4-4 单桩竖向承载力的确定

表5.4.6-1扩底桩破坏表面周长 ui
自桩底起算的长度l i ui
≤（4~10）d πD
>（4~10）d πd
注： li对于软土取低值，对于卵石、砾石取高值； li取值按内摩擦角增大而增加。
2)群桩呈整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算：
∑ Tgk
=
1 ul
λi qsik li
n
式4-4-7
类型较多，主要有高压输电线 路塔架、高耸建筑物、水平荷 载作用下出现上拔力的结构物 以及膨胀土地基上建筑物等。
2.影响单桩抗拔承载力的因素 与单桩竖向抗压荷载的传递相比，对桩的竖向上拔荷载的传递机理的认
识还很不充分。因此要加深对影响单桩抗拔承载力因素的研究。 影响单桩抗拔承载力的因素较多，主要包括以下几个方面：
三、作业
lP207页：4-41、4－42，其中4－42题要求“按规范推荐的经验公式估算单桩 轴向承载力。 l交作业时间：下周三（5月2日）上午上课时。
5）统计单桩竖向极限抗压承载力Qu的标准值Quk （1）求Qu平均值
（2）求参加统计试验桩的竖向极限承载力 的极差；
（3）若极差不超过平均值的30％时，可 取其平均值作为单桩竖向极限承载力的标 准值；
S 若极差超过了平均值的30％，应分析其 原因并增加试桩数量，结合工程具体确定 极限承载力。
Q~S曲线
qpk——极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表4-2取值（p161）。
2）当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定大直径桩单桩 竖向极限承载力标准值时，可按下式估算：
Quk = Qsk + Qpk = u ∑ψsiqsikli +ψpqpkAp
式4-4-4
式中：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4-2取值（p159）,对于扩底桩变截面以上2d长度范围不计侧阻力。
Q≤Apfcψc
式4-4-1
2.按桩周土的支承能力确定 1）基本概念
（1）单桩竖向抗压容许承载力：
（2）单桩竖向抗压承载力特征值：
2）确定单桩竖向抗压承载力的方法 （1）静载荷试验法 （2）静力触探法等原位测试方法： （3）经验参数法。
3）设计采用的单桩竖向承载力应符合下列规定
（1）设计等级为甲级的建筑桩基，应 通过单桩静载试验确定；
基础工程
Foundation Engineering 第4章 桩基础的设计
主讲教师：王勇智 授课班级： 26010904
2012年4月27日
4-1 概述
本
4-2 桩基础及其设计基本要求
章
4-3 竖向荷载下单桩的工作原理
4-4 单桩竖向承载力的确定
内
4-5 单桩水平承载力的确定
容
4-6 群桩基础竖向承载力及沉降验算
（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力。
4.静力触探法 地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探试验参数确定单桩
基准柱
锚桩 桁架 法,2400吨
长安大学ＢBiblioteka Baidu高层住宅楼
长安大学Ｂ点高层钻孔灌注桩静载荷试验现场
3）试验成果
测试结果一般整理成荷载—沉降（Q-s），沉降一时间（s-lgt）等曲线。
4）由Q-s曲线确定各试桩的极限抗压承载力 0
Qu
Q
（1）如果有陡降点,取为Qu
（2）缓变曲线取桩顶总沉降 s=40mm对应荷载。
4-7 承台和桩的设计与计算
4-8 桩基础的设计
4-4 单桩竖向承载力的确定
一、单桩竖向抗压承载力确定方法
单桩竖向极限承载力取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度，一般由土 对桩的支承阻力控制，对于端承桩、超长桩和桩身有缺陷的桩，可能由桩身材 料强度控制。
1.按桩身混凝土强度确定单桩竖向抗压承载力
1）原则：桩身不发生混凝土强度破坏 2）桩轴心受压时
当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时， 可按下列公式计算：
Quk = Qsk + Qrk = u ∑ qsikli + ζr frkAp
式4-4-5
土
式中： Qsk、Qrk ——分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限阻力；
frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土岩取天然湿度单 轴抗压强度标准值；
4d qc 1d qc
5.经验参数法
1）当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极 限承载力标准值时，宜按下式估算：
Quk = Qsk + Qpk = u ∑ qsikli + qpkAp
式4-4-3
式中：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4-2取值（p159）。
7） 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》JGJ106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）对于桩承台只有3根桩或少于3根桩的情况，则取其小值。
6）确定单桩竖向抗压承载力的特征值
Ra
=
Qu 2
式4-4-2
Ra 单桩竖向抗压承载力特征值
特别地，对灌注桩应满足桩身混凝土养护所需的时间,一般宜为成桩后28d。 预制桩一般要求,对于砂类土，不应于10d；对于粉土和粘性土，不应少于15d； 于淤泥和淤泥质土，不应少于25d。
竖向抗压承载力特征值Ra。 1）根据单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，如无当地经验，可按下式计算：
电缆
单桥探头
1°桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值Psk （平均值）的确定： 电缆
8d psk1 4d psk1
单桥探头
2°桩周第i层土的极限侧阻力qsik的确定：
2）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，对于粘性土、粉土和砂土，如无当地经验，可按下式计算：
式中ul ——桩群外围周长。 6.抗拔桩基承载力验算公式
承受抗拔的桩基，应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏 时基桩的抗拔承载力：
式4-4-8
式4-4-9
式中 Nk ——按荷载效应标准组合计算的基桩拔力； Tgk——群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值； Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值; Ggp——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以桩数，地下水位以下取浮重度； Gp——基桩自重，地下水位以下取浮重度；
岩石
ζ r——嵌岩段侧阻和端阻综合系数，与嵌岩深径比hr/d、岩石 软硬程度和成桩工艺有关，可按表5.3.9采用；表中数值适用于泥 浆护壁成桩，对于干作业成桩（清底干净）和泥浆护壁成桩后注浆， ζr应取表列数值的1.2倍。
二、单桩竖向抗拔承载力确定方法
1.常见的承受抗拔承载的情况 桩基础承受上拔力的结构
3.确定单桩抗拔承载力的主要方法 1） 对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基，基桩的抗拔极限承载力应通过现 场单桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值 取值可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106）进行； 2）如无当地经验时，群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基，基桩的抗拔极限载 力取值可按《桩基规范》的规定计算：
qpk——桩径为800mm的极限端阻力标准值，对于干作业挖孔（清底干净） 可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，可《建筑 桩基技术规范》按表5.3.6-1取值。
ψsi、 ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表5.3.6-2取值。
3）确定嵌岩桩单桩竖向抗压极限承载力
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。
（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。
3.静载荷试验法
1）试验装置 主梁
千斤顶 百分表
次梁
锚筋 锚桩
2）试验方法 书上P163页
4.单桩抗拔静载荷试验
单桩抗拔静载试验的设备与抗压试验相似。
5.经验公式的方法
1)群桩呈非整体破坏时，基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算：
∑ Tuk =
λ i
q
sik
ui
li
式4-4-6
式中：Tuk ——基桩抗拔极限承载力标准值；kN； λi——第i层土的抗拔折减系数，可参考书上p166页表4-5取值； qsik——第i层土的抗压极限桩侧阻力标准值，可参考书上表4-2取值； ui ——桩身周长，对于等直径桩取u=πd；对于扩底桩按下表取值。