单桩轴向承载力

一、桩基的类别针对界溪段桥梁下部构造施工图中存在两类桩：端承桩和摩擦桩。

端承桩：桩基自身重及桩顶以上荷载由桩端持力层承受。

摩擦桩：桩基自身重及及桩顶以上荷载由桩基周身与岩土摩擦阻力承受。

二、单桩基桩长理论计算公式及相关参数表1、摩擦桩单桩承载力容许值计算公式：[Ra]=（1/2）*u*∑Qik*l i+Ap*QrQr=m0*K*[f ao]+k2*R*(h-3)式中：[Ra]——单桩轴向受压承载力容许值（KN），桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；u——桩身周长（m）Ap——桩端截面面积（㎡）n——土的层数（注：公式中未写出）Li——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m），扩孔部分不计；Qik——与Li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa），宜采用单桩摩阻力实验确定，当无实验条件时按表5.3.3-1选用；Qr——桩端处土的承载力基本容许值（kPa），当持力层为砂石、碎石土时，若计算值超过下列值，宜采用：粉砂1000kP；细砂1150kP；中砂、粗砂、砾砂1450kP；碎石土2750kP；[f ao]——桩端处土的承载力基本容许值（kPa），按《公路桥涵地基及基础设计规范》第3.3.3条确定；h——桩端的埋置深度（m），对于有冲刷的桩基，埋深由一般冲刷线起算；对无冲刷的桩基，埋深由天然地面线或实际开挖后的地面线算起；h的计算值不大于40m，当大于40m时，按40m计算；k2——容许承载力随深度的修正系数，根据桩端处持力层土类按《公路桥涵地基及基础设计规范》3.3.4选用；K——桩端以上各土层的加权平均重度（kN/m3）,若持力层在水位以下且不透水时，不论桩端以上土层的透水性如何，一律取饱和重度；当持力层透水时，则水中部分土层取浮重度；R——修正系数，按表5.3.3-2选用；m0——清底系数，按表5.3.3-3选用。

表5.3.3-1 钻孔桩桩侧土的摩阻力标准值Qik注：挖孔桩的摩阻力标准值可参照本表采用。

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，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)，按表查取，粉砂质泥岩：Ra =14460KPa；砂岩：Ra =21200KPah—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=，c2=；钻孔桩取c1=，c2=。

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第条推荐的公式计算。

公式为：[]()RpAUlPστ+=21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，据规范表取为；2γ— 桩尖以上土的容重(kN/m 3)； λ— 修正系数，据规范表，取为； 0m — 清底系数，据规范表，钻孔灌注桩取为，人工挖孔桩取为。

桩的静载试验桩的静载试验是确定桩轴向或横向承载力最为可靠的方法，也是基桩质量检测中一项很重要的方法。

其试验结果整理是否正确对桩在静荷载作用下性状的了解，关系极为密切。

1.单桩竖向承载力的确定2.单桩水平承载力的确定桩的水平容许承载力是指对应于桩和桩侧土某一个工作状态时桩能承受的最大水平荷载。

相应于这种工作状态包括两个方面：桩侧土不致因桩在水平荷载作用下桩的水平位移过大同时产生很大的塑性变形，从而丧失对桩的嵌固作用，亦即要求桩的水平位移和桩侧土的塑性变形较小，使桩长范围内大部分土仍处于弹性变形阶段；对于桩身而言，桩身断面虽已开裂，但裂缝宽度尚未超出规范规定的容许值，并在卸载后裂缝即闭合，亦即将桩看作弹性杆件不致会导入很大误差。

因此，确定桩的水平承载力仍然要从保证桩身材料和地基强度与稳定性，以及桩顶水平位移满足使用要求来分析，通常可采取水平静载试验和分析计算法两种途径。

桩的质量检测与竖向承载力动测1.桩位偏差检查基桩施工前应按设计桩位平面图落放桩的中心位置，施工结束后应检查中心位置的偏差，并应将其偏差值绘制在桩位竣工平面图中，检测时可采用经纬仪对纵、横方向进行量测。

桩孔中心位置的偏差要求，对于群桩不得大于100mm；单排桩不得大于50mm。

2.桩倾斜度检查在灌注桩的施工过程中，能否确保桩的垂直度，是衡量基桩能否有效发挥作用的一个关键因素。

因此，必须认真地测定桩孔的倾斜度。

一般要求对于竖直桩，其允许偏差不应超过1%。

桩倾斜度的检查可采用JDL-1型陀螺测斜仪或JJX-3型井斜仪，也可采用声波孔壁测定仪。

3.超声脉冲法超声脉冲法是检测混凝土灌注桩连续性、完整性、均匀性以及混凝土强度等级的有效方法。

它能准确地检测出桩内混凝土中因灌注质量问题造成的夹层、断桩、孔洞、蜂窝、离析等内部缺陷，并能测出混凝土灌注桩均匀性及强度等级等性能指标。

超声脉冲检测法基本原理：声波在正常混凝土中的传播速度一般3000m/s~4200m/s之间，当传播路径上遇到混凝土有裂缝、夹泥和密实度等缺陷时，声波将发生衰减，部分声波绕过缺陷前进，产生漫射现象，因此传播时间延长，波速减小。

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 =21200KPah—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：[]()RpAUlPστ+=21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(m 2)，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。

9309.7957(2/I )(2/I )(85.02/000000000矩形截面圆形截面钢筋混凝土桩R H γh0b W d W I E EI d W I c ===⨯=≤式中 α-水平变形系数；Rha——单桩水平承载力特征值，kN；EI-桩身抗弯刚度，对钢筋混凝土桩EI=0.85E C I 0；ft—桩身混凝土抗拉强度设计值；Vx —桩顶水平位移系数，查表可知；W 0-桩身换算截面受拉边缘的截面模量, W 0；d 0-扣除保护层后桩的直径；αE -钢筋弹性模量与混凝土弹性模量比；ρg-桩的配筋率；m—桩侧土水平抗力系数的比例系数，取m=20MN/m4；b0—桩身的计算宽度（m）；Ec—桩身砼的弹性模量（N/mm2）；X0a—桩顶允许水平位移（一般取6mm）。

配筋计算()[]5020201232EImb d d d W g E =-+=αραπ)(2/I )(2/I )(85.02/000000000矩形截面圆形截面钢筋混凝土桩R H γh 0b W d W I E EI d W I c ===⨯=≤a x ha EIR 0375.0χνα=N3000kn f y '300n/mm2As'10000.00mm22 轴心受拉a 按承载力计算式中 N-单桩抗拔力设计值(N)；1.1 桩身只受轴向压力且符合下公式pc A f N ≤0γ''Sy A f N ≤γ00.9d1.2N0fc9520kN/m2A1.13097334m2公式左边0公式右边10766.866H10kn γ00.9 αH60Kn d1.2m NG0Kn ft1270kN/m2γm2A1.13097334m2公式左边0公式右边105.851145式中H1-桩顶横向力设计值（kN ）;γ0-建筑物桩基重要性系数；αH-综合系数（kN ）；d-桩身设计直径（m ）;NG-按桩顶永久荷载效应计算的轴向力设计值（kN ）；ft-混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa)；γm-截面抵抗矩的塑性系数；A-桩身截面面积（m2）;由于上两式不同时成立，不采用构造配筋方法，又因本建筑物属一级建筑物，对抗拔和抗水平载荷能力要求较高，需按下式计算配筋率：1、轴心受压式中 N-桩顶轴向压力设计值（KN ）；γ0-建筑物桩基重要性系数；fc-混凝土轴心抗压强度设计值;A-桩身截面面积（m2）。

目录一.工程概况 (1)二.塔吊布置 (1)三.塔吊基础类型 (1)四.桩要求和做法 (1)五.桩基配筋 (1)六.塔吊使用说明提供资料参数 (2)七.桩承台配筋计算： (3)八.桩承载力验算 (4)九.塔吊基础桩受力计算 (5)十.塔吊安装与拆除 (8)十一.塔吊的安全操作和防雷 (9)十二.补充方案 (12)十三.附图 (12)一. 工程概况本工程为乐清市晨沐花园工程，由乐成镇银溪村村民委员会投资兴建，瑞安建筑设计研究院有限公司负责设计，浙江实事建筑工程有限公司承建。

工程位于乐清市80#地块，由三栋十五层、一栋十二层小高层住宅和四栋六层多层住宅组成，东邻乐清市双雁小区，西邻晨沐广场，周边环境及交通条件都十分优越，现场施工场地较狭小，建筑面积为5.3万平方米，建筑总高度48.9米。

二. 塔吊布置根据现场实际情况，本工程选用2台QTZ63型塔吊，塔吊最大的工作幅度半径为50米，具体位置详见施工平面布置图。

三. 塔吊基础类型本工程塔吊基础采用钻孔灌注桩，桩入土深度28米，桩端持力层为第四层含粉质粘土圆砾。

解决了由于塔吊而产生的塔基不均匀沉降现象。

塔吊承台采用5M×5M×1.35M的钢筋混凝土长方体，对抗倾覆起到了一定的作用。

四. 桩要求和做法钻孔灌注桩要求和做法按照本工程桩施工图图纸施工，采用浙江省标准图集2001浙G23钻孔灌注桩直径为600mm，混凝土强度C25，每只承台设四根灌注桩，桩间距3800。

五. 桩基配筋塔吊桩配筋： 8Φ14钢筋龙长度9m(Ⅱ级钢筋)，箍筋采用Φ6@250(加密区为Φ6@150，加密区是从承台顶以下2.4米处)，加劲箍筋选用Φ12@2000(Ⅱ级钢筋)六. 塔吊使用说明提供资料参数（QTZ63按最不利因素计算即可）竖向荷载：P1（工作）=513KN P1（非）=434KN水平荷载：P2（工作）=22.5 KN P2（非）=66.2 KN倾覆力矩：M1（工作）=1211KN·M M2（非）=1628KN·M 由塔吊工作状态与非工作状态的垂直荷载非常接近，但非工作状态弯矩非常大，故按最不利因素非工作状态进行验算。

单桩轴向受压承载力特征值计算案例那咱就来一个单桩轴向受压承载力特征值计算的案例。

一、案例背景。

假设有这么一个建筑工程，要打桩来支撑上部结构。

咱们现在要计算其中一根桩的轴向受压承载力特征值。

二、已知条件。

1. 桩的类型。

这根桩是混凝土灌注桩，桩径是800毫米（这个直径就像大树的树干粗细一样，它的大小对桩的承载能力有影响哦）。

2. 桩长。

桩长是20米。

就好像一根长长的柱子插到地底下，越长可能能承受的压力就越大，但也不完全是这么简单啦。

3. 桩身混凝土强度等级。

是C30混凝土。

这个C30就像给混凝土定了个“力气等级”，强度越高，理论上桩身能承受的压力就越大。

4. 地基土情况。

桩端土是粉质黏土，它的端阻力特征值qpa = 1500千帕。

这端阻力特征值就好比桩尖下面那层土能给桩顶多大的“反推力”，土越硬，这个值就越大。

桩侧土也是粉质黏土，桩侧阻力特征值qsia = 30千帕。

桩侧阻力就像是桩身周围的土紧紧抱住桩身的力量，也能帮助桩承受上部传来的压力。

三、计算过程。

1. 桩身混凝土强度计算。

首先呢，我们得看看桩身自己能承受多大的压力。

对于混凝土灌注桩，桩身强度确定的单桩轴向受压承载力特征值计算公式是：R_a = frac{π d^2}{4}f_c × ψ_c这里面，d是桩径，也就是800毫米 = 0.8米；fc是混凝土轴心抗压强度设计值，对于C30混凝土，查规范可以知道fc = 14.3兆帕；ψc是工作条件系数，灌注桩取0.7。

那把数值带进去算一下：R_a1=frac{π×0.8^2}{4}×14.3×0.7=(π×0.64)/(4)×14.3×0.7= 0.16π×14.3×0.7≈ 5.03（兆牛）2. 桩侧阻力和桩端阻力计算。

接下来算桩侧阻力和桩端阻力提供的承载力。

桩侧阻力的计算公式是：Q_sk=∑_i = 1^nu_pq_sial_i这里up是桩身周长，对于直径0.8米的桩，u_p=π d=π×0.8 = 2.51米；n是桩侧土层的层数，咱们这个案例里桩侧土就一层粉质黏土，所以n = 1；li是第i层土的桩长，这里就是20米。