桩身材料强度决定单桩竖向承载力

按桩身材料强度计算单桩竖向承载力时，可把桩视为受压杆件。

（一）按短柱计算

桩受到周围土的约束作用，故桩周的侧阻力使桩身所承受的轴向荷载是随深度的加大而逐步递减的。因此，桩身受压承载力实际是由桩顶下一定区段内的截面强度控制的。如在这区段内配置的箍筋间距足够密时，箍筋的侧向约束已能保证纵筋有效参加承压，这时可以考虑纵向主筋的受压承载力。

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。通过用成桩工艺系数ψ_c来表示成桩环境、质量可控度不同的影响。

《建筑桩基技术规范》规定：5.8.2 钢筋混凝土轴心受压桩正截面受压承载力应符合下列规定：

1 当桩顶以下5d范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于100mm，且符合本规范第4.1.1条规定时：

N≤ψ_cf_cA_ps+0.9f_y′A_s′ （5.8.2⁃1）

2 当桩身配筋不符合上述1款规定时：

N≤ψ_cf_cA_ps （5.8.2⁃2）

式中 N——荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值；

ψ_c——基桩成桩工艺系数，按本规范第5.8.3条规定取值；

f_c——混凝土轴心抗压强度设计值；

f_y′——纵向主筋抗压强度设计值；

A_s′——纵向主筋截面面积。5.8.3 基桩成桩工艺系数ψ_c应按下列规定取值：

1 混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩：ψ_c=0.85；

2 干作业非挤土灌注桩：ψ_c=0.90；

3 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：ψ_c=0.7～0.8；

4 软土地区挤土灌注桩：ψ_c=0.6。【8.1.1】 （2001年一级考题）

某承重柱下采用干作业钻孔灌注桩9桩独立基础，其桩长、桩径、承台尺寸及工程地质情况如图8.1.8所示。建筑桩基安全等级为二级。桩和承台混凝土强度等级为C20。桩基承台和承台上土自重设计值G=520kN。要求按《建筑桩基技术规范》进行设计计算。

图 8.1.8

当桩身采用构造配筋时，按桩身强度确定的桩顶轴向压力设计值N最接近下列何项数值？

（A）N=1131kN （B）N=1256.6kN （C）N=1440kN （D）N=1600kN

【答案】 （A）

【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.8.3条规定，基桩成桩工艺系数取0.9。根据《建筑桩基技术规范》式（5.8.2⁃2），桩身承载力为

故（A）正确。

【简解】

【8.1.2】 （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。承台平面尺寸和桩位布置见图8.1.9a。桩基础剖面和地基土层分布状况见图8.1.9b。

图 8.1.9

假定桩按构造配筋，桩身混凝土强度等级采用C20。在轴心受压荷载作用下。试问，桩身竖向承载力设计值R与下列何项数值最为接近？

（A）1140.25kN （B）1254.28kN （C）1425.31kN （D）1539.34kN

【答案】 （A）

【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.8.3条规定，基桩成桩工艺系数取0.8。根据《建筑桩基技术规范》式（5.8.2⁃2），桩身承载力为

故（A）正确。

【简解】

【8.1.3】 （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。其他条件如图8.1.10所示。

当该桩采用混凝土强度等级为C20且工作条件系数取0.6时，试问，桩身承载力（kN）与下列何项数值最为接近？

（A）5026.56 （B）4071.51

（C）3317.53 （D）3015.94

【答案】 （D）

【详解】 根据题意，基桩成桩工艺系数取0.6。

根据《建筑桩基技术规范》式（5.8.2⁃2），桩身承载力为

故（D）正确。

【简解】

【8.1.4】 （2011年一级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）

某桩基工程采用泥浆护壁非挤土灌注桩（图8.1.11），桩径d为600mm，桩身配筋符合《建筑桩基技术规范》第4.1.1条灌注桩配筋的有关要求。

已知，桩身混凝土强度等级为C30（f_c=14.3N/mm²），桩纵向钢筋采用HRB335级钢（f_y′=300N/mm²），基桩成桩工艺系数ψ_c=0.7。试问，在荷载效应基本组合下，轴心受压灌注桩的正截面受压承载力设计值（kN）与下列何项数值最为接近？

（A）2500 （B）2800 （C）3400 （D）3800

【答案】 （D）

【详解】 已知基桩成桩工艺系数ψ_c=0.7。

根据《建筑桩基技术规范》5.8.2条的规定，桩身配筋及螺旋箍的间距符合第1款的要求，可按《建筑桩基技术规范》式（5.8.2⁃1）计算受压承载力设计值，则有

图 8.1.10

故（D）正确。

图 8.1.11

【简解】

【8.1.5】 （2010年一级考题，原题是连锁题的子题，情境描述有所简化）

某多层地下建筑采用泥浆护壁成孔的钻孔灌注桩基础，钻孔灌注桩直径为800mm，其混凝土强度等级为C30（f_c=14.3N/mm²，γ=25kN/m³），如图8.1.12所示。

假定桩纵向主筋采用16根直径为18mm的HRB335级钢筋（f_y′=300N/mm²），基桩成桩工艺系数ψ_c为0.7。试问，按《建筑桩基技术规范》的规定，基桩轴心受压时的正截面受压承载力设计值（kN），与下列何项数值最为接近？

（A）4500 （B）5000 （C）5500 （D）6000

【答案】 （D）

【详解】 根据《建筑桩基技术规范》5.8.2条的规定，桩身配筋及螺旋箍的间距符合第1款的要求，可按《建筑桩基技术规范》式（5.8.2⁃1）计算受压承载力设计值，则有

N≤ψ_cf_cA_ps+0.9f_y′A_s′=（0.7×14.3×800²×π/4+0.9×300×16×254）×10^-3

=6126kN

故（D）正确。

【简解】

N≤ψ_cf_cA_ps+0.9f_y′A_s′=（0.7×14.3×800²×π/4+0.9×300×16×254）×10^-3

=6126kN(https://www.xing528.com)

图 8.1.12

（二）按长柱计算

《建筑桩基技术规范》规定：

5.8.4 计算轴心受压混凝土桩正截面受压承载力时，一般取稳定系数φ=1.0。对于高承台基桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa（地基承载力特征值小于25kPa）的软弱土层的基桩，应考虑压屈影响，可按本规范式（5.8.2⁃1）、式（5.8.2⁃2）计算所得桩身正截面受压承载力乘以φ折减。其稳定系数φ可根据桩身压屈计算长度l_c和桩的设计直径d（或矩形桩短边尺寸b）确定。桩身压屈计算长度可根据桩顶的约束情况、桩身露出地面的自由长度l₀、桩的入土长度h、桩侧和桩底的土质条件按表5.8.4⁃1确定。桩的稳定系数φ可按表5.8.4⁃2确定。

表5.8.4⁃1 桩身压屈计算长度lc

注：1.表中

2.l₀为高承台基桩露出地面的长度，对于低承台桩基，l₀=0。

3.h为桩的入土长度，当桩侧有厚度为d_l的液化土层时，桩露出地面长度l₀和桩的入土长度h分别调整为 l₀′=l₀+（1-ψ_l）d_l，h′=h-（1-ψ_l）d_l，ψ_l按表5.3.12取值。

4.当存在f_ak<25kPa的软弱土时，按液化土处理。

。

表5.8.4⁃2 桩身稳定系数φ

注：b为矩形桩短边尺寸，d为桩直径。

【8.1.6】 （2010年岩土考题）

某灌注桩直径800mm，桩身露出地面的长度为10m，桩入土长度20m，桩端嵌入较完整的坚硬岩石，桩的水平变形系数α为0.520（1/m），桩顶铰接，桩顶以下6m的范围内箍筋间距为200mm，该桩轴心受压，桩顶轴向压力设计值为6800kN，成桩工艺系数ψ_c取0.8，按《建筑桩基技术规范》，试问，桩身混凝土轴心受压强度设计值应不小于下列何项数值？

（A）15MPa （B）17MPa （C）19MPa （D）21MPa

【答案】 （D）

【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.8.4条的规定，此为高承台基桩，应考虑压屈影响，计算其稳定系数。

桩底嵌于岩石之中，桩顶铰接，α=0.520m^-1。

h=20m>4/0.520=7.69m，故l_c=0.7×（10+4/0.520）=12.38m

l_c/d=12.38/0.8=15.5，查表5.8.4⁃2得，φ=0.81

根据《建筑桩基技术规范》式（5.8.2⁃2），桩身混凝土轴心抗压强度设计值为

【8.1.7】 （2012年一级真题）

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8.1.13所示，地下水位稳定于地面以下1m，λ为抗拔系数。

提示：按《建筑桩基技术规范》（JGJ 94—2008）作答。

主楼范围的工程桩桩身配筋构造如图8.1.13，主筋采用HRB400钢筋，f_y′为360N/mm²，若混凝土强度等级为C40，f_c=19.1N/mm²，基桩成桩工艺系数ψ_c取0.7，桩的水平变形系数α为0.16（m^-1），桩顶与承台的连接按固接考虑。试问，桩身轴心受压正截面受压承载力设计值（kN）最接近下列何项数值？

提示：淤泥土层按液化土、ψ_l=0考虑，l₀′=l₀+（1-ψ_l）d_l。

（A）4800 （B）6500 （C）8000 （D）10000

图 8.1.13

【答案】 （A）

【解答】 根据《建筑桩基技术规范》5.8.2条及5.8.4条，N≤φ（ψ_cf_cA_ps+0.9f_y′A_s′）

因为f_ak=24kPa<25kPa，l₀′=l₀+（1-ψ_l）d_l=14m，h′=26-14=12m，

故：l_c=0.7（l₀′+h′）=0.7×26=18.2m

，查《建筑桩基技术规范》表5.8.4⁃2并插值得

（三）桩的配筋构造

《建筑桩基技术规范》规定：

4.1.1 灌注桩应按下列规定配筋：

1 配筋率：当桩身直径为300～2000mm时，正截面配筋率可取0.65%～0.2%（小直径桩取高值）；对受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率，并不应小于上述规定值。

2 配筋长度：

1）端承型桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋；

2）摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长；当受水平荷载时，配筋长度尚不宜小于4.0/α（α为桩的水平变形系数）；

3）对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层的深度不应小于本规范第3.4.6条的规定；

4）受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩，其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层，进入的深度不应小于（2～3）d；

5）抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应等截面或变截面通长配筋。

3 对于受水平荷载的桩，主筋不应小于8ϕ12；对于抗压桩和抗拔桩，主筋不应少于6ϕ10；纵向主筋应沿桩身周边均匀布置，其净距不应小于60mm。

4 箍筋应采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200～300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内的箍筋应加密，间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。

【8.1.8】 （2001年二级考题，因规范改版，本题所用参数已作相应调整）

符合《建筑桩基技术规范》规定的灌注桩，关于桩身配筋长度问题，下列何项说法是错误的？

（A）甲级建筑桩基，摩擦型灌注桩配筋长度不应小于2/3桩长

（B）对于受地震作用的基桩，桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层，进入稳定土层深度应符合相关规定

（C）丙级建筑桩基可不配构造钢筋

（D）端承桩应沿桩身通长配筋

【答案】 （C）

【详解】 根据《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款2）的规定，可知（A）正确。根据《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款3）的规定，可知（B）正确。《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款1）规定，建筑桩基不分设计等级，均需配构造钢筋，

满足配筋率的要求。故（C）不正确。根据《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款1）的规定，可知（D）正确。

【简解】 根据《桩规》4.1.1条2款2），（A）正确。

根据《桩规》4.1.1条2款3），（B）正确。

根据《桩规》4.1.1条2款1），（D）正确。

【8.1.9】 （2003年一级考题）

有关桩基主筋配筋长度有下列四种见解，试指出其中哪种说法是不全面的？

（A）受水平荷载和弯矩较大的桩，配筋长度应通过计算确定

（B）桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时，配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土或液化土层

（C）坡地岸边的桩、地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通常配筋

（D）桩径大于600mm的钻孔灌注桩，构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3

【答案】 （C）

【详解】 根据《建筑桩基技术规范》4.1.1条1款的规定，可知（A）正确。

根据《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款3）的规定，可知（B）正确。

《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款1）规定，通常配筋的情况不包括地震区的桩，故

（C）不正确。

根据《建筑桩基技术规范》4.1.1条2款2）的规定，可知（D）正确。

【简解】 根据《桩规》4.1.1条2款1），（C）错误。