单桩竖向承载力

单桩竖向承载力　　（GB 50007－2011）、（JGJ 94－2008）

技术条件

摘要：按地质勘探报告土参数计算单桩竖向承载力设计值或特征值。可考虑大直径桩、嵌岩桩、空心桩、扩大头、液化效应等条件，当存在软弱下卧层时，可复核桩端以下硬持力层厚度是否符合要求。
编制依据
- 《建筑与市政地基基础通用规范》GB 55003－2021；
- 《建筑地基基础设计规范》GB 50007－2011，以下简称“基础规范”；
- 《建筑桩基技术规范》JGJ 94－2008，以下简称“桩基规范”。

步骤一：工程设置

地质报告
- 设置岩土工程勘察报告名称。
阻力输入
- 设置桩端端阻力、桩侧侧阻力输入方式，可选择“极限标准值”“特征值”。
- 当选择“极限标准值”时，按桩基规范计算。
- 当选择“特征值”时，按基础规范计算单桩竖向承载力特征值。

勘探孔数
- 设置勘探孔的总数。
土层名称
- 设置需要添加或插入“土层名称”表格中的土层名称。
- 点击“添加”或“插入”按钮，将向“土层名称”表格中增加输入框中的土层名称。
- 不同的土层名称具有不同的土层参数。土层参数在步骤二中定义，土层参数包括：极限侧阻力 q_sik、极限端阻力 q_pk（“阻力输入”选择“极限标准值”）；侧阻力特征值 q_sia、端阻力特征值 q_pa（“阻力输入”选择“特征值”）；岩石饱和单轴抗压强度标准值 f_rk；大直径桩侧阻力尺寸效应系数 ψ_si、大直径桩端阻力尺寸效应系数 ψ_p；土层液化折减系数 ψ_L 等。

桩型一、桩型二、桩型三、桩型四、桩型五
- 定义最多五种不同的桩型名称，按成桩方法（非挤土、部分挤土、挤土桩）和桩身材料分类。不同的桩型具有不同的土层参数，在“步骤二”中定义；各桩型的桩身截面形状、桩身直径、是否敞口、是否为扩大头以及扩大头直径等参数可不同，在“步骤四”中定义。
□大直径 (d≥0.8m)
- 设置是否为大直径桩（桩直径 d≥0.8）。
- 大直径桩单桩极限承载力标准值，按桩基规范第 5.3.6 条计算。
□嵌岩桩
- 设置是否为嵌岩桩。
- 嵌岩桩单桩竖向极限承载力，按桩基规范第 5.3.9 条计算。

步骤二：土层参数

桩型
- 选择需要编辑土层参数的桩型名称。
- 可选输入框下拉列表的项目，依次为“步骤一”中定义的桩型一至桩型五的名称。

极限侧阻力 q_sik、侧阻力特征值 q_sia
- q_sik、q_sia——分别为桩侧极限侧阻力标准值、桩侧侧阻力特征值（kPa）。
- 可输入范围值，上限与下限数值之间用“ ”（空格）、“~”或“～”分隔，如“25 30”“20~30”“45～50”等。
- 当“阻力输入”选择“极限标准值”时，输入项为“极限侧阻力 q_sik；当“阻力输入”选择“特征值”时，输入项为“侧阻力特征值 q_sia”。
极限端阻力 q_pk、端阻力特征值 q_pa
- q_pk、q_pa——分别为桩端极限端阻力标准值、桩端端阻力特征值（kPa）。
- 可输入范围值，上限与下限数值之间用“ ”（空格）、“~”或“～”分隔，如“2500 3000”“1500~1800”“4500～5000”等。
- 当“阻力输入”选择“极限标准值”时，输入项为“极限端阻力 q_pk；当“阻力输入”选择“特征值”时，输入项为“端阻力特征值 q_pa”。
单轴抗压强度标准值 f_rk
- f_rk——岩石饱和单轴抗压强度标准值，黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值（kPa）。
- 可输入范围值，上限与下限数值之间用“ ”（空格）、“~”或“～”分隔，如“2500 3000”“1500~1800”“4500～5000”等。
取值范围
- 取值范围滑动条用于 q_sik、q_pk 输入范围值时。0 为最小值，100 为最大值。例如：当 q_pk＝4500～5000 时，如果取值范围为 0 时，q_pk 取 4500，如果取值范围为 100，q_pk 取 5000。中间取值则按线形内插值求得。
侧阻力系数 ψ_si、端阻力系数 ψ_p
- ψ_si、ψ_p——分别为大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数、端阻力尺寸效应系数。
- 大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数 ψ_si、端阻力尺寸效应系数 ψ_p，按桩基规范表 5.3.6-2 取值。
□液化土层
- 设置是否为液化土层。
- 液化效应按桩基规范第 5.3.12 条考虑。
□自动计算土层液化折减系数 ψ_L
- 设置是否自动计算土层液化折减系数 ψ_L。
- 当勾选时
  - 根据饱和土标贯击数实测值 N、液化判别标贯击数临界值 N_cr，按桩基规范表 5.3.12 确定。
  - 在计算液化土层深度 d_L 时的地面标高时取孔口标高。
  - 对液化土层深度 d_L 跨越 10m 的情况，程序将分别计算 ψ_L。
- 桩基规范表 5.3.12 注 2 规定，“对于挤土桩当桩距不大于 4d，且桩的排数不少于 5 排、总桩数不少于 25 根时，土层液化影响折减系数可按表列值提高一档取值；桩间土标贯级数达到 N_cr 时，取 ψ_L＝1”。

饱和土标贯击数实测值 N
- N——饱和土标贯击数实测值。
标贯击数临界值 N_cr
- N_cr——液化判别标贯击数临界值。
土层液化折减系数 ψ_L
- ψ_L——土层液化折减系数。

步骤三：钻孔参数

当前勘探孔号
- 设置当前勘探孔号。
- 最大孔的序号，不超过步骤一中定义的“勘探孔数”。
输入方式
- 设置土层尺寸的输入方式，可选择“层底深度”“土层厚度”“层底标高”。
孔口标高
- 设置勘探孔口的绝对标标高（m）。
土层名称
- 设置需要编辑、添加或插入“钻孔参数”表格中的土层名称。
- 钻孔中允许有两个以上相同的土层名称。对钻孔中缺失的土层，可用土层厚度为 0 表示，或不输入。
层底深度、土层厚度、层底标高
- 根据“输入方式”的定义，分别为设置当前土层的层底深度、土层厚度、层底标高（m）。

步骤四：桩型参数

桩型
- 选择需要编辑桩型参数的桩型名称。
- 可选输入框下拉列表的项目，依次为步骤一中定义的桩型一至桩型五的名称。

安全系数 K
- K——设置桩的安全系数。仅用于当“阻力输入”为“极限标准值”时。

桩顶面标高 H_t
- H_t——桩顶面标高（m）。
- 采用与孔口标高相同的坐标系。

◎圆形桩身、◎方形桩身
- 设置桩的截面形式。
桩身直径 d、桩身边长
- d——分别为圆形桩身的直径、方形桩身的边长（mm）。
□敞口
- 设置是否为敞口预应力混凝土空心桩。
- 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定敞口预应力混凝土空心桩单桩竖向极限承载力标准值时，按桩基规范第 5.3.8 条的规定计算。
空心桩内径 d₁
- d₁——敞口预应力混凝土空心桩内径（mm）。

考虑桩侧负摩阻力时中性点的标高 H_m
- H_m——考虑桩侧负摩阻力时桩身计算中性点的标高（m），可输入桩周软弱土层下限深度 l₀ 的倍数或具体数值。当不考虑桩侧负摩阻力时，输入“不考虑”。
- 当采用输入 l₀ 的倍数方式时，表示指定中性点深度比 l_n/l₀。例如，输入“0.7lo”“1.0lo”，则 l_n/l₀ 分别为 0.7、1.0。程序根据用户指定的“最下层软弱土层”自动计算每个钻孔自桩顶算起的桩周软弱土层下限深度 l₀，再乘以中性点深度比 l_n/l₀，求得中性点深度 l_n。
- 当输入具体数值时，所有钻孔的中性点深度 l_n 均相同，l_n＝H_m－H_t。
- 桩基规范第 5.4.3 条注规定，“本条中基桩的竖向承载力特征值 R_a 只计中性点以下部分侧阻值及端阻值”。
最下层软弱土层
- 设置考虑桩侧负摩阻力时最下层桩周软弱土层。仅用于当“考虑桩侧负摩阻力时中性点的标高 H_m”输入桩周软弱土层下限深度 l₀ 的倍数时。

嵌岩桩的成桩工艺
- 设置嵌岩桩的成桩工艺，可选择“泥浆护壁”“干作业”“泥浆护壁后注浆”。
- 桩基规范第 5.3.9 条规定，“表中数值适用于泥浆护壁成桩，对于干作业成桩（清底干净）和泥浆护壁成桩后注浆，ζr 应取表列数值的 1.2 倍”。
□扩底桩
- 设置是否为扩底桩。仅用于圆形桩身。
扩大头直径 D
- D——扩底桩扩大头的直径（mm）。
- 扩底桩扩大头的直径 D 可小于桩身直径 d，若采用植桩法，则 D 为植桩芯桩的直径。
扩大头以上不计侧阻力长度 L_su
- L_su——扩大头变截面以上不计侧阻力长度（mm），可输入扩大头直径 D 的倍数。
- 桩基规范第 5.3.6 条规定，“对于扩底桩的扩大头斜面及变截面以上 2d 长度范围不计侧阻力”。

计算条件
- 设置单桩竖向承载力的计算条件，可选择“桩端持力层”“最小桩长”“承载力特征值”。
□限定持力层
- 设置是否限定桩端持力层的土层。
桩端持力层
- 设置桩端持力层的土层。
桩全断面进入持力层深度 L_c
- L_c——桩全断面进入持力层深度（m），可输入桩身直径或边长的倍数。
- 桩基规范第 3.3.3 条第 5 款规定，“桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于 2d，砂土不宜小于 1.5d，碎石类土不宜小于 1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d”。
- 桩基规范第 3.3.3 条第 6 款规定，“对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于 0.4d 且不小于 0.5m，倾斜度大于 30％的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于 0.2d，且不应小于 0.2m”。
- 桩基规范第 3.4.6 条第 1 款规定，“桩进入液化土层以下稳定土层的长度（不包括桩尖部分）应按计算确定；对于碎石土、砾、粗、中砂、密实粉土、坚硬黏性土尚不应小于（2～3）d，对其他非岩石土尚不宜小于（4～5）d”。
桩最小承载力特征值 R_amin、桩最小承载力设计值 R_min
- R_amin、R_min——分别为桩最小承载力特征值、设计值（kN）。

导入、导出

功能
- 导入、导出勘探孔参数文件，文件类型为文本文档（文件扩展名为“.txt”或“.csv”）。
- 勘探孔参数文件可在【基础沉降计算】【桩基沉降计算】【单桩竖向承载力】等三个子程序之间导入或导出，也可在 Microsoft Excel 程序中按格式形成数据后另存为“保存类型”为“CSV (逗号分隔)(*.csv)”的文件，然后导入到本子程序中。
- 未注册试用版本导入的有效勘探孔数可能会有所限制。
格式
- 勘探孔参数总体信息，按下列格式输入一行。可省略，输入方式默认为层底深度。
  - 勘探孔参数总体信息, 输入方式（层底深度/土层厚度/层底标高）。
  - 例如：
    - 勘探孔参数总体信息, 层底深度
- 各勘探孔参数，按下列格式循环输入多个勘探孔的参数：
  - 当前勘探孔号 N, 勘探孔的编号, 孔口的绝对标高 (m)
    （空格），第 N 孔第 1 层土层名称, 第 1 层土的层底深度/土层厚度/层底标高 (m)
    （空格），第 N 孔第 2 层土层名称, 第 2 层土的层底深度/土层厚度/层底标高 (m)
    ......
    （空格），第 N 孔第 i 层土层名称, 第 i 层土的层底深度/土层厚度/层底标高 (m)
  - 例如：
    - 1, 自动编号, 5.30
      , 填土, 3.50
      , 淤泥, 5.10
      , 粘性土, 5.60
      , 粉细砂, 12.90
- 注释行的第一个字符为分号“;”，以分号“;”开始的行不会被导入。另外，不包括逗号“,”的行也将被忽略。
输入
- 当前勘探孔号 N 应输入不大于 1000 的正整数。

列表操作

选择项目
- 除了用鼠标选择外，还可用键盘选择。Shift＋Enter、Ctrl＋Enter 分别为向上选择与向下选择。