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2023-08-28
5.9.3桩基础承载力验算，《规范》方法及教程
【摘要】：《规范》中群桩承载力为单桩承载力之和，所以桩基础验算即为单桩的受力验算。设计中必须清楚上部结构荷载是如何分配到每根单桩上的，并使其不超过单桩承载力。水平力作用Hik≤RHa式中 RHa——单桩水平承载力特征值。图5.9-1 、图、 如图5.9-1所示，某柱下桩基础作用于地面的荷载标准值为：Fk=6500kN，Mk=830kN·m，Hk=70kN。轴心荷载作用下，要求竖向力应小于或等于单桩竖向承载力特征值，即Qk≤Ra。
《规范》中群桩承载力为单桩承载力之和，所以桩基础验算即为单桩的受力验算。
上部结构的荷载，通过承台传给桩，在承台上作用的荷载大小和桩的布置决定桩基中各桩所受力的大小。设计中必须清楚上部结构荷载是如何分配到每根单桩上的，并使其不超过单桩承载力。
1.群桩中单桩桩顶竖向力的计算
群桩中单桩桩顶竖向力应按下列公式计算。
（1）竖向力作用 轴心竖向力作用下
偏心竖向力作用下
式中 Fk——相应于作用的标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力（kN）；
Gk——桩基承台自重及承台上土自重标准值（kN）；
Qk——相应于作用的标准组合时，轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力（kN）；
n——桩基中的桩数；
Qik——相应于作用的标准组合时，偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力（kN）；
Mxk、Myk——相应于作用的标准组合时，作用于承台底面通过桩群形心的x、y轴的力矩（kN·m）；
xi、yi——第i根桩至桩群形心的y、x轴线的距离（m）。
（2）水平力作用
式中 Hk——相应于作用的标准组合时，作用于承台底面的水平力（kN）；
Hik——相应于作用的标准组合时，作用于任一单桩的水平力（kN）。
2.单桩承载力验算
单桩承载力验算应符合下列规定。
（1）竖向力作用 轴心竖向力作用下
Qk≤Ra （5.9-5a）
偏心竖向力作用下，除应满足式（5.9-5a）外，尚应满足下列要求
Qikmax≤1.2Ra（ 5.9-5b）
式中 Ra——单桩竖向承载力特征值（kN）。
（2）水平力作用
Hik≤RHa（5.9-5c）
式中 RHa——单桩水平承载力特征值。
图5.9-1 【例5.9-4】、【例5.9-5】图
【例5.9-4】、【例5.9-5】 如图5.9-1所示，某柱下桩基础作用于地面的荷载标准值为：Fk=6500kN，Mk=830kN·m，Hk=70kN。承台尺寸为4.0m×4.0m，选用预制钢筋混凝土打入桩9根，每排3根，纵横行列式排列，等桩间距为1.4m，桩的断面为40cm×40cm，桩长（承台下）为23m，桩尖打入粉质黏土层内3.0m。承台底面在地面下1.5m处。地基土层的工程地质资料如图5.9-1所示，取γG=20kN/m3。
【例5.9-4】 单桩所承受的最大竖向力标准值Qkmax与下列哪项数值最为接近？
（A）821kN （B）833.5kN
（C）874.4kN （D）887kN
答案：（D）
解答：由式（5.9-4b）计算
其中
受到最大竖向力应为最外端的桩，xmax=1.4m。
【例5.9-5】 若求得单桩承载力特征值Ra=950kN，建筑物包括基础轴心作用的总竖向作用标准值Fk+Gk=14000kN，设计采用预制桩应至少需要多少根？
（A）9 （B）11 （C）15 （D）18
答案：（C）
解答：在轴心荷载作用下，单桩竖向力可按
求得。
轴心荷载作用下，要求竖向力应小于或等于单桩竖向承载力特征值，即Qk≤Ra。
因此，桩数
，设计所需桩数至少为15根。
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