响桩侧阻力的发挥性状与大小，从而影响单桩承载力的性状与大小。桩侧土的某些特性，如湿陷性、胀缩性、可液化性、欠固结等，将在一定条件下引起桩侧阻力降低，甚至出现负摩阻力，从而使单桩承载力显著降低。 桩侧土层的分布不仅影响桩侧阻力沿桩身的分布，而且影响单桩的承载力。如湿陷性土、可液化土、欠固结土层分布于桩身下部的，则会因这些土层的沉降而产生的负摩阻力的中性点深度大于这些土层分布于桩身上部的情况，从而使单桩所受下拉荷载增加，承载力降幅增大。软硬土层、粘性土与非粘性土层分布的相对位置，也会影响桩侧阻力的发挥特性。
复合地基荷载试验要点 1、复合地基荷载试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合土层的承载力和变形参 数。复合地基荷载试承压板应具有足够风度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形。 面积为一根桩承担的处理面积：多桩复合地基荷载试验的承压板可用方形或矩形，其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。桩的中心（或形心）应与承压板中心保持一致，并与荷载作用点相重合。 2、试验加载等级可分为8～12级。最大加载压力不应小于设计要求压力值2倍，每加一级 荷载前后均应各读记承压板沉降量一次，以后每半个小时读记一次。当一小时内沉降量小于0.1mm，即可加下一级荷载。 3、当出现下列现象之一可终止试验。 ①沉降急剧增大，土被挤出或承压板周围出现明显的隆起； ②承压板的累计沉降量已不于其宽度或直径的6%； ③当达不到极限荷载，而最大加载压力已不子设计要求压力值的2倍。 4、复合地基承载力特征的确定： ①当压力一沉降曲线上极限荷载能确定，而其值不小于对应比例界限的2倍时，可取比例界限；当其值小于对应比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半； ②当压力一沉降曲线是平缓的光滑曲线时，可按相对变形值确定，按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的一半。 5、试验点数不少于3点。 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。 基桩检测方法应根据检测目的按表选择。 检测方法及检测目的
桩身完整性宜采用两种或两种以上的检测方法进行检测。 基桩检测除应在施工前和施工后进行外，尚应采取符合本规范规定的检测方法或专业验收规范规定的其他检测方法，进行桩基施工过程中的检测，加强施工过程质量控制。 检测工作程序 检测工作的程序，应按图进行： 接受委托 调查、资料收集阶段宜包括下列内容： 1收集被检测工程的岩土工程勘察资料、桩基设计图纸、施工记录；了解施工工艺和施工中出现的异常情况。 2进一步明确委托方的具体要求。 3检测项目现场实施的可行性。 应根据调查结果和确定的检测目的，选择检测方法，制定检测方案。检测方案宜包含以下内容：工程概况，检测方法及其依据的标准，抽样方案，所需的机械或人工配合，试验周检测前应对仪器设备检查调试。 检测用计量器具必须在计量检定周期的有效期内。 检测开始时间应符合下列规定： 1当采用低应变法或声波透射法检测时，受检桩混凝土强度至少达到设计强度的70%，且不小于15MPa。 2当采用钻芯法检测时，受检桩的混凝土龄期达到28d或预留同条件养护试块强度达到设计强度。 3承载力检测前的休止时间除应符合第2款规定外，尚不应少于表规定的时间。 休止时间
单桩承载力如何计算 一、设计资料 1. 基桩设计参数成桩工艺：混 凝土预制桩 承载力设计参数取值：根据建筑桩基规范查表 孔口标高0.00m 桩顶标高0.50m 桩身设计直 径:d=0.80m 桩身长度:l=18.00m 2. 岩土设计参数层号土层名称层厚 (m)层底埋深(m)岩土物理力学指标极限侧阻力 3. qsik(kPa)极限端阻力 qpk(kPa) 层号土层名称层厚层底埋深岩土物理力学指标极限侧阻力极限端阻力 1 填土 3.003.00N=5.0017- 2 红粘土 3.006.00 a w=0.70 , IL=0.5026- 3 红粘土 3.009.00 a w=0.70 , IL=0.5029- 4 红粘土 3.0012.00 a w=0.70 , 5 红粘土 3.0015.00 a w=0.70 , 6 红粘土 3.0018.00 a w=0.70 , 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)以下简称桩基规范 《建筑地基基础设计规范》 (GB50007-2002)以下简称基础规范 、单桩竖向抗压承载力估算 1. 计算参数表 土层计算厚度li(m)极限侧阻力qsik(kPa)极限端阻力qpk(kPa) 13.00 仃0 -------------------------------------------------------------------------------- 23.00260 33.00290 43.00320 53.00330 62.50342700 2. 桩身周长u 、桩端面积Ap 计算 u=x 0.80=2.51m Ap=x 0.802/4=0.50m23.单桩竖向抗压承 载力估算 根据桩基规范5.2.8按下式计算 Quk=Qsk+Qpk 土的总极限侧阻力标准 值为： IL=0.5032- IL=0.5033- IL=0.50342700 7 红粘土 3.0021.00 8 红粘土 3.0024.00 4. 设计依据 a w=0.70, IL=0.5032- a w=0.70, IL=0.5032-
单桩承载力计算书 一、设计资料 1. 基桩设计参数 成桩工艺: 人工挖孔灌注桩 承载力设计参数取值: 人工填写 孔口标高0.00 m 桩顶标高0.50 m 桩身设计直径: d = 0.80 m 桩身长度: l = 10.00 m 中风化岩 37.50 砾砂 7.50填土5.00 孔口标高 3. 设计依据 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94) 以下简称 桩基规范 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002) 以下简称 基础规范 二、单桩竖向抗压承载力估 1. ψsi ——大直径桩侧阻尺寸效应系数，按桩基规范表5. 2.9-2确定 2. 桩身周长u 、桩端面积A p 计算 u = π × 0.80 = 2.51 m A p = π × 0.802 / 4 = 0.50 m 2 3.单桩竖向抗压承载力估算 粘性土、粉土中ψsi = 1 砂土、碎石类土中ψsi = ????0.8d 1/3 = 1.00 ψp = ??? ?0.8 d 1/3 = 1.00
根据桩基规范5.2.9采用公式如下 Q uk = Q sk + Q pk 土的总极限侧阻力标准值为： Q sk = u∑ψsi q sik l i = 2.51 × (1.00 × 0 × 5.00 + 1.00 × 160 × 4.20) = 1687kN 总极限端阻力标准值为： Q pk = ψp q pk A p = 1.00 × 1800 × 0.50 = 905 kN 单桩竖向抗压极限承载力标准值为： Q uk = Q sk + Q pk = 1687 + 905 = 2592 kN 单桩竖向承载力特征值R a计算，根据基础规范附录Q条文Q.0.10第7条规定R a = Q uk/2 = 2592/ 2 = 1296 kN
单桩承载力计算书 一、设计资料 1.单桩设计参数 桩类型编号1 桩型及成桩工艺：泥浆护壁灌注桩 桩身直径d = 0.500m 桩身长度l = 13.00m 桩顶标高81.00m 2.土层性能 层号岩土名称 抗拔系数极限侧阻力标准值 q sik(kPa) 极限端阻力标准值 q pk(kPa) 6粉质粘土60 7淤泥质土38 8粗砂65 9粉质粘土68 3.勘探孔 天然地面标高96.00m 地下水位标高92.00m 层号岩土名称层厚(m)层底标高(m)层底埋深(m) 6粉质粘土 7淤泥质土 8粗砂 9粉质粘土 注：标高均指绝对标高。 4.设计依据 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008 二、竖向抗压承载力 单桩极限承载力标准值： Q uk = u q sik l i + q pk A p = × (60 × + 38 × + 65 × + 0 × = 1138kN 单桩竖向承载力特征值R a = Q uk / 2 = 569kN 三、竖向抗拔承载力 基桩抗拔极限承载力标准值： T uk = i q sik u i l i = × 60 × × + × 38 × × + × 65 × × = 714kN 四、基桩抗拔力特征值 R tu=T uk/2+G p=714/2+
桩身强度计算书 一、设计资料 1.基本设计参数 桩身受力形式：轴心抗拔桩 轴向拉力设计值：N' = KN 轴向力准永久值：N q = KN 不考虑地震作用效应 主筋：HRB400 f y = 360 N/mm 2 E s = ×105 N/mm 2 箍筋：HRB400 钢筋类别：带肋钢筋 桩身截面直径：D = 500.00 mm 纵筋合力点至近边距离：a s = 35.00 mm 混凝土：C30 f tk = N/mm 2 最大裂缝宽度限值：lim = 0.3000 mm 2.设计依据 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008 《混凝土结构设计规范》GB 50010--2010 二、计算结果 1.计算主筋截面面积 根据《混凝土结构设计规范》式（6.2.22） N' ≤ f y A s + f py A py 因为不考虑预应力，所以式中f py 及A py 均为0 A s = 错误! 2.主筋配置 根据《建筑桩基技术规范》第4.1.1条第1款 取最小配筋率 min = % 验算配筋率时，取 = 错误! 根据《混凝土结构设计规范》第9.3.1条第1款 取最大配筋率 max = % 因为 min ≤ ≤ max 所以，主筋配筋率满足要求 实配主筋：1220，A s = 3769.91 mm 2 3.箍筋配置 按构造配置箍筋 实配箍筋：8@300， A sv s = mm 2 /mm 4.计算te A ts = A s = 3769.91 mm 2 A te = pD 24 = p×4 =196349.54 mm 2 根据《混凝土结构设计规范》式（7.1.2-4）
单桩承载力计算书 、设计资料 1. 单桩设计参数 桩类型编号1 桩型及成桩工艺：泥浆护壁灌注桩 桩身直径d = 0.500m 桩身长度I = 13.00m 桩顶标高81.00m 2?土层性能 3.勘探孔 天然地面标高96.00m 地下水位标高92.00m 注：标高均指绝对标高。 4.设计依据 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008 二、竖向抗压承载力 单桩极限承载力标准值： Q uk = u」q sik|i + q pk A p =1.57 x(60 X2.50 + 38 X4.00 + 65 X6.50) + 0 X0.20
=1138kN 三、竖向抗拔承载力 基桩抗拔极限承载力标准值： T uk = ：Fq sik U i l i =0.75 X60 X1.57 X2.50 + 0.72 X38 X1.57 X4.00 + 0.55 X65 X1.57 X6.50 =714kN 四、基桩抗拔力特征值 R tu=T uk/2+G p=714/2+0.5x0.5x3.14x13x25x1.35=612Kn
桩身强度计算书 、设计资料 1. 基本设计参数 桩身受力形式：轴心抗拔桩 轴向拉力设计值：N' = 750.00 KN 轴向力准永久值：N q = 560.00 KN 不考虑地震作用效应 主筋：HRB400 f y = 360 N/mm 2E s = 2.0 X105 N/mm 2 箍筋：HRB400 钢筋类别：带肋钢筋 桩身截面直径：D = 500.00 mm 纵筋合力点至近边距离：a s = 35.00 mm 混凝土： C30 f tk = 2.01 N/mm 2 最大裂缝宽度限值：-iim = 0.3000 mm 2. 设计依据 《建筑桩基技术规范》JGJ 94-2008 《混凝土结构设计规范》GB 50010--2010 、计算结果 1. 计算主筋截面面积 根据《混凝土结构设计规范》式（ 6.2.22 ） N' W f y A s + f py A py 因为不考虑预应力，所以式中f py及A py均为0 N' 750.000 X103 A s = ' = = 2083.33 mm 2 f y 360 2. 主筋配置 根据《建筑桩基技术规范》第 4.1.1条第1款 取最小配筋率-min = 0.597%
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: 2 a M n P F Qik i ± += （注：n 为桩根数,a 为塔身宽） 带入数据得 单桩最大压力: Q ik 压＝872.04KN 单桩最大拔力：Q ik 拔＝-615.54KN 三、 钻孔灌注桩承载力计算 1、土层分布情况：
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： ∑+=i sia i p p pa a l q u A q R λ 式中：R a ---单桩竖向承载力特征值； q pa ,q sia ---桩端端阻力，桩侧阻力特征值； A p ---桩底端横截面面积； u p ---桩身周边长度； l i ---第i 层岩土层的厚度。 经计算：R a =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： ∑+=pk i sia i p a G l q u R λ' 式中： R a ， ---单桩竖向承载力特征值； λi ---桩周i 层土抗拔承载力系数； G pk ---单桩自重标准值（扣除地下水浮力） 经计算：R a ， ＝2.512×（22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25×8.9×0.75+30×2.65×0.6）+0.5024×30×15＝1504.03KN>615.54KN 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 )
单桩承载力计算 城南路（高浪路~吴都路）工程水中钢管桩承载力计算本工程桩机平台及现浇箱梁水中部分的基础均采用Φ377的钢管桩作为主要受力构件，上铺14#、20#方钢作为纵横梁与下部的钢管桩有效连接，形成整个基础受力体系。实测水位1.74m，河床-1.00m，钢管桩总长7m，出水1m（桩顶标高2.74m），入土深度3.26m(桩底标高-4.26) 考虑到钢管桩为开口式打入，承载力计算时主要以摩擦力为主。参考本工程水中范围内的地质报告，我部钢管桩主要进入的地质层为③2层及④层，分别为粉质粘土夹粉土和粉土层。其地基承载力特征值及侧壁摩擦阻力分别为： ③2粉质粘土夹粉土：τi=49.2kPa，бR=140kPa，土层范围（-0.69~-3.29） ④粉土：τi=66.1kPa，бR=160kPa，土层范围（-3.29~-9.39）单桩容许承载力[P]＝1[桩侧极限摩阻力Psu＋桩底极限阻力Ppu] 安全系数K （1）打入桩容许承载力按下式计算 1[P][U ili i A R] 2 P－单桩轴向受压容许承载力kN U－桩周长m li－桩在承台底面或最大冲刷线一下的第i层土层中的长度m i－于li相对应的各土层与桩侧的极限摩擦阻力kPa A－桩底面积㎡ R－桩底处土的极限承载力kPa i －分别为振动下沉对各土层桩侧摩阻力和桩底抵抗力的影响系数，打入桩其值均为1 单根容许承载力： [P]=0.5×（αAбR +U∑αiLiτi） =0.5*（1*0.377*3.14*0.2*140+3.14*0.377*（2.29*49.2+0.97*66.1）） =121.2KN=12.12T ㎡ ㎡ 断面范围内为水中满堂支架施工,长度L=10.4m，该段混凝土方量为：
管桩单桩水平承载力（地震）特征值计算书 一 ?基本资料 桩类型：PHC500-125A 桩顶约束情况：铰接，半固接 混凝土强度等级：C80 二?系数取值 1?桩入土深度h = ~ 2桩侧土水平抗力系数的比例系数 m 5MN /m 4 5000KN /m 4 （松散或 稍密填土）m 2.5MN /m 4 2500KN/m 4 （淤泥或淤泥质土） 3. 桩顶容许水平位移x °a = 10mm 4. 砼弹性模量 E C = 38000N/mm 2=3.8 l07 KN/m 2 三. 执行规范 《建筑桩基技术规范》（JGJ 94- 2008） 《先张法预应力混凝土管桩基础技术规程》 （DBJ13- 86-2007） 四. 计算内容 1. 管桩截面惯性矩: D ——管桩外径，d ——管桩内径 2. 管桩截面抗弯刚度: 叮4 4) 4 4 卫14 O'5 (1 °.50)=2.87 说口。 64 d 250 其中，a - 0.500 D 500
EI =0.85E C I 0.85 3.8 107 2.87 10 3 92701KN ?m2 3.管桩桩身计算宽度:
I 5000「125 =0.571(1/m) 92701 5. 管桩桩顶水平位移系数: 桩的换算深度al > 查表得：V x 2.441 6. 单桩水平承载力设计值: 7. 单桩水平承载力特征值： R Ha R H / 70.701/1.35 52.37 53KN 五. 结论： 根据《福建省结构设计暂行规定》第 4条规定: (1)单桩和两桩承台基础中的单桩水平承载力特征值取值为: R Ha 53 KN (2)三桩及三桩以上承台基础(非单排布置)中的单桩水平承载力 特征值取值为：R Ha ' 1.46 53KN 77.4 KN 注：桩顶约束为固接时， V 0.940，故，桩顶约束介于铰接与固接之间 假定桩顶水平位移系数为线性变化(供参考)： (3)当地基土为淤泥或淤泥质土(m 2.5MN /m 4 2500KN /m 4)时, 34.5 KN ， R Ha ' 50.3KN 4?管桩水平变形系数： 5 mb o 3E c I X °a 3 0.571 92701 2.441 0.01 70.701KN V x ' 2.441 0.940 2 1.675， R Ha ' ~~ R Ha V x' 77.24KN 1.675
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
夯扩桩单桩承载力特征值计算书执行规范: 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008), 本文简称《桩基规范》 《复合载体夯扩桩设计规程》(JGJ/T 135-2001, 本文简称《夯扩桩规程》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) 400 桩长(m) 17.000 是否清底干净√ 端头形状扩底 扩底端直径D(mm) 600 (2) 计算内容参数 竖向承载力√ 考虑负摩阻√ 设计地震分组第一组 抗震设防烈度 6度设防(0.05g) (3) 土层参数 (m)高(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(kPa)力系数(MN/m4) 1.3 计算内容 (1) 单桩竖向承载力特征值 2 计算过程及计算结果 2.1 单桩竖向承载力特征值，根据《夯扩桩规程》4.2.2 (1) 竖向承载力特征值 侧阻计算 序号地层名称地层厚度极限侧阻力特征值本层侧阻 (m) qsik(kPa) (kN) ======================================================= 1 填土 11.20 -5.00 2 粉质黏土 5 26.00 侧阻: Qsk=92.9 (kN) 端阻计算 Ra= q pk×A p=（160+1x18x12）×1.6=601.6(kN) 最后端阻Qpk=601.6(kN) Ra= Qsk+q pk×A=92.4+601.6=694(kN) 为保证安全度取最不利土层条件以及地质情况的不确定性最终取600KN作为本项目的单桩承载 力特征值Ra=600(kN)
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 -----------------------------------------------------------------------