试桩处单桩承载力经验公式计算

试桩的极限承载力推算及其公式的推导与应用试桩的极限承载力是指桩身遭遇极限荷载时所能承受的最大荷载。

常见的试验方法有静力加载试验和动力加载试验。

静力加载试验是利用压力施加装置逐渐向试桩施加荷载，并观测桩身沉降情况，从而确定桩的极限承载力。

动力加载试验是通过桩下锤的自由落体冲击效应来施加荷载，并观测桩身振动情况，从而推算出桩的极限承载力。

推导试桩极限承载力公式的方法有很多，其中较为常见的方法是平衡法和尖端阻力法。

平衡法以平衡试桩的上端荷载为基础，通过试桩侧面摩阻力和基岩支撑力的平衡关系，推导出试桩的极限承载力公式。

尖端阻力法则是以尖端承载力作为基础，通过桩尖部分的侧摩阻力与桩身长部分的摩阻力之间的平衡关系，推导出试桩的极限承载力公式。

试桩极限承载力的公式应用广泛，其中比较常见的公式有如下几种：1. Meyerhof公式：Qs = A1 + A2 · Ls + A3 · Ds + A4 · Ns其中，A1-A4为经验系数，Ls为桩的长度，Ds为桩的直径，Ns为桩的侧阻力。

2. Brinch Hansen公式：Qs = Rb + Ah · Ls + At · Ds其中，Rb为桩尖承载力，Ah为桩身侧阻力系数，At为桩身皮摩阻力系数，Ls为桩的长度，Ds为桩的直径。

这些公式都基于试验数据和大量的工程经验得出，适用于不同类型的土壤和桩基工程。

根据实际情况，可以选择适合的公式来计算桩的极限承载力。

在工程设计中，试桩的极限承载力是一个非常重要的参数。

通过合理的试验和公式推导，可以获得准确的结果，从而指导实际工程的设计。

同时，也可以根据试桩的极限承载力来评估桩基工程的稳定性和安全性，为工程施工提供技术依据和参考。

因此，对于试桩极限承载力推算及其公式的研究和应用具有重要的理论和实际意义。

单桩水平承载力设计值计算
1.桩的抗侧承载力：桩体在水平力作用下的抗侧承载力是通过桩的侧阻力来提供的。

单桩水平承载力设计值的计算需要根据桩的类型和侧阻力计算方法，确定桩体的抗侧承载力。

2.桩的弯矩承载力：桩体在水平力作用下会产生弯矩，因此桩的弯矩承载力也是计算单桩水平承载力设计值的重要因素之一、根据桩的截面形状和弯矩分布情况，可以计算出桩的弯矩承载力。

3.桩的面积承载力：桩体在水平力作用下还会产生竖向力，并通过桩的底部承受地基的荷载。

因此，桩的面积承载力也需要考虑在单桩水平承载力设计值的计算中。

4.桩的稳定性：桩体在水平力作用下需要保持稳定，桩的倾覆和滑移不应该发生。

因此，单桩水平承载力设计值的计算还需要考虑桩体的稳定性，确定桩的抗倾覆和抗滑移的能力。

在实际工程中，根据具体的桩体和工程条件，可以采用不同的计算方法来计算单桩水平承载力设计值。

常用的计算方法有单桩侧阻力计算法、单桩抗倾覆力计算法、桩的弯矩计算法等。

在计算过程中，还需要考虑桩的荷载组合、桩的形状尺寸、桩的材料特性等因素。

通过综合考虑这些因素，可以得出单桩水平承载力设计值，以保证桩体在水平力作用下的安全可靠性。

总之，单桩水平承载力设计值的计算是一个复杂而重要的工作。

只有通过科学合理的计算，才能保证桩体在水平力作用下的稳定和安全性。

浅析单桩承载力极限值的提高与标贯击数和孔隙比的关系摘要：由于挤土效应的存在，单桩的承载力极限值会有一定的变化。

结合某场地工程实际情况，采集在群桩施工前后不同土层的孔隙比及标贯击数，并进行单桩竖向静载荷试验，得到单桩抗压极限值。

统计分析表明，通过标贯击数变化率来估算桩侧阻力及桩端端承力，从而计算单桩竖向抗压承载力特征值，其变化率与静载试验得到的极限值变化率较为接近。

关键词：群桩效应；极限值；标贯击数；变化率1 引言在没有群桩效应时，单桩的承载力极限值一般与设计值相近。

群桩施工后，由于挤土效应的存在，在应力与挤密的双重作用下，单桩的实际承载力与其设计值可能有较大出入，这一点已为越来越多的工程实践所证明。

由于桩基，特别是群桩基础受力机理的复杂性，长期以来其承载和变形理论研究大多是基于现场的单桩载荷试验或者室内模型试验成果之上，但是由于群桩效应的存在，常见的单桩测试研究成果难以推及到实际的群桩上去。

对于群桩效应比较有效、可靠的研究方法是进行群桩基础的现场试验与测试。

在同一场地群桩施工前后，本文将分别采集单桩承载力极限值、标贯击数、孔隙比的大小，分析在群桩效应下，单桩承载力极限值的提高与后两者的关系。

2 工程概况浙江某公司昌拟在绍兴滨海新城厂区内新建一车间，根据本场地的工程勘察报告，场地地基土层在勘探控制范围内按岩土层分布、沉积环境、物理力学性质特征，可划分出2个工程地质大层及若干亚层。

主要特征自上而下叙述如下：第①层：粘质粉土（Q4ml），灰黄色，稍密，很湿或饱和，土层切面无光泽，摇振反应中等，干强度及韧性低。

全场分布，该层为近期冲填，欠固结。

层厚1.10～3.50m。

第②-1层：粘质粉土（Q4ml），灰色，稍密，局部呈中密，很湿或饱和。

土层切面无光泽，摇振反应中等，干强度及韧性低。

全场分布，层顶埋深1.10～3.50m，层厚1.50～4.40m。

第②-2层：粘质粉土（Q4mc），灰色、灰黄色，中密，湿或饱和。

1．某灌注桩，桩径，桩长。

从桩顶往下土层分布为：0.8d m =20l m =填土，；淤泥，；黏土，0~2m 30sik a q kP =2~12m 15sik a q kP =12~14m ；以下为密实粗砂层，，，该层厚度大，50sik a q kP =14m 80sik a q kP =2600pk a q kP =桩未穿透。

试计算单桩竖向极限承载力标准值。

【解】 uk sk pk sik ipk pQ Q Q uql q A =+=+∑()20.8302151050280426000.841583.41306.92890.3uk sk pkQ Q Q kNππ=+=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=+=2．某钻孔灌注桩，桩径，扩底直径，扩底高度，桩长1.0d m = 1.4D m = 1.0m ，桩端入中砂层持力层。

土层分布： 黏土，；12.5l m =0.8m 0~6m 40sik a q kP =粉土，；以下为中砂层，6~10.7m 44sik a q kP =10.7m ，。

试计算单桩竖向极限承载力标准值。

55sik a q kP =1500pk a q kP =【解】 ，属大直径桩。

1.00.8d m m =>大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为：ppk 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长度范围不计侧阻力）d 2大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为：桩侧黏性土和粉土：()1/51/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ===桩侧砂土和碎石类土：()1/31/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ===桩底为砂土：()1/31/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ===()21.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564uk Q kNππ=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=+=3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径，桩端进入中等风化岩，1.2m 1.0m中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为，桩顶以下土层41.5a MP 参数见表，求单桩极限承载力标准值（取桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数）0.76r ζ=层序土名层底深度（）m 层厚（）m sikq （）a kP pkq （）a kP ①黏土13.7013.7032/②粉质黏土16.00 2.3040/③粗砂18.00 2.0075/④强风化岩26.858.851802500⑤中等风化岩34.858.00//【解】桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。

桩基础水平承载力的概念及计算方法(一)对于承受水平荷载显著的建（构）筑物，根据其受荷方式的不同大致方式分为几类：一类是以长期水平荷载为主九种的构筑物，例如挡土墙、拱结构、堆载场地等构筑物桩基受到年力的高度力；另一类是以周期荷载或循环荷载为主的建筑物，例如地震或风产生的建（构）筑物水平力、吊车等产生的制动力、海洋客户端平台工程或岸边工程等波浪产生的水平力。

对于一般建筑物，当水平荷载较大且桩基埋深此时较浅时，人体工学桩基的水平承载力设计应成为重点。

本文章主要考虑单桩水平承载力的问题。

单桩在水平荷载下的承载特性是指桩顶在水平荷载下产生水平位移和转角，桩身出现弯曲应力、桩前应力受侧向挤压，产生危急情况桩身结构和地基的破坏情况。

影响单桩水平承载力和位移的因素包括桩身截面抗弯刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩身入土深度、桩顶约束条件等。

根据水平力作用下单桩的承载变形性状，可将桩分为刚性桩、半刚性桩、柔性桩。

1.1.1水平受荷单桩的破坏机理研究单桩在低水平荷载区域时基本表现为由线性到非线性区段的过渡过程，在达到极限荷载后，即使不继续增加主梁，水平位移也会急剧增加，会出现水平荷载下降经常出现的特征，即到达了极限状态。

这种单桩水平承载的非线性物理性质是随着水平位移化学成分的增大，不仅会和桩周边地基的非线性特性一起从地表面延伸到地基深部产生渐进性破坏，还会相继出现处于稳定性状态桩体向出现塑性铰转化的情况，见图1.1.1-1。

图1.1.1-1单桩桩顶水平荷载-水平位移关系（引自《大韩民国建筑基础结构设计建筑指南》）在桩身结构出现破坏到形成极限状态时，此种破坏情况一般包含条件两种情况：①地基土在桩长范围内产生破坏的情况；②桩头固定时，桩顶和桩身地下部分形成两个塑性铰（桩头自由而地下部分为铰）的状态，并且这两个断面间的地基土也有发生破坏的情况。

总的说来，单桩水平承载力主要是由桩身抗弯能力和桩侧土强度（稳定性）控制。

对于低配筋率灌注桩，通常是由桩身先出现裂缝，随后断裂破坏；此时，单桩水平气压承载力由桩身强度控制。

单桩承载力的确定单桩承载力的确定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/KRa—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。

关于桩基承载力计算及试桩1、极限状态法与安全系数法从根源上来说,桩身强度与桩岩土承载力验算公式的差异,主要在于计算理论的不同.桩身强度采用极限状态设计法,桩岩土承载力采用安全系数法.极限状态设计法本身是一种近似概率法,背后的理论是可靠度理论,在设计中的呈现,就是各种分项系数,包括荷载分项系数与抗力分项系数.承载力极限状态验算,通常采用基本组合.而安全系数法,本身是一种纯经验方法,采用包络的思想,将设计中的所有不确定性因素都打包到安全系数这个单一变量.这些不确定性因素包括：荷载、材料、施工、后期使用等因素.由于各种分项系数最终都体现为安全系数,所以这种方法采用的验算组合通常为标准组合.上部结构设计普通采用极限状态法,而与岩土承载力相关的,目前仍普遍采用安全系数法.所以,在设计结构基础时,这两种方法可能会交织在一起,甚至出现矛盾.上篇文章提到的,桩基承载力计算的冲突,只是其中一个侧影.事实上,我们可以举出更多例子.1）抗拔桩桩身截面验算（《桩规》5.8.7条）,N≤fyAs,这里的桩身截面验算采用极限状态法,对应的是基本组合.抗拔桩桩侧承载力验算采用安全系数法,对应的是标准组合.我翻看广东省《地规》10.2.11条,抗拔桩桩身强度验算改用了安全系数法.2）广东省《地规》5.2.6条,土层锚杆抗拔承载力计算和锚杆截面承载力计算,采用的都是安全系数法.《抗浮锚杆技术规程》（YB/T）4659-2018,锚杆抗拔承载力计算采用安全系数法,安全系数为2.0；锚杆截面承载力计算采用极限状态法,并规定荷载效应基本组合与标准组合之间的关系为1.35倍.在计算筋体黏结段长度时,又采用了安全系数法.《建筑工程抗浮设计规程》（DBJ/T15-125-2017）,抗拔桩和抗浮锚杆,无论是抗拔承载力,还是截面承载力,均采用安全系数法.《建筑工程抗浮技术标准》（JGJ476-2019）,对锚杆抗拔承载力验算采用安全系数法,但对截面承载力验算,采用极限状态法,同时又引入了一个安全系数2.0,这就比较古怪.你看,相关的验算其实比较混乱.目前,我们也无能为力.上次的留言中,有朋友提到,能否全部换算为安全系数法,这样就可以直接对比了.以桩身强度验算为例,荷载基本组合与标准组合之间的关系为1.35倍,混凝土材料分项系数为1.4,以桩基岩土承载力类比,桩身强度验算的安全系数为1.35X1.4=1.89＜2.0.如果单纯对比安全系数,桩身强度的安全度小于桩基岩土承载力.但如果从可靠度理论来分析,可能桩身强度的安全度大于桩基岩土承载力,因为桩身强度的变异系数小于桩基岩土承载力.讲了这么多,结论是什么呢？1）抗压桩、抗拔桩以及锚杆的岩土承载力,均采用安全系数法,安全系数通常取为2.0；2）抗压桩、抗拔桩以及锚杆的截面承载力,有的规范采用极限状态法,有的采用安全系数法.两种方法在数值上有差异,但从工程角度来说,差异可以接受.上次讨论,有不少朋友提到试桩的问题,接下来,我们简单谈谈这个话题.2、抗压桩试桩的问题《建筑基桩检测技术规范》4.1节规定：1）为设计提供依据的试验桩,应加载至桩侧与桩端的岩土阻力达到极限状态；当桩的承载力由桩身强度控制时,可按设计要求的加载量进行加载.2）工程桩验收检测时,加载量不应小于设计要求的单桩承载力特征值的2.0倍.我们知道,对桩的岩土承载力,我们是按极限承载力标准值除以安全系数2.0,得到特征值.试验时,加载至特征值的2.0倍,没有问题.但如果是桩身强度控制,此时安全系数仅为1.89,加载至2.0倍,是否不安全呢？这个问题其实不用担心.1）《桩基》规范5.8.2条条文说明,通过试验证明,桩身受压承载力安全系数,实际上大于桩岩土承载力的安全系数2.0；2）我们再看看,究竟有哪些因素导致桩身强度安全系数大幅提高：a）桩身箍筋的作用,箍筋对轴心受压混凝土起到侧向约束增强的作用,带箍筋的约束混凝土轴压强度较无约束混凝土提高80%左右；对抗压桩来说,轴力最大的位置在桩顶,桩顶配置有螺旋箍筋,且通常加密；b）桩周土的约束,这意味着,桩的受力条件优于上部结构柱；c）成桩工艺系数,泥浆护壁灌注桩工艺系数通常取为0.7~0.8；严格来说,成桩工艺与桩深度有关,在靠近桩顶位置,成桩质量较好,成桩工艺系数可以提高.3、抗拔桩试桩的问题《建筑基桩检测技术规范》5.1节给出了单桩竖向抗拔静载试验的一般规定.1）为设计提供依据的试验桩,应加载至桩侧岩土阻力达到极限状态或桩身材料达到设计强度；2）工程桩验收检测时,施加的上拔荷载不得小于单桩竖向抗拔承载力特征值的2.0倍或使桩顶产生的上拔量达到设计要求的限值；3）当抗拔承载力受抗裂条件控制时,可按设计要求确定最大加载值；4）预估的最大试验荷载不得大于钢筋的设计强度；我们知道,抗拔桩的承载力包括两个方面,桩身强度和桩侧岩土承载力,同时,抗拔桩还需要做裂缝验算.下面,我们分别阐述.1）桩侧岩土承载力,抗拔极限承载力标准值和抗拔承载力特征值之间的关系还是2.0倍；2）对抗拔桩来说,桩身强度的富裕度为1.35,即最大的拔力加载量为1.35倍的桩身抗拉强度设计值.3）如果抗拔桩需要考虑裂缝,则配筋通常由裂缝控制.我们按单桩抗拔承载力特征值计算裂缝,意味着,可承受的最大拔力也为承载力特征值.因此,对工程桩验收检测时,必须要按裂缝控制要求增大配筋,这会与桩基检测的随机性矛盾；如果要满足随机性,所有的抗拔桩都必须加大配筋,这又与结构设计的经济性矛盾.对此,李国胜曾建议：1）当抗拔桩位于稳定的无腐蚀性或微腐蚀性的地下水以下时,钢筋锈蚀速度很慢,且抗拔静载试验时桩抗裂不满足是短期的,卸载后裂缝一般能弥合（钢筋处于弹性阶段）,此时可不考虑抗拔桩承载力检测时抗裂不满足的问题,随机抽取工程桩进行抗拔承载力检测即可.2）当一个单体范围内抗拔桩均匀分布、数量较多、上部结构整体性较好、检测桩均匀分布且检测桩数量不超过总桩数的2%（即桩数不少于150根）时,可不考虑抗拔桩承载力检测时抗裂不满足的问题,随机抽取工程桩进行抗拔承载力检测即可.因为即便2%的桩出问题,对整体影响不大.这其中的核心逻辑是：工程桩验收检测毕竟是少数,裂缝超限属于临时工况,对少数桩可以适当放宽,但钢筋应力需要小心控制,即使在试桩的短期工况,钢筋应力仍应处于弹性阶段,否则,应该加大配筋.。