4.3桩的竖向承载力
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。
桩的竖向承载力解析
桩的竖向承载力解析桩是一种常用的深基础形式，其主要作用是将建筑物的荷载传递到地下深处，从而保持建筑物的稳定和安全。
桩在承受荷载的过程中，主要的受力形式是竖向承载力。
本文将对桩的竖向承载力进行解析，包括桩的承载力计算方法、桩与土体的相互作用、桩的断裂机理等方面内容。
桩的承载力计算方法桩的承载力是指桩在承受荷载时所能承受的最大力，其计算方法主要有以下几种：1.建筑物荷载法建筑物荷载法是根据建筑物所受的荷载来计算桩的承载力的方法。
具体来说，可以按照荷载作用方式的不同，将建筑物荷载分为集中荷载和分布荷载两种情况，然后分别采用相关的计算公式计算桩的承载力。
2.端承法端承法是根据桩端的沉降来计算桩的承载力的方法。
在使用端承法时，需要先计算出桩端的最大承载力，然后根据桩端沉降和桩的弹性变形，计算出桩的承载力。
3.摩擦法摩擦法是根据桩身与土体的摩擦力来计算桩的承载力的方法。
在使用摩擦法时，需要先估计桩与土体之间的摩擦系数，然后根据桩身的受力情况，采用相关的计算公式计算出桩的承载力。
桩与土体的相互作用桩与土体之间的相互作用是桩的承载力计算中的重要问题。
在桩的承载过程中，桩与土体之间存在着摩擦力、土体中的孔隙水压力等复杂的力学作用。
因此，需要对桩与土体的相互作用进行分析和研究，以提高桩的承载力计算的准确性。
在桩与土体相互作用的过程中，需要考虑的因素包括桩的几何形状、桩的材料性质、桩身与土壤的摩擦系数、土体的物理化学性质等。
这些因素对于桩的承载力的计算和预测都具有重要的影响。
桩的断裂机理桩的断裂机理是指桩在承载荷载过程中，桩身发生破坏的机理。
桩的破坏机理与桩的几何形状、桩材料的物理力学性质、荷载作用方式等因素有关。
在桩的设计和施工过程中，需要对桩的断裂机理进行全面分析和研究，以确保桩的使用安全和稳定。
桩的断裂机理可以为弯矩破坏和剪切破坏两种情况。
弯矩破坏是指桩在承受荷载过程中，受到弯矩作用而产生破坏的机理；剪切破坏是指桩在承受荷载过程中，受到剪切力作用而发生破坏的机理。
注册岩土工程师近5年岩土考试重点、考点及分值分布
注册岩土工程师近5年岩土考试重点、考点及分值分布近5年注册岩土工程师专业考试考分分布一、岩土工程勘察1.1勘察工作的布置【单7多3例1】熟悉场地条件、工程特点和设计要求，合理布置勘察工作（《岩土勘察规范》第三、第四条，《铁路勘查规范》第三、七、八条，《水利水电勘察规范》第六、七、八、九条）。
1.2岩土的分类和鉴定【单6多1例9，5分/年】掌握岩土的工程分类和鉴别，熟悉岩上工程性质指标的物理意义及其工程应用。
（《岩土勘察规范》第三、第四条。
）1.3工程地质测绘和调查【单12多2例1】掌握工程地质测绘和调查的要求和方法：掌握各类工程地质图件的编制。
（《岩土勘察规范》第八条。
）1.4勘探与取样【单13多6例3,6分/年】了解工程地质钻探的工艺和操作技术;熟悉岩土工程勘察对钻探、井探、槽探和洞探的要求，熟悉岩石钻进中的RQD方法：熟悉各级土样的用途和取样技术;熟悉取土器的规格、性能和适用范围;熟悉取岩石试样和水试样的技术要求：了解主要物探方法的适用范围和工程应用。
（《岩土勘察规范》第九条，《建筑工程勘探与取样规程》第五条。
）1.5室内试验【单9多9例14，5年55分，11分/年】{土的物理性质指标及换算，单4多3例8，5分/年；土的压缩-固结实验，单1多4例2；土的剪切试验（三轴、直剪）单3多1例2；图的击实、承载比试验单1多1例2。
}了解岩土试验的方法;熟悉岩土试验指标间的关系;熟悉根据岩土特点和工程特点提出对岩土试验和水分析的要求：熟悉岩土试验和水分析成果的应用;熟悉水和土对工程材料腐蚀性的评价方法。
（《岩土勘察规范》第10、11条，《水土试验方法标准》第4、6章，《土工试验方法》第8、9、10、11、14、17、18、19章，《港口勘察规范》第10.7节）1.6原位测试【单12多4例3,5分/年】了解原位测试的方法和技术要求，熟悉其适用范围和成果的应用。
1.7地下水【单8多10例11，5年50分】{地下水的类型及运动规律，单1多5例1；抽水、压水、注水试验，单5例5；水和土对工程材料的腐蚀性评价，单1例2；土的渗透变形判别，单1多2例3} 熟悉地下水的类型和运动规律;熟悉地下水对工程的影响;了解抽水试验、注水试验和压水试验的方法，掌握以上试验成果的应用。
管桩桩身的竖向极限承载力标准值设计值与特征值的关系
与特征值的关系（一）、计算公式：管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp与单桩竖向承载力最大特征值Ra的计算：1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的确定：根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.5条的计算式可以计算出桩身竖向承载力设计值Rp：Rp=AfcΨc。
式中Rp—管桩桩身竖向承载力设计值KN；A—管桩桩身横截面积mm2；fc—混凝土轴心抗压强度设计值MPa；Ψc—工作条件系数，取Ψc=0.70 。
2、单桩竖向承载力最大特征值Ra的确定：根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集中的说明第6.2.6条的计算式可以计算出单桩竖向承载力最大特征值Ra：Ra= Rp/1.35。
3、管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk的确定：第一种确定方法：根据GB50007—2002《建筑地基基础设计规范》附录中单桩竖向桩身极限承载力标准值Qpk=2 Ra。
第二种确定方法：根据以下公式计算Qpk=（0.8fck-0.6σpc）A。
式中Qpk—管桩桩身的竖向极限承载力标准值KN；A—管桩桩身横截面积mm2；fck—混凝土轴心抗压强度标准值MPa；σpc—桩身截面混凝土有效预加应力。
管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk相当于工程施工过程中的压桩控制力。
4、综合以上计算公式，管桩桩身的竖向极限承载力标准值Qpk、桩身竖向承载力设计值Rp 与单桩竖向承载力最大特征值Ra的关系如下：Ra= Rp/1.35；Qpk=2 Ra=2 Rp/1.35约等于1.48 Rp。
（二）、举例说明：一、例如，根据03SG409《预应力混凝土管桩》国家标准图集标准，现对PC —A500（100）的管桩分别计算管桩桩身的单桩竖向极限承载力标准值、设计值与特征值如下，以验证以上公式的正确性：1、管桩桩身竖向承载力设计值Rp的计算：Rp=AfcΨc=125660 mm2×27.5 MPa×0.7=2419KN；03SG409《预应力混凝土管桩》中为2400 KN，基本相符。
桩承载力总结、群桩效应、减沉桩
S＞D
一般大于6d 一般大于6d
> 6d
承载力： R 群 承载力： 沉降： 沉降：
= nR 单
α
l
S群 = S 单
群桩效应系数： 群桩效应系数：
η =1
D = d + 2l ⋅ tan α
（2）承台底面贴地的情况（复合桩基） 承台底面贴地的情况（复合桩基）
复合基桩：桩基在荷载作用下， 复合基桩：桩基在荷载作用下，由桩和 承台底地基土共同承担荷载， 承台底地基土共同承担荷载，构成复合 桩基。 桩基。复合桩基中基桩的承载力含有承 台底的土阻力。称之为复合基桩。 台底的土阻力。称之为复合基桩。 复合基桩 影响因素：桩顶荷载、 、土质、 影响因素：桩顶荷载、l/d、土质、承台 刚度、及桩群的几何特征。 刚度、及桩群的几何特征。
4.3.3 竖向荷载下的群桩效应
问题
单桩承载力加 起来等于群桩 承载力？ 承载力？
群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，与桩的间距、 群桩基础中桩的极限承载力确定极为复杂，与桩的间距、 土质、桩数、桩径、 土质、桩数、桩径、入土深度以及桩的类型和排列方式等因 素有关。 素有关。
群桩效应概念： 群桩效应概念：
的影响： 主要影响因素 ③桩距s的影响：→主要影响因素 桩距 的影响 s=3~4d
η ≥1
桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩侧土应力叠加，提高侧阻。 桩端土应力叠加,提高端阻; 桩端土应力叠加,提高端阻;但总 的沉降增加。 的沉降增加。
η p1 桩侧土应力叠加严重， 桩侧土应力叠加严重，桩侧土 下移，降低侧阻。 下移，降低侧阻。 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 桩端土应力叠加严重,降低端阻; 总的沉降加剧。 总的沉降加剧。
桩基检测规范之单桩竖向抗拔静载试验
桩基检测规范之单桩竖向抗拔静载试验桩基检测规范之单桩竖向抗拔静载试验？1、适用范围1.1、本方法适用于检测单柱的竖向抗拔承载力。
1.2、当埋设有桩身应力、应变测量传感器时，或桩端埋设有位移测量杆时，可直接测量桩侧抗拔摩阻力，或桩端上拔量。
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；对工程桩抽样检测时，可按设计要求确定最大加载量。
2、设备仪器及其安装2.1、抗拔桩试验加载装置宜采用油压千斤顶，加载方式应符合本规范第4.2.1、条规定。
2.2、试验反力装置宜采用反力桩（或工程桩）提供支座反力，也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。
反力架系统应具有1.2、倍的安全系数并符合下列规定：1、采用反力桩（或工程桩）提供支座反力时，反力桩顶面应平整并具有一定的强度。
2、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。
2.3、荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规范第 4.2.3、条的规定。
2.4、桩顶上拔量测量及其仪器的技术要求应符合本规范4.2.4、条的有关规定。
注：桩顶上拔量观测点可固定在桩顶面的桩身混凝土上。
2.5、试桩、支座和基准桩之间的中心距离应符合表 4.2.5、的规定。
2.6、当需要测试桩侧抗拔摩阻力分布或桩端上拔位移时，桩身内埋设传感器或桩端埋设位移杆应按本规范附录A．执行。
3、现场检测3.1、对混凝土灌注桩、有接头的预制桩，宜在拔桩试验前采用低应变法检测受检桩的桩身完整性。
为设计提供依据的抗拔灌注桩施工时应进行成孔质量检测，发现桩身中、下部位有明显扩径的桩不宜作为抗拔试验桩；对有接头的预制桩，应验算接头强度。
3.2、单桩竖向抗拔静载试验宜采用慢速维持荷载法。
需要时，也可采用多循环加、卸载方法。
慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应按本规范第4.3.4、条和4.3.6、条有关规定执行，并仔细观察桩身混凝土开裂情况。
单桩竖向承载力特征值计算公式
单桩竖向承载力特征值计算公式单桩竖向承载力特征值计算公式是一种用于估算土层中单桩竖向承载力的标准公式，它可以帮助工程人员快速有效地评估桩末端的竖向承载力。
根据桩的不同形式，单桩竖向承载力特征值计算公式也有不同的形式，主要分为钢筋混凝土桩、钢管桩、木桩三种。
1.钢筋混凝土桩：单桩竖向承载力特征值计算公式为F=0.2Qt×B×D，其中Qt表示桩顶部抗压强度，B表示桩的直径或边长，D表示桩的基底高度。
2.钢管桩：单桩竖向承载力特征值计算公式为F=0.3Qt×D×L，其中Qt表示桩顶部抗拔强度，D表示桩的外径，L表示桩的基底高度。
3.木桩：单桩竖向承载力特征值计算公式为F=0.5Qt×B×D，其中Qt表示桩顶部抗压强度，B表示桩的直径或边长，D表示桩的基底高度。
以上三种桩类型的竖向承载力特征值计算公式不仅反映桩的基础地基条件，还反映桩体结构自身的特性，可以作为建立桩体竖向承载力的重要参考依据。
在计算桩体竖向承载力时，单桩竖向承载力特征值计算公式可以帮助工程人员简化复杂的地质条件和桩体结构影响因素，从而快速有效地确定桩末端的竖向承载力。
在计算桩体竖向承载力时，如果某一项因素出现异常，如桩体结构出现裂缝，此时，工程人员还需要结合实际情况加以修正，以确保桩末端的竖向承载力的精确性。
另外，为了更好地确定桩末端的竖向承载力，还需要对桩体施工过程中发生的变化进行及时跟踪，如桩基础下沉或倾斜度发生变化等。
如果检测发现变化超出了可接受范围，则需要及时采取措施调整桩体竖向承载力，以确保其安全性。
总之，单桩竖向承载力特征值计算公式可以帮助工程人员快速有效地评估桩末端的竖向承载力，并且在计算过程中要结合实际情况加以修正，以确保桩末端的竖向承载力的精确性。
此外，还需要对桩体施工过程中发生的变化进行及时跟踪，以确保桩末端的竖向承载力的安全性。
建筑基桩检测技术规范(JGJ106-2003 )
《建筑基桩检测技术规范》资料编号：JGJ106-2003中华人民共和国行业标准Technical code for testing of buildingfoundation pilesJGJ 106 —2003J 256 —2003中华人民共和国行业标准Technical code for testing of building foundation pilesJGJ 106 —2003批准部门：中华人民共和国建设部实施日期：2003 年7 月1 日中华人民共和国建设部公告第133 号《建筑基桩检测技术规范》的公告:现批准《建筑基桩检测技术规范》为行业标准，编号为JGJ106 —2003，自2003 年7月1 日起实施。
其中，第3.1.1 、4.3.5 、4.4.4 、6.4.6 、8.4.7 、9.2.3 、9.2.4，9.4.2 、9.4.5 、9.4.15 条为强制性条文，必须严格执行。
原行业标准《基桩高应变动力检测规程》JGJ1O6 —97 同时废止。
本规程由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部2003 年3 月21 日前言根据建设部建标[2000 ]284 号文的要求，规范编制组经过广泛调查研究，认真总结国内外桩基工程基桩检测的实践经验和科研成果，并在广泛征求意见的基础上，制定了本规范。
本规范的主要技术内容是：总则、术语和符号、基本规定、单桩竖向抗压静载试验、单桩竖向抗拔静载试验、单桩水平静载试验、钻芯法、低应变法、高应变法、声波透射法等。
本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释，由主编单位负责具体技术内容的解释。
本规范主编单位：中国建筑科学研究院（地址：北京市北三环东路30 号；邮编：100013）本规范参加编写单位：广东省建筑科学研究院上海港湾工程设计研究院冶金工业工程质量监督总站检测中心中国科学院武汉岩土力学研究所深圳市勘察研究院辽宁省建设科学研究院河南省建筑工程质量检验测试中心站福建省建筑科学研究院上海市建筑科学研究院本规范主要起草人：陈凡徐天平朱光裕钟冬波刘明贵刘金砺叶万灵滕延京李大展刘艳玲关立军李荣强王敏权陈久照赵海生柳春季沧江目录1 总则 (8)2 术语、符号 (9)2.2 符号 (10)3 基本规定 (13)3.1 检测方法和内容 (13)3.2 检测工作程序 (14)3.3 检测数量 (15)3.4 验证与扩大检测 (17)3.5 检测结果评价和检测报告 (18)3.6 检测机构和检测人员 (19)4 单桩竖向抗压静载试验 (20)4.1 适用范围 (20)4.2 设备仪器及其安装 (20)4.3 现场检测 (21)4.4 检测数据的分析与判定 (23)5 单桩竖向抗拔静载试验 (25)5.1 适用范围 (25)5.2 设备仪器及其安装 (25)5.3 现场检测 (25)5.4 检测数据的分析与判定 (26)6 单桩水平静载试验 (28)6.1 适用范围 (28)6.2 设备仪器及其安装 (28)6.3 现场检测 (29)6.4 检测数据的分析与判定 (29)7 钻芯法 (32)7.1 适用范围 (32)7.2 设备 (32)7.3 现场操作 (32)7.4 芯样试件截取与加工 (33)7.5 芯样试件抗压强度试验 (34)7.6 检测数据的分析与判定 (34)8 低应变法 (37)8.1 适用范围 (37)8.2 仪器设备 (37)8.3 现场检测 (37)8.4 检测数据的分析与判定 (38)9 高应变法 (41)9.1 适用范围 (41)9.2 仪器设备 (41)9.3 现场检测 (41)9.4 检测数据的分析与判定 (43)10 声波透射法 (48)10.1 适用范围 (48)10.2 仪器设备 (48)10.4 检测数据的分析与判定 (49)附录A 桩身内力测试 (54)附录B 混凝土桩桩头处理 (59)附录C 静载试验记录表 (60)附录D 钻芯法检测记录表 (61)附录E 芯样试件加工和测量 (63)附录F 高应变法传感器安装 (64)附录G 试打桩与打桩监控 (66)G.1 试打桩 (66)G.2 桩身锤击应力监测 (66)G.3 锤击能量监测 (67)附录H 声测管埋设要点 (68)本规范用词说明 (69)1 总则1.0.1 为了确保基桩检测工作质量，统一基桩检测方法，为设计和施工验收提供可靠依据，使基桩质量检测工作符合安全适用、技术先进、数据准确、正确评价的要求，制定本规范。
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4.桩基础
影响荷载传递的因素 上述理论分析结果表明，为了有效地发挥桩的 承载性能和取得良好的经济效益，设计时应根据土 层的分布性质并注意桩的荷载传递特性，合理确定 桩长、桩径和桩端持力层。
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4.桩基础
桩侧极限摩阻力的确定 桩侧单位面积的极限摩阻力取决于桩土间的剪切
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4.桩基础
4.3.2 单桩竖向承载力确定
按桩周土的支承能力确定
现将《建筑地基基础设计规范》中推荐的几种主要
方法介绍如下：
☼竖向抗压静载试验确定
由试验结果可绘出桩顶荷载和桩顶沉降关系曲线，
根据上述曲线特性，可用下列方法确定单桩竖向极限
承载力。
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4.桩基础
N ( z)dz
0
z
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4.桩基础
4.3.1 桩的荷载传递机理
影响荷载传递的因素
根据桩的长径比，桩可分为短桩（L/d＜10)、中长 桩（L/d＞10)、长桩（L/d＞40)和超长桩（L/d＞100)。 澳大利亚学者Poulos等运用弹性理论来分析桩基， 结果表明竖向受压时桩的荷载传递有以下规律： 桩端土与桩侧土的相对刚度 Rbs 有关。 Rbs 定义为桩端土与桩侧土的压缩模量或变形模量之 比Eb/Es。其值越大，说明桩端土抵抗变形的能力强于桩 Rbs 侧土。 越小，桩身轴力沿深度衰减越快，即传递到桩 端的荷载越小。 当 Rbs = 0时，荷载全部由桩侧阻力承担,属于摩擦桩。
11
4.桩基础
影响荷载传递的因素
综上所述，可归纳为以下几点： 1、 荷载增加时，桩身上部侧阻先于下部侧阻发挥作用。 2 、一般情况下，侧阻先于端阻发挥作用。 3 、工作荷载作用下，对于一般摩擦型桩，侧阻发挥作用的 比例明显高于端阻发挥作用的比例。
4 、对于l/d较大的桩，即使桩端持力层为岩层或坚硬土层，
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4.桩基础
影响荷载传递的因素
桩端扩底直径与桩身直径之比D/d：
D/d越大，桩端阻力分担的荷载比越大。
对扩底桩，增大扩底直径与桩身直径之比D/d，桩
端分担的荷载可以提高。
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4.桩基础
影响荷载传递的因素
随长径比
增大而减小，桩身下部侧阻
的发挥也相应降低。
式中右侧两项分别与 Qsu 和 Qbu 对应。 式中： c u 应为桩底以上3倍桩径至桩底以下一倍桩径（或桩宽） 范围内土的不排水抗剪强度平均值，可按实验结果取值。对钻 孔桩，裂隙粘土的 c 可取三轴不排水抗剪强度的0.75倍。
软弱土层
(a)
中密土层
岩层
(b)
图4.11 桩身荷载传递
(a) 摩擦桩；(b)端承桩
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4.桩基础
4.3.1 桩的荷载传递机理
侧阻力沿桩身的分布
桩侧摩阻力发挥作用的程度与桩和桩土间的相对位 移有关，对于摩擦桩，当桩顶有竖向压力Q时，桩顶位移 为s0 。
s0由两部分组成：一部分为桩端的下沉量sp（包括
和减去桩的重量；单桩轴向容许承载力为桩的极限阻力除以安
全系数。
Qu Qsu Qbu G
单桩承载力特征值为：
Qu Ra 2
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4.桩基础
☼ 按土的抗剪强度指标确定 （2）粘性土中单桩的承载力
对于正常固结、弱固结或灵敏粘性土中的桩：
Qu u p cai li cu Nc Ab
• 侧阻深度效应——侧阻随深度增大而增加，但当桩入 土深达某一临界深度后，侧阻就不随深度增加了。这 个现象称为侧阻深度效应。 • 端阻也存在深度效应现象。当桩端入土深度现象增加， 而大于该深度后则保持恒值不变，这一深度称为端阻 的临界深度，它随持力层密度的提高，上覆荷载的减 小而增大。
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4.3.2 单桩竖向承载力确定
慢速维持荷载法
• 每级荷载大小
分级（初始阶段：每级荷载为1/5－1/8倍预估破坏荷载， 终了阶段1/10－1/15）。 • 测读沉降时间 在每级荷载施加后第一个小时内，按5、15、30、45、 60min测读一次，以后每隔30min测读一次，直至沉降 稳定为止。 • 稳定标准 每级荷载下桩顶沉降量小于0.1mm/h，并连续出现两次。
4.桩基础
请回答：
1、什么是桩基础？什么情况下使用桩基础？
2、桩与承台的作用？
3、桩基础的特点？
4、摩擦型桩与摩擦桩、端承型桩与端承桩、
挤土桩与非挤土桩。
5、高承台桩基础与低承台桩基础。
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4.桩基础
4.3 单桩竖向承载力
4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理
承载机理
荷载→桩压缩→侧摩阻消耗荷载→桩底阻力→桩 顶荷载全部桩端阻承担→持力层破坏。 此时桩顶所承受的荷载就是极限承载力。 土对桩的支撑力
• 卸载时，每级荷载维持1h，按第15、30、60min测读桩
顶沉降量；卸载至零后测读桩顶残余沉降量，维持3h， 测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。
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4.桩基础
4.3.2 单桩竖向承载力确定
桩顶荷载Q(10kN) 20 40 60 80 100 120 140 160
当桩长较大时，桩端土的性质对荷载传递的影
响较小，荷载主要由桩侧的摩阻力分担。当桩很长
时，则不论桩端土刚度多大．端阻均可忽略不计，
荷载全部由桩侧阻力分担。因此，很长的桩实际上
总是摩擦桩．此种情况下，用扩大桩端直径来提高 承载力是徒劳的。
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4.桩基础
影响荷载传递的因素
深度效应
侧阻力沿桩身的分布
测出桩顶竖向位移s0后， 可利用上述已测轴力分 布曲线N(z)计算出桩端 位移和任意深度处桩截 面的位移s(z)，即：
s p s0
ss z z sp
N0=Q
0
N
0
qs
s0 0 s
qs(z)
1 Ap E p
N ( z)dz
0
l
z
Qs Qp=Nl
桩身截面位移s(z)：
1 s( z ) s0 Ap E p
Nc 、Nq ——承载力系数，均与土的内摩擦角有关；
h
——桩底平面以上土的平均容重（KN/m3）；
——桩的入土深度(m)。
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4.桩基础
4.3.2 单桩竖向承载力确定
单桩竖向承载力的确定取决于两方面：
地层的支撑力
桩身材料强度
如按桩的载荷试验确定，则以兼顾到了两 个方面。 一般说来，桩的承载力主要由前者决定； 材料强度往往不能充分利用，只有对端承桩、 超长桩以及桩身质量有缺陷的桩，才可能由桩 身材料强度控制桩的承载能力。
强度。按库仑强度理论得知:
h tg Ca K v tg Ca
（4—7）
——桩侧单位面积的极限摩阻力（桩 式中：
土间剪切面上的抗剪强度）（kPa）；
h , v ——土的水平应力及竖向应力（KPa）；
Ca ,
——桩、土间的粘结力(KPa)及摩擦角；
K
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桩侧摩阻力和桩端阻力：
何种为主，与桩身压缩量有关。
桩的荷载传递过程实质上就是桩侧摩阻力与桩端
阻力逐步发挥的过程。
2
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4.桩基础
4.3.1 桩的荷载传递机理
Q Q
桩上部侧阻先于下部侧阻，侧阻
• • • •
先于端阻发挥，发挥程度与桩 土相对位移相关； 侧阻充分发挥桩土相对位移值： 粘性土：4～6mm； 砂土：6～10mm； 端阻充分发挥桩底极限位移值： 砂类土: (0.08～0.1) d； 粘性土：0.25d，硬粘土 0.1d。 桩侧阻与桩端阻存在深度效应。
试验成果处理—极限荷载确定 • 按沉降随荷载的变化特征确定 对陡降型Q-s曲线，取曲线发生明显 陡降的起始点所对应的荷载为Qu • 由沉降量确定Qu 对缓变型Q-s曲线，可取s=40mm 对应的荷载值为Qu。大直径桩可取 s=0.03~0.06d对应的荷载值(大桩取 低值，小桩取高值)，细长桩(l/d >80) 可取s=60～80mm对应的荷载。 • 沉降速率法—s-lgt法 • 取破坏荷载的前一级荷载
4.3.2 单桩竖向承载力确定
☼竖向抗压静载试验确定
特点：是评价单桩承载力最为直观和可靠的方法。 基本原则 • 桩数：不宜小于总数1％，不少于3根； • 时间：对于预制桩，桩设置后开始载荷试验所需
的间歇时间：对于砂类土不得少于7天；粉土和粘 性土不得少于15天，饱和软粘土不得少于25天。
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——土的侧压力系数。
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4.桩基础
桩底极限阻力的确定
把桩作为深埋基础，在做了某些假定的前提下，运用
极限平衡理论，导出地基极限荷载（即桩底极限阻力）的
理论公式：
q pu ccNc qhNq
（4—10）
式中：q pu——桩底地基单位面积的极限荷载（kPa）；
c、 q——与桩底形状有关的系数；
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0 4 8 12
桩顶下沉量s(mm
Qu=780kN
16 20 24 28 32 36 40 44 48 1 2 Qu=1500kN
图4.12 单桩Q-s曲线
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4.桩基础
☼ 按土的抗剪强度指标确定 （1）单桩承载力的一般表达式