论桩基竖向承载力估算法

赵荣亮　于　航　李文强

(天津市勘察院，天津　300191)

0　引言

随着经济的发展和技术的进步，提高国土资源利用率是政府的号召，建筑的高层化现象是建筑设计中的发展趋势，这对桩基竖向承载力提出了更高的要求。我们必须对桩基竖向承载力进行合理的估算，才能促进建筑设计的长期发展。这不仅对其准确性提出要求，同时对合理性进行分析，由于桩基多呈现网络状的密切联系，因此在估算中应该全面考虑。

1　桩基竖向承载力的含义

1.1　桩基竖向承载力的定义

桩基竖向承载力是指桩基在一定压力下的承受能力，由于受桩基的长度、直径和性质等多方面因素影响，良好的桩基竖向承载力也应该在设计过程中选择合理的桩基，统筹考虑多方面的因素。桩基竖向承载力也不是一成不变的，在桩基的压力和时间的影响下，桩基会发生一定的变化，我们在设计的过程中应该进行实地勘察，统筹考虑。

桩基竖向承载力的应用范围非常广，不仅涉及楼房建筑以满足人们的居住和办公需要，同时也包含桥梁、公路等的修建以方便人们的出行。因此，桩基竖向承载力的研究具有重要的现实意义，对其估算也提出来新要求。通过估算能够得出比较合理的数据，提供可信度比较强的建议值，促进桩基竖向承载力的研究及为建筑设计提供基础。

1.2　桩基竖向承载力的影响因素

由于桩基是建造中的重要因素，桩基的承载力也具有重要的作用。桩基的承载力必须进行全面考虑，既要考虑承载力，也要尽可能的节约成本。桩基的承载力应该进行统筹考虑，其与桩基的材料、长度和性质密切相关，在建设的过程中应该综合考虑。由于影响桩基竖向承载力的因素较多，因此我们应该坚持从多方面进行考虑。桩基过短将会导致地基的建造缺乏有效保障，在遇到洪水等自然灾害时的抵抗力较差；桩基的直径过短会造成基础不够巩固，而桩基过长将会造成成本较高，超出预算。

2　桩基竖向承载力的估算

我国相关部门针对桩基竖向承载力研究，通过颁布《建筑低级基础设计规范》等文件制定统一的单位，同时对于不同的部门也颁布了具体的规范，例如《铁路工程技术规范》《港口工程桩基规范》等，这为我们进行研究统一了单位，便于部门间的交流及研究成果共享。统一的单位是进行研究的基础，桩基竖向承载力的估算如下。

2.1　桩基竖向承载力估算方法研究

2.1.1试验研究

桩基竖向承载力估算进行前，我们必须先进行试验，结合具体的工程实例才能最终得到符合实际情况的研究结果，桩基竖向承载力估算也只有考虑实际情况，而不仅仅局限在统一的理论分析。通过大量的试验得到的数据具有更强的理论。

桩基竖向承载力估算中，在进行大量的工程实例的基础上，我们必须进行公式总结，只有这样，才能发现其中的规律。但是对于数据的使用主要体现在数据的参考价值，而不是体现在对于数据的绝对引用。数据分析中我们也应该了解数据只是估算出来的，其准确度需要我们加以考量。

2.2　承载力的计算公式

桩基承载力是指在一定条件下桩基能够承载的力度，其最大承载力即是桩基的承载极限。桩基的承载力在影响因素相适应的条件下具有相对稳定性，因此承载力公式也具有相对适应性。承载力的分类也不全相同，受阻力因素影响，将其分为端阻力和侧阻力，端阻力和侧阻力会随着桩基的入土深度而发生变化，其主要表现就是受深度影响突出，然后依据一定的理论研究，通过对处于较深的桩基来计算桩端所受到的阻力和桩基周围的桩基环境进行研究得到桩基所受到的摩擦力，最后将两个数值相加，得到的就是承载力。

2.3　桩基竖向承载力的经验公式

通过对桩基竖向承载力的计算，所得到的结果与其研究数据基本相符。其经验公式如下：

S=2WL/AE+d/120+4。

式中：S——桩顶总沉降量，mm;

W——桩的设计荷载，kN;

L——桩身长度，mm;

A——桩身截面积，mm;

总体而言，在高中物理解题思维训练中，教师要善于引导通过解题来锻炼多种思维技能，多归纳、多总结，针对不同题型来寻找更合适的解题思维，强化解题能力.另外，物理题在解题方法上，我们同学们要在平时加以训练，突出解题思维的启发，掌握更多解题技巧.

d——桩径，mm;

E——弹性模量。

桩基竖向承载力的经验公式为我们进行桩基竖向承载力估算提供了理论依据，我们可以通过此进行估算，同时进行估算时也应该注意其不同地区的不同特征，得到符合该地区实际情况的数值。但是其也不是完全适用的，因此需要进一步的发展与完善。

2.4　考虑时效作用对桩基承载力的影响

通过分析桩基的影响因素，我们在进行分析时必须考虑桩基受时间因素的影响以及根据时间发展，科技的进步和科研成果的进一步研究，我们必须对其进行综合分析。

桩基的建造也不是短时间完成的，桩基随着时间的流逝也会发生一定的变化，在进行桩基竖向承载力估算时应该将其纳入考虑范围。桩基受时空影响主要涉及桩基建造过程中发生的变化以及桩基在长时间的影响下和重力的作用下发生的下沉影响。然而，由于目前的桩基在时空影响方面具有较高的难度，因此研究成果有限。但是考虑到其研究的必要性，因此其研究具有光明的前景。

2.5　Excel在桩基竖向承载力估算中的应用

Excel是常用的表格工具，具有强大的计算功能和文本处理功能，由于桩基竖向承载力估算中涉及大量的数字计算，在研究的过程中使用Excel可以节省大量的人力和物力，提高计算效率。因此将Excel用于桩基竖向承载力估算中是一种有效途径。

Excel中的函数公式和宏的使用带来了很多的便利，函数中的相对引用和绝对引用也对桩基的竖向承载力估算带来诸多方便，不仅如此，在承载力公式的引用下，形成一个计算的模板，变化数字即可以得到其他的估算结果。Excel中不仅涉及函数公式的使用，同时也在估算的检测和评估中具有重要作用，因此应该得到充分应用。

3　桩基竖向承载力估算的应用

桩基竖向承载力估算的目的是进行合理的桩基建设，而其估算的结果则能够反映其研究成效及其设计的不足之处，具体分析如下。

3.1　通过估算分析桩基的合理性

桩基的竖向承载力的估算中所得到的数据为我们提供了统一的参考标准，也为我们进行桩基的选择、桩基的长度、直径以及桩基的性质提供了选择依据。在进行估算的过程中，我们也应该根据不同地区的发展情况进行不同分析，由于地质条件的差异，桩基应该结合该地区的实际情况。

桩基竖向承载力估算中，我们对于不同的应用也应该考虑其发展实情。例如，高层建筑的桩基对承载力的要求比较高，因为要求其具有稳固的根基以及对于受时间影响而发生的下沉现象必须加以控制。而在地铁的修建过程中，不仅对其提出了良好的桩基要求，同时也要求具有神经网络的桩基系统。地铁的路线比较长，耗费比较多，对于其技术要求也比较高。

3.2　通过估算分析桩基的局限性

在桩基的建立过程中首要考虑的是其安全因素，由于桩基要将其具体的地质条件和实际情况纳入考虑范围。稳定的地质条件则可以对桩基提供一个较为安全的基础，同时对于桩基建造过程中的设计提出了较高的要求。桩基需要安全保障才能解除在建造过程中的安全隐患。

在桩基的计算过程中我们必须考虑其实际情况，对于不同地区不同的建筑都要因时而异。对于周围环境的考虑必须进行全面的考察，只有这样，估算的结果才能与实际情况相符合。

4　结语

通过分析论述桩基竖向承载力及提出其估算并对估算中的合理性和局限性进行分析，较为全面的论述了桩基竖向承载力。对其在高层建筑、地铁和桥梁等的建筑中提供了基本的估算方法。同时，我们必须将安全因素和实际情况纳入考虑范围，这样才能提供更为准确的估算结果。

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