单桩竖向极限承载力标准值(经验参数法)
单桩竖向极限承载力的设计取值
单桩竖向极限承载力的设计取值摘要：本文通過对单桩竖向极限承载力标准值概念、相关规范规定、桩基工程施工案例、桩基施工中对桩竖向承载力极限设计取值的常见误区进行分析，并提出自己的看法。
对设计与施工中单桩竖向极限承载力的取值具有一定的指导意义。
关键词：单桩；极限承载力；设计取值；误区0单桩竖向极限承载力标准值的概念单桩竖向极限承载力标准值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，它取决于地基对桩的支承阻力和桩身强度，是桩基承载力设计计算的基本参数，单桩承载力的特征值和设计值均根据它进行换算。
单桩竖向极限承载力的影响因素：一方面是人为控制：包括桩型、材料、截面尺寸、桩长、桩端进入持力层深度、施工工艺和方法等。
另一方面取决于桩端、桩侧土的工程性能，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。
1《建筑桩基技术规范》的相关规定5.3.1设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定：1）设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；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。
5.3.12对于桩身周围有液化土层的低承台桩基，当承台底面上下分别有厚度不小于1.5米、1.0米的非液化土或非软弱土层时，可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化影响折减系数计算单桩极限承载力标准值。
当承台底面上下非液化土层厚度小于以上规定时，土层液化影响折减系数取0。
5.4.2符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩测负摩阻力：1）桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；2）桩周存在软弱土层，临近桩测地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；3）由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。
单桩竖向极限承载力
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。
单桩竖向承载力计算(q与R)
519.06
注：
本程序依《建筑桩基技术规范》JGJ 94- 2008设计
使用说明： 1 红色字体表示需手填，蓝色字体表示最终结果 2 各类土的qsik、qpk详见《建筑桩基技术规范》JGJ 94- 2008中5.3.5条表格
单桩竖向极限承载力标准值quk与单桩竖向承载力特征值R的计算
序号
土层
qsik(单位：Kpa)
1
待填
10
2
待填
10
3
待填
10
4
待填
10
5
待填
10
6
待填
10
7
待填
10
8
待填
10
9
待填
10
10
待填
10
11
待填
10
12
待填
10
13
待填
42
14
待填
35
15
待填
30
16
待填
25
17
待填
22
18
待填
55
桩底黄海标高(单位：m)：
-20.85
桩径（单位：m0）.3：77
qpk(单位：Kpa):
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikLi+qpkAp;(单位：KN):
γ s=γ p: 2
层顶深度(单位：m)
li(单位：m)
qsik*li;(单位：KN)
-0.35
0.00
0.00
-0.35
0.00
0.00
-0.35
0.00
0.00
-0.35
0.00
0.00
-0.35
桩基础计算
桩基础计算一.桩基竖向承载力（《建筑桩基技术规范》）522单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定：Ra=Quk/K式中：Quk为单桩竖向极限承载力标准值；K为安全系数，取2。
5.2.3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。
5.2.4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。
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时，沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时，不考虑承台效应，取n =0。
单桩竖向承载力标准值的确定方法一：原位测试1. 单桥探头静力触探（仅能测量探头的端阻力，再换算成探头的侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.32. 双桥探头静力触探（能测量探头的端阻力和侧阻力）计算公式见《建筑桩基技术规范》5.3.4方法二：经验参数法1. 根据土的物理指标与承载力参数之间的关系确定单桩承载力标准值《建筑桩基技术规范》5.3.52. 当确定大直径桩（d>800mm时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见 5.3.6钢桩承载力标准值的确定：侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.7混凝土空心桩承载力标准值的确定：侧阻、端阻同混凝土桩阻力，需考虑桩端土塞效应系数；参见5.3.8嵌岩桩桩承载力标准值的确定：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。
后注浆灌注桩承载力标准值的确定：承载力由后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值，后注浆总极限端阻力标准值。
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 =
单桩承载力特征值与设计值区别
单桩承载力设计值：＝单桩极限承载力标准值/抗力分项系数（一般1.65左右)单桩承载力特征值:=静载试验确定的单桩极限承载力标准值/21 、94桩基规范中单桩承载力有两个：单桩极限承载力标准值和单桩承载力设计值。
单桩极限承载力标准值由载荷试验（破坏试验）或按94规范估算（端阻、侧阻均取极限承载力标准值），该值除以抗力分项系数（1.65、1.7，不同桩形系数稍有差别）为单桩承载力设计值，确定桩数时荷载取设计值（荷载效应基本组合），荷载设计值一般为荷载标准值（荷载效应标准组合）的1.25倍，这样荷载放大1.25倍，承载力极限值缩小1.65倍，实际上桩安全度还是2（1.25x1.65=2.06）。
94规范时荷载都取设计值，为了荷载与设计值对应，引入了单桩承载力设计值，在确保桩基安全度不低于2的前提下，规定桩抗力分项系数取1.65左右。
所以，单桩承载力设计值是在当时特定情况下（所有规范荷载均取设计值），人为设定的指标，并没有实际意义。
2、02规范中地基、桩基承载力均为特征值，该值为承载力极限值的1/2（安全度为2），对应荷载标准值。
同一桩基设计，分别执行两本规范，结果应该是一样的。
单桩竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》JGJ94 -2008第5.2.2条公式5.2.2计算：R a=Q uk/K式中：R——单桩竖向承载力特征值；aQ——单桩竖向极限承载力标准值；ukK——安全系数，取K=2。
1. 一般桩的经验参数法此方法适用于除预制混凝土管桩以外的单桩。
按JGJ94-2008规范中第5.3.5条公式5.3.5计算：式中：Q——总极限侧阻力标准值；skQ——总极限端阻力标准值；pku——桩身周长；l——桩周第i 层土的厚度；iA——桩端面积；pq——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；参考JGJ94-2008规范表5.3.5-1取值，用户需在地质资sik料土层参数中设置此值；对于端承桩取q sik=0；q——极限端阻力标准值，参考JGJ94-2008规范表5.3.5- 2取值，用户需在地质资料土层pk参数中设置此值；对于摩擦桩取q pk=0；2. 大直径人工挖孔桩（d≥800mm）单桩竖向极限承载力标准值的计算此方法适用于大直径（d≥800mm）非预制混凝土管桩的单桩。
单桩承载力估算方法分析
单桩承载力估算方法分析0引言樁基础是一种历史悠久而应用广泛的一种深基础形式，就国内而言，绝大部分高层建筑和桥梁的基础采用的是桩基础。
据不完全统计，全国年用桩量达100万根以上，从这一数字就可见桩基工程的地位和作用[1]。
同时，桩基属于隐蔽工程，它的质量优劣直接关系到整个建筑的安危，特别是单桩承载力的确定将影响到整个建筑物的安全可靠性和经济合理性。
单桩承载力的估算是桩基工程的一个重要环节，特别是在二级、三级建筑物单桩承载力的确定过程中。
确定单桩极限力的方法很多，目前勘察设计阶段主要采用经验参数法与单桩竖向静载试验相结合的方法。
本文主要介绍国内外确定单桩承载力的经验参数法。
1国内物理指标估算方法1.1《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）[2，4]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= + = （1）——单桩竖向极限承载力标准值，kN；——单桩总极限侧阻力标准值，kN；——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，kPa；如无当地经验时，可按相应表格取值；——极限端阻力标准值，kPa；如无当地经验时，可按相应表格取值。
单桩竖向承载力设计值R的计算公式如下：（2）—桩侧阻抗力分项系数，查表取得；—桩端阻抗力分项系数，查表取得。
1.2《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）[3，4]按土的物理指标与承载力参数之间的经验关系估算单桩竖向承载力特征值可按下式进行：—桩底端横截面面积，m2；—桩身周边长度，m；—第i层岩土层的厚度，m；，—桩端端阻力，kPa；桩侧阻力特征值，kPa；由当地静载荷试验结果统计分析算得，当无资料时，可查相应表格采用。
2国外单桩承载力估算方法（静力估算法）[5]单桩竖向极限承载力计算公式如下：= + （4）—单桩极限侧阻力，kN；—单桩极限桩端阻力，kN；容许承载力计算公式如下：= （5）FS—考虑全部因素的一个系数，一般大于2。
由于和计算的差异以及不同的适用范围，单桩承载力估算方法主要有法和β法，或者称为总应力分析法（TSA）和有效应力分析方法（ESA）.2.1 （TSA）法法是建立在总应力分析方法基础之上的，一般适用于承受短期荷载且地基土质为细粒土（如粘土，砂土）的桩基础的承载力2.1.1 的计算（6）—第i层土的不排水抗剪强度系数；—第i层土的不排水抗剪强度，kPa；—第i层土内桩身截面周长，m；—第i层土内的桩长，m。
桩基(设计、设计极限、极限、承载、终压、复压值)计算确定
桩基（设计、设计极限、极限、承载、终压、复压值）计算确定一、概述1、概念单桩承载力特征值×=单桩承载力设计值；单桩承载力特征值×2=单桩承载力极限值＝桩侧摩阻力＋桩端阻力=单桩承载力（设计）单桩承载力设计值×=单桩承载力极限值。
2、静压桩终压值确定压桩应控制好终止条件，一般可按以下进行控制：1）对于摩擦桩，按照设计桩长进行控制，但在施工前应先按设计桩长试压几根桩，待停置24h后，用与桩的设计极限承载力相等的终压力进行复压，如果桩在复压时几乎不动，即可以此进行控制。
2）对于端承摩擦桩或摩擦端承桩，按终压力值进行控制：①对于桩长大于21m的端承摩擦桩，终压力值一般取桩的设计极限承载力。
当桩周土为粘性土且灵敏度较高时，终压力可按设计极限承载力的~倍取值；②当桩长小于21m，而大于14m时，终压力按设计极限承载力的~倍取值；或桩的设计极限承载力取终压力值的~倍；③当桩长小于14m时，终压力按设计极限承载力的~倍取值；或设计极限承载力取终压力值~倍，其中对于小于8m的超短桩，按倍取值。
3）超载压桩时，一般不宜采用满载连续复压法，但在必要时可以进行复压，复压的次数不宜超过2次，且每次稳压时间不宜超过10s 。
3、静压桩复压值确定 取终压力值举例：桩长18～20m ， 800kn （单桩竖向承载力特征值）＝2×800 kn ＝1600 kn 单桩承载力（设计）极限值 ＝1600 kn/＝1000 kn （单桩承载力设计值）＝1600 kn ×＝2000 kn(终压力值、复压力值) ，当桩长小于21m ，而大于14m 时，终压力按设计极限承载力的~倍取值（取）。
二、钢管桩承载力(5.3.7-1)当h d /d<5时, (5.3.7-2)当h d /d ≥5时, (5.3.7-3)式中：q sik 、q pk 分别按表5.3.5-1、5.3.5-2取与混凝土预制桩相同值；：桩端土塞效应系数；对于闭口钢管桩λ = 1，对于敞口钢管桩按式(5.3.7-2)、（5.3.7-3）取值；ppk p i sik pk sk uk A q l q u Q Q Q λ+=+=∑dh b p /16.0=λ8.0=p λpλh：桩端进入持力层深度；bd：钢管桩外径。