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摘要：近年来，国家建设飞快发展，建筑业更是发展迅速。于此同时，对建筑技术要求也越来越高，本文就通过对单桩竖向极限承载力确定方法的研究，总结各个方法的优缺点、适应范围。为以后设计和现场施工提供一定的依据。
关键词：单桩竖向极限承载力；建筑技术
中图分类号：TU473.1+1 文献标识码：A文章编号：
Abstract: In recent years, the national construction and the constructional industry is developing rapidly. At the same time, the construction technology requirements are also getting higher and higher. This article researched determination method of ultimate vertical bearing capacity of a single pile and provided certain basis for the future design and construction.
Key words: ultimate vertical bearing capacity of a single pile；building technology
0引言
改革开放以来，我国经济建设得到高速发展，高层建筑及地下工程数量也随着快速增加，使基坑工程朝着更深、更大、结构更加复杂的方向发展。于此同时，高层建筑与深基坑工程的发展也对桩基产生了重大的影响。对基桩的承載力和沉降的要求更加严格，而在基桩完成之后，都要对完成工程桩进行抽样检验与评价。对单桩承载力的研究方法大概分为四类。
1单桩静载试验
单桩竖向抗压静载试验的基本原理:单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q-S 曲线及S-lgt等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。在建筑工程现场实际工程地质和实际工作条件下，采用与工程规格尺寸完全相同的试桩，进行竖向抗压静载试验，直至加载破坏，由此确定单桩竖向极限承载力，作为基桩设计依据。这也是确定单桩竖向承载力最可靠地方法。此方法应用广泛，并且准确接近实际，所以在基桩施工完成以后都要进行单桩静载实验来确定桩竖向极限承载力。但是由于实验要占用一定时间和财力，会占用一定工期。
2结合静力触探等原位测试
经过多年的研究验证，现已普遍采用原位测试法来确定基桩承载力。最常用的三种方法有:静力触探试验、动力触探试验、旁压试验。
2.1静力触探试验
比较松软地层适用静力触探的方法。在运用原位测试手段确定桩基承载力的方面，静力触探是使用较多、研究比较深入、准确度相对较高的一种方法[[[]祝龙根；刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，1999]]采用静力触探试验估算打入桩的承载力参数始于荷兰。目前，许多国家把这种方法列入国家规范。我国铁道、建工等部门近二三十年来也做了大量的工作，如铁道系统的“综合修正系数法[[[]铁道部标准，铁路桥涵设计规范，北京：中国铁道出版社，1985]]”和《建筑桩基技术规范》法[[[]建设部标准，建筑桩基技术规范(JGJ94-94)，北京：中国建筑工业出版社，1995]]。
2.2动力触探试验
动力触探主要分两大类：标准贯入、圆锥动力触探。
根据唯一的试验指标锤击数 N 来判断土层的物理力学性质。虽然动力触探形式繁多，但其结构和原理相同，差别仅在于探头形式。标准贯入的探头为标准贯入器。标准贯入试验在国内外应用均很广泛，并积累了一些经验公式。标准贯入试验仅适用于粘性土、中砂、细砂、粉砂层，如用于砾质土则会损坏贯入器刃口。此法的另一不足之处在于不能连续贯入，因而在每次贯入后需提升贯入器并清理其内的土样才可继续下一步工序。分段贯入不仅较费事，且易漏掉薄夹层。而这些不足之处可用圆锥动力触探予以弥补。圆锥动力触探采用实心的圆锥形探头。根据锤击能量可分为轻型、重型和超重型三种。圆锥动力触探主要用于砾质土层。由于可以连续贯入，故操作简易迅速，可弥补标准贯入试验的不足，其功用与标准贯入相似。
2.3旁压试验
采用旁压试验测定地基基础设计参数始于法国，该国已制定一系列规程，近年来在我国工程实践中得到了较广泛的应用，但主要是用于测定地基土的模量和承载力，尚未用于测定桩的承载力参数。此外，我国目前国产旁压仪的工作压力还不太高(一般不超过 1.5MPa)，测定深部土层的强度和变形参数还有一定的困难。
3经验参数法
桩基规范上规定了用经验参数加公式的方法来确定单桩竖向极限承载力。当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，可以按此公式进行估算：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp(qsik桩侧第i层土的极限侧摩阻力标准值；qpk极限端阻力标准值)。桩的极限侧摩阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设在桩身轴力测试元件由静载试验确定。并通过测试结果建立极限侧摩阻力标准值和极限段摩阻力值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以及经验参数法确定单桩竖向极限承载力。
当桩的直径较大时，后面两项要分别乘以大直径桩侧摩阻力、端摩阻力尺寸效应系数ψsi、ψp。除此之外，当桩的种类不同、成桩工艺不同，嵌岩桩等，估算公式也会有相应的系数，来更加准确的计算单桩竖向极限承载力。这种方法适用于对桩地层范围内的土体参数熟悉有准确的参数来计算的情况。不过只能估计，会有实际桩承载力有出入。
4桩的本身强度
桩的承载力计算应考虑桩身材料强度、成桩工艺、吊运与沉桩、约束条件、环境类别等因素。但对于高承台桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土层的基桩，应考虑压屈影响。可以按轴心受压确定的桩身正截面承载力是乘以稳定系数ψ。稳定系数ψ可根据桩身压屈计算长度lc和桩的设计直径d（矩形柱短边尺寸b）。
5结论
通过对单桩竖向极限承载力确定方法的研究，随着研究的深入，单桩竖向极限承载力的确定就其可靠性而言，仍以传统的静载试验最高，其次为七十年代发展起来的原位测试法，包括静力触探、动力触探、旁压试验。
综上所述，桩的承载力由桩本身材料强度或岩土的支承力来决定，当岩土的支承力很大时(如超长桩、支承在微风化硬质岩石上的桩等)，桩的承载力就由桩材料强度确定。在对桩基础产生影响的动荷载中，地震对桩基础的破坏是十分明显的。可见，对于桩基承载力的研究分析有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]祝龙根；刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，1999
[2]铁道部标准，铁路桥涵设计规范，北京：中国铁道出版社，1985
[3]建设部标准，建筑桩基技术规范(JGJ94-94)，北京：中国建筑工业出版社，1995
关键词：单桩竖向极限承载力；建筑技术
中图分类号：TU473.1+1 文献标识码：A文章编号：
Abstract: In recent years, the national construction and the constructional industry is developing rapidly. At the same time, the construction technology requirements are also getting higher and higher. This article researched determination method of ultimate vertical bearing capacity of a single pile and provided certain basis for the future design and construction.
Key words: ultimate vertical bearing capacity of a single pile；building technology
0引言
改革开放以来，我国经济建设得到高速发展，高层建筑及地下工程数量也随着快速增加，使基坑工程朝着更深、更大、结构更加复杂的方向发展。于此同时，高层建筑与深基坑工程的发展也对桩基产生了重大的影响。对基桩的承載力和沉降的要求更加严格，而在基桩完成之后，都要对完成工程桩进行抽样检验与评价。对单桩承载力的研究方法大概分为四类。
1单桩静载试验
单桩竖向抗压静载试验的基本原理:单桩竖向抗压静载试验，是一种原位测试方法，其基本原理是将竖向荷载均匀的传至基桩上，通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降，得到静载试验的Q-S 曲线及S-lgt等辅助曲线，然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。在建筑工程现场实际工程地质和实际工作条件下，采用与工程规格尺寸完全相同的试桩，进行竖向抗压静载试验，直至加载破坏，由此确定单桩竖向极限承载力，作为基桩设计依据。这也是确定单桩竖向承载力最可靠地方法。此方法应用广泛，并且准确接近实际，所以在基桩施工完成以后都要进行单桩静载实验来确定桩竖向极限承载力。但是由于实验要占用一定时间和财力，会占用一定工期。
2结合静力触探等原位测试
经过多年的研究验证，现已普遍采用原位测试法来确定基桩承载力。最常用的三种方法有:静力触探试验、动力触探试验、旁压试验。
2.1静力触探试验
比较松软地层适用静力触探的方法。在运用原位测试手段确定桩基承载力的方面，静力触探是使用较多、研究比较深入、准确度相对较高的一种方法[[[]祝龙根；刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，1999]]采用静力触探试验估算打入桩的承载力参数始于荷兰。目前，许多国家把这种方法列入国家规范。我国铁道、建工等部门近二三十年来也做了大量的工作，如铁道系统的“综合修正系数法[[[]铁道部标准，铁路桥涵设计规范，北京：中国铁道出版社，1985]]”和《建筑桩基技术规范》法[[[]建设部标准，建筑桩基技术规范(JGJ94-94)，北京：中国建筑工业出版社，1995]]。
2.2动力触探试验
动力触探主要分两大类：标准贯入、圆锥动力触探。
根据唯一的试验指标锤击数 N 来判断土层的物理力学性质。虽然动力触探形式繁多，但其结构和原理相同，差别仅在于探头形式。标准贯入的探头为标准贯入器。标准贯入试验在国内外应用均很广泛，并积累了一些经验公式。标准贯入试验仅适用于粘性土、中砂、细砂、粉砂层，如用于砾质土则会损坏贯入器刃口。此法的另一不足之处在于不能连续贯入，因而在每次贯入后需提升贯入器并清理其内的土样才可继续下一步工序。分段贯入不仅较费事，且易漏掉薄夹层。而这些不足之处可用圆锥动力触探予以弥补。圆锥动力触探采用实心的圆锥形探头。根据锤击能量可分为轻型、重型和超重型三种。圆锥动力触探主要用于砾质土层。由于可以连续贯入，故操作简易迅速，可弥补标准贯入试验的不足，其功用与标准贯入相似。
2.3旁压试验
采用旁压试验测定地基基础设计参数始于法国，该国已制定一系列规程，近年来在我国工程实践中得到了较广泛的应用，但主要是用于测定地基土的模量和承载力，尚未用于测定桩的承载力参数。此外，我国目前国产旁压仪的工作压力还不太高(一般不超过 1.5MPa)，测定深部土层的强度和变形参数还有一定的困难。
3经验参数法
桩基规范上规定了用经验参数加公式的方法来确定单桩竖向极限承载力。当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，可以按此公式进行估算：Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp(qsik桩侧第i层土的极限侧摩阻力标准值；qpk极限端阻力标准值)。桩的极限侧摩阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设在桩身轴力测试元件由静载试验确定。并通过测试结果建立极限侧摩阻力标准值和极限段摩阻力值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系，以及经验参数法确定单桩竖向极限承载力。
当桩的直径较大时，后面两项要分别乘以大直径桩侧摩阻力、端摩阻力尺寸效应系数ψsi、ψp。除此之外，当桩的种类不同、成桩工艺不同，嵌岩桩等，估算公式也会有相应的系数，来更加准确的计算单桩竖向极限承载力。这种方法适用于对桩地层范围内的土体参数熟悉有准确的参数来计算的情况。不过只能估计，会有实际桩承载力有出入。
4桩的本身强度
桩的承载力计算应考虑桩身材料强度、成桩工艺、吊运与沉桩、约束条件、环境类别等因素。但对于高承台桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa的软弱土层的基桩，应考虑压屈影响。可以按轴心受压确定的桩身正截面承载力是乘以稳定系数ψ。稳定系数ψ可根据桩身压屈计算长度lc和桩的设计直径d（矩形柱短边尺寸b）。
5结论
通过对单桩竖向极限承载力确定方法的研究，随着研究的深入，单桩竖向极限承载力的确定就其可靠性而言，仍以传统的静载试验最高，其次为七十年代发展起来的原位测试法，包括静力触探、动力触探、旁压试验。
综上所述，桩的承载力由桩本身材料强度或岩土的支承力来决定，当岩土的支承力很大时(如超长桩、支承在微风化硬质岩石上的桩等)，桩的承载力就由桩材料强度确定。在对桩基础产生影响的动荷载中，地震对桩基础的破坏是十分明显的。可见，对于桩基承载力的研究分析有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]祝龙根；刘利民，耿乃兴，地基基础测试新技术，北京：机械工业出版社，1999
[2]铁道部标准，铁路桥涵设计规范，北京：中国铁道出版社，1985
[3]建设部标准，建筑桩基技术规范(JGJ94-94)，北京：中国建筑工业出版社，1995