建筑地基基础设计规范单桩竖向抗压承载力估算

浅谈岩土工程勘察报告中单桩竖向承载力估算——桩端持力层为中风化砂岩（软岩）时的估算方法摘要：当桩端的持力层为中风化砂岩（软岩）时，单桩竖向承载力估算应按经验参数法计算，还是按嵌岩桩计算有一定的困惑。

现通过一个工程实例，经过理论计算与现场试桩结果的对比分析，得出如下结论：（1）对于桩端持力层为中风化砂岩（软岩）时，当桩长较小时，单桩竖向承载力特征值估算，按嵌岩桩计算承载力特征值更合理；当桩长较大时时，单桩竖向承载力特征值估算，按经验参数法计算承载力特征值更合理。

（2）对于一个场地内基岩面变化较大时，建议进行试桩，根据试桩结果来确定桩基设计参数及单桩竖向承载力特征值计算方法。

关键词：中风化砂岩、软岩、承载力估算、嵌岩桩1.引言在岩土程勘察报告中需要提供桩基设计参数的建议值，并对单桩竖向承载力进行估算。

当桩端的持力层为中风化砂岩（软岩）时，单桩竖向承载力估算究竟是应该按经验参数法计算，还是按嵌岩桩计算呢？理论计算结果和实际静载试验的结果有多大差异呢？本文以一个工程实例，通过对比计算，对这个问题进行探讨，以期对同类问题有所帮助。

1.工程概况及场地地层结构拟建工程由1幢地上12F办公楼（建筑高度H=49.50m）及1幢地上7F综合商业楼（建筑高度H=35.50～47.90m）组成，全场具三层地下室，开挖深度约16.00m。

总建筑面积193750m²，其中：地上建筑面积113750m²，地下建筑面积80000m²。

拟建建筑物竖向单柱最大荷载约10000kN，拟采用桩基础。

经野外钻探、现场原位测试及室内土工试验等资料的综合分析，场地勘探孔控制深度范围内地层共分七大层，十一个地质层组，现分述如下：第1层杂填土：杂色，湿，松散。

上部主要以原建筑物旧基础等，下部以粘性土及大量碎块石、碎砖块、水泥块为主，局部粘性土为流塑状态。

第2层粉质粘土夹粉土：灰、灰黄色，饱和，粉质粘土呈软可塑状态，局部软塑状态，夹团状或层状粉土。

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。

1.人工挖孔桩基础，选用中风化泥岩作为持力层，其天然单轴抗压强度标准值f r k=6.40Mpa。

桩嵌入中风化泥1.0倍桩径。

2.嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值计算：根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第5.3.9条公式Q uk = Q sk+Q rkQsk = 0(桩周围土层松散，偏于安全不考虑土的总极限侧阻力)Q rk =ζr f rk A p3.单桩承载力特征值Ra=Quk/K, K=24.主要参数桩嵌岩段侧阻端阻综合系数：ζr=0.95*1.2(1.2为干作业系数)ZJ-1混凝土抗压强度设计值(kPa)11900桩直径 d (mm)1000椭圆桩桩直段 L (mm)0桩周长 u (m) 3.14桩身截面积 Aps (m)0.79天然单轴抗压强度标准值 frk (kPa)3930扩底A (mm)150桩嵌岩段直径D(d+2A)(mm)1300扩底后面积 Ap(m2) 1.33桩顶荷载标准值 N (kN)572单桩竖向极限承载力标准值 Qrk =ζrfrkAp (kN)(国标5.3.9)5947单桩承载力特征值 Ra=Quk/K (kN)(国标5.2.2)2973荷载控制地基承载力验算 N/(1.2Ra)0.16桩身承载力验算 N/(0.9fcAps)(国标5.8.2-2)0.07纵筋根数 20纵筋直径 (mm)20纵筋间距 (mm)142纵筋配筋率 (%)0.80桩周土负摩阻力系数ξ0.3土层厚度Z12回填土重度γ18中性点以上土层厚度l5群桩效应系数η1单桩负摩阻力标准值:qs=ξσ=ξ*1/2*γ*Z32.4负摩阻引起基桩的下拉荷载 Qg=η*u*qs*l508.94 (N+Qg)/Ra0.36。

单桩竖向抗压承载力检测方法简述摘要：本文旨在对单桩竖向抗压承载力检测方法进行简要说明。

在土木工程和建筑领域中，桩基是常用的地基处理方式之一，而桩基的承载性能是保证结构安全和稳定的关键因素之一。

在桩基设计和施工过程中，准确评估单桩的竖向抗压承载力对于工程的可靠性和经济性至关重要。

目前，现场荷载试验、物理模型试验和数值模拟分析等已成为主要的单桩竖向抗压承载力检测方法。

关键词：单桩竖向抗压承载力；静载试验；物理模型试验；数值模拟分析；地质条件1引言1.1单桩竖向抗压承载力检测的背景和重要性单桩竖向抗压承载力检测方法是用于评估单根桩基在竖向压力作用下的承载能力的方法。

在基础工程设计和质量控制中，准确评估单桩的承载能力对于确保结构的稳定性和安全性至关重要。

当建筑物、桥梁、港口、码头等结构受到竖向载荷时，单桩的抗压承载力是支撑和传递载荷的关键因素。

因此，单桩竖向抗压承载力检测方法的研究和应用对于工程实践具有重要的意义。

1.2 本文的目的本文旨在对单桩竖向抗压承载力检测方法进行简要综述，介绍各种常用的试验方法和技术，如静载试验方法、高应变法、物理模型试验和数值模拟方法，以及其原理、步骤和数据处理方法。

通过对不同方法的比较和分析，可以了解每种方法的优缺点、适用范围和限制条件，从而更好地选择适合特定项目和条件的检测方法。

2试验方法2.1静载试验方法静载试验是常用的单桩竖向抗压承载力检测方法之一。

本节将简要介绍静载试验的原理、基本步骤以及数据处理方法。

静载试验通过施加逐渐增加的竖向荷载到单桩上，测量荷载和位移的关系，以推断桩的承载性能。

试验过程中，记录下载荷与位移的变化曲线，通过分析曲线特征，可以获取桩的承载能力参数，如桩顶承载力、桩的分层侧阻力和端阻力，桩身的变形特性等。

在进行静载试验前，需要进行试验场地的准备工作，包括确定试验桩、安装测量仪器和传感器、建立试验平台等。

静载试验采用逐级等量加载，为设计提供依据的静载试验应采用慢速维持荷载法。

2020年注册土木工程师（岩土）《专业案例考试（上）》真题及详解一、案例分析题（每题的四个备选答案中只有一个符合题意）1．某场地有一正方形土坑，边长20m，坑深5.0m，坑壁直立。

现从周边取土进行回填，共取土2150m3，其土性为粉质黏土，天然含水量ω＝15%，土粒比重G s＝2.7，天然重度γ＝19.0kN/m3，所取土方刚好将土坑均匀压实填满。

问坑内压实填土的干密度最接近下列哪个选项？（γw＝10kN/m3）（）A．15.4kN/m3B．16.5kN/m3C．17.8kN/m3D．18.6kN/m3答案：C解析：\（1）根据压实前后土体的土颗粒质量m s不变，即γd1V1＝γd2V2。

\（2）周边取土：V1＝2150m3，γd1＝γ/（1＋ω）＝19/（1＋0.15）＝16.52kN/m3。

\（3）坑内压实填土：V2＝20×20×5＝2000m3。

\（4）代入数据，可得：16.52×2150＝γd2×2000。

解得：γd2＝17.76kN/m3。

2．某工程采用开口钢环式十字板剪切试验估算软黏土的抗剪强度。

已知十字板钢环系数为0.0014kN/0.01mm，转盘直径为0.6m，十字板头直径为0.1m，高度0.2m；测得土体剪损时量表最大读数R y＝220（0.01mm），轴杆与土摩擦时量表最大读数R g＝20（0.01mm）；室内试验测得土的塑性指数I P＝40，液性指数I L＝0.8，试按《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009年版）中的Daccal法估算修正后的土体抗剪强度c u最接近下列哪个选项？（）A．41kPaB．30kРaC．23kPaD．20kPa答案：D解析：根据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）（2009年版）第10.6.4条第4款条文说明中的修正系数和《工程地质手册》第五版第279页，根据开口钢环式十字板剪切试验可按公式3-6-29，计算土的抗剪强度。

桩基参数桩承载力计算单桩/基桩竖向承载力特征值计算书(一)、输入参数：(二)、计算公式：(5.3.5)式中： Quk──单桩竖向极限承载力标准值；Qsk──总极限侧阻力标准值；Qpk──总极限端阻力标准值；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-1取值；li──桩周第i层土的厚度；qpk──极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-2取值；Ap──桩端面积；u──桩身周长。

(5.2.2)式中： Quk──单桩竖向极限承载力标准值；K──安全系数，取K=2；Ra──单桩竖向极限承载力特征值。

(三)、计算过程：1、桩身周长=(0.500+0.500)×2=2.000 m2、桩端面积=0.500×0.500=0.250 m23、总极限侧阻力标准值=(30.300×1.300+30.600×2.600+30.900×2.100)×2.000=367.680 KN—桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qsik—桩周第i层土的厚度。

li4、总极限端阻力标准值=1.000×2000.900×0.250=500.225 KN—桩端土的极限端阻力标准值；qpk—端阻发挥系数。

αp5、单桩竖向极限承载力标准值=367.680+500.225=867.905 KN6、单桩竖向极限承载力特征值=867.905÷2=433.952 KNK为安全系数,取K=2。

(四)、计算示意图：桩承载力验算桩基承载力验算计算书(一)、输入参数：(二)、计算公式：(5.2.1-1)式中： Nk──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；R──基桩或复合基桩竖向承载力特征值。

(5.2.1-2)式中： Nkmax──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力；R──基桩或复合基桩竖向承载力特征值。

1 总则1．0．1 为了在地基基础设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规范。

1．0．2 本规范适用于工业与民用建筑（包括构筑物）的地基基础设计。

对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计，尚应符合国家现行相应专业标准的规定。

1．0．3 地基基础设计，应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则；根据岩土工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。

1．0．4 建筑地基基础的设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语和符号2．1 术语2．1．1 地基Subgrade, Foundation soils支承基础的土体或岩体。

2．1．2 基础Foundation将结构所承受的各种作用传递到地基上的结构组成部分。

2．1．3 地基承载力特征值Characteristic value of subgrade bearing capacity由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。

2．1．4 重力密度（重度）Gravity density, Unit weight单位体积岩土体所承受的重力，为岩土体的密度与重力加速度的乘积。

2．1．5 岩体结构面Rock discontinuity structural plane岩体内开裂的和易开裂的面，如层面、节理、断层、片理等，又称不连续构造面。

2．1．6 标准冻结深度Standard frost penetration在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻结深度的平均值。

2．1．7 地基变形允许值Allowable subsoil deformation为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。

2．1．8 土岩组合地基Soil-rock composite subgrade在建筑地基的主要受力层范围内，有下卧基岩表面坡度较大的地基；或石芽密布并有出露的地基；或大块孤石或个别石芽出露的地基。