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摘要：改革开放以来，我国的经济建设带动了土木建筑工程的迅速发展，大量的高层建筑、民用住宅、公用工程、大跨度桥梁、高速公路、港口、码头等工程均需要有优质的桩基础。预制桩是重要的桩基材料，与其它材料相比，它具有诸多优点。为此，对预制桩的承载力检测是较为重要课题。详细描述了几种确定预制桩承载力的方法。
关键词：桩基；预制；承载力
中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2012）13019401
1概述
1.1预制单桩轴向承载力
单桩轴向承载力的确定，20世纪50年代初期多采用苏联规范。由静力公式计算单桩承载力时，多采用巴塔列夫经验公式；用动力公式时，多采用格尔塞万诺夫公式。
1.2预制单桩水平承载力
20世纪50年代以前，建筑物的水平力一般由斜桩来承受，直桩不考虑水平力的作用。至此以后，考虑了土的抗力，多采用苏联安格尔斯基的方法。至20世纪70年代美国石油协会广泛采用曲线来设计海上平台的桩基。我国与20世纪80年代对曲线进行研究，并将其引入到工程建设中，收到较为良好的效果。
2单桩抗压承载力的确定方法
2.1静载试桩法
静荷载试桩或称为静力试桩，是在现场对原型桩或在实际施工中做试验，求桩的承载力。由于试装条件与桩的实际受力情况较为一致，所求的单桩承载力比较可靠，因此《港口桩基础规范》规定单桩承载力应首先根据静荷载试验确定。当遇到下列情形之一时，也可不进行桩的静荷载试验。
（1）当附近工程有试桩资料，且沉桩工艺相同，地质条件相近；
（2）重要工程中的附属建筑物；
（3）桩数较少的重要建筑物，并经技术论证；
（4）小港口中的建筑物。
当进行静荷载试桩时，单桩轴向抗压承载力设计值应按下式计算：
Qd=QkDγR
式中： Qd——单桩轴向抗压承载力设计值（kN）
Qk——单桩轴向抗压极限承载力标准值（kN）,当试桩数量n≥2时，且各桩抗压极限承载力最大值与最小值之比小于等于1.3时，应取其平均值作为单桩抗压极限承载力标准值；其比值大于1.3时，应经分析论证后确定；《欧洲地基基础规范》取其最小值作为单桩抗压极限承载力标准值；
γR——单桩轴向抗压承载力分项系数，一般取125，当地质情况复杂或永久作用占用比重较大时，取135。
2.2经验公式计算单桩轴向抗压承载力
当无试桩条件或在初步设计阶段或上述可不进行试桩的四个条件之一时，可以用经验公式来确定承载力。
对于打入式的沉桩过程中使桩侧和桩端土挤密，产生挤土效应，越深处桩侧土的挤密程度就越大，桩侧摩阻力的桩端阻力均随桩的入土深度而变化。桩上的荷载是由桩周表面摩阻力和桩端阻力承担的，《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）建议按下面公式计算单桩轴向抗压设计承载力Qd：
Qd=1DγR（uqfili+qRA）
式中：γR——单桩轴向抗压承载力分项系数，一般取1.45，当地质条件复杂或永久作用占比重较大时，γR可取1.55；
u——桩身截面周长（m）；
qfi——单桩第 层土的极限摩阻力标准值（kPa）；
li——桩身穿过第 土层得长度（m）；
qR——单桩极限端阻力标准值；
A——桩身截面面积（m2）。
2.3极限平衡法
静力分析法即将桩作为深埋基础，假定不同的地基土破坏模式，运用塑性力学中的有极限平衡等理论，求解出深基础下地基土的极限荷载（即桩端反力的极限值），再考虑土对桩侧的摩阻力等求桩的竖向极限承载力，然后将其除以安全系数，从而单桩竖向容许承载力。
以刚塑性体为理论基础，假定不同的破坏面形态，即可导出不同的桩底下地基土的极限承载力公式。太沙基（Terazaghi）（1943），梅耶霍夫（Meyerhof）（1951），别列赞采夫（BepeεdHjIeB0（1961）等所提出的桩底极限荷载公式具有统一的表达式。对不同的理论，只是求的的有关系数不同。
σR=cαcNc+aqγhNq
上式中：
σR——桩底地基单位面积的极限荷载（kPa）；
c——地基的内聚力（kPa） ；
ac,aq——与桩底形状有关的系数；
Nc,Nq——桩底承载力系数，仅仅与土的内摩擦角φ有关；
γ——桩底平面以上土的平均容重（kN/d） ；
h——桩的入土深度（m）。
在确定计算参数上的抗剪强度c,φ 时，应区分总应力法及有效应力法两种情况。若桩底土层为饱和粘土时，排水条件较差，常常采用总应力法分析。这时用φ、c采用土的不排水抗剪切强度cu、Nq=1代入公式计算。对于砂性土有较好的排水条件，可采用有效应力法分析。此时，c=0,q=γh,取桩底处的有效竖向应力σvo代入公式计算。
对各种滑动面简介：
（1）太沙基理论公式。假定地基为刚塑性体，地基破坏只在桩底平面以下土层产生，并认为桩底平面以下土体即桩侧土仅仅起上覆荷载作用。这种假设与实际滑动面形状严重不符，且没有考虑桩侧土体的抗剪强度，也不符合实际，用此种方法所求得的极限荷载偏差较大，且一般偏小。
（2）梅耶霍夫理论公式。假设地基为刚塑性体，其破坏时，桩地下地基土的滑动面按螺旋线轨迹延伸至桩底平面以上土体中，形式闭合的梨形塑性区。在这种假设中桩侧土的作用已在极限平衡分析中直接考虑进去，它是目前采用较多的一种理论公式。
（3）别列赞采夫理论公式。假设地基为刚塑性体，并认为桩底处地基土受到桩底刺入影响，桩底向上形成的剪切区只发展到与水平线成45°的界面为止，界面以上的桩侧土
作者简介：曾先喜，河北昌黎人，冶金工程师，研究方向：新型环保冶金设计。体因受剪切区内土的挤压而形成亚密区，压密区的土重力扣除外界面上的剪力后，作为土覆荷载压剪切区上，而后以轴对称问题求解。 2.4静力触探法
2.4.1用单桥静力触探确定单桩轴向抗压承载力
《上海市地基基础设计规范》（DBJ08-11-89）用单桥静力触探比贯入阻力Ps来预估预制钢筋混凝土打入桩容许承载力［P］公式如下：
［P］=1Dk（αbPabA+UfiIi）
上式中：αb——桩端阻力修正系数；
Psb——桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值（kPa） ；
fi——用静力触探比贯入阻力估算的桩周各层土的极限摩阻力（kPa）。
桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值Psb可按下面两式计算：
当Psb1＜Psb2时，Psb=Psb1+Psb2βDK；
当Psb1＞Psb2时，Psb=Psb2。
式中：Psb1——桩端全断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值（kPa） ；
Psb2——桩端全断面一下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值（kPa）；
β——折减系数；
K——安全系数，一般取2。
另一方面，用静力触探资料估算的桩端极限端阻力值不宜超过8000kPa；柱侧极限摩阻力值不宜超过100kPa。对于贯入阻力值为2500-6500kPa的浅部粉性土及稍密的砂土，估算桩端阻力和桩侧摩阻力时应慎重。
2.4.2用双桥静力触探确定单桩轴向抗压承载力
（1）建筑桩基技术规范法。
用双桥探头估算预制单桩极限承载力的计算式如下：
Quk=Uliβifsi+αqcAp
式中：fsi——第i层土的探头平均侧阻力；
qc——桩底平面上、下探头阻力、去桩端平面以上4d（d为桩的直径或边长）范围内的探头阻力加权平均值，然后再和桩端平面一下1d范围内的探头阻力进行平均；
α——桩端阻力修正系数，对粘性土、粉土取2/3和砂土的1/2;
βi——第 层土侧阻力综合修正系数。
（2）铁道部《静力触探技术规则》法。
用双桥探头估算单桩极限承载力Qu，打入混凝土桩承载力计算式如下：
Qu=αbqcbAp+UβffsiLi
上式中：αb、βf——分别为桩端承力、桩侧摩阻力的综合修正系数；
qcb——桩底以上、下4d范围内的平均qc （kPa）如桩底以上4d的 qc平均值大于桩底以下4d的 平均值，则取桩底以下4d的平均值。
fsi——第i层土的探头平均侧阻力。
3结语
桩基工程是当今工程领域的一大热点技术学科，其理论和技术在工程实践的推动下不断完善。由于桩基础具有比较大的整体性和刚度，能承受较大的荷载，故在各种大型工程中应用较广。此外，桩基础在整个工程的造价中占有很大比例，在地质条件比较复杂的地区可高达1/4以上，若工程技术人员能合理的选用桩型，就可以大幅度的降低成本，对解决资金紧缺问题有较为重大的意义。
参考文献
［1］杨克己.实用桩基工程［M］.北京：人民交通出版社，2004.
［2］王成.桩基计算理论及实例［M］.成都：西南交通大学出版社，2011.
［3］徐至钧,李智宇,张亦龙.预应力混凝土管桩设计施工及应用实例［M］.北京：中国建筑工业出版社，2009.
关键词：桩基；预制；承载力
中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2012）13019401
1概述
1.1预制单桩轴向承载力
单桩轴向承载力的确定，20世纪50年代初期多采用苏联规范。由静力公式计算单桩承载力时，多采用巴塔列夫经验公式；用动力公式时，多采用格尔塞万诺夫公式。
1.2预制单桩水平承载力
20世纪50年代以前，建筑物的水平力一般由斜桩来承受，直桩不考虑水平力的作用。至此以后，考虑了土的抗力，多采用苏联安格尔斯基的方法。至20世纪70年代美国石油协会广泛采用曲线来设计海上平台的桩基。我国与20世纪80年代对曲线进行研究，并将其引入到工程建设中，收到较为良好的效果。
2单桩抗压承载力的确定方法
2.1静载试桩法
静荷载试桩或称为静力试桩，是在现场对原型桩或在实际施工中做试验，求桩的承载力。由于试装条件与桩的实际受力情况较为一致，所求的单桩承载力比较可靠，因此《港口桩基础规范》规定单桩承载力应首先根据静荷载试验确定。当遇到下列情形之一时，也可不进行桩的静荷载试验。
（1）当附近工程有试桩资料，且沉桩工艺相同，地质条件相近；
（2）重要工程中的附属建筑物；
（3）桩数较少的重要建筑物，并经技术论证；
（4）小港口中的建筑物。
当进行静荷载试桩时，单桩轴向抗压承载力设计值应按下式计算：
Qd=QkDγR
式中： Qd——单桩轴向抗压承载力设计值（kN）
Qk——单桩轴向抗压极限承载力标准值（kN）,当试桩数量n≥2时，且各桩抗压极限承载力最大值与最小值之比小于等于1.3时，应取其平均值作为单桩抗压极限承载力标准值；其比值大于1.3时，应经分析论证后确定；《欧洲地基基础规范》取其最小值作为单桩抗压极限承载力标准值；
γR——单桩轴向抗压承载力分项系数，一般取125，当地质情况复杂或永久作用占用比重较大时，取135。
2.2经验公式计算单桩轴向抗压承载力
当无试桩条件或在初步设计阶段或上述可不进行试桩的四个条件之一时，可以用经验公式来确定承载力。
对于打入式的沉桩过程中使桩侧和桩端土挤密，产生挤土效应，越深处桩侧土的挤密程度就越大，桩侧摩阻力的桩端阻力均随桩的入土深度而变化。桩上的荷载是由桩周表面摩阻力和桩端阻力承担的，《港口工程桩基规范》（JTJ254-98）建议按下面公式计算单桩轴向抗压设计承载力Qd：
Qd=1DγR（uqfili+qRA）
式中：γR——单桩轴向抗压承载力分项系数，一般取1.45，当地质条件复杂或永久作用占比重较大时，γR可取1.55；
u——桩身截面周长（m）；
qfi——单桩第 层土的极限摩阻力标准值（kPa）；
li——桩身穿过第 土层得长度（m）；
qR——单桩极限端阻力标准值；
A——桩身截面面积（m2）。
2.3极限平衡法
静力分析法即将桩作为深埋基础，假定不同的地基土破坏模式，运用塑性力学中的有极限平衡等理论，求解出深基础下地基土的极限荷载（即桩端反力的极限值），再考虑土对桩侧的摩阻力等求桩的竖向极限承载力，然后将其除以安全系数，从而单桩竖向容许承载力。
以刚塑性体为理论基础，假定不同的破坏面形态，即可导出不同的桩底下地基土的极限承载力公式。太沙基（Terazaghi）（1943），梅耶霍夫（Meyerhof）（1951），别列赞采夫（BepeεdHjIeB0（1961）等所提出的桩底极限荷载公式具有统一的表达式。对不同的理论，只是求的的有关系数不同。
σR=cαcNc+aqγhNq
上式中：
σR——桩底地基单位面积的极限荷载（kPa）；
c——地基的内聚力（kPa） ；
ac,aq——与桩底形状有关的系数；
Nc,Nq——桩底承载力系数，仅仅与土的内摩擦角φ有关；
γ——桩底平面以上土的平均容重（kN/d） ；
h——桩的入土深度（m）。
在确定计算参数上的抗剪强度c,φ 时，应区分总应力法及有效应力法两种情况。若桩底土层为饱和粘土时，排水条件较差，常常采用总应力法分析。这时用φ、c采用土的不排水抗剪切强度cu、Nq=1代入公式计算。对于砂性土有较好的排水条件，可采用有效应力法分析。此时，c=0,q=γh,取桩底处的有效竖向应力σvo代入公式计算。
对各种滑动面简介：
（1）太沙基理论公式。假定地基为刚塑性体，地基破坏只在桩底平面以下土层产生，并认为桩底平面以下土体即桩侧土仅仅起上覆荷载作用。这种假设与实际滑动面形状严重不符，且没有考虑桩侧土体的抗剪强度，也不符合实际，用此种方法所求得的极限荷载偏差较大，且一般偏小。
（2）梅耶霍夫理论公式。假设地基为刚塑性体，其破坏时，桩地下地基土的滑动面按螺旋线轨迹延伸至桩底平面以上土体中，形式闭合的梨形塑性区。在这种假设中桩侧土的作用已在极限平衡分析中直接考虑进去，它是目前采用较多的一种理论公式。
（3）别列赞采夫理论公式。假设地基为刚塑性体，并认为桩底处地基土受到桩底刺入影响，桩底向上形成的剪切区只发展到与水平线成45°的界面为止，界面以上的桩侧土
作者简介：曾先喜，河北昌黎人，冶金工程师，研究方向：新型环保冶金设计。体因受剪切区内土的挤压而形成亚密区，压密区的土重力扣除外界面上的剪力后，作为土覆荷载压剪切区上，而后以轴对称问题求解。 2.4静力触探法
2.4.1用单桥静力触探确定单桩轴向抗压承载力
《上海市地基基础设计规范》（DBJ08-11-89）用单桥静力触探比贯入阻力Ps来预估预制钢筋混凝土打入桩容许承载力［P］公式如下：
［P］=1Dk（αbPabA+UfiIi）
上式中：αb——桩端阻力修正系数；
Psb——桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值（kPa） ；
fi——用静力触探比贯入阻力估算的桩周各层土的极限摩阻力（kPa）。
桩端附近的静力触探比贯入阻力平均值Psb可按下面两式计算：
当Psb1＜Psb2时，Psb=Psb1+Psb2βDK；
当Psb1＞Psb2时，Psb=Psb2。
式中：Psb1——桩端全断面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值（kPa） ；
Psb2——桩端全断面一下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值（kPa）；
β——折减系数；
K——安全系数，一般取2。
另一方面，用静力触探资料估算的桩端极限端阻力值不宜超过8000kPa；柱侧极限摩阻力值不宜超过100kPa。对于贯入阻力值为2500-6500kPa的浅部粉性土及稍密的砂土，估算桩端阻力和桩侧摩阻力时应慎重。
2.4.2用双桥静力触探确定单桩轴向抗压承载力
（1）建筑桩基技术规范法。
用双桥探头估算预制单桩极限承载力的计算式如下：
Quk=Uliβifsi+αqcAp
式中：fsi——第i层土的探头平均侧阻力；
qc——桩底平面上、下探头阻力、去桩端平面以上4d（d为桩的直径或边长）范围内的探头阻力加权平均值，然后再和桩端平面一下1d范围内的探头阻力进行平均；
α——桩端阻力修正系数，对粘性土、粉土取2/3和砂土的1/2;
βi——第 层土侧阻力综合修正系数。
（2）铁道部《静力触探技术规则》法。
用双桥探头估算单桩极限承载力Qu，打入混凝土桩承载力计算式如下：
Qu=αbqcbAp+UβffsiLi
上式中：αb、βf——分别为桩端承力、桩侧摩阻力的综合修正系数；
qcb——桩底以上、下4d范围内的平均qc （kPa）如桩底以上4d的 qc平均值大于桩底以下4d的 平均值，则取桩底以下4d的平均值。
fsi——第i层土的探头平均侧阻力。
3结语
桩基工程是当今工程领域的一大热点技术学科，其理论和技术在工程实践的推动下不断完善。由于桩基础具有比较大的整体性和刚度，能承受较大的荷载，故在各种大型工程中应用较广。此外，桩基础在整个工程的造价中占有很大比例，在地质条件比较复杂的地区可高达1/4以上，若工程技术人员能合理的选用桩型，就可以大幅度的降低成本，对解决资金紧缺问题有较为重大的意义。
参考文献
［1］杨克己.实用桩基工程［M］.北京：人民交通出版社，2004.
［2］王成.桩基计算理论及实例［M］.成都：西南交通大学出版社，2011.
［3］徐至钧,李智宇,张亦龙.预应力混凝土管桩设计施工及应用实例［M］.北京：中国建筑工业出版社，2009.