桩竖向极限承载力验算
桩基竖向承载力计算
桩基竖向承载力计算1.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求：1 荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下RN k ≤(1.1-1)偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要求：R N k 2.1max ≤(1.1-2)2 地震作用效应和荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下R N Ek25.1≤(1.1-3)偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的要求：R N Ek 5.1max ≤(1.1-4)式中 k N ——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；max k N ——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力；Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的平均竖向力；m ax Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩或复合基桩的最大竖向力；R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。
1.2 单桩竖向承载力特征值a R 应按下式确定：ku a Q K R 1=(1.2)式中k u Q ——单桩竖向极限承载力标准值；K ——安全系数，取K ＝2。
1.3 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。
1.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值：1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4 软土地基的减沉复合疏桩基础。
1.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定：不考虑地震作用时c ak c a A f R R η+=（1.5-1）考虑地震作用时 c ak c aa A f R R ηζ25.1+=（1.5-2）n nA A A ps c /)(-=（1.5-3）式中 c η——承台效应系数，可按表1.5取值；ak f ——承台下1/2承台宽度且不超过5m 深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值；c A ——计算基桩所对应的承台底净面积； ps A ——为桩身截面面积；A ——为承台计算域面积。
3 桩基承载力计算
0.4 -0.01067 -0.00213 0.99974 0.39998 1.190
0.5 -0.02083 -0.00521 0.99922 0.49991 1.487
0.6 -0.03600 -0.01080 0.99806 0.59974 1.784
0.7 -0.05716 -0.02001 0.99580 0.69935 2.082
桩基计算 1、单桩轴向受压承载力验算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG D63—2007)第1.0.8条，地基进行竖向承载力验算时，传 至桩顶面的作用效应按正常使用极限状态的短期效应组合采用，其中可变作用的频遇值系数均为1.0，且 汽车荷载应计入冲击系数。
单桩桩顶竖向力 桩径
P0 = 12285 kN
d=
2
m
主筋直径
25 mm
主筋根数
45 根
桩基主筋中心至混凝土表面的距离
0.075 m
桥台桩基础采用嵌岩桩计算
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》第5.3.4条，支承、嵌岩桩的单桩轴向受压承载力容许值为
式中：
[Ra] = c1Apfrk+u∑c2ihifrki+0.5ζsu∑liqik
岩层的端阻发挥系数 桩端截面面积 桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值 ∴ 总端阻力 桩身周长
φ0
=
−(H0
1 α2E
I
×
A2D1 A2B1
− −
A1D2 A1B2
+
M0
1× αEI
A2C1 A2B1
− −
A1C2 ) A1B2
取αh＝4.0，由《公路桥涵地基与基础设计规范》表P.0.8查得
桩顶水平位移
确定单桩竖向极限承载力方法的
砂类土承载力分析
砂类土具有较高的地层承载力，通过分析其颗粒组成、含水量、 密实度等指标，评估单桩在该土层中的承载能力。
岩石地层承载力分析
岩石地层具有较高的硬度和稳定性，通过分析岩石的岩性、产状、 风化程度等，评估单桩在岩石地层中的承载能力。
特殊地质条件承载力分析
对于软土、沼泽、盐渍土等特殊地质条件，需进行针对性的地层承 载力分析，考虑土层的变形特性、强度指标等因素。
详细描述
通过分析同类工程中相似的桩基设计经验，如相似的 地质条件、桩型、直径等，对单桩竖向极限承载力进 行估算。该方法主要适用于缺乏详细地质资料或经验 较少的情况，但需要充分考虑工程实际情况和地质条 件的差异。
06
综合确定单桩竖向极限承载力
静载试验与理论计算相结合
静载试验
通过静载试验可以获得单桩的实际承载力数 据，为理论计算提供依据。
理论计算
根据土力学、结构力学等理论，对单桩的极 限承载力进行计算，为实际工程提供参考。
工程地质法与经验估算法相结合
工程地质法
根据工程地质勘察报告，对桩基所在地的地质情况进行 评估，预测单桩的极限承载力。
经验估算法
根据类似工程的经验，对单桩的极限承载力进行估算， 为工程设计提供参考。
其他综合方法
有限元分析法
评估单桩的沉降特性
试验步骤
1. 选择试验场地，准备试桩。
2. 安装静载设备，包括反力装 置、加载设备和位移测量装置 。
3. 进行加载，通常采用分级加 载的方式，逐级增加荷载，每 级荷载稳定后进行位移测量。
试验步骤
4. 记录位移、荷载数据，分析单桩的沉降特性。 6. 卸载并拆除静载设备。
5. 根据试验数据绘制Q-S曲线，确定单桩竖向极限承载 力。
灌注桩单桩竖向承载力计算
桩身周长u(m) 桩端面积Ap(m^2)
桩身强度验算
0.65*fc*Ap=
根据桩径按内插法
计算工程桩桩身配
筋率(0小配
筋值
φ12根数(As=113)
第1层土 第2层土 第3层土
2.00 3.00 2.50
0.00 0.00 25.00
0.00 0.00 0.00
总
桩长
12 10 8 6479.38 (mm2) 33.00 26.00 21.00 18.00 14.00
1574.95
Gp为桩的自重，地下水以下扣除浮 力，浮力分项系数1.2 锚桩桩身最小配筋As'=Rd'/fy= φ16根数(As=201) φ18根数(As=254) φ20根数(As=314) φ22根数(As=381) φ25根数(As=491)
5249.84 (mm2) 27.00 21.00 17.00 14.00 11.00
纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距
纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距
Gp=(2510*1.2)* Ap*∑ lsi=
纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距 纵筋间距
第4层土 第5层土 第6层土 第7层土 第8层土 第9层土 第10层土 第11层土
单桩极限侧阻力标
准值(kN)Qsik = u
* qsik * lsi
单桩总极限侧阻力
标准值(kN) ∑
Qsik = ψs * Qsik
单桩极限端阻力标
准值(kN)
Qpk
= ψp * qpk * Ap
单桩竖向极限承载
力标准值(kN)
Quk = ∑Qsik +
单桩竖向承载力特
征(kN) Ra =
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
管桩竖向承载力计算书及符合地基计算
63#楼桩承载力计算书本工程±0.000定位为黄海高程9.450m，桩顶标高为-1.50m，根据地勘报告桩端持力层为○5层粉质粘土层，桩基选用预应力砼管桩。
根据地勘报告选KK11号孔验算：桩径＝0.4m 周长＝1.256m 桩端面积Aj＝0.0876㎡桩端敞口面积Apl ＝0.038㎡桩长L=18m λp=0.8桩端极限端阻力标准值=3300x(0.0876+0.8*0.038)=389.4KN桩极限侧阻力标准值：(3.55*40+1.57*45+5.4*27+5.55*58)*1.256=850.5632KN单桩竖向承载力特征值为Ra=(850.5632+389.4)/2＝620KN73#楼桩承载力计算书本工程±0.000定位为黄海高程9.450m，桩顶标高为-1.50m，根据地勘报告桩端持力层为○5层粉质粘土层，桩基选用预应力砼管桩。
根据地勘报告选K212号孔验算：桩径＝0.4m 周长＝1.256m 桩端面积Aj＝0.0876㎡桩端敞口面积Apl＝0.038㎡桩长L=15m λp=0.8桩端极限端阻力标准值=2500x(0.0876+0.8*0.038)=295KN桩极限侧阻力标准值：(2.2*55+7.1*28+1.7*60+2.8*80)*1.256=811KN单桩竖向承载力特征值为Ra=(811+295)/2＝553KN根据地勘报告选K209号孔验算：桩径＝0.4m 周长＝1.256m 桩端面积Aj＝0.0876㎡桩端敞口面积Apl＝0.038㎡桩长L=11m λp=0.8桩端极限端阻力标准值=2500x(0.0876+0.8*0.038)=295KN桩极限侧阻力标准值：(2*55+3.1*60+4.6*80)*1.256=834KN单桩竖向承载力特征值为Ra=(834+295)/2＝565KN搅拌桩复合地基承载力计算---------------------------------------------------------------------- 计算项目: 地基处理计算---------------------------------------------------------------------- [ 计算简图 ]---------------------------------------------------------------------- [ 计算条件 ]---------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ]地基处理方法：水泥土搅拌桩法[ 基础参数 ]基础类型：独立基础基础埋深： 2.1(m)基础宽度： 3.700(m)基础覆土容重： 20.000(kN/m3)竖向荷载： 800.0(kN)[ 土层参数 ]土层层数： 5地下水埋深： 10(m)压缩层深度： 20.400(m)沉降经验系数： 1.000地基承载力修正公式：承载力修正基准深度d0： 0.500(m)序号土类型土层厚容重饱和容重压缩模量承载力(m) (kN/m^3) (kN/m^3) (MPa) (kPa)1 粘性土 2.800 17.9 18.6 4.290 90.0 0.000 1.0002 淤泥质土 4.200 17.3 17.8 3.550 65.0 0.000 1.0003 粉土 2.500 17.9 18.7 5.930 110.0 0.000 1.0004 粉土 3.700 17.3 17.8 3.550 65.0 0.000 1.0005 粉土 2.800 17.9 18.7 5.930 110.0 0.000 1.000*** -- 基础宽度地基承载力修正系数***-- 基础深度地基承载力修正系数[ 水泥土搅拌桩参数 ]桩布置形式：矩形桩间距： 1.000(m)桩直径： 600(mm)桩长： 9.000(m)承载力计算公式：单桩承载力特征值： 100.0(kN)桩间土承载力折减系数： 0.300垫层厚度： 0(mm)垫层超出桩外侧的距离： 0(mm)基础边缘外桩的排数(横向)： 1基础边缘外桩的排数(竖向)： 1[ 处理土层参数 ]土层天然土层f f提高系数k 桩间土fsk 天然土层Es 复合地基Es 天然土层复合地基1 90.0 1.100 99.0 4.290 3.979 0.0 0.02 65.0 1.100 71.5 3.550 3.313 0.0 0.03 110.0 1.100 121.0 5.930 5.453 10.9 10.94 65.0 1.100 71.5 3.550 3.313 19.8 18.1***f -- 表示原始土层承载力特征值(kPa)***fsk -- 表示桩间土承载力特征值(kPa)***Es -- 表示压缩模量(MPa)***-- 表示压力扩散角(度)*** 承载力提高系数和复合地基压力扩散角为交互参数；*** 天然土层的承载力、压缩模量为土层参数，列在这里便于对比；*** 天然土层的压力扩散角、桩间土fsk和复合地基压缩模量为计算中间结果。
确定单桩竖向极限承载力方法
确定单桩竖向极限承载力方法汇报人：日期:•极限承载力理论概述•静载试验法•理论计算法目录•工程经验法•综合确定法极限承载力理论概述极限承载力特点极限承载力的定义如混凝土强度、钢材强度等，是影响极限承载力的主要因素之一。
桩身材料强度桩的截面尺寸桩的形状土的性质桩的截面尺寸也会影响极限承载力，一般来说，桩的直径和长度越大，极限承载力就越高。
桩的形状也会影响极限承载力，例如空心桩的极限承载力通常比实心桩高。
土的性质对桩的极限承载力也有很大的影响，如土的摩擦系数、压缩性、含水量等。
静载试验法理论计算法经验公式法030201静载试验法试验目的试验步骤试验结果分析理论计算法弹性理论法是基于弹性理论，通过桩土之间的相互作用，利用土的弹性抗力来计算桩的竖向极限承载力。
弹性理论法适用于短桩和中等长度的桩，但不适用于长桩和超长桩。
弹性理论法考虑了桩土之间的相互作用，能够较为准确地计算桩的竖向极限承载力。
载力。
塑性理论法适用于长桩和超长桩，但不适用于短桩和中等长度的桩。
塑性理论法考虑了桩土之间的塑性变形，能够较为准确地计算桩的竖向极限承载力。
有限元法是一种数值分析方法，通过将桩和土体划分为有限个单元，并考虑它们之间的相互作用来计算桩的竖向极限承载力。
有限元法适用于各种类型的桩，包括短桩、中等长度桩、长桩和超长桩。
有限元法能够考虑桩土之间的相互作用和变形，能够较为准确地计算桩的竖向极限承载力。
但是，有限元法的计算结果受限于所选择的模型和参数，需要进行适当的验证和调整。
有限元法工程经验法土力学指标分析根据桩身的材料类型和强度等级，对桩身材料的抗拉、抗压、抗弯等强度进行验算，以确定桩身材料的承载能力。
配筋率校核对于钢筋混凝土桩，还需根据钢筋的布置和规格，对配筋率进行校核，确保桩身承载能力满足设计要求。
根据施工经验估算类似工程案例参考参考类似地质条件和工程规模的已建工程的施工经验，结合现有工程的实际情况，估算单桩竖向极限承载力。
桩的验算
三）、矩形承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算图中x轴的方向是随机变化的，设计计算时应按照倾覆力矩M最不利方向进行验算。
1. 桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.1.1条。
其中n──单桩个数，n=4；F──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值，F=619.2kN；G──桩基承台的自重，G= =1089kN ；Mx,My──承台底面的弯矩设计值，取1552kN.m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2=4.5/2=2.25m；Ni──单桩桩顶竖向力设计值(kN)；经计算得到单桩桩顶竖向力设计值，最大压力：N=(619.2+1089)/4+1552×2.25/(4×2.25)=815.05kN。
2. 矩形承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》JGJ94-94的第5.6.1条。
其中Mx1,My1──计算截面处XY方向的弯矩设计值(kN.m)；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取B/2-a/2-=1.625m；N i1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值(kN)，Ni1=Ni-G/n=815.05-1089/4=542.8kN/m2；经过计算得到弯矩设计值：Mx1=My1=2×542.8×1.625=1764.1kN.m。
（四）、矩形承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。
式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0。
fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2；ho──承台的计算高度Hc-50.00=1150.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=1764.1×106/(1.00×14.30×5500.00×1150.002)=0.004；ξ =1-(1-2×0.004)0.5=0.004；γs =1-0.004/2=0.998；Asx =Asy =460.30×106/(0.998×1250.00×300.00)=1230.00mm2。
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桩竖向极限承载力验算
桩承载力计算依据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)的第5.2.2-3条；
根据第二步的计算方案可以得到桩的轴向压力设计值，取其中最大值N=856.94kN；
单桩竖向承载力设计值按下面的公式计算：
其中 R──单桩的竖向承载力设计值；
Q sk──单桩总极限侧阻力标准值:
Q pk──单桩总极限端阻力标准值:
Q ck──相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值:
q ck──承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值，取q ck= 190.000 kPa；
A c ---承台底地基土净面积；取Ac=5.000×5.000-4×0.385=23.461m2；
n ---桩数量；取n=4；
ηc──承台底土阻力群桩效应系数；按下式取值：
ηs, ηp, ηc──分别为桩侧阻群桩效应系数，桩端阻群桩效应系数，承台底土阻力群桩效应系数；
γs,γp, γc──分别为桩侧阻抗力分项系数，桩端阻抗力分项系数，承台底土阻抗力分项系数；
q sik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；
q pk──极限端阻力标准值；
u──桩身的周长，u=2.199m；
A p──桩端面积,取A p=0.385m2；
l i──第i层土层的厚度；
各土层厚度及阻力标准值如下表:
序号土厚度(m) 土侧阻力标准值(kPa) 土端阻力标准值(kPa) 土名称
1 1.4
2 70.00 1750.00 粘性土
2 2.30 36.00 1400.00 粉土或砂土
3 6.50 45.00 2100.00 粉土或砂土
4 4.00 75.00 2850.00 粘性土
由于桩的入土深度为14.00m,所以桩端是在第4层土层。
单桩竖向承载力验算:
R=2.20×(1.42×70.00×0.98+2.30×36.00×1.02+6.50×45.00×1.02+3.78×75.00×0.98)/1.67+1.15×2850.00×0.385/1.67+0.37×(190.000×
23.461/4)/1.650=2.01×103kN>N=856.942kN；
上式计算的R的值大于最大压力856.94kN,所以满足要求!。