4.3 桩的竖向承载力

单桩工作性能的研究是单桩承载力分析理论的基础。通过桩土相互作用分析，了解桩土间的传力途径和单桩承载力的构成及其发展过程，以及单桩的破坏机理等，对正确评价单桩轴向载力设计值具有一定的指导意义。           

4.3.1 单桩轴向荷载的传递机理

在轴向荷载作用下，桩身将发生弹性压缩，同时桩顶部分荷载通过桩身传递到桩底，致使桩底土层发生压缩变形，这两者之和构成桩顶轴向位移。桩与桩周土体紧密接触，当桩相对于土向下位移时，土对桩产生向上作用的桩侧摩阻力。在桩顶荷载沿桩身向下传递的过程中，必须不断地克服这种阻力，故桩身截面轴向力随深度逐斩减小，传至桩底截面的轴向力为桩顶荷载减去全部桩侧阻力，并与桩底支承反力(即桩端阻力)大小相等、方向相反。

单桩轴向荷载传递基本微分方程：

单桩的破坏模式：

屈曲破坏：桩底坚埂、桩侧软弱，无约束；桩在轴向荷裁作用下如同一细长压杆出现纵向挠曲破坏。“陡降型”破坏。

整体剪切破坏：当具有足够强度的桩穿过抗剪强度较低的土层，达到强度较高的土层，且桩的长度不大时，桩底土层不能阻止滑动土楔的形成，发生整体剪切破坏。

刺入破坏：当桩的入土深度较大或桩周土层抗剪强度较均匀时，桩在轴向力作用下将出现刺入破坏。桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承受、桩端阻力极微，桩的沉降量较大。 

4.3.2 单桩竖向承载力的确定

单桩的破坏形式取决于二个方面：（1）土对桩的支撑力：当桩侧阻力完全发挥后，桩端阻力继续承担上部荷载，直至下端持力层发生破坏；（2）桩身的材料强度：桩身强度不足破坏 在轴向荷载作用下，类似于细长杆件发生纵向弯曲而破坏。

按土对桩的支撑力来确定

（1）静载荷试验

单桩承载力确定：

1.陡降型曲线发生明显陡降的起始点对应的荷载即为单桩极限承载力；

2.对于缓变型Q~s曲线，破坏荷载较难确定，一般取s=40~60mm对应的荷载为单桩极限承载力。

（2）土的抗剪强度指标

（3）规范经验公式

桩身的材料强度：

4.3.3 竖向荷载下的群桩效应

由于承台、桩、土相互作用, 群桩基础中的单根桩（基桩）单独受荷时的承载力和沉降性状，往往与相同地质条件和设置方法的同样独立单桩有显著差别，这种现象称为群桩效应。