桩身强度

桩身强度　　（GB 50007－2011）、（JGJ 94－2008）

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技术条件

摘要：桩身混凝土强度的验算。对于高承台基桩、桩身穿越可液化土或软弱土层的基桩，可考虑压屈影响。
编制依据
- 《建筑与市政地基基础通用规范》GB 55003－2021，以下简称“基础通用规范”；
- 《混凝土结构通用规范》GB 55008－2021；
- 《建筑地基基础设计规范》GB 50007－2011，以下简称“基础规范”；
- 《混凝土结构设计标准》GB/T 50010－2010（2024 年版）；
- 《建筑桩基技术规范》JGJ 94－2008，以下简称“桩基规范”；
- 《先张法预应力混凝土管桩》GB/T 13476－2023；
- 《预应力混凝土管桩技术标准》JGJ/T 406－2017；
- 《先张法预应力混凝土管桩》（23G409）（替代 10SG409），以下简称“管桩图集”。

基本信息

已知条件
- 选择已知条件，可选择“桩身混凝土强度等级”“单桩竖向承载力特征值”“单桩竖向力设计值”等。
计算要求
- 选择计算要求，可选择“单桩竖向承载力特征值”“单桩竖向力设计值”。
桩身稳定系数 φ
- φ——桩身稳定系数。
- 当输入“自动”时，按桩基规范第 5.8.4 条确定。
- 桩基规范第 5.8.4 条规定，“计算轴心受压混凝土桩正截面受压承载力时，一般取稳定系数 φ＝1.0。对于高承台基桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于 10kPa（地基承载力特征值小于 25kPa）的软弱土层的基桩，应考虑压屈影响”。

桩参数

桩类型
- 选择桩类型，可选择“预制方桩”“预应力混凝土管桩”“灌注桩”。

管桩类型
- 设置管桩类别，可选择“PC”“PHC”“PRC”。
- 管桩按混凝土强度等级和结构配筋分为预应力混凝土管桩（PC）、预应力高清混凝土管桩（PHC）和混合配筋预应力高清混凝土管桩（PRC）三种类别。
管桩的编号
- 选择管桩的编号，非自定义按管桩图集选择。
- 当“管桩类型”选择“PC”时，管桩的编号可选择“自定义”“PC-A300(70)”“PC-AB300(70)”“PC-B300(70)”“PC-C300(70)”“PC-A400(95)”“PC-AB400(95)”“PC-AB400(95)'”“PC-B400(95)”“PC-C400(95)”“PC-A500(100)”“PC-AB500(100)”“PC-B500(100)”“PC-C500(100)”“PC-A500(120)”“PC-AB500(120)”“PC-B500(120)”“PC-C500(120)”“PC-A600(110)”“PC-AB600(110)”“PC-B600(110)”“PC-C600(110)”“PC-A600(130)”“PC-AB600(130)”“PC-B600(130)”“PC-C600(130)”等。
- 当“管桩类型”选择“PHC”时，管桩的编号可选择“自定义”“PHC-A300(70)”“PHC-AB300(70)”“PHC-B300(70)”“PHC-C300(70)”“PHC-A400(95)”“PHC-AB400(95)”“PHC-AB400(95)'”“PHC-B400(95)”“PHC-C400(95)”“PHC-C400(95)'”“PHC-A500(100)”“PHC-AB500(100)”“PHC-B500(100)”“PHC-C500(100)”“PHC-C500(100)'”“PHC-A500(120)”“PHC-AB500(120)”“PHC-B500(120)”“PHC-C500(120)”“PHC-C500(120)'”“PHC-A600(110)”“PHC-AB600(110)”“PHC-B600(110)”“PHC-C600(110)”“PHC-A600(130)”“PHC-AB600(130)”“PHC-B600(130)”“PHC-C600(130)”“PHC-C600(130)'”“PHC-A700(110)”“PHC-A700(110)'”“PHC-AB700(110)”“PHC-B700(110)”“PHC-B700(110)'”“PHC-C700(110)”“PHC-C700(110)'”“PHC-A700(130)”“PHC-A700(130)'”“PHC-AB700(130)”“PHC-AB700(130)'”“PHC-B700(130)”“PHC-B700(130)'”“PHC-C700(130)”“PHC-C700(130)'”“PHC-A800(110)”“PHC-A800(110)'”“PHC-AB800(110)”“PHC-AB800(110)'”“PHC-B800(110)”“PHC-B800(110)'”“PHC-C800(110)”“PHC-C800(110)'”“PHC-A1000(130)”“PHC-AB1000(130)”“PHC-B1000(130)”“PHC-C1000(130)”“PHC-A1200(150)”“PHC-AB1200(150)”“PHC-B1200(150)”“PHC-C1200(150)”等。
- 当“管桩类型”选择“PRC”时，管桩的编号可选择“自定义”“PRC-AB400(95)”“PRC-B400(95)”“PRC-C400(95)”“PRC-AB500(100)”“PRC-B500(100)”“PRC-C500(100)”“PRC-AB500(120)”“PRC-B500(120)”“PRC-C500(120)”“PRC-AB600(110)”“PRC-B600(110)”“PRC-C600(110)”“PRC-AB600(130)”“PRC-B600(130)”“PRC-C600(130)”“PRC-AB700(110)”“PRC-B700(110)”“PRC-C700(110)”“PRC-AB700(130)”“PRC-B700(130)”“PRC-C700(130)”“PRC-AB800(110)”“PRC-B800(110)”“PRC-C800(110)”“PRC-AB1000(130)”“PRC-B1000(130)”“PRC-C1000(130)”等。
- 当选择除“自定义”之外的管桩编号时，桩身尺寸、配筋套用管桩图集。
- 管桩编号带撇号的 PHC 桩，其预应力钢筋配筋规格采用管桩图集“PHC 桩桩身承载力表”表中对应型号 PHC 桩的备选配筋规格。

圆桩直径 d
- d——圆桩直径（mm）。
管桩的壁厚 t
- t——管桩的壁厚（mm）。
方桩边长 b
- b——方桩边长（mm）。

工作条件系数 ψ_c
- ψ_c——工作条件系数（基础规范）、基桩成桩工艺系数（桩基规范）、考虑沉桩工艺影响及混凝土残留预压应力影响而取的综合折减系数（管桩图集）。
- 基础规范第 8.5.11 条规定，“非预应力预制桩取 0.75；预应力桩取 0.55～0.65；灌注桩取 0.6～0.8（水下灌注桩、长桩或混凝土强度等级高于 C35 时用低值）”。
- 桩基规范第 5.8.3 条第 1 款规定，“混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩：ψ_c＝0.85”。
- 桩基规范第 5.8.3 条第 2 款规定，“干作业非挤土桩：ψ_c＝0.90”。
- 桩基规范第 5.8.3 条第 3 款规定，“泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩：ψ_c＝0.7～0.8”。
- 桩基规范第 5.8.3 条第 4 款规定，“软土地区挤土灌注桩：ψ_c＝0.6”。
- 管桩图集第 1-1 页注 3 规定，“对于抱压式、锤击式施工取成桩工艺系数 ψ_c＝0.7，对于顶压式施工取成桩工艺系数 ψ_c＝0.8”。
- 当输入“自动”时，对于“灌注桩”，ψ_c 取 0.6；对于“预制桩”，ψ_c 取 0.75；对于“预应力混凝土管桩”，ψ_c 取 0.70 或 0.80。

沉桩方式
- 设置管桩类别，可选择“锤击沉桩”“抱压式静压成桩”“顶压式静压成桩”。
- 对于抱压式、锤击式施工取成桩工艺系数 ψ_c＝0.7，对于顶压式施工取成桩工艺系数 ψ_c＝0.8。

桩身纵筋抗压作用的折减系数 φ_s
- φ_s——当计入桩身纵向钢筋的抗压作用时，对受压筋截面积的折减系数。当未输入或输入 0 时，表示不计入桩身纵向钢筋的抗压作用。
- 基础规范第 8.5.11 条规定，“当桩顶以下 5 倍桩身直径范围内螺旋式箍筋间距不大于 100mm 且钢筋耐久性得到保证的灌注桩，可适当计入桩身纵向钢筋的抗压作用”。
- 当计入桩身纵向钢筋的抗压作用时，按桩基规范公式（5.8.2-1），φ_s 可取 0.9。

桩顶约束情况
- 选择柱顶约束情况，可选择“铰接”“固接”。
桩底的土质条件
- 设置桩底的土质条件，可选择“非嵌固”“嵌固”。
桩侧土水平抗力系数的比例系数 m
- m——桩侧土水平抗力系数的比例系数（MN/m⁴）。
桩的入土长度 h
- h——桩的入土长度（m）。
基桩露出地面的长度 l₀
- l₀——高承台基桩露出地面的自由长度（m），对于低桩承台，l₀＝0。
液化土或软弱土层的厚度 d_l
- d_l——液化土或软弱土层的厚度（m）。
- 桩基规范表 5.8.4-1 注 4 规定，“当存在 f_ak＜25kPa 的软弱土时，按液化土处理。
土层液化影响折减系数 ψ_l
- ψ_l——土层液化影响折减系数。
- 桩基规范表 5.8.4-1 注 3 规定，“h 为桩的入土长度，当桩侧有厚度为 d_l 的液化土层时，桩露出地面长度 l₀ 和桩的入土长度 h 分别调整为 l₀'＝l₀＋ψ_ld_l、h'＝l₀－ψ_ld_l，ψ_l 按表 5.3.12 取值”。

材料

单桩竖向承载力特征值 R_a
- R_a——单桩竖向承载力特征值（kN）。
单桩竖向力设计值 Q
- Q——相应于作用的基本组合时的单桩竖向力设计值（kN）。
竖向力设计值与特征值的比值 γ_z
- γ_z——单桩竖向力设计值 Q 与单桩竖向承载力特征值 R_a 的比值。
- 当输入“自动”时，取 1.35。

桩身混凝土强度等级
- 输入桩身混凝土强度等级。
- 基础通用规范第 5.2.11 条规定，“灌注桩的桩身混凝土强度等级不应低于 C25”。
- 基础通用规范第 5.2.12 条规定，“预制桩的桩身混凝土强度等级不应低于 C30”。
- 基础规范第 8.5.3 条第 5 款规定，“设计使用年限不少于 50 年时，非腐蚀环境中预制桩的混凝土强度等级不应低于 C30，预应力桩不应低于 C40，灌注桩的混凝土强度等级不应低于 C25；二b 类环境及三类及四类、五类微腐蚀环境中不应低于 C30；在腐蚀环境中的桩，桩身混凝土的强度等级应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 的有关规定。设计使用年限不少于 100 年的桩，桩身混凝土的强度等级宜适当提高。水下灌注混凝土的桩身混凝土强度等级不宜高于 C40”。
- 请参阅“混凝土的强度等级”。

桩身配筋率 ρ_g
- ρ_g——桩身配筋率（％）。
- 当选择“自动”时，按纵筋的根数、直径计算。
纵向钢筋的根数、直径
- 输入全部纵向钢筋的根数、直径。
- 对于“预应力混凝土管桩”，输入纵向预应力钢筋的根数、直径。
- 纵向钢筋的根数
  - 纵向钢筋的根数。
- 纵向钢筋的直径
  - 纵向钢筋的直径（mm）。

纵向普通钢筋的根数、直径
- 输入纵向普通钢筋的根数、直径，仅用于混合配筋预应力高清混凝土管桩（PRC）。
- 纵向钢筋的根数
  - 纵向（普通）钢筋的根数。
- 纵向钢筋的直径
  - 纵向（普通）钢筋的直径（mm）。

纵向钢筋净保护层厚度 c_s
- c_s——纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度（mm）。
- 对于灌注桩，基础通用规范第 5.2.11 条规定，“桩的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 50mm，腐蚀环境中桩的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于 55mm”。
- 对于预制桩，基础通用规范第 5.2.12 条规定，“预制桩的纵向受力钢筋混凝土保护层厚度不应小于 45mm；预应力混凝土桩的钢筋混凝土保护层厚度不应小于 35mm，地基处理和临时性建筑用预应力混凝土桩的钢筋保护层厚度不应小于 25mm”。
- 桩基规范第 4.1.2 条第 2 款规定，“灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于 35mm，水下灌注桩的主筋混凝土保护层厚度不得小于 50mm”。
- 桩基规范第 4.1.2 条第 3 款规定，“四类、五类环境中桩身混凝土保护层厚度应符合国家现行标准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267、《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046 的相关规定”。
- 桩基规范第 4.1.5 条规定，“预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于 30mm”。
- 当选择管桩图集中的管桩编号时，程序根据管桩外径 D、纵筋预应力钢筋直径、纵筋中心所在圆直径 D_p，自动确定纵向钢筋净保护层厚度 c_s。
钢筋抗压强度设计值 f_y'
- f_y'——钢筋抗压强度设计值（N/mm²）。
- 根据结构通用规范第 4.4.2 条第 5 款的规定，“对于轴心受压构件，钢筋的抗压强度设计值取值不应超过 400N/mm²”，当 f_y' 大于 400N/mm² 时，取 400N/mm²。
- 请参阅“钢筋抗拉强度设计值 f_y”。
钢筋弹性模量 E_s
- E_s——钢筋弹性模量（N/mm²）。