单桩抗拔承载力
单桩竖向抗拔承载力设计计算规范的对比分析
单桩竖向抗拔承载力设计计算规范的对比分析摘要：通过分析美国标准和中国标准在进行单桩抗拔极限承载力计算时，存在不同之处：抗拔时的桩侧阻力基本上都是基于抗压时的桩侧阻力进行折减得到，美国标准的折减系数一般取2/3~3/4，中国一般取0.5~0.8；美国标准中的安全系数一般取3~5；中国取2。
关键词：极限承载力计算；设计标准；安全系数1引言根据我国《建筑桩基技术规范》[1]，桩基设计计算的内容主要有：竖向抗压承载力计算、抗拔承载力计算、水平承载力计算、桩基沉降计算以及群桩的设计计算等。
纵观文献[3]、[4]、[5]、[6]等，在桩基设计计算的内容方面，美国标准和中国标准稍有不同。
2 单桩竖向抗拔承载力单桩竖向抗拔承载力计算时，一般包括单桩单桩抗拔极限承载力和单桩抗拔承载力的安全系数的计算。
1.1单桩抗拔极限承载力1.1.1中国单桩抗拔极限承载力计算中国《建筑桩基技术规范》规定，群桩基础及设计等级为丙级的建筑桩基基桩的抗拔极限承载力可按下列规定计算：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：（1）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：（2）式中，：基桩抗拔极限承载力标准值；：桩身周长，对于等直径桩取；：桩侧表面第层土的抗压极限侧阻力标准值，可按经验取值；：抗拔系数，可按经验取值，：桩群外围周长。
1.1.2美国单桩抗拔极限承载力计算当单桩承受上拔荷载时，桩体相对于桩周土体向上运动，其抗拔承载力主要源于桩侧土体提供的摩擦力及桩端阻力（当为扩底桩时需考虑）。
根据文献[2]及文献[3]，桩体的极限抗拔承载力可按下式估算：（3）（4）（5）（6）式中，：极限抗拔承载力；：桩端抗拔面积；：第i个桩体单元的抗拔摩阻力；：桩端部的直径；：桩身直径；：桩身周长；：第i个桩体单元的长度；：桩体承受竖向抗压时的侧摩阻力；：桩体自重。
在抗拔过程中，由于桩周土压力的减小，桩体直径也将有所减小，因此，抗拔时桩土间的摩擦阻力将小于抗压时桩土间的摩擦力，根据美国工程师手册[2]，通常取抗压时桩土间摩擦力的2/3来估算抗拔时的桩土间摩擦力。
单桩抗拔承载力特征值
单桩抗拔承载力特征值（最新版）目录1.单桩抗拔承载力特征值的定义2.影响单桩抗拔承载力特征值的因素3.单桩抗拔承载力特征值的计算方法4.举例说明单桩抗拔承载力特征值的计算过程5.单桩抗拔承载力特征值在工程中的应用正文一、单桩抗拔承载力特征值的定义单桩抗拔承载力特征值是指在外荷载作用下，能够保证地基土和桩本身的强度和稳定性，变形也在允许的范围内，从而保证结构在正常使用中能够承受的最大荷载。
这个值取决于土对桩的阻力、桩本身的强度以及桩顶的约束条件等因素。
二、影响单桩抗拔承载力特征值的因素影响单桩抗拔承载力特征值的因素主要有以下几点：1.地基土的性质：地基土的性质对单桩抗拔承载力特征值有重要影响。
不同类型的土体具有不同的力学性能，如黏性土、砂土、岩石等，它们的抗压、抗拉、抗剪强度等参数都有很大差异。
2.桩的物理参数：桩的物理参数包括桩径、桩长、桩身质量等，这些参数直接影响着桩的承载能力。
3.桩顶的约束条件：桩顶的约束条件包括桩顶的宽度、桩顶的埋深、桩顶的支撑情况等，这些条件会影响到桩的抗拔承载力特征值。
4.桩侧阻力：桩侧阻力是指地基土对桩侧面的阻力，它的大小与地基土的性质、桩径、埋深等因素有关。
三、单桩抗拔承载力特征值的计算方法单桩抗拔承载力特征值的计算方法主要依据《建筑地基基础技术规范》（DB21907—2005）等相关规范进行。
计算过程主要包括以下几个步骤：1.根据地质勘察报告确定地基土的物理力学性能参数，如密度、黏性、角度等；2.根据设计参数确定桩的物理参数，如桩径、桩长、桩身质量等；3.确定桩顶的约束条件，如桩顶宽度、埋深、支撑情况等；4.计算桩侧阻力，根据地基土的性质、桩径、埋深等因素采用相应的公式计算；5.计算桩的抗拔承载力特征值，根据桩的物理参数、桩顶约束条件、桩侧阻力等因素采用相应的公式计算。
四、举例说明单桩抗拔承载力特征值的计算过程假设某桩的设计参数为：桩径 1.00m，桩长 8.00m，设计 0.00m 为30.60m，设计桩顶标高为 29.00m。
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
单桩竖向抗拔静载试验
单桩竖向抗拔静载试验5.1适用范围5.1.1 本方法适用于检测单桩的竖向抗拔承载力。
5.1.1【条文说明】静载试验是检测单桩竖向抗拔承载力最直观、可靠的方法。
5.1.2 当桩身埋设有应变、位移传感器或桩端埋设有位移测量杆时，可测定桩侧抗拔侧阻力或桩端上拔量。
5.1.3 为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧土破坏或桩身材料达到设计强度；验收性检测时，施加的上拔荷载不应小于单桩竖向抗拔承载力特征值的 2.0 倍。
当抗拔承载力受抗裂条件控制时，可按设计要求确定最大加载量。
5.1.3 【条文说明】当为设计提供依据时，应加载到能判别单桩抗拔极限承载力为止，或加载到桩身材料设计强度限值，这里所说的限值对钢筋混凝土桩而言，实则为钢筋的强度设计值。
考虑到可能出现承载力变异和钢筋受力不均等情况，最好适当增加试桩的配筋量。
工程桩验收检测时，要求加载量不低于单桩竖向抗拔承载力特征值 2 倍旨在保证桩侧岩土阻力具有足够的安全储备。
当设计对抗拔桩有裂缝控制要求时，抗裂验算给出的荷载可能小于或远小于单桩竖向抗拔承载力特征值的 2 倍，因此试验时的最大上拔荷载只能按设计要求确定。
设计对桩上拔量有要求时也如此。
5.1.4 单桩竖向抗拔静载试验宜使用维持荷载标准程序。
需要时，也可采用多循环加、卸载程序或恒载加、卸载程序。
5.2仪器设备5.2.1 单桩竖向抗拔静载试验使用的荷载测量仪器、加、卸载设备、变形测量仪器应符合本规程第 4.2.1- 4.2.3 条的规定。
5.2.1 【条文说明】拔桩试验时千斤顶安放在反力架上面，当采用两台或两台以上千斤顶时，应采取一定的安全措施，防止千斤顶倾倒或其他意外事故发生。
5.2.2 试验反力装置宜采用竖向抗压桩或天然地基。
应符合下列规定：1 反力装置提供的反力不得小于最大加载量的 1.2 倍；2采用竖向抗压桩（或工程桩）提供支座反力时，桩顶面应平整并具有一定的强度。
3采用天然地基提供反力时，施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值的 1.5 倍；反力梁的支点重心应与支座中心重合。
单桩竖向抗拔承载力检测要点研究
单桩竖向抗拔承载力检测要点研究摘要：单桩竖向抗拔承载力检测是运用静力学的原理对桩基进行抗拔检测，通过试验加载装置与反力支座在桩土的共同作用下构成荷载系统以达到测试目的。
在桩身静载检测中，由于其应力传递的过程非常复杂，特别是桩身的侧阻力会随底层变化而变化。
所以本文从单桩竖向抗拔承载力检测流程出发，在结合实际检测过程中，对经常面临的加载问题大小进行探讨，最后得到在检测过程中我们应该注意的要点。
关键词：单桩抗拔承载力试验:抗拔检测;要点分析一、单桩竖向抗拔承载力检测流程要点1.1检测工作委托正式接手检测工作前，检测机构应获得委托方书面形式的委托合同，了解工程概况，明确委托方意图即检测目的，同时也使即将开的检测工作进入合法轨道。
1.2调查资料收集为进一步明确委托方的具体要求和现场实施的可行性，了解施工工艺和施工中出现的异常情况，应尽可能收集相关的技术资料，必要时检测技术人员到现场踏勘，使基桩检测做到有的放矢，以提高检测质量。
主要收集内容有岩土工程勘察资料、受检桩设计施工资料、桩位平面图、现场辅助条件情况(如道路情况、水、电等)及施工工艺等。
其中受检桩资料主要内容包括桩号、桩横截面尺寸、设计桩顶标高、检测时桩顶标高、施工桩底标高、施工桩长、成桩日期、设计桩端持力层及单桩承载力特征值等。
1.3制定检测方案在明确了检测目的并获得相关的技术资料后，技术人员着手制定单桩检测方案，以向委托方书面陈述检测工作的形式、方法、依据标准和技术保证检测方案的主要内容包括工程概况、抽样方案、检测方法、所需的机械或人工配合、试验周期等，检测过程中，方案也需要根据实际情况进行动态调整。
1.4前期准备工作及仪器设备根据不同的检测要求组织配套、合理的检测设备，如根据最大试验荷载合理选择千斤顶和不同量程的压力表或压力 (荷载)传感器(满足在量程30%-80%范围内)。
检测前应对仪器进行系统调试，所有计量仪器必须在计量检定的有效期内。
另外，现场检测环境有可能受到温湿度、电压波动、电磁干扰和振动冲击等外界因素的影响而不能满足仪器的使用要求，此时应采取有效防护措施(采取有效遮挡措施，以减少温度变化和刮风下雨的影响，尤其在昼夜温差较大且白天有阳光照射时更应注意，使用时应远离强磁场，传感器通信电缆采用屏蔽电缆线等)，以确保仪器处于正常状态。
长螺旋灌注桩单桩承载力及抗拔力
1、桩基 桩础端类持型力： 层2、为单第桩4 竖向承载
2000
kPa
单桩竖向承载力特征值计算
桩编号：ZH3(抗压计算)
本工程采用长螺旋钻孔灌注桩
1.桩身基本参数： 桩身直径d= 500
持力层极
扩大头直径 D=
500
限桩端 身阻 配力 筋 量As=
904
桩端持力层为：第4层卵石层,桩端入土深度10000mm.
抗拔桩桩 身抗裂计
裂缝计 算1．: 1 基 本圆资形料截面 受截拉面构尺件寸 外受径拉D区＝纵 向带钢肋筋钢的筋 的非相预对应粘力 受预拉应纵力筋受 拉最纵外筋层面纵 向混受凝拉土钢抗 拉按强荷度载标效 应设的计标时准执 行的规《 混凝土结
500 mm
4562 mm2 0 mm2
1.27 N/mm2
3.桩身强度验算:
393
kN
3004
kN
1502
kN
根据《建筑地基基础规范》GB5007-2002第8.5.9条: Q≤fc*Ap*ψc
式中：ψc为桩工作条件系数,对冲挖孔桩取0.80 [N2]=[Q] 4.单桩竖 /1.35=fc
1600.8859 kN
向承载力 综合上述
计算
上部传来的桩顶竖向力标准值限值[N]=min([N1],[N2])=
1502
kN
单桩竖向承载力特征值 Ra=[N]=
1502
取
1200
kN
单桩竖向极限承载力标准值Quk=
2400
kN
5.桩身配筋:
钢筋数量
8
钢筋直径
12
桩身面积A 0.196
配筋率%
0.46
沿桩周钢筋间距
抗拔管桩承载力计算
抗拔管桩承载力计算
单桩抗拔承载力特征值:实取：200kN
抗拔桩桩芯砼高度计算(Φ500mm，内径Φ250mm):
桩内直径Φ300mm
桩芯砼灌注长度4m
抗拔承载力设计值400 kN
桩芯砼強度等級C30
桩芯砼与桩内壁粘结强度设计值ƒn0.3N/mm^2
桩芯砼抗拉计算值=0.106157113N/mm^2<ƒn=0.3N/mm^2
满足砼抗拉要求!
抗拔桩钢筋计算:
实配钢筋直径:20mm
钢筋抗拉强度标准值ƒyk360N/mm^2
实配钢筋根数:6实配配筋面As1884mm^2
桩芯砼抗拉计算值=:212.31N/mm^2<ƒyk360N/mm^2
满足钢筋抗拉要求!
接桩节点焊缝计算
对接焊缝受拉强度设计值ƒtw120N/mm^2
对接焊缝厚度10mm
桩直径Φ300mm
抗拔承载力标准值400 kN
对接焊缝抗拉计算值42.46284501N/mm^2<ƒtw120N/mm^2
满足焊缝抗拉要求!。
单桩抗拔承载力计算(含裂缝)
工程名称：项目名称：孔号：桩类型：输入砼强度C40Ap＝πd*d/4=0.785m 21.000m 砼fc ＝19.1N/mm 20m 砼f tk ＝ 2.39N/mm 20.000m 输入λ＝0(干作业)0.000m Up＝πd= 3.140m桩顶埋深0.000m地下水位标高27.390注：此表格仅当地下水位高于桩顶标高时适用R SK 摩阻力总计λu p ∑f si l i ＝G P 自重设计值A p γpl ＝F 浮浮力A p γ水l ＝γs =1.000KN 裂缝宽度＝0.192单桩抗拔承载力设计值Ra=R /+G -1.05F 浮0.0000混凝土抗拔圆桩抗裂计算0.00输入圆桩直径d=输入桩长l=输入桩顶绝对标高±0.00相对于绝对标高单桩抗拔承载力计算人信汇D地块K6(2-2剖面)纯地下室圆桩版本号：1.0.11000mm 2300KN 2.725mm输入受拉钢筋根数＝35根C40输入钢筋强度fy ＝300N/mm 250mm 实际C 取值＝50mmAte ＝πd*d/4＝785000mm 2As=17181mm 2Es ＝200000N/mm2=133.87mm 2=0.022N/mm 2=25mm=＝mm0.192（此值已根据规范要求与0.01作过比较）输入混凝土等级＝输入保护层厚度C ＝输入圆形截面直径D ＝（此值已根据规范要求与0.2和1作过比较）0.569783696输入轴力标准值N k ＝输入单根受拉钢筋直径＝=r c αSk sk A N =σtes te A A =ρ∑∑=iiiiieqdn d n d ν2skte tkf σρϕ65.01.1-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=te eq Ssk cr d c E ρσϕαω08.09.1max 版本号：1.0.1。
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每级加载后，每第5min、10min、15min 各测读一次，以后每隔15min测读一次， 累计1h以后每隔30min测读一次。 在每级荷载作用下，桩的上拔变形量连续 两次在每小时内小于0.1mm时可视为稳定 每级卸载值为加载值的两倍。卸载后间隔 15min测读一次，读两次后，隔30min再 读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后， 隔3h再测读一次。
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在试验过程中，当出现下列情况之一时， 可终止加载：
桩顶荷载达到桩受拉钢筋强度标准值的0.9倍，或某根钢 筋拉断； 某级荷载作用下，上拔位移量陡增且总上拔量已超过 80mm； 累计上拔量超过100mm； 工程桩验收检测时，施加的上拔力应达到设计要求，当桩 有抗裂要求时，不应超过桩身抗裂要求所对应的荷载。
天津大学 TIANJIN UNIVERSITY T.0.10 单桩竖向抗拔极限承载力的确定应符合下列规定：
1 对于陡变形曲线（图T.0.10-1），取相应于陡升段起点的荷载值
2 对于缓变形U～△曲线。可根据△～lgt曲线，取尾部显著弯曲 的前一级荷载值 3 当出现第T.0.9条第1款情况时，取其前一级荷载。
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一、影响抗拔承载力的因素
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二、确定抗拔承载力的方法
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1-试桩; 2-锚桩;3-液压千斤顶; 4-表座; 5-测微表; 6-基准梁; 7-球铰; 8-反力梁;
单桩竖向抗拔静载荷试验示意图
1-试桩；2-锚桩；3-液压千斤顶；4-表座；5-测微表；6-基准梁；7-球铰；8-反力梁
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加载量不宜少于预估的或设计要求的单桩 抗拔极限承载力。 每级加载为设计或预估单桩极限抗拔承载 力的1/8～1/10，每级荷载达到稳定标准 后加下一级荷载，直到满足加载终止条件， 然后分级卸载到零。 抗拔静载试验除对试桩的上拔量进行观测 外，还应对锚桩的变形量、桩周地面土的 变形情况及桩身外露部分裂缝开展情况进 行观测记录。
Δ Δ
Uu
Uu
U
lgt
图T.0.10-1 陡变形U-Δ曲线
图T.0..10-2 Δ-lgt曲线
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T.0.11 单桩竖向抗拔承载力特征值应按以下 方法确定： 将单桩竖向抗拔极限承载力除以2，此时桩 身配筋应满足裂缝宽度设计要求； 当桩身不允许开裂时，应取桩身开裂的前 一级荷载； 按设计允许的上拔量所对应的荷载取值。
Ta Tu / k
（6-37b）
k 安全系数，一般取 2~3
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（三）按桩身材料强度确定
Ta f y As
（四）按桩抗裂安全度确定
（6-38）
对于特殊环境（侵蚀性地下水及海水）中的混凝土桩 及长期承受上拔力的桩，尚需验算其抗裂安全度。
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（二）经验公式法
Tu u qsi li G
i 1
n
（6-37a）
抗拔系数
折减系数，一般可取 0.8 ~ 1.0
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抗拔系数a经验取值 行业、部门 铁路、公路 港口、电业 工业与民用建筑 抗拔系数a 0.6 0.6~0.8 0.5~0.9