通过极限侧阻力标准值qsik、极限端阻力标准值qpk来确定单桩竖向极限承载力标准值是目前要讨论的内容。
由图8.1.25表示出一垂直状的桩基础。桩在打入土的过程中向四周挤土，当桩杆未受荷载Q作用之前，桩身四周便有垂直于桩杆表面正压力σ的作用。施加荷载Q之后，桩杆向下沉降，因此在桩、土接触面上便有摩擦力q（z）作用。其值为q（z）=μσ，此处μ为桩、土接触面摩擦系数。将q与σ合成一个合力p（见图8.1.25）。除此之外，由于桩杆底端的持力层抵抗桩杆的侵入，因此在桩底处便产生一个端阻力，此时单桩的承载力应等于桩身表面摩擦力与桩底端阻力之和。这两部分力的大小，取决于桩杆四周及桩底端土的物理和力学特性，桩的类型及截面尺寸，桩所受荷载大小及性质。如上部土层很软、摩擦力很小可以略去不计；下部土层很硬，桩的位移很小，此时桩的荷载主要由端阻力承担，这就是端承桩。若持力层较弱，端阻力较小，上部土层较硬，上部结构的荷载主要由摩擦力来平衡，这就是摩擦桩。介于上述两者之间，则荷载由桩摩擦力及端阻力共同承担。
根据上述讨论可知土对桩杆的支承作用是由两部分组成：①桩底端处土的端阻力qpk；②桩侧四周土的摩阻力qsik。桩四周的摩阻力是不均匀而且很复杂，为简化计算，假定它在每一层土的厚度范围内是均匀分布的（图8.1.26）。
图8.1.25 桩杆受力
图8.1.26 多层土计算图
（一）预制桩、一般直径灌注桩
《建筑桩基技术规范》式（5.3.5）即是采用土的极限侧阻力qsik、极限端阻力qpk和桩的几何参数ak三个参数来确定单桩的竖向极限承载力标准值的基本公式。
5.3.5 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，宜按下式估算：
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAp （5.3.5）
式中 qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5⁃1取值；
qpk——极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5⁃2取值。
式中 Qsk、Qpk——总极限侧阻力标准值、极限端阻力标准值（kN）；
u、Ap——桩的横断面周长（m）和桩端面积（m2）；
li——桩周各层土的厚度（m）；
qsik——桩周第i层土的单位极限侧阻力标准值（kPa）；
qpk——桩底土的单位极限端阻力标准值（kPa）。
《建筑桩基技术规范》规定：
5.3.2
4 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定。
《建筑桩基技术规范》5.3.5条给出了各类土的极限侧阻力标准值qsik和单位极限端阻力标准值qpk，在无当地经验时可供使用。这些数值是根据大量的基桩静载试验结果经统计分析得到的。按照土的类别、物理性质指标（液性指数或密实度）给出。
桩端阻力和桩侧阻力各自的发挥规律，不仅与土层的类别有关，还考虑了“成桩效应”和“深度效应”等有关因素。
1.成桩效应
（1）挤土桩、部分挤土桩的成桩效应
非密实砂土中的挤土桩，在成桩过程中桩周土因挤压而趋于密实，导致桩侧、桩端阻力提高。对于桩群，桩周土的挤密效应更为显著。
饱和黏土中的挤土桩，在成桩过程中桩周土受到挤压、扰动、重塑，产生超孔隙水压力，随后出现孔压消散、再固结和触变恢复，导致侧阻力、端阻力产生显著的时间效应，即软黏土中挤土摩擦型桩的承载力随时间而增长。
（2）非挤土桩的成桩效应
非挤土桩（钻、冲、挖孔灌注桩），在成孔过程中由于孔壁侧向应力解除，出现侧向土松弛变形。孔壁土的松弛效应导致土体强度削弱，桩侧阻力随之降低。采用泥浆护壁成孔的灌注桩，在桩土界面之间将形成“泥皮”的软弱界面，导致桩侧阻力显著降低，泥浆越稠、成孔时间越长，“泥皮”越厚，桩侧阻力降低越多。如果形成的孔壁比较粗糙（凹凸不平），由于混凝土与土之间的咬合作用，接触面的抗剪强度受泥皮的影响较小，使得桩侧摩阻力能得到比较充分的发挥。对于非挤土桩，成桩过程桩中端土不仅不产生挤密，反而出现虚土或沉渣现象，因而使端阻力降低，沉渣越厚，端阻力降低越多。
考虑到“成桩效应”，《建筑桩基技术规范》5.3.5条按三类桩型（①混凝土预制桩、②泥浆护壁钻（冲）孔桩、③干作业钻孔桩）分别给出了各类土的极限侧阻力标准值qsik以和单位极限端阻力标准值qpk。
2.深度效应
在任何情况下，桩的长度（l）与直径（d）之比对荷载传递的影响都较大。根据l/d的大小，桩可分为短桩（l/d<10）、中长桩（l/d>10）、长桩（l/d>40）和超长桩（l/d>100）。
随l/d的增大，传递到桩端的荷载减小，桩身下部侧阻力的发挥值相应降低。在均匀土层中的长桩，其桩端阻力分担的荷载比趋于零。对于超长桩，不论桩端土的刚度多大，其桩端阻力分担的荷载都小到可略而不计。可见，长径比很大的桩都属于摩擦桩，在设计这样的桩时，试图采用扩大桩端直径来提高承载力，实际上都是不可取的。
考虑到“深度效应”，《建筑桩基技术规范》5.3.5条在提出各类土的单位极限端阻力标准值qpk时考虑了桩长因素的影响。
表5.3.5⁃1 桩的极限侧阻力标准值qsik（kPa）
注：1.对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其侧阻力。
2.aw为含水比，aw=w/wl，w为土的天然含水量，wl为土的液限。
3.N为标准贯入击数；N63.5为重型圆锥动力触探击数。
4.全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为frk≤15MPa、frk>30MPa的岩石。
表5.3.5⁃2 桩的极限端阻力标准值qpk（kPa）
注：1.砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值，宜综合考虑土的密实度，桩端进入持力层的深径比hb/d，土愈密实，hb/d愈大，取值愈高。
2.预制桩的岩石极限端阻力指桩端支承于中、微风化基岩表面或进入强风化岩、软质岩一定深度条件下极限端阻力。
3.全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩指其母岩分别为frk≤15MPa、frk>30MPa的岩石。
【8.1.16】 （2005年一级考题，因规范改版，本题所用参数已作相应调整）
有一等边三桩承台基础，采用沉管灌注桩，桩径为426mm，有效桩长为24m。有关地基各土层分布情况、桩端端阻力特征值qpa、桩侧阻力特征值qsia及桩的布置、承台尺寸等如图8.1.27a、b所示。
图 8.1.27
按《建筑地基基础设计规范》的规定，计算该桩基础的单桩竖向极限承载力标准值Quk（kN），并指出其值最接近于下列何项数值？
（A）361 （B）645 （C）665 （D）950
【答案】 （B）
【详解】 由题意知，桩身周边长度为up=0.426π=1.338m
桩底端横截面面积
根据《建筑地基基础设计规范》5.3.5条的规定，单桩竖向极限承载力标准值为
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAP
=1600×0.1425+1.338×（14×5.5+18×7.0+7×10.0+26×1.5）
=228+1.338×312
=645.46kN，故（B）正确。
【简解】
【8.1.17】 （2006年二级考题）
有一矩形4桩承台基础，采用沉管灌注桩，桩径为452mm，有效桩长19.10m，有关地基各土层分布情况、桩端端阻力特征值qpk、桩侧阻力特征值qsia及桩的布置、承台尺寸等，均示于图8.1.28中。
图 8.1.28
按《建筑地基基础设计规范》的规定，计算该桩基础的单桩竖向极限承载力标准值Quk（kN），并指出其值最接近于与下列何项数值？
（A）735 （B）757 （C）798 （D）1119
【答案】 （C）
【详解】 根据《建筑地基基础设计规范》5.3.5条的规定，单桩竖向极限承载力标准值为
【简解】
【8.1.18】 （2003年二级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）
某柱下桩基础采用6根沉管灌注桩，地基基础设计等级为乙级，桩身设计直径d=388mm，如图8.1.29所示。柱截面尺寸为350mm×400mm。
图 8.1.29
按《建筑桩基技术规范》的规定进行计算。计算该桩基础的单桩竖向极限承载力标准值Quk（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）320.48kN （B）332.11kN （C）384.58kN （D）467.682kN
【答案】 （B）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.5条的规定，单桩竖向极限承载力标准值为
故（B）正确。
【简解】
【8.1.19】 （2002年二级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）
某二级建筑物有一钢筋混凝土柱下桩基础。采用六根沉管灌注桩，桩身设计直径d=426mm，桩端进入持力层（黏性土）的深度为2500mm，如图8.1.30、图8.1.31所示。
图 8.1.30
图 8.1.31
已知粉质黏土、淤泥质土和黏性土的桩周摩擦力标准值qsk依次分别为15kPa、10kPa和30kPa，黏性土的桩端上承载力标准值qpk为1125kPa；设计时，按《建筑桩基技术规范》的规定进行计算，试问单桩竖向极限承载力标准值，与下列何项数值最为接近？
（A）502.42kN （B）552.66kN （C）602.90kN （D）621.22kN
【答案】 （A）
【详解】 由题意，桩身周边长度u=0.426π=1.338m。
桩底端横截面面积
根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）5.3.5条的规定，单桩竖向极限承载力标准值为
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAP
=1125×0.1425+1.338×（15×0.7+10×18+30×2.12）
=500.30kN，故（A）正确。
【简解】
【8.1.20】 （2010年二级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）
某建筑物的地基基础设计为乙级，采用柱下桩基，工程桩采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径d为650mm。承台及方柱的尺寸、桩的布置以及各土层的地质情况如图8.1.32所示。
图 8.1.32
试问，根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定的单桩竖向承载力特征值Ra（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）1090 （B）1550 （C）2180 （D）3090
【答案】 （B）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.5条的规定，有
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAP
=[3.14×0.65×（40×2+60×5+70×3+80×4+100×2）+3.14×0.652/4×2500]
=3096kN
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，单桩竖向承载力特征值为
由此求得的单桩竖向承载力特征值为1548kN，最接近于1550kN。
故（B）正确。
【简解】Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpkAP
=[3.14×0.65×（40×2+60×5+70×3+80×4+100×2）+3.14×0.652/4×2500]
=3096kN
【8.1.21】 （2001年一级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）
某承重柱下采用干作业钻孔灌注桩，为9桩独立基础，其桩长、桩径、承台尺寸及工程地质情况如图8.1.33所示，要求按《建筑桩基技术规范》进行设计计算。
图 8.1.33
桩基中基桩的竖向承载力特征值R最接近下列何项数值？
（A）R=488.59kN （B）R=584.56kN （C）R=602.27kN （D）R=592.52kN
【答案】 （A）
【详解】 由题意，桩身周边长度u=0.4π=1.256m
桩底端横截面面积
根据《建筑桩基技术规范》5.3.5条的规定，有
Quk=Qsk+Qpk=qpkAP+u∑qsikli
=3500×0.1256+1.256×（14×20+2×50+0.6×80）
=977.17kN
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，单桩竖向承载力特征值为
故（A）正确。
【简解】Quk=qpkAp+up∑qsiali
=3500×0.1256+1.256×（14×20+2×50+0.6×80）
=977.17kN
故
【8.1.22】 （2000年一级考题，因规范改版，本题所用参数已作相应调整）
建筑场地为黏性土地基，采用水下钻孔桩（泥浆护壁）。其极限侧阻力标准值qsik=48kPa，极限端阻力标准值qpk=550kPa，桩直径600mm，长30m，桩数不超过3根。根据《建筑桩基技术规范》计算，基桩竖向承载力特征值最接近下列何项数值？
（A）1434kN （B）1719kN （C）1963kN （D）2748kN
【答案】 （A）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.5条的规定，有
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，单桩竖向承载力特征值为
故（A）正确。
【简解】
故
【8.1.23】 （2000年一级考题）
建筑场地为黏性土地基，采用水下钻孔桩（泥浆护壁）。其极限侧阻力标准值qsik=48kPa，极限端阻力标准值qpk=550kPa，桩直径600mm，长30m。桩数不超过3根。确定单桩的技术经济指标，即每100kN竖向承载力（特征值）耗用的桩身混凝土立方米数（按理论计算）。试指出该指标最接近下列何项数值（单位m3/100kN）？
（A）0.49 （B）0.80 （C）0.59 （D）0.72
【答案】 （C）
【详解】 单桩竖向承载力特征值同上题，Ra=1434.20kN
则每100kN竖向承载力（特征值）耗用的桩身混凝土立方米数为
故（C）正确。
【简解】 由上题结果Ra=1434.20kN，则有
（二）大直径桩
对于直径大于0.8m的大直径桩，其侧阻及端阻要考虑尺寸效应。侧阻的尺寸效应主要发生在砂、碎石类土中，这是因为大直径一般为钻、挖、冲孔灌注桩，在无黏性土中成孔过程中将会出现孔壁土的松弛效应，从而导致侧阻力降低。孔径越大，降幅越大。大直径桩的极限端阻力也存在着随桩径增大而呈双曲线关系下降的现象，这主要是由于大直径桩，特别是扩底桩，其静载荷试验的Q⁃s曲线一般呈缓变型，单桩承载力的取值常以沉降控制，根据计算沉降的弹性力学公式可知，当变形相同时，桩端承载力P与桩径d成反比，实际上由于桩端荷载P不是作用于地基表面而是作用于地基内部，因此P与d并不是简单的反比关系。
《建筑桩基技术规范》规定：
5.3.6 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定大直径桩单桩极限承载力标准值时，可按下式计算：
Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsikli+ψpqpkAp （5.3.6）
式中 qsik——桩侧第i层土极限侧阻力标准值，如无当地经验值时，可按本规范表5.3.5⁃1取值；对于扩底桩斜面及变截面以上2d长度范围不计侧阻力；
qpk——桩径为800mm的极限端阻力标准值，对于干作业挖孔（清底干净）可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，可按表5.3.6⁃1取值；
ψsi、ψp——大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数，按表5.3.6⁃2取值；
u——桩身周长，当人工挖孔桩桩周护壁为振捣密实的混凝土时，桩身周长可按护壁外直径计算。
表5.3.6⁃1 干作业挖孔桩（清底干净，D=800mm） 极限端阻力标准值qpk（kPa）
注：1.当桩进入持力层的深度hb分别为：hb≤D，D<hb≤4D，hb>4D时，qpk可相应取低、中、高值。
2.砂土密实度可根据标贯击数判定，N≤10为松散，10<N≤15为稍密，15<N≤30为中密，N>30为密实。
3.当桩的长径比l/d≤8时，qpk宜取较低值。
4.当对沉降要求不严时，qpk可取高值。
表5.3.6⁃2 大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数ψsi、端阻力尺寸效应系数ψp
注：当为等直径桩时，表中D=d。
【8.1.24】～【8.1.26】 （2002年一级考题）
某桩基础采用泥浆护壁水下钻孔扩底灌注桩，桩身设计直径为0.8m，桩端扩底直径为1.4m，桩端入土深度为21m。桩承台埋置深度为2m。桩基剖面及工程地质条件如图8.1.34所示。要求按《建筑桩基技术规范》进行设计计算。
图 8.1.34
【8.1.24】 （2002年一级考题）
该桩的单桩竖向极限承载力标准值Quk最接近于下列何项数值？
（A）Quk=3671kN （B）Quk=3090kN
（C）Quk=3240kN （D）Quk=3180kN
【答案】 （A）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》表5.3.6⁃2的规定，大直径灌注桩侧阻力和端阻力尺寸效应系数为
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.6），单桩竖向极限承载力标准值为
故（A）正确。
【简解】
则有
【8.1.25】 （2002年一级考题，因规范改版，本题所用参数已作相应调整）
根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值Quk=4147kN，当桩基的桩数为一根时，基桩的竖向承载力特征值最接近下列何项数值？
（A）2560kN （B）2483kN （C）2439kN （D）2073kN
【答案】 （D）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》式（5.2.2）的规定，基桩的竖向承载力特征值为
故（D）正确。
【简解】
【8.1.26】 （2002年一级考题）
已知基桩的竖向承载力特征值R=2700kN，在地震作用效应组合下对桩基产生偏心，试问该基桩的最大竖向力设计值与下列何项数值最为接近？
（A）2700kN （B）3240kN （C）3375kN （D）4050kN
【答案】 （D）
【详解】 考虑地震作用效应，在偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力设计值应满足《建筑桩基技术规范》式（5.2.1⁃4），即
NEkmax≤1.5R=1.5×2700=4050kN
故（D）正确。
【简解】NEkmax≤1.5R=1.5×2700=4050kN
【8.1.27】 （2004年二级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）
某民用建筑物地基基础设计等级为乙级，其柱下桩基础采用两根泥浆护壁钻孔灌注桩，桩身设计直径d=800mm。桩位布置及承台平面尺寸、地基土层分布、各土层厚度、桩侧阻力特征值、桩端端阻力特征值、桩长、承台埋深、承台高度等，均如图8.1.35所示。
本工程初步设计时，按《建筑地基基础设计规范》的规定进行计算。试确定单桩竖向承载力特征值Ra（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）2064.91 （B）2456.18 （C）2818.89 （D）3070.22
【答案】 （C）
【详解】 根据《建筑地基基础设计规范》式（8.5.6⁃1），初步设计时，单桩竖向承载力特征值为
故（C）正确。
【简解】
图 8.1.35
（三）钢管桩
钢管桩按桩端构造可分为开口式、半闭口式和闭口式三类，如图8.1.36所示。开口钢管桩穿透土层的能力较强，但沉桩过程中桩底端的土将涌入钢管内腔形成土芯。当土芯的自重和惯性力及其与管内壁间的摩阻力之和超过底面土反力时，将阻止进一步涌入而形成“土塞”，此时开口桩就像闭口桩一样贯入土中，土芯长度也不再增长。“土塞”的形成和土芯长度与地基土性质和桩径密切有关，它对桩端承载能力和桩侧挤土程度均会有影响，在确定钢管桩承载力时应考虑这种影响。开口桩进入砂层时的闭塞效应较明显，宜选择砂层作为开口桩的持力层，并使桩底端进入砂层一定深度。
图8.1.36 钢管桩桩端构造形式
a）开口式 b）半闭口式 c）闭口式
《建筑桩基技术规范》规定：
5.3.7 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定钢管桩单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+λpqpkAp （5.3.7⁃1）
当hb/d<5时， λp=0.16hb/d （5.3.7⁃2）
当hb/d≥5时， λp=0.8（5.3.7⁃3）
式中 qsik、qpk——分别按本规范表5.3.5⁃1、表5.3.5⁃2取与混凝土预制桩相同值；
λp——桩端土塞效应系数，对于闭口钢管桩λp=1，对于敞口钢管桩按式（5.3.7⁃2）、式（5.3.7⁃3）取值；
hb——桩端进入持力层深度；
d——钢管桩外径。
对于带隔板的半敞口钢管桩，应以等效直径de代替d确定λp；de=d/n；其中n为桩端隔板分割数（见图5.3.7）。
图5.3.7 隔板分割数
【8.1.28】 钢管桩的竖向极限承载力
条件：某工程中采用直径为700mm的钢管桩，壁厚10mm，桩端带隔板开口桩，n=2，桩长26.5m，承台埋深1.5m。土层分布情况：0～3m填土，桩侧极限侧阻力标准值qsk=25kPa；3.0～8.5m黏土层，qsk=50kPa；8.5～25.0m粉土层，qsk=65kPa；25.0～30.0m中砂，qsk=75kPa；qsk=7000kPa。
要求：求此钢管桩的竖向极限承载力。
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.7条，开口钢管桩的单桩极限承载力可由下式计算：
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+λpqpkAp
对于带隔板开口桩，取等效桩径de代替d确定桩端土塞效应系数λp，但桩身周长和桩端投影面积仍然按钢管桩外直径d计算。
带隔板的钢管桩等效直径
，取hb/de=3.0/0.495=6.061>5，根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.7⁃3），λp=0.8。
将已知数据代入上式得
Qu=[π×0.7×（1.5×25+5.5×50+16.5×65+3×75）+0.8×7000×π×0.72/4]kN
=（3540.6+2155.1）kN=5695.7kN
【8.1.29】 （2007年岩土考题）
某钢管桩外径为0.9m，壁厚为20mm，桩端进入密实持力层2.5m，问桩端为十字形隔板比桩端开口的桩端极限承载力提高多少？
【解答】 （1）桩端为十字形隔板十字形隔板，则可知n=4
（2）桩端开口(www.xing528.com)
（3）两者比较
带十字隔板比开口桩极限端阻力提高182%。
（四）混凝土空心桩
5.3.8 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，可按下列公式计算：
Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+qpk（Aj+λpAp1） （5.3.8⁃1）
当hb/d1<5时， λp=0.16hb/d （5.3.8⁃2）
当hb/d1≥5时， λp=0.8 （5.3.8⁃3）
式中 qsik、qpk——分别按本规范表5.2.5⁃1、表5.3.5⁃2取与混凝土预制桩相同值；
Aj——空心桩桩端净面积。
管桩：
空心方桩：
Ap1——空心桩尚口面积：
；
λp——桩端土塞效应系数；
d、b——空心桩外径、边长；
d1——空心桩内径。
【8.1.30】 （2009年一级考题）
某建筑物地基基础设计等级为乙级，其柱下桩基采用预应力高强度混凝土管桩（PHC桩），桩外径400mm，壁厚95mm，桩尖为敞口形式。有关地基各土层分布情况、地下水位、极限端阻力标准值qpk、极限侧阻力标准值qsk及桩的布置、柱及承台尺寸等，如图8.1.37所示。
当不考虑地震作用时，根据土的物理指标与桩承载力参数之间的经验关系，试问，按《建筑桩基技术规范》计算的单桩竖向承载力特征值Ra（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）1200 （B）1235 （C）2400 （D）2470
【答案】 （A）
图 8.1.37
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.8条的规定，空心桩内径为
d1=0.4-2×0.95=0.21m
桩端进入持力层深度与桩径的比值为
则有λp=0.8
空心桩桩端净面积为
空心桩敞口面积为
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.8⁃1），有
Quk=u∑qsikli+qpk（Aj+λpAp1）
=3.14×0.4×（50×1.5+30×2+40×7+24×7+65×4+90×2）+9400×（0.091+0.8×0.035）
=1.256×1023+9400×0.119=1285+1119=2404kN
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，有
故（A）正确。
【简解】d1=0.4-2×0.95=0.21m
则有λp=0.8
所以
Quk=u∑qsikli+qpk（Aj+λpAp1）
=3.14×0.4×（50×1.5+30×2+40×7+24×7+65×4+90×2）+9400×
（0.091+0.8×0.035）=2404kN
则
【8.1.31】 （2009年二级考题）
某钢筋混凝土框架结构办公楼，采用先张法预应力混凝土管桩基础；承台底面埋深1.4m，管桩直径0.4m；地下水位在地表下2m。当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系计算单桩竖向极限承载力标准值时，所需的土体极限侧阻力标准值qsk、极限端阻力标准值qpk，均示于图8.1.38中。
该管桩壁厚为65mm，桩尖为敞口形式。试问，根据地质参数估算的单桩竖向承载力特征值Ra（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）323 （B）333 （C）646 （D）666
【答案】 （A）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.8条的规定，空心桩内径为
d1=0.4-2×0.065=0.27m
桩端进入持力层深度与桩径的比值为
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.8⁃3）的规定，有λp=0.8。
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.8⁃1），有
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，有
故（A）正确。
图 8.1.38
【简解】d1=0.4-2×0.065=0.27m
故
【8.1.32】 （2014年一级考题，原题为连锁题中一道子题）
某多层框架结构办公楼采用筏型基础γ0=1.0，基础平面尺寸为39.2m×17.4m。基础埋深为1.0m，地下水位标高为-1.0m，地基土层及有关岩土参数见图8.1.39，初步设计时考虑三种地基基础方案；方案一，天然地基方案；方案二，桩基方案；方案三，减沉复合疏桩方案。
采用方案二时，拟采用预应力高强混凝土管桩（PHC桩），桩外径400mm，壁厚95mm，桩尖采用敞口形式，桩长26m，桩端进入第④层土2m，桩端土塞效应系数λp=0.8。试问，按《建筑桩基技术规范》JGJ94—2008的规定，根据土的物理指标与桩承载力参数之间的经验关系，单桩竖向承载力特征值Ra（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）1100 （B）1200 （C）1240 （D）2500
图 8.1.39
【答案】 （B）
【解答】
（1）求管桩的内径、桩端净面积和敞口面积
d1=400-2×95=210mm
Aj=3.14/4×（4002-2102）=0.091m2
Ap1=3.14/4×2102=0.035m2
（2）求管桩的单桩竖向承载力特征值Ra根据《建筑桩基技术规范》5.3.8条：
λp=0.8
u=3.14×0.4=1.256m
Quk=Qsk+Qpk=U∑qsikLi+qpk（Aj+λpApi）
=1.256×（1.0×60+16×20+7×64+2×160）+8000×（0.091+0.8×0.035）
=1441.9+952=2393.9kN
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条：
Ra=2393.9/2=1196.95kN
故选（B）。
（五）嵌岩桩
1.持力层的选择
由于现代建筑物的层数不断增多，荷载不断增大及其复杂化，往往形成单桩竖向受压承载力较大的状况，为寻求桩基础更好的承载状态，选择安全可靠的持力层是桩基础工程中必须认真考虑的问题。为此，《建筑地基基础设计规范》规定：
8.5.6 6 嵌岩灌注桩桩端以下3倍桩径且不小于5m范围内应无软弱夹层、断裂破碎带和洞穴分布，且在桩底应力扩散范围内应无岩体临空面。当桩端无沉渣时，桩端岩石承载力特征值应根据岩石饱和单轴抗压强度标准值按本规范第5.2.6条确定，或按本规范附录H用岩石地基载荷试验确定。
10.2.13 人工挖孔桩终孔时，应进行桩端持力层检验。单柱单桩的大直径嵌岩桩，应视岩性检验孔底下3倍桩身直径或5m深度范围内有无土洞、溶洞、破碎带或软弱夹层等不良地质条件。
【8.1.33】 （2004年一级考题）
对于直径为1.65m的单柱单桩嵌岩桩，当检验柱底有无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质现象时，应在柱底下的下述何种深度（m）范围内进行？
（A）3 （B）5 （C）8 （D）9
【答案】 （B）
【详解】 根据《建筑地基基础设计规范》10.2.13条的规定，单柱单桩的大直径嵌岩桩，应视岩性检验孔底下3倍桩身直径或5m深度范围内有无土洞、溶洞、破碎带或软弱夹层等不良地质条件。故选（B）。
【简解】 根据《地规》10.2.13条，选（B）。
2.承载力计算
过去对这类桩都是按纯端承桩计算承载力。实际上，上覆土层的侧阻力能发挥部分作用。另外，嵌岩深度内也有侧阻力作用，因而传递到桩端的应力随嵌岩深度增大而减小，当嵌岩深度达到5倍桩径时，传递到桩端的应力已接近于零。这说明，桩端嵌岩深度一般不必过大，超过某一界限无助于提高其竖向承载力。桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：
《建筑桩基技术规范》规定：
5.3.9 桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩间土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：
Quk=Qsk+Qrk （5.3.9⁃1）
Qsk=u∑qsikli（5.3.9⁃2）
Qrk=ζrfrkAp（5.3.9⁃3）
式中 Qsk、Qrk——土的总极限侧阻力标准值、嵌岩段总极限阻力标准值；
qsik——桩周第i层土的极限侧阻力，无当地经验时，可根据成桩工艺按本规范表5.3.5⁃1取值；
frk——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；
ζr——桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数，与嵌岩深径比hr/d、岩石软硬程度和成桩工艺有关，可按表5.3.9采用；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。
表5.3.9 桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数ζr
注：1.极软岩、软岩指frk≤15MPa，较硬岩、坚硬岩指frk>30MPa，介于二者之间可内插取值。
2.hr为桩身嵌岩深度，当岩面倾斜时，以坡下方嵌岩深度为准；当hr/d为非表列值时，hr/d可内插取值。
【8.1.34】 （2009年岩土考题）
某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1200mm，桩端进入中等风化岩1.0m，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5MPa，桩顶以下土层参数依次列于表8.1.1。按《建筑桩基技术规范》，估算单桩极限承载力最接近下列哪个选项的数值？（取桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数ζr=0.76）
表 8.1.1
（A）32200kN （B）36800kN （C）40800kN （D）44200kN
【答案】 （D）
【D】 根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃2），土的总极限侧阻力标准值为
Qsk=u∑qsikli=π×1.2×（32×13.7+40×2.3+75×2.0+180×8.85）
=8566.2kN
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃3），嵌岩段总极限阻力标准值为
Qrk=ζrfrkAp=0.76×41.5×103×π×0.62=35652.8kN
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃1），单桩竖向极限承载力为
Quk=Qsk+Qrk=8566.2+35652.8=44219kN
【8.1.35】 （2011年二级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）
某框架结构办公楼，采用泥浆护壁钻孔灌注桩两桩承台独立基础。钻孔灌注桩直径800mm。基础剖面及土层条件如图8.1.40所示。
图 8.1.40
提示：C35混凝土，ft=1.57N/mm2
试问，钻孔灌注桩单桩承载力特征值Ra（kN）与下列何项数值最为接近？
（A）3000 （B）3500 （C）6000 （D）7000
【答案】 （B）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》表5.3.9注1的规定，中等风化凝灰岩frk=10MPa<15MPa属极软岩、软岩类。
嵌岩深径比为
，查《建筑桩基技术规范》表5.3.9，得ζr=1.18
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃2），土的总极限侧阻力标准值为
Qsk=π×0.8×（50×5.9+60×3）=1193.2kN
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃3），嵌岩段总极限阻力标准值为
Qrk=ζrfrkAp=1.18×10000×（3.14×0.64/4）=5928.3kN
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃1），单桩竖向极限承载力为
Quk=Qsk+Qrk=1193.2+5928.3=7121.5kN
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，单桩承载力特征值为
故（B）正确。
【简解】Qsk=π×0.8×（50×5.9+60×3）=1193.2kN
属极软岩、软岩类，由
，查得ζr=1.18，则
Qrk=ζrfrkAp=1.18×10000×（3.14×0.64/4）=5928.3kN
故Quk=Qsk+Qrk=1193.2+5928.3=7121.5kN
【8.1.36】 （2010年一级考题）
某多层地下建筑采用泥浆护壁成孔的钻孔灌注桩基础，柱下设三桩等边承台，钻孔灌注桩直径为800mm，其混凝土强度等级为C30（fc=14.3N/mm2，γ=25kN/m3）。工程场地的地下水设防水位为-1.00m；有关地基各土层分布情况、土的参数、承台尺寸及桩身配筋等，如图8.1.41所示。
图 8.1.41
假定基桩嵌入岩深度l为3200mm，试问，按《建筑桩基技术规范》的规定，单桩竖向承载力特征值Ra（kN）与下列何项数值最为接近？
（A）3500 （B）4000 （C）4500 （D）5000
【答案】 （A）
【详解】 根据《建筑桩基技术规范》表5.3.9注1的规定，中等风化粉砂岩frk=7.2MPa<15MPa属极软岩、软岩类。
嵌岩深径比为hr/d=4，查《建筑桩基技术规范》表5.3.9，得ζr=1.48
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃2），土的总极限侧阻力标准值为
Qsk=π×0.8×（70×2.4+120×4.1）=1658kN
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃3），嵌岩段总极限阻力标准值为
Qrk=ζrfrkAp=1.48×7200×0.82×π/4=5354kN
根据《建筑桩基技术规范》式（5.3.9⁃1），单桩竖向极限承载力为
Quk=Qsk+Qrk=1658+5354=7012kN
根据《建筑桩基技术规范》5.2.2条，单桩承载力特征值为
Ra=7012/2=3506kN
故（A）正确。
【简解】 中等风化粉砂岩属极软岩、软岩类，查得ζr=1.48
Qsk=π×0.8×（70×2.4+120×4.1）=1658kN
Qrk=ζrfrkAp=1.48×7200×0.82×π/4=5354kN
故Quk=Qsk+Qrk=1658+5354=7012kN
Ra=7012/2=3506kN
（六）后注浆灌注桩
作为一种深基础，桩基成孔后的孔底清底工作经常受到施工设备和施工能力的制约，孔底常留有一定孔底残渣层，造成桩基础承载后出现因孔底残渣层压缩而形成的桩基础沉降量过大。灌注桩后注浆是指灌注桩成桩后一定时间，通过预设于桩身内的注浆导管以及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体（含沉渣和泥皮）得到加固，从而提高单桩承载力，减小沉降，如图8.1.42所示。灌注桩后注浆承载力的增强机理包括以下几个方面：
图8.1.42 后注浆对桩端阻、侧阻的增强机理
a）卵砾石、中粗砂 b）黏性土、粉土、粉细砂
（1）固化效应：沉渣和泥皮被固化，同时伴有扩底和扩径效应。
（2）充填胶结效应：粗粒土（卵砾石、中粗砂）因渗入注浆被胶结。
（3）加筋效应：细粒土（黏性土、粉土、粗细砂）因劈裂注浆成加筋复合土。
《建筑桩基技术规范》规定：
5.3.10 后注浆灌注桩的单桩极限承载力，应通过静载试验确定。在符合本规范第6、7节后注浆技术实施规定的条件下，其后注浆单桩极限承载力标准值可按下式估算：
Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk
=u∑qsjklj+u∑βsiqsiklgi+βpqpkAp （5.3.10）
式中 Qsk——后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值；
Qgsk——后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值；
Qgpk——后注浆总极限端阻力标准值；
u——桩身周长；
lj——后注浆非竖向增强段第j层土厚度；
lgi——后注浆竖向增强段内第i层土厚度：对于泥浆护壁成孔灌注桩，当为单一桩端后注浆时，竖向增强段为桩端以上12m；当为桩端、桩侧复式注浆时，竖向增强段为桩端以上12m及各桩侧注浆断面以上12m，重叠部分应扣除；对于干作业灌注桩，竖向增强段为桩端以上、桩侧注浆断面上下各6m；
qsik、qsjk、qpk——后注浆竖向增强段第i土层初始极限侧阻力标准值、非竖向增强段第j土层初始极限侧阻力标准值、初始极限端阻力标准值，根据本规范第5.3.5条确定；
βsi、βp——后注浆侧阻力、端阻力增强系数，无当地经验时，可按表5.3.10取值。对于桩径大于800mm的桩，应按本规范表5.3.6⁃2进行侧阻和端阻尺寸效应修正。
表5.3.10 后注浆侧阻力增强系数βsi，端阻力增强系数βp
注：干作业钻、挖孔桩，βp按表列值乘以小于1.0的折减系数。当桩端持力层为黏性土或粉土时，折减系数取0.6；为砂土或碎石土时，取0.8。
5.3.11 后注浆钢导管注浆后可等效替代纵向主筋。
【8.1.37】 （2012年一级考题）
某工程由两幢7层主楼及地下车库组成，统一设一层地下室，采用钢筋混凝土框架结构体系，桩基础。工程桩采用泥浆护壁旋挖成孔灌注桩，桩身纵筋锚入承台内800mm，主楼桩基础采用一柱一桩的布置形式，桩径800mm，有效桩长26m，以碎石土层作为桩端持力层，桩端进入持力层7m；地基中分布有厚度达17m的淤泥，其不排水抗剪强度为9kPa。主楼局部基础剖面及地质情况如图8.1.43所示，地下水位稳定于地面以下1m，λ为抗拔系数。
图 8.1.43
提示：按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）作答。
主楼范围的灌注桩采取桩端后注浆措施，注浆技术符合《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）的有关规定，根据地区经验，各土层的侧阻及端阻提高系数如图8.1.43所示。试问，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）估算得到的后注浆灌注桩单桩极限承载力标准值Quk（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）4500 （B）6000 （C）8200 （D）10000
【答案】 （C）
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.10条：
Quk=u∑qsjklj+u∑βsiqsiklgi+βpqpkAp
根据《建筑桩基技术规范》表5.3.6⁃2，桩身直径为800mm，故侧阻和端阻尺寸效应系数均为1.0，桩端后注浆的影响深度应按12m取用，因此：
【8.1.38】～【8.1.42】 （2012年二级考题）
某建筑物设计使用年限为50年，地基基础设计等级为乙级，柱下桩基础采用九根泥浆护壁钻孔灌注桩，桩直径d=600mm，为提高桩的承载力及减少沉降，灌注桩采用桩端后注浆工艺，且施工满足《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）的相关规定。框架柱截面尺寸为1100mm×1100mm，承台及其以上土的加权平均重度γ0=20kN/m3。承台平面尺寸、桩位布置、地基土层分布及岩土参数等如图8.1.44所示。桩基的环境类别为二a，建筑所在地对桩基混凝土耐久性无可靠工程经验。
图 8.1.44
【8.1.38】 （2012年二级考题）
假定，在荷载效应标准组合下，由上部结构传至该承台顶面的竖向力Fk=9050kN，传至承台底面的弯矩Mxk=Myk=2420kN·m。试问，为满足承载力要求，所需最小的单桩承载力特征值Ra（kN），与下列何项数值最为接近？
（A）1140 （B）1200 （C）1260 （D）1320
【答案】 （D）
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）5.1.1条：
又根据《建筑桩基技术规范》第5.2.1条：
，故应选（D）。
【8.1.39】 （2012年二级考题）
假定，第②层粉质黏土及第③层黏土的后注浆侧阻力增强系数βs=1.4，第④层细砂的后注浆侧阻力增强系数βs=1.6，第④层细砂的后注浆端阻力增强系数βp=2.4。试问，在进行初步设计时，根据土的物理指标与承载力参数间的经验公式，单桩的承载力特征值Ra（kN）与下列何项数值最为接近？
（A）1200 （B）1400 （C）1600 （D）3000
【答案】 （C）
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.3.10条，桩端后注浆增强段长度取12m，
Quk=u∑qsjklj+u∑βsiqsiklgi+βpqpkAp
=3.14×0.6×50×12+3.14×0.6×（1.4×36×11+1.6×60×1）+2.4×1200×3.14×0.32
=1130+1225+814=3169kN
故应选（C）。
【8.1.40】 （2012年二级考题）
假定，在荷载效应基本组合下，单桩桩顶轴心压力设计值N为1980kN。已知桩全长螺旋式箍筋直径为6mm、间距为150mm，基桩成桩工艺系数ψc=0.75。试问，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）的规定，满足设计要求的桩身混凝土的最低强度等级取下列何项最为合理？
提示：混凝土轴心抗压强度设计值（N/mm2）。
（A）C20 （B）C25 （C）C30 （D）C35
【答案】 （B）
【解答】 由于桩身配箍不满足《建筑桩基技术规范》5.8.2条1款的条件，按《建筑桩基技术规范》5.8.2条式（5.8.2⁃2）计算：
桩基环境类别为二a，根据《建筑桩基技术规范》3.5.2条，桩身混凝土强度等级不得小于C25。
故根据计算及构造要求，选（B）。
【8.1.41】 （2012年二级考题）
假定，在荷载效应准永久组合下，上部结构柱传至承台顶面的竖向力为8165kN。试问，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）的规定，按等效作用分层总和法计算桩基的沉降时，等效作用附加压力值p0（kPa）与下列何项数值最为接近？
（A）220 （B）225 （C）280 （D）285
【答案】 （D）
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.5.6条：
【8.1.42】 （2012年二级考题）
假定，在桩基沉降计算时，已求得沉降计算深度范围内土体压缩模量的当量值Es=18MPa。试问，根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）的规定，桩基沉降经验系数ψ与下列何项数值最为接近？
（A）0.48 （B）0.53 （C）0.75 （D）0.85
【答案】 （B）
【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.5.11条及表5.5.11，不考虑后注浆时：
因后注浆，对桩端持力层为细砂层应再乘以0.7的折减系数，得ψ=0.75×0.7=0.525
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
