樁基工程：第一二章緒論與抗壓單樁

樁基工程

是“港口、海岸與海岸工程”專業(yè)、土木工程專業(yè)的專業(yè)技術(shù)課程，是《港口水工建筑物》課程的補充、完善與拓寬。課程定位

較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)樁基的工作機理、承載力和變形特性、設(shè)計原則和計算方法、施工方法、載荷試驗及測試技術(shù)等課程目的及任務(wù)參考文獻1、史佩棟主編，《樁基工程手冊》，人民交通出版社，20082、劉金礪主編，《樁基礎(chǔ)設(shè)計與計算》，建筑工業(yè)出版社，19963、《樁基工程手冊》編寫委員會，中國建筑工業(yè)出版社，19954、《港口工程樁基規(guī)范》JTS167-4-20125、《港口工程嵌巖樁設(shè)計與施工規(guī)程》JTJ285-20006、《港口工程灌注樁設(shè)計與施工規(guī)程》JTJ248-20017、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-20088、《水利學(xué)報》、《巖土工程學(xué)報》、《土木工程學(xué)報》、

《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報》、《水運工程》和《港工技術(shù)》等水利、土木行業(yè)各類期刊4

內(nèi)容提要樁基礎(chǔ)及其分類垂直荷載作用下樁和樁基的性狀與承載力垂直荷載作用下群樁的工作性狀水平荷載作用下樁和樁基的性狀與承載力樁的設(shè)計與施工要點樁的動力分析樁的荷載試驗5

樁：用作基礎(chǔ)的豎直或斜的柱形構(gòu)件。

組成：基樁和連接于樁頂?shù)某信_。

作用：將上部結(jié)構(gòu)荷載通過承臺傳遞給基樁，再由基樁傳遞到

地基土體（持力層）。

特點：歷史悠久、承載力高、穩(wěn)定性好、沉降量小而均勻、便于機械化施工、適應(yīng)性強。低承臺樁基示意圖第一章緒論1.1樁基的特性及適用條件6

單樁基礎(chǔ)群樁基礎(chǔ)承臺基樁上部結(jié)構(gòu)荷載1.1樁基的特性及適用條件7

地基土質(zhì)差或軟硬不均，不能滿足上部結(jié)構(gòu)對變形的要求。地基軟弱或土性特殊，自重濕陷性黃土、膨脹土等。荷載大，且伴有較大偏心、水平、動力或周期性荷載作用。水中基礎(chǔ)施工困難，如橋梁、碼頭、鉆采平臺等。需要長期保存、具有重要歷史意義的建筑物。1.1樁基的特性及適用條件1、樁的作用：（1）抗壓：將荷載傳至硬土層（圖1-1a），或分配到較大的深度范圍（圖1-1b），以提高承載力。（2）減小沉降，從而減小沉降差，故地基強度夠，而變形不合要求時亦用。兩塔過近，會相對傾斜，用樁基解決廠房內(nèi)堆載，使柱下基礎(chǔ)傾斜，導(dǎo)致柱子開裂?？捎脴痘鉀Q。（3）抗拔：用于抗風(fēng)、抗震、抗浮等（圖4-1c、圖1-1-1(i)干船塢的底板）（4）抗彎：抵抗水平荷載能力，特別是斜樁（圖4-1b、圖1-1-1(g)

）（5）抗液化：深層土不易液化，淺層土液化后，有樁支撐，有助于上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。承受壓、拉及水平力以及抵抗結(jié)構(gòu)物的變形。

應(yīng)用廣泛，沿海、內(nèi)陸地區(qū)均用。同基坑支護、地基處理并為土木工程三大熱點。

樁基古已應(yīng)用。上海龍華塔7層，40.4m,相當(dāng)于13層樓高,初建于三國東吳時代(AD220-280),重建于宋代AD977年,用木樁,樁周用灰土防腐，是軟基上建高層的范例。木樁和石樁基礎(chǔ)

西安灞橋（1834年清道光14年）以后在宋、明、清期間曾先后幾次廢毀，到清乾隆四十六年（1781年），陜西巡撫畢沅重建橋，但橋已非過去規(guī)模。直到清道光十四年（1834年）巡撫楊公恢才按舊制又加建造。橋長380米，寬7米，旁設(shè)石欄，橋下有72孔，每孔跨度為4米至7米不等，橋柱408個。灞橋位于西安城東12公里處，是一座頗有影響的古橋。灞橋建于漢代，是座木梁石柱墩橋，墩臺上加木梁并鋪設(shè)灰土石板橋面。是石柱墩的首創(chuàng)者。

木樁基礎(chǔ)上海河南路橋木樁基礎(chǔ)（1875年）

河南路橋始建于1875年，至今已在蘇州河上橫跨超過百年。新加坡發(fā)展銀行，四墩，每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好土層,承載力高。風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖大直徑鉆孔樁新加坡發(fā)展銀行,四墩，直徑7.3m現(xiàn)場灌注護坡樁造價低

地基基礎(chǔ)問題

現(xiàn)象：建造花近200年，比薩斜塔傾斜5.5°，塔頂距離中心線5m多。

原因：地基為淤泥值黏土和砂土組成且不均勻，基礎(chǔ)面積較小。本質(zhì)：地基承載力不足，且發(fā)生不均勻沉降。--失敗案例

地基基礎(chǔ)問題

現(xiàn)象：“樓歪歪”--建筑傾斜、開裂、破壞本質(zhì)：地基承載力不足，且發(fā)生不均勻沉降。--失敗案例地基基礎(chǔ)問題

基礎(chǔ)設(shè)計得當(dāng)，成果建筑典范上海標(biāo)志性建筑上海國際飯店金茂大廈錦江飯店基礎(chǔ)是建筑物的重要組成部分，是影響安全的關(guān)鍵因素！--成功案例地基基礎(chǔ)問題

基礎(chǔ)設(shè)計得當(dāng)，成果建筑典范香港、澳門標(biāo)志性建筑中銀大廈、匯豐銀行大廈基礎(chǔ)是建筑物的重要組成部分，是影響安全的關(guān)鍵因素！--成功案例蘇通長江大橋東海大橋深圳灣大橋杭州灣大橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式--樁基礎(chǔ)應(yīng)用寸灘集裝箱碼頭果園集裝箱碼頭洋山港集裝箱碼頭斷面洋山港集裝箱碼頭基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式--樁基礎(chǔ)應(yīng)用

港灣及海洋建筑物的樁基

⑴港灣處的碼頭、棧橋、平臺等，當(dāng)其地基土層為較厚的軟基層時，多采用樁基；對于深水軟基，它幾乎是唯一可行的基礎(chǔ)形式。樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

上海洋山港南京新生聿港區(qū)南通狼山港二期工程20萬噸級黃島油碼頭寧波北侖港樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

杭州灣大橋觀景平臺樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

⑵海上采油平臺及輸油、輸氣等管道支架，一般也采用樁基，采油平臺的樁基礎(chǔ)多數(shù)采用大直徑鋼管樁或預(yù)應(yīng)力砼管柱。樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

⑶當(dāng)有水的浮托力或波浪的上托力作用于軟基上水工建筑物的底板或面板時，如船閘或船塢底板、外海開敞式碼頭。

抗拔樁樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

天津新港船廠2.5萬噸級船塢某船塢樁基適用條件----港灣及海洋建筑物的樁基

4、忌用樁基的地基土

⑴在上層為硬塑的粘土層，而其下為軟粘土的地基，采用樁基會增大軟粘土下臥層的沉降和破壞堅實粘土層的結(jié)構(gòu)，降低其承載力。⑵不宜在緊密的砂土中打樁，因為打樁會把砂土擾動。⑶當(dāng)?shù)鼗邢屡P層中有承壓水時。⑷軟土層較薄，巖層較高，樁的入土深度不能滿足穩(wěn)定性要求時，不宜用樁基礎(chǔ)（或采用嵌巖鉆孔樁）。樁基適用條件2、樁基的特點

優(yōu)點1、將荷載傳遞到下部好土層,

承載力高；2、沉降量??；3、抗震性能好，可穿過液化層；4、承受抗拔(抗滑樁)及水平力(如風(fēng)載荷)；5、與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價低。

缺點：

1、比淺基礎(chǔ)造價高；2、施工環(huán)境影響大；

3、預(yù)制樁施工噪音大；4、鉆孔灌注樁的泥漿影響環(huán)境。適用條件(1)水上建筑物；(2)深持力層、高地下水位；(3)抗震地基；(4)對沉降非常敏感的建筑，如精密儀器。35

按樁身材料分：木樁、鋼筋混凝土樁、鋼樁、組合樁按樁身形狀分：等截面柱形樁、楔形樁按樁尖形式分：錐形、擴頭、平底、閉口、開口、半開口按承載性狀分：摩擦型樁、端承型樁

按施工方法分：預(yù)制樁、灌注樁按設(shè)置效應(yīng)分：非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁按樁徑大小分：小樁(﹤250mm)、中等直徑樁(250～

800mm)、大直徑樁(﹥800mm)

按受力條件分：抗壓樁、抗拔樁、橫向受荷樁、錨樁按截面形狀分：圓樁、方樁、多邊形樁、異形樁等1.2樁基的類型及其發(fā)展

基樁分類(一)按承臺位置分類

承臺:將幾個樁結(jié)合起來傳遞荷載的構(gòu)筑物。高承臺樁：承臺在地面以上,橋樁,碼頭,棧橋；低承臺樁：承臺在地面以下,承臺本身承擔(dān)部分荷載。軟土層低承臺樁高承臺樁（二）按樁身材料分類木樁、混凝土、鋼筋混凝土、鋼管（型鋼）樁、復(fù)合樁。

鋼筋混凝土：普通混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土（離心預(yù)制）、高強混凝土。鋼樁鋼管樁和預(yù)應(yīng)力樁木樁

—

水位以上耐久性差，強度低，我國森林資源不足，應(yīng)少用。鋼樁

—本身強度高，易加工，接頭容易，運輸方便，但造價是混凝土的3~4倍，用于海洋平臺及陸上重要工程，如寶鋼高爐、金茂大廈用鋼管樁。鋼砼樁

—

取材方便，價格便宜，耐久性好，可預(yù)制、現(xiàn)澆，尺寸易調(diào)，適用性強，故應(yīng)用廣泛，是主要研究對象。組合樁

—

下部為H型鋼樁（貫入能力強），下部為鋼筋混凝土方樁（剛度大，抗海水侵蝕能力強）（三）按樁身形狀分類按縱斷面：柱形樁、楔形樁、樹根樁、螺旋樁、多節(jié)（分叉）樁、擴底樁、支盤樁、微型樁。按橫斷面：圓形，八邊形，十字樁、X形樁。樁端橫斷面橫斷面Dd(四)按樁的尺寸分類按斷面(直徑）的大?。捍笾睆剑篸>800mm;

小直徑：d<250mm；中等直徑：250mm<d<800mm；按長度(長徑比)l>60m

長樁

l<10m短樁按水平變形系數(shù)劃分，l2.5

為剛性短樁2.5<l4.0

為彈性中長樁l4.0

為彈性長樁(五)

按樁的受力條件分類（1）豎直荷載：端承樁（嵌巖樁）、摩擦樁、端承摩擦樁、摩擦端承樁Q=Qp+QsQp：端承力,Qs：側(cè)摩阻力端承樁：主要由樁端承受極限荷載，樁不長，樁端土堅硬。摩擦樁：主要由樁側(cè)壁與土的摩擦力承受極限荷載，樁長，深。端承樁摩擦樁PsPsP（六）按施工方法分類1沉入樁（擠土樁）

2灌注樁（非擠土樁）1

沉入樁

2

灌注樁氣錘打入振動沉樁靜壓樁（無振動、無噪音）引孔,部分?jǐn)D土,大面積地面隆起不引孔,擠土樁成孔方法人工挖孔螺旋鉆正反循環(huán)—地下水以下泥漿護壁沖擊,夯擴,爆破沉管灌注澆注法較節(jié)省,易泥皮,虛土,斷樁水上水下其他工廠,現(xiàn)場成樁工藝方法基礎(chǔ)托換樁基的發(fā)展---成樁工藝預(yù)制沉樁（1）打入樁打入的工藝從手錘到自由落錘，然后發(fā)展到蒸汽驅(qū)動（1845年）、柴油驅(qū)動或壓縮空氣為動力的各種打樁機。（2）液壓打樁機、靜壓施工樁基，螺旋樁。預(yù)制起吊樁基的發(fā)展---成樁工藝吊立進入龍口打樁（1）打樁（2）打樁（3）樁基的發(fā)展---成樁工藝D100筒式柴油打樁錘架高65m打樁船架高54m打樁船樁基的發(fā)展---成樁工藝就地灌注樁（1）鉆孔灌注樁：有適用于地下水位以上的長、短螺旋鉆機，也有適用于不同土層的各種正、反循環(huán)鉆機、沖擊鉆等。為適應(yīng)提高澆注樁的承載能力，還出現(xiàn)了擴大樁端的擴孔機和孔底或周邊壓漿的新工藝。（2）人工挖孔灌注樁樁基的發(fā)展---成樁工藝靜力壓樁機

華北水利水電大學(xué)文體中心場館靜壓樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場靜力壓樁機

華北水利水電大學(xué)文體中心場館靜壓樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場

華北水電大學(xué)文體中心場館靜壓樁基礎(chǔ)打引孔及靜壓樁施工現(xiàn)場華北水利水電大學(xué)文體中心場館靜壓樁基礎(chǔ)打引孔施工現(xiàn)場預(yù)制樁振動沉樁預(yù)制樁1~13m離心法預(yù)制預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁(PHC樁)1.3樁基工程學(xué)科在我國的發(fā)展一、樁型

50年代創(chuàng)造鉆孔灌注樁成孔方法、樁型多樣化、向大直徑發(fā)展（6.0~8m）。一般陸上樁基：鉆孔灌注樁為主；海及內(nèi)河港口等：打入樁為主。二、單樁軸向承載力

50年代，靜力公式計算；70年代，靜載荷的試樁來確定；90年代灌注樁基礎(chǔ)設(shè)計與施工規(guī)程。三、單樁的水平承載力

50年代前，水平力—

斜樁承擔(dān)；50年代后，考慮土的抗力；尤其是灌注樁多為豎直樁。港工規(guī)范采用m法等。四、群樁基礎(chǔ)的分析五、樁基檢測技術(shù)64

承載機理荷載→樁壓縮→側(cè)摩阻力消耗荷載，剩余部分→樁底阻力。樁的荷載傳遞過程實質(zhì)上就是樁側(cè)摩阻力與樁端阻力逐步發(fā)揮的過程。（一）樁的荷載傳遞機理第二章垂直荷載作用下樁和樁基的性狀和承載力2.1單樁軸向抗壓的工作性狀一、抗壓單樁的工作性狀土對樁的支撐力樁側(cè)摩阻力

+

樁端阻力：何種為主，與樁身壓縮量有關(guān)。單樁承載力構(gòu)成（一）單樁軸向荷載的傳遞機理樁側(cè)阻力樁端阻力

樁的豎向承載力樁－土相互作用QpQQs樁的豎向承載力發(fā)揮的特點隨著荷載增加，樁身上部側(cè)阻力先于下部側(cè)阻力的發(fā)揮；一般摩擦樁，側(cè)阻力先于端阻力發(fā)揮，側(cè)阻發(fā)揮的比例明顯高于端阻；對于長樁，即使樁端土很好，下端阻力也很難發(fā)揮。上部下部側(cè)阻力端阻力豎向承載力的組成

摩阻力達(dá)到極限值所需位移很小。粘性土約40~60mm；沙性土約60~100mm或管徑的0.5%~1%。端阻力達(dá)到極限值需要較大位移。一般土層中的樁樁端達(dá)到極限值所需位移可達(dá)管徑10%~20%。摩阻力先于端阻力發(fā)揮作用；上部土層摩阻力先于下部土層發(fā)揮不同階段二者分擔(dān)比不同。Q/kNQsQpQS/mmQs—樁側(cè)摩阻力Qp—樁端阻力1.樁身軸力和截面位移2.影響荷載傳遞的因素3)樁的長徑比

l/d

：樁的長徑比過大，傳遞到樁端荷載的減少，樁身下部的側(cè)阻力也相應(yīng)降低，設(shè)計時不宜使樁的長徑比太大。1)樁端土和樁周土的剛度比

Eb／Es

：影響樁的承載性狀。承載性狀：1（摩擦樁）

→

100（端承樁）摩擦樁→端承樁2)樁身與土的剛度比

Ep／Es

：影響樁端阻力分擔(dān)荷載的大小。

Ep／Es愈大，傳遞到樁端的荷載愈大，但達(dá)到某較大值后，樁端分擔(dān)的荷載比變化不大。低剛度樁基（砂樁、碎石樁、灰土樁），按復(fù)合地基設(shè)計。4)樁端擴底直徑與樁身直徑之比

D/d

：該比值增大，則樁端分擔(dān)的荷載比增加。Eb／Es=3.樁身軸力和截面位移的關(guān)系

（1）單樁軸向荷載的傳遞（a）取微元分析、（b）樁身荷載傳遞、（c）沉降分布、(d)摩阻τz分布、（e）軸力Nz分布

τzNzδzNzNz+dNzτzτzdzσx（a）Qδ0δLδ0=S(2)建立單樁軸向荷載基本微分方程微元體材料力學(xué)靜力平衡條件NzNz+dNzτzτzdzσx(3)方程的運用由試驗獲得樁身軸力Nz

分布圖，則可通過方程求出樁側(cè)阻力τz和截面位移δz分布圖，研究側(cè)阻力與端阻力的分布規(guī)律。積分計算沿樁身任意截面軸力積分計算沿樁身任意截面位移量（樁頂位移量）δ0τzδl0Q

1）樁側(cè)摩阻力（1）樁側(cè)摩阻力產(chǎn)生的原因：樁土相對位移（樁對土的位移、樁身壓縮）；（2）樁側(cè)摩阻力的影響因素：4.樁側(cè)摩阻力和樁端阻力

土的性質(zhì)：如抗剪強度(c,j)→決定摩阻力的可能最大值樁土相對位移

→決定摩阻力的發(fā)揮程度時間因素：土的固結(jié)隨時間t

增加有所變化→決定摩阻力發(fā)揮的時間；飽和粘性土打樁后一段時間摩阻力有所提高，而砂土打樁后一段時間摩阻力有所降低；故試樁需間歇若干天。樁的剛度：影響樁周應(yīng)力的分布。土中的應(yīng)力狀態(tài)：主要指側(cè)向壓力σx。（擠土樁與灌注樁不同）施工方法：a)擠土樁；b)非擠土樁。

2）樁端阻力（1）產(chǎn)生原因：樁端土壓縮（2）端阻深度效應(yīng)端承力與深度有關(guān)，存在臨界深度端阻的臨界深度——當(dāng)樁端入土深度小于某一臨界值時，極限端阻隨深度增加，而大于該深度后則保持恒值不變，這一深度稱為端阻的臨界深度。端阻的臨界厚度——當(dāng)樁端持力層下存在軟弱下臥層時、且樁端與軟弱下臥層的距離小于某一厚度時，樁端阻力將受軟弱下臥層影響而降低，這一厚度稱端阻的臨界厚度。(3)土的極限端阻力影響因素土性、下臥層、持力層密度、上覆荷載4.樁側(cè)摩阻力和樁端阻力小結(jié)1.單樁軸向荷載傳遞的過程是樁側(cè)摩阻力和樁端阻力發(fā)揮的過程。2.樁的側(cè)阻和端阻都隨深度呈線性增大,但深度增加到一定值二者變化不大。3.隨著樁頂荷載的逐級增加，樁截面的軸力、位移和樁側(cè)摩阻力不斷變化。4.樁端阻力的發(fā)揮不僅滯后于樁側(cè)阻力，而且其充分發(fā)揮所需的樁底位移值比樁側(cè)摩阻力到達(dá)極限所需的樁身截面位移值大得多。5.樁長對荷載的傳遞有重要的影響。75

圖2.1.1（a）壓曲破壞圖(b)整體剪切破壞圖(c)刺入破壞壓曲破壞：沉降量很小，樁端阻為主，樁材控制承載力，穿越軟弱土層的小直徑樁和嵌巖樁屬于此類；整體剪切：沉降量較大，樁端阻為主，樁底土體形成滑動面，

樁端樁側(cè)土控制承載力，打入式短樁、鉆孔短樁屬于此類；刺入破壞：沉降量大，樁入土深度較大，樁側(cè)阻為主，樁頂容許沉降控制承載力，打入式長樁、鉆孔灌注樁屬于此類。（二）單樁的破壞模式

(1)壓曲破壞(a)荷載--沉降(Q–S)關(guān)系曲線特征：呈“急進破壞”陡降型；(b)破壞模式特點：當(dāng)樁底支承在堅硬的土層或巖層上，樁周土層極為軟弱，樁身無約束或側(cè)向抵抗力。樁在軸向荷載作用下，如同一細(xì)長壓桿出現(xiàn)縱向撓曲破壞，其沉降量很小，具有明確的破壞荷載（圖a)(c)樁的承載力取決于樁身的材料強度;(d)穿越深厚淤泥質(zhì)土層中的小直徑端承樁或嵌巖樁，細(xì)長的木樁等多屬于此種破壞。（二）單樁的破壞模式(2)整體剪切破壞(a)荷載--沉降(Q–S)關(guān)系曲線特征：呈“急進破壞”的陡降型(b)破壞模式特點：當(dāng)具有足夠強度的樁穿過抗剪強度較低的土層，達(dá)到強度較高的土層，且樁的長度不大時，樁在軸向荷載作用下，由于樁底上部土層不能阻止滑動土楔的形成，樁底土體形成滑動面而出現(xiàn)整體剪切破壞。此時樁的沉降量較小，樁側(cè)摩阻力難以充分發(fā)揮，主要荷載由樁端阻力承受，呈現(xiàn)明確的破壞荷載(圖b)。(c)樁的承載力主要取決于樁端土的支承力。(d)一般打入式短樁、鉆擴短樁等均屬于此種破壞。（二）單樁的破壞模式(2)整體剪切破壞(3)刺入破壞

(a)(Q–S)關(guān)系曲線特征：當(dāng)樁周土質(zhì)較軟弱時,(Q-S)關(guān)系曲線為呈“漸進破壞”的緩變型曲線，無明顯拐點，極限荷載難以判斷，樁的承載力主要由上部結(jié)構(gòu)所能承受的極限沉降su確定；當(dāng)樁周土的抗剪強度較高時，荷載～沉降(Q-S)關(guān)系曲線可能為陡降型，有明顯拐點，樁的承載力主要取決于樁周土的強度。(b)破壞模式特點：當(dāng)樁的入土深度較大或樁周土層抗剪強度較均勻時，樁在軸向荷載作用下將出現(xiàn)刺入破壞，如圖c所示。此時樁頂荷載主要由樁側(cè)摩阻力承受，樁端阻力極微，樁的沉降量較大。(c)一般情況下打入式長樁、鉆孔灌注樁多屬于此種情況。（二）單樁的破壞模式(3)刺入破壞

(4)摩擦力充分發(fā)揮的摩擦樁如圖d)

（三）樁的荷載與沉降的關(guān)系Q（樁頂荷載）=Qs（樁側(cè)阻力）+Qp(樁端阻力)S

(樁頂沉降)=S1

(樁身變形)+S2

(樁端沉降)

S

~Q的關(guān)系：（1）彈性變形階段：出現(xiàn)第一拐點a，彈性極限；（2）彈塑性變形階段：出現(xiàn)第二拐點b，樁端阻力達(dá)極限，對應(yīng)的Q為樁的極限承載力。第一拐點與第二拐點比較接近的樁一般為摩擦樁；樁端阻力較大時，不出現(xiàn)第三段(bc)。Qu=1500kN.樁頂下沉量s(mm2048444028363224081612420樁頂荷載Q(10kN)406080100120140160abc

確定的標(biāo)準(zhǔn)：（1）在荷載作用下，樁在地基土中不喪失穩(wěn)定性。（2）樁頂不產(chǎn)生過大位移;（3）樁身不發(fā)生材料破壞。方法：(1)靜載荷試驗(2)其他現(xiàn)場試驗方法(3)經(jīng)驗方法：靜力觸探經(jīng)驗參數(shù)法第2節(jié)單樁豎向抗壓承載力確定81

（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力(1)特點：是評價單樁承載力最為直觀和可靠的方法。(2)基本原則試樁數(shù)量：不宜小于總數(shù)1％，不少于3根；試樁時間：對于預(yù)制樁，樁設(shè)置后開始載荷試驗所需的間歇時間：對于砂類土不少于10天；粉土和粘性土不少于15天，飽和軟粘土不少于25天。

第2節(jié)單樁豎向抗壓承載力確定在現(xiàn)場對原型樁作試驗確定其承載力：靜力試樁次梁錨筋錨樁主梁千斤頂百分表基準(zhǔn)柱靜載荷試驗被加載試樁被加載試樁83

（3）試驗裝置及方法試驗裝置：①加荷系統(tǒng)：包括加力裝置和反力裝置、②位移觀測系統(tǒng)測試方法：分級加載（開始階段荷載級差1/5－1/8倍預(yù)估破壞荷載，終了階段1/10—1/15）慢速維持荷載法。圖示靜載實驗裝置直接堆載

反力裝置錨樁反力梁法試樁橫梁：1.7m×2.7m

錨樁d=1.8m千斤頂華北水利水電大學(xué)門前北環(huán)路高架橋灌注樁靜載荷試驗華北水利水電大學(xué)門前北環(huán)路高架橋灌注樁靜載荷試驗港工樁基靜載試驗：錨樁橫梁反力裝置靜載荷試驗成果：拐點a、bQ(kN)s(mm)次梁錨筋錨樁主梁千斤頂百分表ab試驗樁89

每級荷載大小分級（初始階段：每級荷載為1/5－1/8倍預(yù)估破壞荷載，終了階段1/10－1/15）。測讀沉降時間

在每級荷載施加后第一個小時內(nèi)，按5、15、30、45、60min測讀一次，以后每隔30min測讀一次，直至沉降穩(wěn)定為止。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)

每級荷載下樁頂沉降量小于0.1mm/h，并連續(xù)出現(xiàn)兩次。（a）慢速維持荷載法（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力90

某級荷載下，樁頂沉降量大于前一級荷載下沉降量的2倍，且經(jīng)24h

尚未達(dá)到相對穩(wěn)定；已達(dá)到錨樁最大抗拔力或壓重平臺的最大重量時。(b)終止條件每級卸載為加載時的兩倍。卸載時，每級荷載維持1h，按第15、30、60min測讀樁頂沉降量；卸載至零后測讀樁頂殘余沉降量，維持3h，測讀時間為第15、30min，以后每隔30min測讀一次。

(c)卸載觀測（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力(d)試驗成果處理—確定極限荷載

Qu（標(biāo)準(zhǔn)值）1）由沉降隨荷載變化特征確定

對陡降型Q-S曲線，取曲線發(fā)生明顯陡降的起始點所對應(yīng)的荷載為Qu

圖示：單樁Q–S曲線Qu=1500kN.樁頂下沉量s(mm2048444028363224081612420樁頂荷載Q(10kN)4060801001201401601Q=780kN2)由沉降量確定Qu

對緩變型Q-S曲線，取S=40~60mm

對應(yīng)的荷載值為Qu；大直徑樁可取

S=0.03d

~0.06d對應(yīng)的荷載值，細(xì)長樁(l/d>80)，取S=60~80mm對應(yīng)的荷載值。

（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力(d)試驗成果處理—確定極限荷載

Qu（標(biāo)準(zhǔn)值）3)采用沉降速率法：

S–lgt法

取S–lgt

曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎的前一級荷載值。SlgtS–lgt關(guān)系曲線（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力（1）如果有陡降點，取為Qu；（2）緩變曲線取樁頂總沉降s=40mm對應(yīng)荷載；（3），24h未穩(wěn)定,Sn對應(yīng)荷載；

Q(kN)s(mm)靜載荷試驗確定極限承載力Qu（標(biāo)準(zhǔn)值）(各規(guī)范不同)

確定單樁抗壓承載力設(shè)計值R◎確定平均值(極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值)，如離散太大，增加試樁數(shù)，具體確定?！蛟O(shè)計值R=（工民建？）分母：2—抗壓承載力安全系數(shù)（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力94

◎

港工單樁抗壓承載力設(shè)計值確定

《港口工程樁基規(guī)范》（2012）單樁軸向抗壓承載力設(shè)計值：

Qd

=Qk/γR

式中：Qd

—單樁軸向抗壓承載力設(shè)計值（kN）

Qk

—單樁軸向抗壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN），當(dāng)試樁數(shù)量>2，各樁

Qk

最大值與最小值之比≤1.3時，取其平均值；其比值>1.3時，應(yīng)分析論證確定，或取較小值。

γR

—單樁軸向抗壓承載力分項系數(shù)，打入樁取1.30~1.40；灌注樁取1.50~1.60。（一）由靜載荷試驗確定單樁抗壓承載力Qu與

Qk相同（1）原理：在樁頂施加動荷載，使樁身產(chǎn)生加速度和土阻尼等效應(yīng)，通過設(shè)置于樁頂?shù)膫鞲衅髁繙y此動力響應(yīng)信號（如位移、速度或加速度），據(jù)此分析確定樁身完整性或承載力。

（2）高應(yīng)變法：一般以重錘敲擊樁頂，使樁貫入，樁土間產(chǎn)生相對位移，從而分析對樁的外來抗力，可同時測定樁身完整性與承載力。

（3）低應(yīng)變法：施加的荷載遠(yuǎn)小于樁的使用荷載，不足以使樁產(chǎn)生相對位移，而只通過應(yīng)力波的反射和傳播，主要用以檢測樁身砼質(zhì)量。

第2節(jié)單樁豎向抗壓承載力確定

（二）由動力試樁法確定單樁抗壓承載力96

第2節(jié)單樁豎向抗壓承載力確定（三）按經(jīng)驗參數(shù)法確定：無試樁條件時1.打入樁：（港工）《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012）：樁身實心或

樁端封閉的打入樁軸向抗壓承載力設(shè)計值：式中：qfi

、qR

—樁側(cè)阻力與樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值；

見有關(guān)表格（按《港工樁基規(guī)范》表4.2.4-1、2）

γR

—

單樁軸向抗壓承載力分項系數(shù)，一般取1.45；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時，取1.55?！陡劭诠こ虡痘?guī)范》（JTS167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012102

2.灌注樁（港工）：《港口工程樁基規(guī)范》（2012）第2節(jié)單樁豎向抗壓承載力確定承載力設(shè)計值：式中：Qd

—單樁軸向承載力設(shè)計值（kN）

γR—單樁軸向承載力分項系數(shù)，按《規(guī)范》表4.2.2取值；

—樁側(cè)阻力、端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)，當(dāng)樁徑≤0.8m時，均取

1.0，當(dāng)樁徑>0.8m時，可按《規(guī)范》表4.2.4-4取值；

U—樁截面周長（m）；A—樁端截面面積；

qfi

—單樁第i層土單位面積極限側(cè)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa

），可按《規(guī)范》表4.2.4-5取值；

qR

—單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa

），可按《規(guī)范》表4.2.4-6取值；

li

—樁身穿過第i層土的長度（m）。（三）按經(jīng)驗參數(shù)法確定：無試樁條件時《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167-4-2012106

3.嵌巖樁（港工）：

詳見《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167–4-2012）第2節(jié)單樁豎向抗壓承載力確定4.鋼管樁和預(yù)制混凝土管樁（屬于打入樁，樁端敞口或封閉，港工）：

詳見《港口工程樁基規(guī)范》（JTS167–4-2012）5.后注漿灌注樁（屬于灌注樁，港工）：

灌注樁進行后注漿可提高樁的承載力并減少沉降。