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一概念

桩的极限承载力、终压力、桩身强度三者既有联系又是完全不同的概念。

所谓桩的极限承载力是针对土体而言。通俗地说，置于土体中的桩在竖向荷载作用下将产生剌入变形，规范限制了桩的最大剌入变形，桩达到最大剌入变形时所对应的荷载就是桩的极限承载力。终压力是指压桩结束时的终止压力。桩身强度是针对桩本身而言，与桩的极限承载力、终压力无关。

桩的极限承载力是通过单桩静荷载试验或其他方法确定的。桩的极限承载力除以安全系数2就是桩的承载力特征值。与桩的承载力特征值所对应的荷载，是上部结构荷载的标准值。桩身强度则是通过计算确定的，与桩身强度所对应的荷载，是上部结构荷载的设计值。荷载的设计值大约为标准值的1.25倍。桩的设计既要满足桩的承载力特征值的要求，又要满足桩身强度的要求。因此，当桩的承载力特征值与按桩身强度计算所能承受的最大荷载比较接近时，桩基础就比较经济。

要求静压桩终压力大于2倍桩身强度设计值这是概念错误。实际上只要单桩承载力特征值小于按上部结构荷载计算所需的桩身强度，桩身就不会有问题。这时单桩承载力特征值应取桩的极限承载力1/2。如果单桩承载力特征值大于桩身强度，则应取桩身强度来设计桩。

二文献摘录

1“实用桩基工程手册”540、564页

“四桩的终压力与桩的极限承载力的关系

当予制桩在垂直静压力作用下沉入粘性土层中时，桩周土体发生剧烈的挤压扰动，土中孔隙水压力急剧上升，从而在桩周一定范围内产生重塑区，土的抗剪强度降低，此时桩身容易下沉，压桩阻力主要来自向下穿透土层时直接冲剪桩端土体的阻力，从压桩机上电脑装置自动绘制的压桩阻力曲线图可以看出，压桩阻力并不一定随桩入土深度增加而增大，而是随着桩尖处土体的松密程度等因素即桩尖土体的抗冲剪阻力大小而波动。随着土层的改变，压桩阻力会发生突变；而在土性相同的情况下，压桩阻力基本保持不变或略有变化。桩侧动摩阻力很小，压桩阻力曲线上反映的主要是桩尖阻力的变化。但这是一种暂时的动态现象。一旦压桩终止并随着时间的延续，桩周土的触变时效和固结时效体现出来土体中的孔隙水压力逐渐消散，土体发生固结，土的抗剪强度逐渐恢复，甚至超过原始强度。恢复后的土体抗剪强度才使静压予制桩获得工程意义上的极限承载力。所以静压桩的终压力与极限承载力是两个不同的概念，两者量值也不相同。

从大量工程实践看，粘性土中长度较长的静压桩，其最终的极限承载力比压桩结束时的终止压力要大，在某些土体固结系数较高的软土地区，静压桩最后获得的极限承载力比终压力值高出二三倍。若将两者的比值称做恢复系数，据上海的资料表明，最大恢复系数可达4.0；广东地区资料表明，最大恢复系数为3.0。土体的恢复系数与土的性质、桩长、桩的密集程度、休止时间等因素有关。当压桩机用最大的压桩力施压较长的桩时，常用的恢复系数为1.1~1.5。

另一方面，在砂层中压桩，由于砂层的渗透系数较大，沉桩产生的孔隙水压力能迅速消散，压桩阻力不仅随着桩端砂层的性质不同而变化，而且在同一性质的砂层中，压桩阻力也随深度的增大而显著增大，所以压桩阻力是桩端和桩侧阻力的共同反映。当砂层难以压穿而作为持力层时，在满载压桩力作用下，砂颗粒之间的挤出咬合和摩擦作用提供的反作用力使桩处于动态平衡状态。卸载以后，在一定的时间内，砂粒之间会产生部分相对滑动，砂粒重新排列，使桩端的承载力、桩侧的摩阻力有所降低，桩的极限承载力要小于压桩结束时的终压力，特别是桩长小于10m米的短桩，降低的幅度更大。就是桩端持力层为砂层、桩周土层为粘性土的层的短桩，由于桩周土的固结没能给桩的承载力提供较多的侧阻力，桩的极限承载力仍远小于压桩的终压力。

粘性土中的短桩，土体经过一段时间的恢复，虽然侧摩阻力有较大提高，但因桩身短，总桩侧阻力占桩的承载力比例并不大，此时桩呈现端承桩的性质，静载试验时，桩的沉降量比较大。所以这种桩的极限承载力也远小于桩的终压力。

总之，桩的终压力与桩的极限承载力是两个不同的概念，也是两个不同的数值(在某些情况下两者数值可能会相同)，但两者也有一定的联系，据广东经验，桩的极限承载力与终压力有下列关系，供参考。

当L≤14m时：Q_uk=(0.6~0.8)R_sm

当14m＜L＜21m时：Q_uk=(0.8~1.0)R_sm

当L＞21m时：Q_uk=(1.0~1.2)R_sm

式中  Q_uk——静压桩单桩竖向极限承载力标准值；

R_sm——静压桩的终压力值。”

“尽管终压值与桩的极限承载力是两个不同的概念，但除了一些短桩外，特别在粘性土层中的长桩，桩的终压值与桩的极限承载力存在着一定的对应关系，如果不考虑土的时间效应，将终压力值当作桩的极限承载力看待，既安全、又直观，让人放心。当然，土的时间效应在许多粘性土层中对提高桩的承载力设计值是很起作用的，如何既方便又较正确地测出土的时间效应系数，在所有的桩基施工法中，唯有静压法能做到这一点。用静力压桩机通过对工程桩的复压，读出初压和复压时的不同终压值，便可大致测出土的时间效应系数，从而可很快提高桩的承载力设计值，或调整施工桩长，达到既保证桩的设计承载力又节约工程造价的目的。如某静压桩工程，单桩设计承载力标准值R_K=800kN，用YZY160型全液压静力压桩机施压，该场地强风化岩面埋藏在地面以下18m处, 基岩上覆土几乎全是花岗岩残积土，第一根试桩一直压18m深,终压值才达到1600 kN，为了探索土的时间效应系数，第二根试桩只压到13m，此时压桩机上的油压表显示终压力值才800 kN，经24小时休止后再进行复压，压力值已上升到1600 kN，相信再过几天压力值还会增大，据此，设计要求将桩长配为13m就行。工程桩全部压完后按1%总桩数抽样进行静荷载检测，桩的承载力全部达到设计要求。此楼己完成几年，使用情况良好”。

2 桩基础设计与计算(桩基规范主要起草人刘金励编著)259页

5.2摩擦桩承载力的时间效应

“根据不同土质、不同桩型、不同尺寸的桩承载力时效的试验观测结果，其最终单桩极限承载力比初始值增长约40~400%，达到稳定值所需时间由几十天到数百天不等，而实际工程由开始打桩到投入使用约需1~3年。因此，桩基设计中考虑承载力的时效，对节约工程造价具有很大的实际意义”。

3 高层建筑基础设计与分析(宰金珉、宰金璋——南京建工学院院长，同济大学教授)381、480页

“当天然地基允许承载力巳接近满足承载力要求或虽能满足要求但沉降量过大时，少量的基桩不仅能弥补承载力不足，而且非常显著地减少了建筑物的沉降”。

“当ψ≥0.5时K＞2。对大量多层和较低的带有一层地下室的高层建筑，即使在一般的软土地区也可满足的ψ≥0.5的要求”。

上式中ψ为天然地基承载力满足率；K为桩土体系的总安全度。

三实例

1 基础选型

粗略的计算，上部结构传至基底的压力为15×18=270kN/m², 如果建筑物长为40m，宽为10m，每侧基础底板外挑1200，则基础底板的接触压力为270/(10×40/12.4×42.4)=205.4 kN/m²。

地基承载力特征值按下式确定

   =171+0.15·17·3+1.4·17·1.5

   =214.4 kN/m²

可见，天然地基己能满足承载力的要求。这是粗略的计算，可能有所出入，因此采用桩基础也无可非议。但是在地基土己满足或基本满足承载力要求的情况下不考虑土的承载力，把上部结构的荷载全部由桩来承担很不合理，浪费很大。切合实际的设计应考虑桩土共同工作，这样桩的数量可大大减少。

2 桩基础

即如说，上部结构的荷载全部由桩来承担，是否需要如此高的压桩力值得探讨。

目前桩距为1.4m，上部结构传至基底的荷载为270kN/m², 即每桩承受的荷载标准值为1.4×1.4×270=529.2 kN，单桩的极限承载力应为529.2 kN×2=1058.4 kN。如前文献摘录所述，桩的终压力达到1100 kN就行。即如按设计要求，桩的承载力设计值为1020 kN，换算为标准值816 kN，桩的极限承载力应为1632 kN，桩的终压力达到1700 kN足够了，充其量2000 kN。要求桩的终压力值达到二倍桩身强度值，把桩身强度与桩的承载力特征值混为一谈，这是概念的错误。

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