某预制方桩，截面尺寸0.35m×0.35m，桩长13.0m，桩顶离地面6.0m，桩底离地面19m，土层分布：0～8.0m为粉质黏土，qsik＝25kPa；8.0～14.4m为粉土，qsik＝30kPa，黏粒含量2.5%；14.4～18m为粉砂，qsik＝35kPa；18～19m为砾砂，qsik＝50kPa，qpk＝3000kPa。
试回答：
（1）粉土和粉砂不发生液化时的单桩竖向抗震承载力特征值；
（2）粉土和粉砂发生液化，在13m处标贯击数N＝11，17m处标贯击数N＝18，地下水位2.5m，8度地震区，试计算单桩竖向抗震承载力特征值。
参考答案：
(1)粉土和粉砂土层不发生液化时，单桩竖向抗震承载力特征值计算
单桩极限承载力标准值
Quk＝4×0.35×(2.0×25+6.4×30+3.6×35+1.0×50)+0.352×3000
＝1.4×(50+192+126+50)+367.5
＝585.2十+367.5＝952.7kN
单桩承载力设计值
R＝Quk/rsp＝952.7/1.65＝577.4kN
单桩承载力特征值
Ra＝952.7/2＝476.4kN
按规范GB 50011—2001规定，非液化土中单桩竖向抗震承载力特征值可比非抗震设计时提高25%。
所以单桩竖向抗震承载力特征值为476.4kN×1.25＝595.9kN。
(2)粉土和粉砂土层发生液化时，单桩竖向抗震承载力特征值计算
11/19.5＝0.56≤0.6
17m处粉砂 Ncr＝10×[0.9+0.1×(17-2.5)]＝23.5
18/23.5＝0.77
①桩承受全部地震作用，根据规范GB 50011—2001表4.4.3，土层液化影响折减系数ψl，粉土ψl＝1/3，粉砂ψl＝2/3。
考虑液化时单桩竖向抗震承载力特征值为
RaE＝714.7/2＝357.4kN
②地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用(α＝0.1αmax)，这时单桩承载力应扣除液化土层的全部摩阻力和桩承台下2.0m深度范围内非液化土的桩周摩阻力。
Quk＝4×0.35×(2.0×0+6.4×0+3.6×0+1.0×50)+0.352×3000
＝70+367.5＝437.5kN
考虑液化时，单桩竖向抗震承载力特征值为
RaE＝437.5/2＝218.8kN
所以当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土层时，桩的抗震验算取以上①、②两种情况，按不利情况设计。