桩基竖向承载力估算
桩基承载力计算
第2土层为:粉砂,极限侧阻力标准值qsik=30Kpa
层面深度为:1.5m; 层底深度为:.0m
土层厚度h= 1.5 m
土层液化折减系数ψL=1
极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.4× 1.5 ×30×1= 63 KN
第3土层为:粉质粘土,极限侧阻力标准值qsik=24Kpa
层面深度为:5.3m; 层底深度为:.0m
土层厚度h= 5.3 m
土层液化折减系数ψL=1
极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.4× 5.3 ×24×1= 178.08 KN
第4土层为:粉质粘土,极限侧阻力标准值qsik=50Kpa
层面深度为:11.9m; 层底深度为:.0m
截面积As=.1225m
周长L=1.4m
第1土层为:粉质粘土,极限侧阻力标准值qsik=30Kpa
层面深度为:1.3m; 层底深度为:.0m
土层厚度h= 1.3 m
土层液化折减系数ψL=1
极限侧阻力Qsik=L×h×qsik×ψL=1.4× 1.3 ×30×1= 54.6 KN
总侧阻力设计值QsR=Qsk/γs= 684 KN
端阻力设计值QpR=Qpk/γp= 668 KN
基桩竖向承载力设计值R=Qsk/γs+Qpk/γp= 1128.68 /1.65+ 1102.5 /1.65= 1352 KN
──────────────────────────────────────────
★钻孔编号:ZK1
计算依据：《建筑桩基技术规范》JGJ94-94和本项岩土工程勘察报告
单桩竖向承载力设计值(R)计算过程:
桩型:预制桩、钢管桩
桩基桩长的计算
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。
准确确定管桩单桩竖向承载力的几种方法
准确确定管桩单桩竖向承载力的几种方法
1、通过现场静载试验确定
单桩竖向极限承载力标准值通过现场静载试验确定，试验方法应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94中关于单桩竖向抗压静载试验的规定。
2、利用经验公式进行估算
在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，可按地方标准和地质勘察资料来进行估算，并作为参考。
3、用高应变动测法估算
用高应变动力试桩结果估计管桩承载力设计值时，可参照现行行业标准《建筑基桩检测技术规范~JGJ106的有关规定进行。
4、按桩身允许承载力来确定
单桩的承载力设计值的取值应在桩身允许承载力设计值的范围内。
《建筑桩基技术规范》JGJ94和《预应力混凝土管桩基础技术规程》DB42／489都规定了管桩基础的单桩竖向承载力计算公式。
以上四种方法各有利弊，在实际操作时可综合考虑，适当调整，这样就可比较合理地确定单桩承载力。
桩基础单桩竖向承载力的确定
双桥探头可同时测出侧阻fs及端阻qc，《建筑 桩基技术规范》在总结各地经验的基础上提出， 当按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Quk时，对于粘性土、 粉土和砂土，如无当地经验时可按下式计算
按材料强度确定单桩竖向承载力时，可将桩视
为轴心受压杆件，根据桩材按GB50010-2002
《混凝土结构设计规范》等混凝土或钢结构的计
算进行。
R
( C
fc Ap
f
' y
Ag
)
特点：这种方法适用范围受限，仅限于极少 数桩的竖向承载力由桩的强度控制的特殊情况。
二、按单桩竖向抗压静载试验法确定
静载荷试验是评价单桩承载力最为直观和可 靠的方法，其实质是桩受荷的现场模拟试验。因 此，其除了考虑到地基土的支承能力外，也计入 了桩身材料强度对于承载力的影响。 一级建筑物，必须通过静载荷试验,试桩数 量，不宜少于总数的l％，并不应少于3根。当桩 端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层 时、单桩承载力很高的大直径端承桩，可采用深 层平板荷载试验确定桩端土的承载力。
破坏状态，相应的荷载称为极限荷载（极限承载 力Qu）。 由桩的静载荷试验结果给出荷载与桩顶沉降 关系Q－s曲线，再根据Q－s曲线特性，根据沉 降随荷载的变化特征或根据沉降量确定单桩竖向 极限承载力Qu。
（1）、按沉降随荷载的变化特征确定Qu 陡降型Q－s曲线，取曲线发生明显陡降的
起始点所对应荷载为Qu。该法的缺点：（1）、 作图比例将影响Q－s曲线的斜率和所选择的Qu； （2）、Q－s曲线拐点的确定易渗入绘图者的主 观因素，有些曲线拐点也不甚明了，因此国外多 用切线交会法，即取相应于Q－s曲线始段和末 段两点切线交点所对应的荷载作为极限荷载Qu。
单桩承载力估算(PHC桩)
4
③
含黏性土粉 砂
24
0
4.6 4 5.9 5.9 5.5 3.5 2.6 2.1 3.5 5.7 5.7
5 ④ 粗砂
70
4500
0
0 3.1 3.1 0
0 4.1 0
0
0
0
6 ⑤ 圆砾
140
6000 10.8 10.7 7.5 7.5 11 11
6 10.8 10.9 10.2 10.6
7 ⑥ 墙风化泥岩
单桩竖向承载力特征值计算(PHC引孔桩兼作抗拔桩）
工程名称
南宁盛世金悦
1、计算依据：
《建筑桩基础技术规范》JGJ942008
2、单桩竖向承载力计算：
地块名称：
楼栋号
1#
《混凝土结构设计规范》GB500010-2010(2015版）
桩基类别 桩身壁厚 计算公式
层序
岩土名称
1 ① 杂填土
预应力管桩PHC-AB500(100)
取荷载效应标准组合下轴心竖向力= 1800
满足
3、抗拔验算：
抗拔系数λi 0.7
桩砼浮重度
15
N/mm2 桩土浮重度
10
kN/m3
设计参数
设计参数
群桩数n=
2
桩内直径Φ 300
桩芯混凝土强度
C30
地勘孔位编号
桩群外围周长UL
桩芯砼灌注长度
桩芯钢筋强度等级fy XK11 XK12 XK13
5.071 m
2139 1091
2163 1102
1872 957
1872 957
2162 1102
2201 1122
1832 937
2202 1122
浅谈桥梁桩基础竖向承载力的验算
②当桩端持力层为砂土时， 按照粉砂 １０ ｋ ａ ００ Ｐ 、 细砂 １５ ｋ ａ ０Ｐ 及中砂、 １ 粗砂、 砾砂 １５ｋ ａ ４ ０Ｐ 三大类规 定 了 ｑ 的上 限 。 ③当桩端持力层为碎石土时， ２５ ｋａ ｑ 取 ７０ Ｐ 为
承载力 的计算 ， 必要时还需进行桩基沉降 ， 验算软弱 下卧层 的承载力 以及桩的负摩阻力 。
３ １ 桩基２・ ０
北 方 交 通 钻孔灌注桩的承载力容许值 ：
１ Ｉ １
２ １ ００
（） １ 摩擦桩 ： 桩顶 的极限荷 载主要靠桩身与周 围土层之间的摩擦力来支承， 桩端处土层反力很小 ，
面， 应有 足够 的安 全度 （ 强度要 求 ） ；
单桩承载力确定桩数 时， 传至基础或承台底面上的 作用效 应应 按正 常使用 极 限状 态下 作用效应 的标 准 组合。相应的抗力应采用地基承载力容许值或单桩 承载力容 许值 。
（） ２ 计算地基变形 时， 传至基础底 面上 的作用 效应按正 常使用极 限状态下作用效应 的准永久组 合， 不应计人地震作用 。相应 的限值应为地基变形 容许值。 （） ３ 计算基础稳定及滑坡推力时， 作用效应应 按承载能力极限状态下作用效应 的基本组合 ， 但其 分项 系数均 为 １０ ．。 （） ４ 在确定基础或桩 台高度、 计算基础结构 内 力、 确定 配筋 和验算 材料 强度 时 ， 上部 结构传来 的作 用效应组合和相应 的基底反力 ， 应按承载能力极 限 状态下作用效应 的基本组合 ， 采用相应的分项系数。 当需要验算基础裂缝宽度时 ， 应按正常使用极 限状 态作用效应标准组合 。 ３ 桩基 竖 向承载 力计算 根据桥梁桩基在使用状态下 的抗力性能， 可分 为竖向抗压桩、 竖向抗拔桩 、 水平受荷桩和复合受荷 桩。本文仅介绍竖向受压桩 。此类桩基需进行竖 向
单桩竖向承载力设计值计算
单桩竖向承载力设计值计算1.确定桩基的设计荷载：根据工程的需求和设计要求，确定桩基所承受的荷载类型和大小，包括垂直荷载、水平荷载以及倾斜荷载等。
2.确定桩基的材料参数：桩基的材料参数包括桩筒的截面积、抗弯强度、抗压强度、抗拉强度等，通常需要通过实验或经验确定。
3.确定桩基的土层参数：土层参数包括土的重度、摩擦角、抗剪强度等，可以通过现场勘察和实验室测试获取。
4.判断桩基的受力状态：单桩的受力状态有竖向承载力受控状态和侧向承载力受控状态两种情况，根据桩基的形状和土层的特性进行判断。
5.计算桩基的竖向承载力设计值：根据桩基的受力状态，采用不同的计算方法进行计算。
一般情况下，可以采用以下方法进行计算。
5.1基于桩顶位移的计算方法：通过测量桩顶位移和对应的荷载，利用弹性、弹塑性或弹性后塑性理论计算桩的承载力。
5.2基于桩侧摩阻力的计算方法：通过测量土的抗剪强度和桩侧摩阻力，利用桩侧土黏聚力和摩擦力计算桩的承载力。
5.3基于桩侧土体桩内摩阻力的计算方法：通过测量土体的黏聚力和摩擦角，利用桩顶位移和桩身下端摩阻力计算桩的承载力。
6.验证计算结果：根据设计要求和国家规范，对计算得到的桩基竖向承载力设计值进行验证，确保设计的合理性和可靠性。
7.设计桩基的尺寸：根据计算得到的桩基竖向承载力设计值，确定桩基的尺寸和排列方式，包括桩身直径或截面积、桩长、桩的布置密度等。
8.编制桩基设计方案：根据桩基的尺寸和排列方式，编制桩基设计方案，明确桩基施工过程中的施工方法和施工要求，保证桩基的设计要求得到满足。
总结起来，单桩竖向承载力设计值计算是一个复杂且综合的过程，需要考虑工程要求、桩基材料和土层参数等因素，并结合实验和理论计算来确定桩基的承载力设计值。
这是保证桩基稳定和可靠的重要工作，为工程的顺利运行提供了保障。
钻孔灌注桩基础的单桩竖向承载力估算分析
160总490/491/492期2019年第04/05/06期（2月）0 引言在桥梁工程施工过程中，钻孔灌注桩是一种常用的基础结构，具有无挤土效应、桩身变形小、单桩承载力高、入土深度大等优点。
通常情况下，单桩竖向承载力又分为桩侧摩阻力和桩端阻力，前者受桩基进入土层的深度、土质特点、桩基尺寸等因素的影响比较大，后者受桩的入土深度、土的类型、桩的设置方法等影响比较大，为了保证钻孔灌注桩施工质量，在进行施工前要做好钻孔灌注桩基础的单桩竖向承载力估算分析。
1 工程概况某桥梁工程总施工长度为85m ，设计桥梁宽度为6.9m ，桥梁上部使用简支箱梁结构，下部使用钻孔桩基础。
桥梁工程设计公路荷载等级为II 级，设计抗震烈度为V 度，钻孔灌注桩设计桩长为15m ，灌注桩直径为1.5m 。
在桥梁工程施工过程中，保证桥梁钻孔灌注桩基础的施工质量是工程施工中的一个重点。
本文以此工程为例，对钻孔灌注桩基础单桩竖向承载力进行估算分析。
2 桥梁工程地质情况结合该桥梁工程的地质情况，场地地层岩性主要由淤泥质土、粉质黏土、强风化砂岩、中风化砂岩和石灰岩构成。
地层的基本特点如下：（1）淤泥质土。
淤泥质土呈软塑状，颜色为黑、灰色，土层的厚度为0.77m ，土层的压缩性比较高。
（2）粉质黏土。
土层呈黏性和硬塑状，颜色为褐色和黄色。
土质结构均匀，并且结构非常密实，土层的平均厚度为3.1m ，呈中等压缩性。
（3）强风化砂岩。
砂岩呈黄色、灰黄色，土层结构岩体裂隙比较发育，土层的平均厚度为0.61m 。
（4）中风化砂岩。
该土层呈黄色、灰黄色，主要为砂岩，岩体裂隙发育，土层厚度平均值为10.52m ，为软岩结构，岩体结构比较完整。
（5）石灰岩。
该土层呈灰白色和灰褐色，结构密实，具有完整的岩体结构，岩土层的厚度达到了2~10.6m ，属于硬岩，具有完整的岩体结构。
3 钻孔灌注桩单桩竖向承载力的涵义在进行桥梁结构设计过程中，桩基础结构对桥梁的安全性有比较大的影响，因此在设计桥梁钻孔桩基础时，需进行精细化的计算。
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汉丹线桩基竖向承载力计算
本设计桩基础按摩擦桩考虑，按照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）有关摩擦桩单桩轴向受压承载力容许值公式，计算公式：
[]r p n i i k i a q A l q u R +=∑=121
桩端处土的承载力容许值计算公式：
)]3(][[22-+=h k o f m q a o r γλ
其中：][a R 一单桩轴向受压承载力容许值（kN ）
u 一桩身周长（m ）
p A 一桩端截面面积（㎡）
n 一土的层数
i l 一承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度
ik q 一与i l 对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa ） r q 一桩端处土的承载力容许值（kPa ）
[]ao f 一桩端处土的承载力基本容许值（kPa ）
h 一桩端的埋置深度（m ）
2k 一容许承载力随深度的修正系数
2γ一桩端以上各土层的加权平均重度（kN/m ³）
λ一修正系数
o m 一清底系数
本桩基采用直径1m 桩基，桩身周长u =3.14m ，
桩截面面积p A =πR2=0.785㎡
根据《武汉市四环线西段跨汉丹、汉宜铁路立交桥工程工程地质勘察报告》显示，本桩基全部处于黏土中，因此土的层数n 取值为1，
根据《武汉市四环线西段跨汉丹、汉宜铁路立交桥工程工程地质勘察报告》表11，ik q 取值为45。
桩基长度为4m ，且全部埋在土中，土层的厚度li 为4m ，桩端的埋置深度h =4。
桩基采用人工挖孔桩，桩基沉渣可以忽略不计，清底系数o m 取值1。
依据《公路桥涵地基和基础设计规范》表5.3.3-2，桩端土为黏土，属于不透水性材料，修正系数λ取值为0.65。
依据《武汉市四环线西段跨汉丹、汉宜铁路立交桥工程工程地质勘察报告》表8，桩端处土的承载力基本容许值[]ao f 取值为60。
查《武汉市四环线西段跨汉丹、汉宜铁路立交桥工程工程地质勘察报告》表4，液性指数L I 为0.57，依据《公路桥涵地基和基础设计规范》表3.3.4，0.57≥L I ≥0.5，故2k 取值1.5。
查《武汉市四环线西段跨汉丹、汉宜铁路立交桥工程工程地质勘察报告》表4，黏土质量密度平均值为1.85，故2γ=18.5.
通过以上计算:
)]3(][[22-+=h k o f m q a o r γλ=1×0.65×[60+1.5×18.5×（4-3）=57.03
[]r p n i i k i a q A l q u R +=∑=121=21×3.14×45×4+0.785×57.03=327.37
桩基重量：A=0.785*4*2.5=7.85t
立柱重量：C=9*0.148=1.33t
连接系重量：D=29*0.0172=0.5t
三角桁架重量：E=27/2*2*0.28=7.56t
双拼工字钢分配梁：F=12*0.087=1.04t
纵梁工字钢：G=34*6*0.0112=2.28t
钢板：H=13.5*6*0.0235=1.9t
合计：A+B+C+D+E+F+G+H+I=22.5t=225KN
安全系数取值1.2 =1.2*225=270KN≤[Ra]=327.37KN，故直径1m，桩长4m桩基满足要求。