单桩竖向承载力的确定方法
杨洪磊 2002150055
摘要：桩基础由于其优良的性能和成熟的施工工艺在工程领域得到了广泛的应用。单桩竖向承载力是桩
基础的基本要素。本文从桩基础的工作原理入手，分析了桩土间的作用力关系及单桩竖向承载力的影响因素，并在此基础上对现在常用的桩基础竖向承载力的确定方法进行了介绍，并逐个分析了各个方法的优缺点。
关键词：桩基础；竖向承载力；工作原理；确定方法
Determine Method of Vertical Bearing Capacity of Pile Foundation Abstract:Pile foundation has been widely used in engineering construction due to its good performance and sophisticated construction technology. The vertical bearing capacity is the basic feature of pile foundation. From working principle of pile foundation the paper analyzed the force relationship between pile foundation and soil, and the influential factors on the vertical bearing pile. The paper introduced some common methods to calculate vertical bearing capacity of pile foundation and the advantages and disadvantages of each method.
Key words:pile foundation; vertical bearing capacity; working principle; determine method
0 引言
桩基础由于其具有承载力高、稳定性好、对沉降变形适应能力强的特点，在工程建设领域得到了广泛的运用。现代桩基础的桩型主要有钢管桩、混凝土桩及钢筋混凝土桩、灰土桩、砂状、碎石桩等多种形式。国内外学者对桩基础承载力方面的研究已有较长历史且也取得了一定的成果。目前确定单桩竖向抗压承载力的方法繁多，因此对各种方法进行归纳总结并分析各个方法的优缺点对工程应用及学术研究是十分必要的。本文在分析了桩基础的工作原理的基础上，介绍了目前主要的单桩竖向承载力确定方法，并分析了各种方法的优缺点。
1 桩基础的工作原理
当桩顶受压时，桩身横截面将因受力而压缩，相对土产生向下的竖向位移，与此同时土将对桩的侧面产生向上的反作用力(桩侧摩阻力)，桩身所受荷载也相应传到了桩周围的土体。因桩周土体的向上摩阻力作用，致使桩身轴力呈现出从上到下实际上是依次递减的趋势。当荷载不大时，仅上部桩土产生相对运动，而下部无相对位移。继续加大荷载，桩身压缩量及位移量逐渐加大，侧摩阻力相应增加，当桩底端的土与桩将发生相对位移时，此时侧摩阻力最大，桩底将压缩桩端土而产生土的反作用力(桩端阻力)。因此，桩基础工作时实际上是桩侧摩阻力先发挥，桩端阻力后发挥，桩身上部土体先于下部土体受载的过程。当侧摩阻力和端阻力达到极限时，若继续加载，则桩底土被压缩，桩体有向下的塑性挤出，产生剪切破坏。
2 单桩竖向承载力的影响因素
（1）桩身穿越的地质条件。作为对桩的竖向承载力起关键性作用的因素，桩身穿越的地质条件直接影响土层的强度、变形性质和应力历史，从而进一步影响到土对桩的桩端阻力和桩侧摩阻力。另外，当桩穿越欠同结土层厚度较大时，地层会产生负摩阻力，对桩基础有较大影响。
（2）成桩工艺。成桩方法与工艺对桩侧摩阻力和桩端阻力都有重要的影响。采用不同的成桩工艺，会对地层产生不同的扰动，同时也影响到桩体自身的质量状况，从而影响到桩
基础的竖向承载力。对于预制打入式，桩承载力易于保证，而灌注桩因灌注质量无法有效保证会出现一定的问题。不同的成桩工艺，会提高或降低桩基础竖向承载力。因此在一些规范的计算公式中，考虑成桩工艺的不同，会给出不同的成桩工艺系数。
（3）桩身与桩底的几何特征。桩身的比表面积(侧表面积与体积之比)越大，由桩侧摩阻力所提供的承载力就越高。
（4）桩径和桩长。桩长和桩径作为桩基础竖向承载力的重要影响因素之一，对桩基荷载的传递具有重要作用。国外的研究表示，建议在长桩中相应减小打人桩的侧面摩擦系数。
（5）时间影响。对于摩擦型桩，入土后的承载力不是一定值，它会随时间的变化而呈增长趋势，这称之为桩基承载力的时间效应。对于钻孔桩，当成孔时间较长时，孔壁侧向应力解除、应力松弛明显，从而会影响桩基础的侧摩阻力的发挥。
3 单桩竖向承载力的确定方法
3.1 直接法
3.1.1 静载荷试验
为了使静载荷试验能反映真实的桩的承载力，打人式预制桩和沉管灌注桩在设置后，宜间隔一段时间才开始静载试验，一般间歇时间不宜少于两周，对于砂土可以短些，软土则应长些，灌注桩的间歇时间还应满足混凝土达到设计标高的时间要求。根据试验纪录可绘制各种试验曲线，如载荷一桩顶沉降曲线和沉降一时间(对数)曲线等，单桩极限荷载可通过试验曲线反映的变形特征分析确定，已有的这类分析方法很多，但主要的有以下三种：（1）载荷一桩顶沉降曲线明显转折点法。
有静载荷试验绘制的载荷一桩顶沉降曲线如果其末端明显向下弯折，则可取该明显转折点所对应的荷载作为单桩的极限荷载。
（2）沉降一时间(对数)曲线斜率明显转折法。
取桩顶沉降作纵坐标，时间的对数作横坐标，绘出每一级荷载下的沉降一时间(对数)曲线，在这一组曲线中取斜率剧增且发生明显向下转折的那一条曲线所对应的荷载作为破坏荷载，取其前一级荷载作为单桩的极限荷载。
（3）按桩顶沉降量确定。
相应于极限荷载下的桩顶沉降量，世界各国的规定很不一致，但多数认为采用一个与桩径有关的相对沉降标准，比规定某一个绝对桩顶沉降量作为确定单桩极限荷载的标准要合理，一般认为以产生桩顶沉降等于10％桩径时的荷载作为极限荷载。
3.1.2 动力测定方法
动力测定方法预估单桩竖向抗压承载力，按其基本原理可分为高应变方法和低应变方法两类。高应变方法是直接测定桩在动力状态下的极限土阻力，然后用半经验、半理论方法将他分成动阻尼力和静极限阻力两部分，以求得实际静极限承载力。低应变方法是测定桩——土系统的某一弹性特征值(例如动刚度等)，然后必须采用经验方法由动静试验结果对比资料按实测弹性特征值估算单桩容许承载力。测试时激振能量较小，桩周土一般都处于弹性变形状态。该法主要用于桩身质量检测，用于预估单桩竖向抗压承载力时应慎重。
高应变方法包括波动方程法、锤击贯入法和动力打桩公式法。具体如下：
（1）波动方程法（CASE法）。
它采用重锤敲击桩顶，使桩产生贯人度；同时由于锤击引起桩身内应力波的传播，根据一维波动方程的解和假定的参数，可以求得桩侧土和桩端土的动阻力，分析中可假定桩为均质等截面的弹性杠（连续模型），也可以作为离散模型考虑。现场试验时，通过安装在桩顶部的应变计和加速度传感器，测得锤击后桩顶的速度和力的时程曲线，从而求出动阻力，最后得出静阻力即单桩的极限承载力。
（2）锤击贯人法。
它也采用重锤敲击桩顶，使桩产生贯人度，通过重锤的不同落高，由小增大得到相应贯人度，同时通过装在锤上的力传感器，测得每次敲击时的锤击力，并可绘制最大锤击力与累计贯人度的关系曲线，该曲线与单桩静载荷试验的载荷—桩顶沉降曲线有相似性，即可由动测曲线最大锤击力与累计贯人度的关系曲线的陡降起始点所对应的锤击力作为动极限承载力，并按经验公式计算出静极限承载力。
（3）动力打桩公式法。
它是根据打桩锤击时所作的功和实测灌人度，按牛顿碰撞理论和能量守恒定理，直接计算出桩的极限承载力。因公式推导中采用了不同的简化假定，所体工程中有许多不同的动力打桩公式，但这些公式中都有许多参数(如锤击效率系数，撞击恢复系数，桩帽、桩垫和锤垫的弹性变形值)难以准确确定，因此使用中有很大的经验性。
低应变方法包括动力参数法、共振法、机械阻尼法和水电效应法。具体如下：
（1）动力参数法。它是通过自由下落的穿心锤锤击桩顶垫板使桩产生竖向自由振动，待锤击反弹后再次自由下落撞击桩顶，通过安装在桩顶的拾振器测得前后两次撞击的振动波形，得到桩一土体系的自由振动频率和两次撞击的时差，求得回弹高度，从而求出碰撞系统、桩顶振动的初速度，最后得出单桩的容许承载力。
（2）共振法。它是用电磁激振器对桩顶进行扫频激振，使桩产生竖向的强迫振动，当频率由低到高变化时，在某一个(或几个)频率上使桩—土体系产生共振，并通过安装在桩顶的传感器测得桩顶的相应值随频率的变化曲线，采用多自由度的质量—弹簧—阻尼器的模型分析，根据共振频率和桩顶响应的幅频曲线求得桩—土体系综合动刚度，最后得出单桩的容许承载力。
（3）机械阻抗法。它采用扫频激振的方法进行稳态激振，也可采用冲击方法进行瞬态激振，通过安装在桩顶的力和相应传感器，测得桩顶的导纳曲线正弦激振力，相应于每一激振频率的桩顶振动速度，通过求得的桩—土系统的机械阻抗和动刚度，最后得出单桩的容许承载力。
（4）水电效应法。它是通过桩顶上的水容器内进行放电，对桩顶施加一瞬态脉冲压力波，由于水介质不传递剪切波，故桩只受压缩波的作用而产生竖向的自由振动，通过安放在容器内水中的水听器和容器外桩顶上的速度计和加速度计，即可测得放电时作用在桩顶的脉冲压力和桩顶的速度和加速度，最后得出单桩的容许承载力。该试验中桩端土仍处在弹性范围，因此，直接求算的桩的极限承载力是否适宜，可作进一步探讨。
3.2 间接法
（1）按土的抗剪强度指标确定
按土的抗剪强度指标确定桩的承载力时，应根据具体情况选用合理的力学指标，如对不排水情况下的饱和粘土中的桩，应采用不排水的粘聚力、摩擦角试验值；对排水情况下粘土和砂土中的桩则采用排水的粘聚力、摩擦角试验值。
（2）按土的原位试验结果确定
土的原位试验有静力触探法、标贯试验法、旁压仪试验法等。
（3）经验公式法
在我国《建筑低级基础设计规范》、《铁路工程技术规范》、《公路桥涵设计规范》《上海市地基基础设计规范》、《港口工程桩基规范》等有关技术规范都列有建议的单位极限端阻和单位极限侧阻值，这些参数与土层的物理力学指标有关系，是有关部门对大量工程实践及试桩资料统计分析提出相应的经验参数，再根据桩的摩阻力和侧阻力计算桩基承载力。但应用这些技术规范时应注意其局限性，特别是地区的局限性，往往不同的规范和地区提供的桩端阻值和侧阻值有一些差异。
3 单桩竖向承载力确定方法的比较
桩的静载荷试验是公认的确定桩基承载力的最可靠方法。也是检验其他方法精度的依据，其效果得到了学者的一致认可，但试桩花费时间长、费用高，且试验结果受个别试桩结果影响较大，在特殊恶劣条件下往往无法开展试验或对试验效果有影响。与静载荷试验相比，动力测桩法快速方便，时间和费用较少，但其结果受测试系统和测试人员素质的影响，适用范围有限，还需进行更深入的研究。理论公式法从桩的竖向承载机理人手，合理考虑了桩的侧阻力和端阻力，其结果应该是毋庸置疑的，但是理论提出时必然要进行简化和建设，而实际工程地质条件往往是复杂多样的，与假设的理论条件有差异，因而理论计算的结果往往与实际不能很好地吻合。作为当前广泛运用并作为设计、计算依据的经验公式和规范法是经过长期工程实践统计分析的结果，其数值能够满足工程需要。但其多半为经验统计公式，结果也往往偏于安全，不能完全发挥桩基价值，此外有些经验公式差异较大，受行业和地区影响显著。
4 结论与建议
（1）桩发挥承载能力的过程是桩土发生相对位移时，桩侧土和桩端土共同受载的过程，且桩侧摩阻力先于桩端阻力发挥，上部土先于下部土发挥。
（2）桩的承载力受地质条件、成桩工艺、桩长和桩径、桩身和桩底特征、时间等因素的共同影响，但各种因素对不同类型的桩又有不同影响。
（1）一般可分为直接法和间接法两大类，其中直接法主要包括静载荷试验法和各种动力测定方法；而间接法则主要包括按土的抗剪强度指标确定法、按土的原位试验结果确定法以及经验公式法等。确定单桩竖向承载力的各种方法各有优劣，在工程中应该根据工程类型和地质条件选择合适的确定方法，也可以多种方法共同使用；在学术研究中，应该着力优化静载试验和动载测桩方法，使降低试验成本和所需时间。
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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：
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；
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
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
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：
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；
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。
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。
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 -----------------------------------------------------------------------
4.2单桩竖向承载力确定 4.2.1 采用静载荷试验法确定单桩竖向承载力特征值，是迄今最可靠的方法，单桩承载力大小应由试桩确定，除地基基础设计等级为丙级的建筑外，均应经过静载试验确定单桩竖向承载力特征值，试验方法见附录A。 复合载体夯扩桩的Q-s曲线一般为缓变型，当沉降值s<40mm，卸载后一般沉降回弹率约40％-50％左右，承载力储备较大，当沉降值s＝60mm，卸载后一般沉降回弹率约13％左右。试验表明前一情况持力层有塑性变形开展，后一情况持力层塑性变形发展较大。 故本规程采用双控方法一般取s＝60mm所对应的荷载为单桩极限承载力。同时还应绘制s-lgt曲线加以判断，以便更准确地确定单桩极限承载力（取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值为单桩极限承载力）。 另外需指出的是，由于施工操作的原因，有时在加载初期在某级荷载时Q-s曲线上可能出现沉降的突变，其原因是桩端与复合载体顶面接合不良所致，应采取锤击复打桩顶，可使桩端与复合载体顶面密切接触，此后仍可继续加荷试验。 4.2.2 复合载体夯扩桩承载力高、变形小的主要原因是由于在被加固土层内填料并施以强力冲击，致使土体明显被加固，桩端下4m范围内的土的压缩模量提高1.35倍，承载力提高了1.5-1.58倍，使被加固土层成为一个硬层与其下的持力层形成了双层地基，从而使单桩承受的荷载经被加固土层向下应力扩散，所以沉降小、承载力大幅度提高。该桩的特点在于桩端土体加固，不在于夯扩体大小，并且复合载体由不同材料组成，无法像常规灌注桩测试桩端阻力。根据桩端应力扩散到地基土，由地基土来反映桩承受的荷载的方式来建立单桩承载力公式。利用原状土地基经深度修正后的承载力表示应力扩散后桩的端阻力qpa，Ae表示等效桩计算面积，该值能过现有单桩的载荷试验资料，反演计算、综合分析确定。Ae随土性和三击贯入度变化而不同（部分数据见表2）。
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 )
主楼单桩承载力计算书 1、土层分布情况: 2、单桩极限承载力标准值计算: 长螺旋钻孔灌压桩直径取①600,试取ZKZ1桩长为16.0米，ZKZ2桩长为28.0 米进入G5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： Q uk q pk A p U q/i 式中：Q uk ---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：Q uk =0.2826 X 2700+1.884 x( 50 X 1.0+90 X 7.5+85 X 4.5+100 X 3.0 ) = 3400KN
ZKZ1单桩竖向承载力特征值R a=1/2 Q uk取R a=1600KN 经计算：Q uk =0.2826 X 2700+1.884 x( 50 X 1.0+90 X 7.5+85 X 4.5+100 X 15.0 ) = 5675KN ZKZ2单桩竖向承载力特征值R a=1/2 Q uk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: N c f c A p s+0.9f y As 根据《建筑桩基技术规范》(JGJ 94 —2008)第5.8.2条公式: 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/m2; 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= 0.2826m2; ? c---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 c①c = 0.2826 X 106X 14.3 X 0.8 = 3232KN 3232KN/1.35=2395KN>R 对于ZKZ1: A ps f c ① c+0.9f y As= 0.2826 X 106X 14.3 X 0.8+0.9 X 360 X 924 = 3532KN 3232KN/1.35=2395KN>R
WORD格式 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3.006.00αw=0.70，IL=0.5026- 3红粘土3.009.00αw=0.70，IL=0.5029- 4红粘土3.0012.00αw=0.70，IL=0.5032- 5红粘土3.0015.00αw=0.70，IL=0.5033- 6红粘土3.0018.00αw=0.70，IL=0.50342700 7红粘土3.0021.00αw=0.70，IL=0.5032- 8红粘土3.0024.00αw=0.70，IL=0.5032- 4.设计依据 《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 二、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) 13.00170 23.00260 33.00290 43.00320 53.00330 62.50342700 2.桩身周长u、桩端面积Ap计算 u=×0.80=2.51m Ap=×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： Qsk=uqsikli=2.51×(17×3.00+26×3.00+29×3.00+32× 3.0+34×2.50)=1243kN 总极限端阻力标准值为： Qpk=qpkAp=0.50×2700=5713k N 单桩竖向抗压极限承载力标准值为： Quk=Qsk+Qpk=1243+1357=2600kN 单桩竖向承载力特征值Ra计算，根据基础规范附录Q条文Q.0.10第7条规定: Ra=Quk/2=2600/2=1300kN 专业资料整理