استفاده از روابط تحلیلی که اعتبار آن‌ها در شرایط مشابه به وسیله آزمایش‌های بارگذاری (استاتیکی یا دینامیکی) به اثبات رسیده باشد.

روش‌های مبتنی بر استفاده مستقیم از نتایج آزمایش‌های برجا (نفوذ استاندارد، نفوذ مخروط، ..) که اعتبار آن‌ها در شرایط مشابه به وسیله آزمایش‌های بارگذاری (استاتیکی یا دینامیکی) به اثبات رسیده باشد.

نتایج آزمایش‌های بارگذاری استاتیکی

نتایج آزمایش‌های بارگذاری دینامیکی

تبصره: برای تعیین ظرفیت باربری چنانچه فقط از روش‌های الف و ب استفاده گردد، نتایج به دست آمده ممکن است دقت لازم را نداشته باشد. لذا به منظور اطمینان از ظرفیت باربری شمع استفاده از نتایج آزمایش‌های بارگذاری (پ و ت) توصیه می‌شود.

- ظرفیت باربری نوک شمع q _b را می‌توان از رابطه زیر به دست آورد:

که در آن c چسبندگی خاک در اطراف و زیر نوک شمع و $\bar{q}$ تنش موثر قائم در تراز نوک شمع است.
برای محاسبه N ^* _c و N ^* _q باید از روابط معتبری مانند "مایرهوف"، "وسیک"، "جانبو"، "کولهاوی" (مخصوص شمع های درجاریز) یا هر روش دیگری که در مراجع معتبر آمده است، استفاده نمود.
مقاومت نوک را در خاک‌های چسبنده رسی می‌توان از رابطه زیر بدست آورد:

که در آن S _u حداقل مقاومت برشی زهکشی نشده خاک رس در تراز نوک شمع است. N _t ضریب ظرفیت باربری است که تابعی از قطر شمع است و به شرح زیر تعیین می شود:
-        برای قطر شمع کوچکتر از ۰/۵m برابر ۹
-        برای قطر شمع بین ۰/۵m تا ۱m برابر ۷
-        برای قطر شمع بزرگتر از ۱m برابر ۶

مقاومت باربری جدار شمع در لایه i،
q _si را می‌توان از هر یک از روش‌های تنش کل (مانند α) یا تنش مؤثر (مانندβ) محاسبه نمود.

در روش تنش کل مقدار q _si از فرمول زیر حاصل می‌گردد:

که در آن S _u مقاومت برشی زهکشی نشده و α ضریبی است که در محدوده ۰/۳ تا ۱ تغییر می کند.  
بر اساس روش تنش مؤثر β، مقاومت واحد جداری شمع در خاک‌های غیر چسبنده و در هر عمق z در طول شمع از رابطه زیر به دست می‌آید:

که در آن β فاکتور مقاومت جدار و $\sigma'_v$ تنش قائم مؤثر خاک در کنار شمع در عمق z است. فاکتور مقاومت جداری، β، به طور کلی در دامنه ۰/۲ تا ۱/۵ تغییر می کند.

در انتخاب روابط تحلیلی، برای استفاده در یک پروژه، باید به عوامل زیر توجه شود:

نوع خاک شامل: دانه بندی، کانی شناسی، شکل دانه‌ها، پیش تحکیمی، قابلیت تراکم یا فشردگی و تراوایی. روش اجرای شمع شامل: شمع‌های درجاریز یا رانده شده (کوبشی یا ارتعاشی)، طول، قطر و مصالح شمع. نوع آزمایش خاک: شامل شرایط زهکشی، سرعت بارگذاری، میزان دست خوردگی، ...

در محاسبه مقاومت نوک شمع باید به مقاومت ناحیه‌ای از زمین که بر روی آن تأثیر می‌گذارد توجه داشت. در این رابطه باید اثرات لایه ضعیف در این ناحیه را که بر روی مقاومت نوک شمع تأثیر قابل ملاحظه دارد، به حساب آورد. در مواردی که لایه ضعیفی در ژرفای کمتر از ۳ برابر قطر نوک شمع در زیر آن وجود دارد، باید سازوکار گسیختگی سوراخ کننده را در محاسبات ظرفیت باربری منظور داشت.

آزمایش باید تا عمق کافی پایین‌تر از تراز نوک شمع انجام شده باشد.

چنانچه جدار شمع در لایه‌های مختلفی قرار دارد، باید آزمایش در نقاط کافی در هر لایه انجام شده باشد.

هر روش برای نوع بخصوصی از روش اجرای شمع و خاک پیشنهاد شده است و تحلیل‌ها به شرطی معتبر است که با جزئیات طراحی و اجرائی شمع منطبق باشند.

نتایج آزمایش بارگذاری شمع در یک ساختگاه تنها با شرط اجرا در شرایط یکسان "شمع‌های آزمایشی" و "شمع‌های اصلی" قابل استفاده است.

قطر و طول شمعهای آزمایشی باید تا حد امکان با قطر شمع‌های اصلی یکسان باشد. در صورت اختلاف بین قطرهای این دو، نسبت قطر شمع آزمایشی به شمع اصلی نباید کمتر از نیم باشد.

تعیین ظرفیت باربری طراحی از روی منحنی نیرو - نشست باید بر اساس یک روش معتبر انجام شود.

نتایج آزمایش‌های بارگذاری دینامیکی شمع‌ها می‌تواند در تعیین ظرفیت باربری مورد استفاده قرار گیرد، مشروط بر آنکه اولاً مطالعه ژئوتکنیک کامل برای ساختگاه انجام شده باشد، ثانیاً نتایج این آزمایش‌ها با آزمایش‌های استاتیکی بر روی شمع‌های مشابه به لحاظ نوع، طول، سطح مقطع و در شرایط خاک مشابه کالیبره شده باشد.

نتایج آزمایش‌های دینامیکی همواره باید در ارتباط و مقایسه با یکدیگر مورد استفاده قرار گیرند. این آزمایش‌ها را می‌توان به عنوان روشی برای تعیین یکنواختی عملکرد شمع‌ها به کار گرفت و از آن‌ها برای تشخیص شمع‌های ضعیف، مسئله دار و آسیب دیده نیز استفاده نمود.

نشست شمع‌های منفرد

نشست اضافی ناشی از عملکرد گروهی شمع‌ها

بیرون آمدن شمع‌ها از زمین به صورت منفرد

بالا آمدن بلوک زمین حاوی گروه شمع