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1、(二)桩身受压承载力计算 前言在建筑结构设计流程中，单桩竖向极限承载力 标准值的计算总是先于试验进行的，经济的单桩 竖向极限承载力标准值应是土的极限承载力和桩 身受压承载力匹配的结果；因此合理的确定桩身 受压承载力是桩基础设计阶段一项重要内容。本文在综合建筑地基基础设计规范(GB 5000 7-200 2)和建筑桩基技术规范(JGJ94 94)关于本条文的使用反馈意见的基础上，对43根 桩的试桩资料进行了分析，在JGJ 9494基础上 ，完善了桩身承载力计算公式。并进行了若干试 设计工程(见试设计一节)。 1 正截面受压承载力涉及因素钢筋混凝土轴向受压桩正截面受压承载力计算，涉 及以下三方面因
2、素 (1) 纵向主筋的作用。轴向受压桩的承载性状与上部结 构柱相近，较柱的受力条件更为有利的是桩周受土的约 束，侧阻力使轴向荷载随深度递减。因此，桩身受压承 载力由桩顶下一定区段控制，纵向主筋的配置，对于长 摩擦型桩和摩擦端承桩可随深度变断面或局部长度配置 。纵向主筋的承压作用在一定条件下可计入桩身受压承 载力。 (2) 箍筋的作用。箍筋不仅起水平抗剪作用，更重要的 是起侧向约束增强作用。图5.8.1是带箍筋与不带箍筋混 凝土轴压应力一应变关系。由图看出，带箍筋的约束混 凝土轴压强度较无约束混凝土提高80左右，且其应力 一应变关系改善。因此，本规范明确规定凡桩顶5 d范围 箍筋间距不大于100
3、mm者，均可考虑纵向主筋的作用。 (3) 成桩工艺系数c。桩身混凝土的受压承载力是 桩身受压承载力的主要部分，但其强度和截面变 异受成桩工艺的影响。就其成桩环境、质量可控 度不同，将成桩工艺系数c规定如下。c取值在 原JGJ94-94规范的基础上，汲取了工程试桩的经 验数据，适当提高了安全度。混凝土预制桩、预应力混凝土管桩c=085； 主要考虑在沉桩后桩身常出现裂缝。干作业非挤土灌注桩(含机钻、挖、冲孔桩、 人工挖孔桩)c=O8 5；人工挖孔桩护壁(振实 )c=O.4； 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c=0.708；软土 地区挤土灌注桩c=0.6。对于泥浆护壁非挤
4、 土灌注桩应视地层土质取c值，对于易塌孔 的流塑状软士、松散粉土、粉砂，c宜取 0.7。 关于人工挖孔护壁部分，从发挥土的侧阻 力和护壁的受压承载作用考虑，混凝土护 壁应规范化施二，包括成孔尺寸、钢模支 护、构造配筋，混凝土强度等级以及振捣 密实，形成质量合格、与桩芯一体化的桩 身。考虑护壁施工条件的特殊性，计算桩 身承载力时可将其工艺系数适当降低，取c =0.4。设计和施工二者要从护壁仅起成孔围 护作用的误区中走出来，将混凝土护壁认 真切实做好，由此收到既增强桩侧阻力又 提高桩身承载力的效果，破除人工挖孔桩 只计端阻力的不合理的陈旧观念。 2 桩身受压承载力计算及其与静载试验比 较本规范规定
5、，对于桩顶以下5d范围箍筋 间距不大于100ram者，桩身受压承载力设计 值可考虑纵向主筋按规范式(5.8.2-1)计算， 否则只考虑桩身混凝土的受压承载力。对 于按(5.8.2-1)计算桩身受压承载力的合理性 及其安全度，从所收集到的43根泥浆护壁后 注浆钻孔灌注桩静载试验结果与桩身极限 受压承载力计算值R进行比较，以检验桩 身受压承载力计算模式的合理性和安全性( 列于表5.8-1)。其中R按如下关系计算其中Rp为桩身受压承载力设计值；c为 成桩工艺系数:fc为混凝土轴心抗压强度设 计值； fx为主筋受压强度设计值；Ap、Ax 二为桩身和主筋截面积，其中 包含后注 浆钢管截面积；1.35系数
6、为单桩承载力特征 值与设计值的换算系数(综合荷载分项系数) 。 从表581可见，虽然后注浆桩由于土的支承阻 力(侧阻、端阻)大幅提高，绝大部分试桩未能加载 至破坏，但其荷载水平是相当高的。最大加载值 Qmax与桩身受压承载力极限值Ru之比Qmax/R， ，均大于1，且无一根桩桩身被压坏。其中14桩 加载值Q啪x因锚桩等原因未达Qu值。 以上计算与试验结果说明三个问题：一是 影响混凝土受压承载力的成桩工艺系数， 对于泥浆护壁非挤土桩一般取c=0.8是合理 的；二是在桩顶5 d范围箍筋加密情况下计 入纵向主筋承载力是合理的，同时可使混 凝土受侧向约束而提高轴向承载力；三是 按本规范公式计算桩身受压承载力的安全 系数高于由土的支承阻力确定的单桩承载 特征值安全系数K=2，桩身承载力的安全可 靠性处于合理水平。 这里应强调说明一个问题，在工程实践 中常见有静载试验中桩头被压坏的现象。 其实这是试桩桩头处理不当所致。试桩桩 头未按现行建筑桩基检测技术规范规 定进行处理，如：桩顶千斤顶接触不平整 引起应力集中；桩顶混凝土再处理后强度 过低；桩顶未加钢板围裹；或未设箍筋等 ，由此导致桩头先行破坏。很明显，这种 由于试验处置不当而引发无法真实评价单 桩承载力的现象是应该而且完全可以杜绝 的。
