确定单桩竖向极限承载力方法的研究
4 桩基础(第4节 单桩承载力确定)
1.一般预制桩及其中小直径灌注桩
Quk＝Qቤተ መጻሕፍቲ ባይዱk Qpk u
q
sik li
q pk Ap
qsik和qpk按表取值
21
桩侧极限摩阻力标准值
22
桩侧极限端阻力标准值
23
4.4 单桩竖向承载力的确定
4.4.3按设计规范经验公式确定
2.大直径灌注桩 要考虑尺寸效应，无粘性土孔壁松弛
Qu k Qsk Qgsk Qgpk
u qsjk l j u si qsik l gi p q pk Ap
土层名称 淤泥 淤泥质土 1.2~1.3 黏性土 粉土 1.4~1.8 2.2~2.5 粉砂 细砂 中砂 粗砂 砾砂 2.0~2.5 3.0~3.5 砾石 卵石 2.4~3.0 3.2~4.0 全风化岩 强风化岩 1.4~1.8 2.0~2.4
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3.极限荷载和轴间容许 承载力的确定
（1）P-S曲线明显转折点法 在由静载试验绘制的P-S 曲线上，以曲线出现明显下 弯转折点所对应的作用荷载 作为极限荷载。 P-S曲线的转折点不明显 ，此时极限荷载就难以确定 ，需借助其他方法辅助判定 ，例如用对数坐标绘制 logP-logS曲线，可能使转折 点显得明确些。
4.4 单桩竖向承载力的确定
单桩竖向承载力特征值： 单桩在轴向荷载作用下，地基土和桩本身 的强度和稳定性均能得到保证，变形也在容许 范围之内所容许承受的最大荷载，它是以单桩 轴向极限承载力(极限桩侧摩阻力与极限桩底阻 力之和）考虑必要的安全度后求得的。 确定方法有多种 ，考虑地基土具有多变性 、复杂性和地域性，几种方法作综合考虑和分 析，合理地确定。
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3.极限荷载和轴间容许 承载力的确定
论述单桩竖向承载力的确定方法及要点
论述单桩竖向承载力的确定方法及要点
确定单桩竖向承载力的方法及要点：
确定单桩竖向承载力的方法是通过
确定桩的几何参数：包括桩的直径、长度和桩身形状等。
这些参数对于计算桩的承载力至关重要。
了解地质条件：需要对工程地质进行详细的调查，包括地层的类型、强度、厚度以及地下水位等。
这些地质条件对于计算桩的承载力具有重要影响。
进行静力触探或取样测试：通过静力触探或取样测试，可以获取桩底部的地层信息，包括地层的强度和压缩性等。
这些测试结果可用于确定桩的侧阻力和端阻力。
计算桩的侧阻力：侧阻力是桩在地层中由于土体的侧向抵抗产生的阻力。
根据土壤力学原理和试验数据，可以使用不同的方法计算侧阻力，如皮尔逊公式、桩侧阻力系数法等。
计算桩的端阻力：端阻力是桩在桩底部由于土体的抵抗产生的阻力。
端阻力的计算可以采用不同的方法，例如静力触探法、静载荷试验法等。
这些方法基于土壤力学原理，结合试验数据，通过相关公式或图表计算桩的端阻力。
考虑桩的荷载作用范围：桩的承载力不仅与桩身形状和地层条件相关，还与荷载作用范围有关。
因此，在确定桩的承载力时，需要考虑荷载的作用范围，例如单桩、桩组或桩墩等。
进行承载力的计算：根据所选定的计算方法和桩的几何参数、地
质条件以及荷载作用范围，进行单桩竖向承载力的计算。
要点：
确定桩的几何参数，包括直径、长度和桩身形状。
详细了解地质条件，包括地层类型、强度、厚度和地下水位等。
进行静力触探或取样测试，获取桩底部的地层信息。
计算桩的侧阻力，可以使用不同的方法，如皮尔逊公式、桩侧阻力系数法等。
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。
单桩竖向抗压承载力检测方法简述
单桩竖向抗压承载力检测方法简述摘要：本文旨在对单桩竖向抗压承载力检测方法进行简要说明。
在土木工程和建筑领域中，桩基是常用的地基处理方式之一，而桩基的承载性能是保证结构安全和稳定的关键因素之一。
在桩基设计和施工过程中，准确评估单桩的竖向抗压承载力对于工程的可靠性和经济性至关重要。
目前，现场荷载试验、物理模型试验和数值模拟分析等已成为主要的单桩竖向抗压承载力检测方法。
关键词：单桩竖向抗压承载力；静载试验；物理模型试验；数值模拟分析；地质条件1引言1.1单桩竖向抗压承载力检测的背景和重要性单桩竖向抗压承载力检测方法是用于评估单根桩基在竖向压力作用下的承载能力的方法。
在基础工程设计和质量控制中，准确评估单桩的承载能力对于确保结构的稳定性和安全性至关重要。
当建筑物、桥梁、港口、码头等结构受到竖向载荷时，单桩的抗压承载力是支撑和传递载荷的关键因素。
因此，单桩竖向抗压承载力检测方法的研究和应用对于工程实践具有重要的意义。
1.2 本文的目的本文旨在对单桩竖向抗压承载力检测方法进行简要综述，介绍各种常用的试验方法和技术，如静载试验方法、高应变法、物理模型试验和数值模拟方法，以及其原理、步骤和数据处理方法。
通过对不同方法的比较和分析，可以了解每种方法的优缺点、适用范围和限制条件，从而更好地选择适合特定项目和条件的检测方法。
2试验方法2.1静载试验方法静载试验是常用的单桩竖向抗压承载力检测方法之一。
本节将简要介绍静载试验的原理、基本步骤以及数据处理方法。
静载试验通过施加逐渐增加的竖向荷载到单桩上，测量荷载和位移的关系，以推断桩的承载性能。
试验过程中，记录下载荷与位移的变化曲线，通过分析曲线特征，可以获取桩的承载能力参数，如桩顶承载力、桩的分层侧阻力和端阻力，桩身的变形特性等。
在进行静载试验前，需要进行试验场地的准备工作，包括确定试验桩、安装测量仪器和传感器、建立试验平台等。
静载试验采用逐级等量加载，为设计提供依据的静载试验应采用慢速维持荷载法。
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。
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。
单桩承载力的确定
单桩承载力的确定单桩承载力的确定1．单桩竖向承载力特征值Ra的确定新的《建筑桩基技术规范》（JGJ 94- 2008）已经出版，主要根据该规范的有关规定确定单桩竖向承载力特征值Ra。
1.1 基本定义Ra=Q UK/KRa—单桩竖向承载力特征值，Q UK—单桩竖向极限承载力标准值，K—安全系数，取K=2。
1.2 单桩竖向极限承载力标准值确定的基本原则1.2.1 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。
1.2.2 单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定：（1）单桩竖向静载试验应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 执行；（2）对于大直径端承型桩，也可通过深层平板（平板直径应与孔径一致）载荷试验确定极限端阻力；（3）对于嵌岩桩，可通过直径为0.3m 岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值，也可通过直径为0.3m 嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值；（4）桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定。
并通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以经验参数法确定单桩竖向极限承载。
1.3 单桩竖向极限承载力标准值确定的基本方法1.3.1 原位测试法《建筑桩基技术规范》（JGJ 94- 2008）推荐的原位测试方法是静力触探，包括单桥和双桥两种，采用单桥静力触探的p s值确定极限侧阻力和端阻力标准值时计算过程较为复杂，且与经验参数法对比性较差，因此建议采用双桥静力触探的q s及f s确定极限端阻力及极限侧阻力较为适宜。
单桩竖向静载荷试验
试验过程
（2）多循环加、卸载法：每级荷载下的桩顶沉降达到相对稳定后，再卸载到零；然后进行下一 循环，直到满足试验加载终止条件。 （3）快速维持荷载法：每级荷载维持一小时后，再施加下一级荷载，直到满足试验加载终止条 件，然后分级卸载到零。 3、试验过程中应注意记录现场天气变化情况。 对试验过程中出现的各种意外或异常情况，应 及时向试验负责人反映，并同建设单位和设计人员及时协商处理。
试验资料的整理
6、确定单桩轴向极限荷载：划分桩侧总极限摩阻力和总极限羰承力，并由此求出桩侧平均限摩 阻力（当进行分层测试时，应求出各层土的极限摩阻力）和极限端承力。 7、单桩极限承载力的确定： （1）根据沉降随荷载的变化特征确定极限承载力：对于陡降型Q—S曲线取Q—S曲线发生明显陡 降的起始点； （2）根据沉降量确定极限承载力：对于缓变型Q—S曲线一般可取S=40~60mm对应的荷载，对于 大直径桩可取S=0.03~0.06D（I）为桩羰直径，大桩径取低值，小桩径取高值）所对应的荷载值； 对于细长桩（d>80）可取S=60~80mm对应的荷载； （3）根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力：取S—lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一 级荷载值。
内容摘要
这些试验大多数按照设计要求确定最大加载量，不进行破坏试验，就像是魔法师按照一定的规范 施法，不会过度使用力量导致自身受损。加载至预定最大试验荷载后即终止加载，就像魔法师在 达到预设的目标后，及时停止施法，保持自身的魔力储备。 所以，单桩竖向静载荷试验就像是一场深藏不露的魔法表演，通过它，我们可以更深入地理解基 桩的承载力，也可以更深入地理解魔法的力量。
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基本原理
基本原理
单桩竖向静载荷试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上， 通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q—s曲线及s—lg t等辅助曲线， 然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。
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确定单桩竖向极限承载力方法的研究
摘要：近年来，国家建设飞快发展，建筑业更是发展迅速。
于此同时，对建筑技术要求也越来越高，本文就通过对单桩竖向极限承载力确定方法的研究，总结各个方法的优缺点、适应范围。
为以后设计和现场施工提供一定的依据。
关键词：单桩竖向极限承载力；建筑技术
Abstract: In recent years, the national construction and the constructional industry is developing rapidly. At the same time, the construction technology requirements are also getting higher and higher. This article researched determination method of ultimate vertical bearing capacity of a single pile and provided certain basis for the future design and construction.
Key words: ultimate vertical bearing capacity of a single pile；building technology
0引言
改革开放以来，我国经济建设得到高速发展，高层建筑及地下工程数量也随着快速增加，使基坑工程朝着更深、更大、结构更加复杂的方向发展。
于此同时，高层建筑与深基坑工程的发展也对桩基产生了重大的影响。
对基桩的承载力和沉降的要求更加严格，而在基桩完成之后，都要对完成工程桩进行抽样检验与评价。
对单桩承载力的研究方法大概分为四类。
1单桩静载试验
单桩竖向抗压静载试验的基本原理:单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q-S 曲线及S-lgt等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。
在建筑工程现场实际工程地质和实际工作条件下，采用与工程规格尺寸完全相同的试桩，进行竖向抗压静载试验，直至加载破坏，由此确定单桩竖向极限承载力，作为基桩设计依据。
这也是确定单桩竖向承载力最可靠地方法。
此方法应用广泛，并且准确接近实际，所以在基桩施工完成以后都要进行单桩静载实验来确定桩竖向极限承载力。
但是由于实验要占用一定时间和财力，会占用一定工期。
2结合静力触探等原位测试
经过多年的研究验证，现已普遍采用原位测试法来确定基桩承载力。
最常用的三种方法有:静力触探试验、动力触探试验、旁压试验。
2.1静力触探试验
比较松软地层适用静力触探的方法。
在运用原位测试手段确定桩基承载力的方面，静力触探是使用较多、研究比较深入、准确度相对较高的一种方法[[[]祝龙根；刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，1999]]采用静力触探试验估算打入桩的承载力参数始于荷兰。
目前，许多国家把这种方法列入国家规范。
我国铁道、建工等部门近二三十年来也做了大量的工作，如铁道系统的“综合修正系数法[[[]铁道部标准，铁路桥涵设计规范，北京：中国铁道出版社，1985]]”和《建筑桩基技术规范》法[[[]建设部标准，建筑桩基技术规范(JGJ94-94)，北京：中国建筑工业出版社，1995]]。
2.2动力触探试验
动力触探主要分两大类：标准贯入、圆锥动力触探。
根据唯一的试验指标锤击数N 来判断土层的物理力学性质。
虽然动力触探形式繁多，但其结构和原理相同，差别仅在于探头形式。
标准贯入的探头为标准贯入器。
标准贯入试验在国内外应用均很广泛，并积累了一些经验公式。
标准贯入试验仅适用于粘性土、中砂、细砂、粉砂层，如用于砾质土则会损坏贯入器刃口。
此法的另一不足之处在于不能连续贯入，因而在每次贯入后需提升贯入器并清理其内的土样才可继续下一步工序。
分段贯入不仅较费事，且易漏掉薄夹层。
而这些不足之处可用圆锥动力触探予以弥补。
圆锥动力触探采用实心的圆锥形探头。
根据锤击能量可分为轻型、重型和超重型三种。
圆锥动力触探主要用于砾质土层。
由于可以连续贯入，故操作简易迅速，可弥补标准贯入试验的不足，其功用与标准贯入相似。
2.3旁压试验
采用旁压试验测定地基基础设计参数始于法国，该国已制定一系列规程，近年来在我国工程实践中得到了较广泛的应用，但主要是用于测定地基土的模量和承载力，尚未用于测定桩的承载力参数。
此外，我国目前国产旁压仪的工作压力还不太高(一般不超过 1.5MPa)，测定深部土层的强度和变形参数还有一定的困难。
3经验参数法
桩基规范上规定了用经验参数加公式的方法来确定单桩竖向极限承载力。
当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，可以按此公式进行估算：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp(qsik桩侧第i层土的极限侧摩阻力标准值；qpk极限端阻力标准值)。
桩的极限侧摩阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设在桩身轴力测试元件由静载试验确定。
并通过测试结果建立极限侧摩阻力标准值和极限段摩阻力值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以及经验参数法确定单桩竖向极限承载力。
当桩的直径较大时，后面两项要分别乘以大直径桩侧摩阻力、端摩阻力尺寸
效应系数ψsi、ψp。
除此之外，当桩的种类不同、成桩工艺不同，嵌岩桩等，估算公式也会有相应的系数，来更加准确的计算单桩竖向极限承载力。
这种方法适用于对桩地层范围内的土体参数熟悉有准确的参数来计算的情况。
不过只能估计，会有实际桩承载力有出入。
4桩的本身强度
桩的承载力计算应考虑桩身材料强度、成桩工艺、吊运与沉桩、约束条件、环境类别等因素。
但对于高承台桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土层的基桩，应考虑压屈影响。
可以按轴心受压确定的桩身正截面承载力是乘以稳定系数ψ。
稳定系数ψ可根据桩身压屈计算长度lc和桩的设计直径d（矩形柱短边尺寸b）。
5结论
通过对单桩竖向极限承载力确定方法的研究，随着研究的深入，单桩竖向极限承载力的确定就其可靠性而言，仍以传统的静载试验最高，其次为七十年代发展起来的原位测试法，包括静力触探、动力触探、旁压试验。
综上所述，桩的承载力由桩本身材料强度或岩土的支承力来决定，当岩土的支承力很大时(如超长桩、支承在微风化硬质岩石上的桩等)，桩的承载力就由桩材料强度确定。
在对桩基础产生影响的动荷载中，地震对桩基础的破坏是十分明显的。
可见，对于桩基承载力的研究分析有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]祝龙根；刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，1999
[2]铁道部标准，铁路桥涵设计规范，北京：中国铁道出版社，1985
[3]建设部标准，建筑桩基技术规范(JGJ94-94)，北京：中国建筑工业出版社，1995。