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7-2-10 桩基承载力评定
7-2-10-1 按土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩的承载力
1．一般直径单桩竖向极限承载力特征值，可按下式计算：
Quk＝Qsk＋Qpk＝UΣqsikli＋qpkAp （7-36）
式中 Qsk——单桩总极限侧阻力特征值；
Qpk——单桩总极限端阻力特征值；
U——桩身周长；
qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力特征值，如无当地经验值时，可按表7-101取值；
li——桩穿越第i层土的厚度；
qpk——极限端阻力特征值，如无当地经验值时，可按表7-102取值；
Ap——桩端面积。
桩的极限侧阻力特征值qsik（kPa） 表7-101
土的名称
土的状态
混凝土预制桩
水下钻（冲）孔桩
沉管灌筑桩
干作业钻孔桩
填土

20~28
18~26
15~22
18~26
淤泥

11~17
10~16
9~13
10~16
淤泥质土

20~28
18~26
15~22
18~26
粘性土
IL＞1
21~36
20~34
16~28
20~34
0.75＜IL≤1
36~50
34~48
28~40
34~48
0.50＜IL≤0.75
50~66
48~64
40~52
48~62
0.25＜IL≤10.5
66~82
64~78
52~63
62~76
0＜IL≤0.25
82~91
78~88
63~72
76～86
IL≤0
91~101
88~98
72~80
86~96
红粘土
0.7＜aw≤1
13~32
12~30
10~25
12~30
0.5＜aw≤0.7
32~74
30~70
25~68
30~70
粉土
e＞0.9
22~44
22~40
16~32
20~40
0.75≤e≤0.9
42~64
40~60
32~50
40~60
e＜0.75
64~85
60~80
50~67
60~80
细粉砂
稍密
22~42
22~40
16~32
20~40
中密
42~63
40~60
32~50
40~60
密实
63~85
60~80
50~67
60~80
中砂
中密
54~74
50~72
42~58
50~70
密实
74~95
72~90
58~75
70~90
粗砂
中密
74~95
74~95
58~75
70~90
密实
95~116
95~116
75~92
90~110
砾砂
中密、密实
116~138
116~135
92~110
110~130
注：1．对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其侧阻力；
2．aw为含水量，aw＝w/wL；
3．对于预制桩，根据土层埋深h，将qsik乘以下表修正系数。
土层埋深h（m）
≤5
10
20
≥30
修正系数
0.8
1.0
1.1
1.2

桩的极限端阻力特征值qpk（kPa） 表7-102
土的名称
桩型
土的状态
预制桩入土深度（m）
水下钻（冲）孔桩入土深度（m）
h≤9
9＜h≤16
16＜h≤30
h＞30
5
10
15
h＞30
粘性土
0.75＜IL≤1
210~840
630~1300
1100~1700
1300~1900
100~150
150~250
250~300
300~450
0.50＜IL≤0.75
840~1700
1500~2100
1900~2500
2300~3200
200~300
350~450
450~550
550~750
0.25＜IL≤0.50
1500~2300
2300~3000
2700~3600
3600~4400
400~500
700~800
800~900
900~1000
0＜IL≤0.25
2500~3800
3800~5100
5100~5900
5900~6800
750~850
1000~1200
1200~1400
1400~1600
粉土
0.75＜e≤0.9
840~1700
1300~2100
1900~2700
2500~3400
250~350
300~500
450~650
650~850
e＜0.75
1500~2300
2100~3000
2700~3600
3600~4400
550~800
650~900
750~1000
850~1000
粉砂
稍密
800~1600
1500~2100
1900~2500
2100~3000
200~400
350~500
450~600
600~700
中密、密实
1400~2200
2100~3000
3000~3800
3800~4600
400~500
700~800
800~900
900~1100
细砂
中密、密实
2500~3800
3600~4800
4400~5700
5300~6500
550~650
900~1000
1000~1200
1200~1500
中砂
中密、密实
3600~5100
5100~6300
6300~7200
7000~8000
850~950
1300~1400
1600~1700
1700~1900
粗砂
中密、密实
5700~7400
7400~8400
8400~9500
9500~1030
1400~1500
2000~2200
2300~2400
2300~2500
砾砂
中密、密实
6300~10500
1500~2500
角砾、圆砾
中密、密实
7400~11600
1800~2800
碎石、卵石
中密、密实
8400~12700
2000~3000

土的名称
桩型
土的状态
沉管灌筑桩入土深度（m）
干作业钻孔桩入土深度（m）
5
10
15
＞15
5
10
15
粘性土
0.75＜IL≤1
400~600
600~750
750~1000
1000~1400
200~400
400~700
700~950
0.50＜IL≤0.75
670~1100
1200~1500
1500~1800
1800~2000
420~630
740~950
950~1200
0.25＜IL≤0.50
1300~2200
2300~2700
2700~3000
3000~3500
850~1100
1500~1700
1700~1900
0＜IL≤0.25
2500~2900
3500~3900
4000~4500
4200~5000
1600~1800
2200~2400
2600~2800
粉土
0.75＜e≤0.9
1200~1600
1600~1800
1800~2100
2100~2600
600~1000
1000~1400
1400~1600
e＜0.75
1800~2200
2200~2500
2500~3000
3000~3500
1200~1700
1400~1900
1600~2100
粉砂
稍密
800~1300
1300~1800
1800~2000
2000~2400
500~900
1000~1400
1500~1700
中密、密实
1300~1700
1800~2400
2400~2800
2800~3600
850~1000
1500~1700
1700~1900
细砂
中密、密实
1800~2200
3000~3400
3500~3900
4000~4900
1200~1400
1900~2100
2200~2400
中砂
中密、密实
2800~3200
4400~5000
5200~5500
5500~7000
1800~2000
2800~3000
3300~3500
粗砂
中密、密实
4500~5000
6700~7200
7700~8200
8400~9000
2900~3200
4200~4600
4900~5200
砾砂
中密、密实
5000~8400
3200~5300
角砾、圆砾
中密、密实
5900~9200

碎石、卵石
中密、密实
6700~10000

注：1．砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值，要综合考虑土的密实度，桩端进入持力层的深度比hb/d（hb为桩端进入持力层的深度，d为桩径），土愈密实，hb/d愈大，取值愈高；
2．表中沉管灌筑桩系指带预制桩尖沉管灌筑桩。

2．大直径（d≥800mm）单桩竖向极限承载力特征值，可按下式计算：
Quk＝Qsk＋Qpk＝UΣψsiqsiklsi＋ψpqpkAp （7-37）
式中 qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力特征值，如无当地经验值时，可按表12-131取值，对于扩底变截面以下不计侧阻力；
qpk——桩径为800mm的极限端阻力特征，可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，可采用当地经验值或按表7-101取值，对于干作业（清底干净）可按表7-103取值；
ψsi、ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按表7-104取值。
对于混凝土护壁的大直径挖孔桩，计算单桩竖向承载力时，其设计桩径取护壁外直径。
U、lsi、Ap符号意义同上。
干作业桩（清底干净，D＝800mm）极限端阻力特征值qpk（kPa） 表7-103
土名称
状态
粘性土
0.25＜IL≤10.75
0＜IL≤0.25
IL≤0
800~1800
1800~2400
2400~3000
粉土
0.75＜e≤0.9
e≤0.75

1000~1500
1500~2000

砂土、碎石类土

稍密
中密
密实
粉砂
500~700
800~1100
1200~2000
细砂
700~1100
1200~1800
2000~2500
中砂
1000~2000
2200~3200
3500~5000
粗砂
1200~2200
2500~3500
4000~5500
砾砂
1400~2400
2600~4000
5000~7000
圆砾、角砾
1600~3000
3200~5000
6000~9000
卵石、碎石
2000~3000
3300~5000
7000~11000
注：1．Qpk取值宜考虑桩端持力层土的状态及桩进入持力层的深度效应，当进入持力层深度hb为hb≤D，D＜hb＜4D，hb≥4D；Qpk可分别取较低值、中值、较高值；
2．砂土密实度可根据标贯击数N判定，N≤10为松散，10＜N≤15为稍密，15＜N≤30为中密，N＞30为密实；
3．当对沉降要求不严时，可适当提高qpk值。
大直径灌注桩侧阻力及端阻力尺寸效应系数ψsi、ψp 表7-104
土类别
粘性土、粉土
砂土、碎石类土
ψsi
1

ψp

注：表中D为桩端直径。
7-2-10-2 按单桩的静载试验确定承载力
1．荷载-沉降（Q-s）关系曲线图的绘制（图7-119）
其横坐标为荷载Q（kN），以1cm代表5kN；纵坐标为沉降s（mm），以1cm代表1cm；用于爆扩桩；以1cm代表1mm，用于灌筑桩或预制桩。图中应标明试桩的构造尺寸和地质剖面以及各层土的物理力学指标。

图7-119 桩静载试验的荷载-沉降（Q-s）曲线
1-第一拐点；2-第二拐点
2．承载力特征值的确定
（1）单桩竖向极限承载力Qu可按下列方法综合分析确定：
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，取发生明显陡降起始点的荷载为极限荷载；
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＝40mm对应的荷载值；对于大直径可取s＝0.03~0.06D（D为桩端直径，大桩径取低值，小桩径取高值）所对应的荷载值；对于细长桩（l/d＞80）可取s＝60~80mm对应的荷载值作为极限荷载；
3）根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力：绘出各级荷载作用下的s-lgt曲线如图7-120所示。在桩达到破坏以前某级荷载所绘出的s-lgt曲线保持直线关系，如a~d，其斜率表明桩的沉降速率。当桩达到破坏时，s-lgt曲线急剧变陡，如e~h，其中从f线起曲折比较明显。在该级荷载下，沉降速率骤增，尾部出现明显的向下弯曲，表明土中塑性变形急剧发展，因此f线为桩的破坏标志，可取其前一级荷载（即e所对应的荷载），定为极限荷载。

图7-120 桩静载试验的沉降-时间对数（s-lgt）曲线
（2）单桩竖向承载力特征值的取值，按参加统计的试桩数取试验求得的极限荷载的平均值，并要求其极差不得超过平均值的30％，可取其平均值的一半为单桩承载力特征值Quk；若桩数为3根及3根以下的柱下承台，取最小值为其极限承载力Qu。当极差超过时，应查明原因，必要时宜增加试桩数。
（3）对于爆扩桩和摩擦桩，除按上述方法确定Qu外，还要按桩的沉降确定Qu值。即在Q-s曲线上取s/D＝1.5%（爆扩桩）或s/d＝3%（直径小于50cm的摩擦桩）所对应的荷载作为Qu，然后取两个Qu中的较低值作为单桩的承载力特征值。
（4）最后确定单桩竖向承载力，一般情况下单桩竖向承载力值按1.2倍特征值确定。对桩数为3根及3根以下的柱台，取1.1倍特征值为设计值。
7-2-10-3 按桩的抗拔试验确定抗拔承载力
抗拔力的大小取决于桩的埋置深度、土层的抗剪强度、桩的直径（扩大头直径）等因素。按抗拔荷载试验结果，绘出荷载-变形（U-Δ）曲线图（图7-121）。

图7-121 抗拔试验的荷载-变形（U-△）曲线图
一般有三个阶段的情况：
第一阶段荷载较小，曲线变化平缓，呈直线或近似直线上升。
第二阶段荷载增大，土体开始出现塑性变形，表现出不太明显的转折后，上升坡度增大。
第三阶段荷载达到最大值，土体被带动，变形（拔伸量）成倍增加，土体受剪破坏。
单桩竖向抗拔极限承载力的判定：
（1）对于陡变形U-△曲线，取陡升起始点荷载为极限荷载；
（2）对于缓变形U-△曲线，根据上拔量和△-lgt曲线变化综合判定，即△-lgt曲线尾部显著弯曲的前一级荷载为极限荷载。
7-2-10-4 按桩的水平荷载试验确定水平承载力
按水平静载荷试验记录可绘制桩顶水平荷载-时间-位移（H0-T-x0）曲线（图7-122）,或绘制水平力-位移（H0-x0）曲线（图7-123）及水平力-位移梯度（H0=△x0/△H0）曲线（图7-124），或水平力-位移双对数（1gH0-lgx0）曲线，当具有桩身应力测量资料时，尚可绘制应力沿桩身分布和水平荷载与最大弯矩截面钢筋应力（H0-σg）曲线（图7-125）。

图7-122 单桩H0-T-x0曲线

图7-123 单桩H0-x0曲线

图7-124单桩H0-△x0/△H0曲线

图7-125 单桩H0-σg曲线
从以上曲线可求出单桩的水平临界荷载和极限荷载。
1．单桩水平临界荷载Hct，即相当于桩身开裂，受拉区混凝土明显退出工作前的桩顶最大水平荷载，按下列方法综合确定：
（1）取H0-T-x0曲线（H0-x0曲线）出现突变（相同荷载增量条件下，出现比前一级明显增大的位移增量）点的前一级荷载（图7-122、图7-123）为水平临界荷载。
（2）取H0－△x0/△H0曲线第一直线段的终点所对应的荷载（图7-124）为水平临界荷载。
（3）取H0-σg曲线第一突变点对应的荷载（图7-125）为水平临界荷载。
2．单桩水平极限荷载Hu是相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶最大水平荷载，可根据下列方法综合确定：
（1）取H0-T-x0曲线（H0-x0曲线）明显陡降的前一级荷载（图7-122、图7-123）为极限荷载。
（2）取H0－△x0/△H0曲线第二直线段终点对应的荷载（图7-123）为极限荷载。
（3）取桩身折断或钢筋应力达到流限的前一级荷载（图7-125）为极限荷载。
对于桩身配筋率小于0.65%的灌筑桩，可取单桩水平静载试验的临界荷载为单桩水平承载力特征值Rh。
对于混凝土预制桩、桩身全截面配筋率不小于0.65％的灌筑桩，可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm（对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm）所对应的荷载为单桩水平承载力特征值Rh。

7-2-11 打（沉）桩施工的安全技术措施
1．打桩前，应对邻近施工范围内的原有建筑物、地下管线等进行检查，对有影响的工程，应采取有效的加固措施或隔振措施，以确保施工安全。
2．机具进场要注意危桥、陡坡、陷地和防止碰撞电杆、房屋等，以免造成事故。
3．打桩机行走道路必须平整、坚实，必要时宜铺设道渣，经压路机碾压密实。场地四周应挖排水沟以利排水，保证移动桩机时的安全。
4．在施工前应先全面检查机械，发现有问题时及时解决，检查后要进行试运转，严禁带病作业。机械操作必须遵守安全技术操作要求，由专人操作，并加强机械的维护保养，保证机械各项设备和部件、零件的正常使用。
5．吊装就位时，起吊要慢，拉住溜绳，防止桩头冲击桩架，撞坏桩身；加强检查，发现不安全情况，及时处理。
6．在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时，应随时对机架及路轨调平或垫平。
7．机械司机，在施工操作时要集中精力，服从指挥信号，不得随便离开岗位，并经常注意机械运转情况，发现异常情况要及时纠正。要防止机械倾斜、倾倒，桩锤不工作时，突然下落等事故的发生。
8．打桩时桩头垫料严禁用手拨正，不要在桩锤未打到桩顶即起锤或过早刹车，以免损坏桩机设备。
9．钻孔灌筑桩在已钻成的孔尚未浇筑混凝土前，必须用盖板封严；钢管桩打桩后必须及时加盖临时桩帽；预制混凝土桩送桩入土后的桩孔，必须及时用砂子或其他材料填灌，以免发生人身事故。
10．冲抓锥或冲孔锤操作时，不准任何人进入落锤区施工范围内，以防砸伤。
11．成孔钻机操作时，注意钻机安定平稳，以防止钻架突然倾倒或钻具突然下落而发生事故。
12．施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作；电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。
13．人工挖孔桩尚应采用以下特殊安全措施：
（1）人工挖孔桩孔内必须设置应急软爬梯供人员上下井，使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下。电葫芦宜用按钮式开关，使用前必须检验其安全起吊能力。
（2）每日开工前必须检测井下有毒有害气体，并应有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度超过10m时，应有专门向井下送风设备，风量不宜少于25L/s。
（3）孔口四周必须设置护栏，一般加0.8m高围栏围护。
（4）挖出的土石方应及时运离孔口，不得堆放在孔口四周lm范围内，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。
（5）挖孔桩各孔内用电必须分闸，严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上，严禁拖地和埋压土中，孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ 46-88）的规定。

主要参考文献
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