[科普中国]-单桩竖向抗压极限承载力-

单桩的竖向极限承载力标准值的基本概念

单桩的竖向极限承载力标准值是基桩承载力的最基本参数，其他如特征值、设计值都是根据竖向极限承载力标准值计算出来的。新旧桩基规范对单桩的竖向极限承载力标准值的定义是一致的，是指单桩在竖向荷载作用下达到破坏状态前或出现不适合继续承载的变形时所对应的最大荷载，它取决于对桩的支承阻力和桩身材料强度。

对单桩竖向极限承载力的影响，一方面是可以人为控制的，包括桩的类型、材料、截面尺寸、入土深度、桩端进入持力层深度、成桩后休止时间以及成桩施工方法等；另一方面由桩端、桩侧土的性质决定，体现为土的极限侧阻力和极限端阻力，是决定承载力的基本因素，但其发挥受一方面因素的影响。1

用双曲线法推算单桩竖向抗压极限承载力概述如今规范规定单桩承载力应通过载荷试验来确定，而规范只规定了复合地基承载力载荷试验的确定标准，却没有规定单桩承载力载荷试验的确定标准，使工程技术人员难以适从。

单桩极限承载力是水泥搅拌桩复合地基设计中的重要参数，而单桩静载试验是确定单桩竖向极限承载力的基本方法。但是，实际工程中的试桩往往无法达到极限或破坏荷载，比如，加压装置的制约、加压配重的限制、场地条件的不允许等，特别是如今很多工程的试桩试验是在工程桩上进行，不允许进行破坏性试验，这样就不能通过试验直接测得极限承载力。2

确定单桩竖向抗压极限承载力的双曲线法虽然水泥搅拌桩的单桩静载试验未能达到极限状态，但桩的荷载一沉降 (Q—S)曲线中包含了大量极限承载力的信息，通过对其数据的分析处理，可以对桩的极限承载力进行外推估算。如今国内外学者对试桩未达破坏的极限承载力预测进行了大量的研究，提出了多种预测方法。如指数曲线法、双曲线法、抛物线法、灰色理论法和人工神经网络法等。结合工程实际，本文采用双曲线法作为预测模型，具有简单、实用、拟合精度高的特点。

双曲线模型是由Christow于 1967年提出的，假设缓变型单桩Q—s曲线符合双曲线方程为：

（1）

式中：Q为荷载，kN；s为沉降，mm； a，b为待求参数。则单桩极限承载力Qu为

（2）

式(1)经变换为

（3）

令y=s/Q,x=s,则式（3）化为线性方程

（4）

将静载 Q—s 曲线数据按式 (3)进行转换后，s /Q与s总体上应接近于线性关系。按最小二乘法原理，易求得参数a，b。

结语单桩极限承载力与桩周土层的性质密切相关。由于各地区土层性质和分布千差万别，单桩极限承载力的确定也表现出明显的地域性，所以其数学模型预测也必然带有很大的地域性。