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桩承载力全类型计算指南：公式、实例与规范应用

一、桩承载力计算核心依据与术语界定

1.主要规范标准

《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）

《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG3363-2019）

2.关键术语定义

术语

定义说明

单桩竖向抗压承载力

单桩在竖向压力作用下，不发生破坏且沉降满足设计要求的最大承载能力

单桩竖向抗拔承载力

单桩在竖向拉力作用下，不发生桩身断裂、桩土分离的最大承载能力

单桩水平承载力

单桩在水平力作用下，桩身不产生过大变形或破坏的最大承载能力

桩身压屈承载力

细长桩在竖向压力作用下，因整体失稳发生压屈破坏时的临界承载力

二、单桩竖向抗压承载力计算

1.按地质条件计算（极限值，规范公式）

（1）摩擦型桩（侧摩阻力为主）

Q_{uk}=Q_{sk}+Q_{pk}=u\sumq_{sik}l_{i}+q_{pk}A_{p}

参数说明：

Q_{uk}：单桩竖向抗压极限承载力（kN）

u：桩身周长（m），圆形桩u=\pid（d为桩径），方形桩u=4b（b为边长）

q_{sik}：第i层土的桩侧极限摩阻力标准值（kPa），查规范表格（如JGJ94表5.3.5）

l_{i}：第i层土中桩身长度（m）

q_{pk}：桩端极限端阻力标准值（kPa），查规范表格（如JGJ94表5.3.6）

A_{p}：桩端截面积（m^2），圆形桩A_{p}=\pid^2/4

（2）实例计算

已知条件：直径d=0.8m的钻孔灌注桩，桩长25m，地质分层如下：

土层编号

土层名称

层厚l_i（m）

q_{sik}（kPa）

q_{pk}（kPa）

1

粉质黏土

8

55

-

2

粉土

12

70

-

3

卵石

5（桩端进入）

90

3000

计算过程：

桩身周长u=\pi\times0.8=2.512m

桩端面积A_{p}=\pi\times0.8^2/4=0.5024m^2

侧摩阻力总和：u\sumq_{sik}l_{i}=2.512\times(55\times8+70\times12+90\times5)=2.512\times1510=3793.12kN

端阻力：q_{pk}A_{p}=3000\times0.5024=1507.2kN

极限承载力Q_{uk}=3793.12+1507.2=5300.32kN

设计值（安全系数K=2）：Q_{a}=Q_{uk}/K=2650.16kN

2.按桩身强度验算（控制值）

Q_{a}\leq0.85\psi_{c}f_{c}A_{p}

\psi_{c}：基桩成桩工艺系数（钻孔灌注桩取0.7~0.8，预制桩取0.85~0.95）

f_{c}：混凝土轴心抗压强度设计值（kPa），如C30混凝土取14300kPa

三、单桩竖向抗拔承载力计算

1.极限抗拔承载力公式（规范法）

T_{uk}=\sum\lambda_{i}q_{sik}ul_{i}+G_{p}

参数说明：

T_{uk}：单桩竖向抗拔极限承载力（kN）

\lambda_{i}：第i层土的抗拔系数，查JGJ94表5.4.6（黏性土取0.7~0.8，砂土取0.5~0.7）

G_{p}：桩身自重（kN），G_{p}=\gamma_{c}A_{p}l（\gamma_{c}为混凝土重度，取25kN/m3）

2.实例计算（接上文桩体参数）

已知条件：各土层抗拔系数\lambda_1=0.75（粉质黏土）、\lambda_2=0.65（粉土）、\lambda_3=0.6（卵石）

计算过程：

桩身自重G_{p}=25\times0.5024\times25=314kN

抗拔侧摩阻力总和：\sum\lambda_{i}q_{sik}ul_{i}=2.512\times(0.75\times55\times8+0.65\times70\times12+0.6\times90\times5)=2.512\times921=2313.55kN

极限抗拔承载力T_{uk}=2313.55+314=2627.55kN

设计值（安全系数K=2.5）：T_{a}=2627.55/2.5=1051.02kN

四、