桩基水平承载力
桩基水平承载力分析
桩基水平承载力分析孔繁力场地地勘成果场地地层上部主要由素填土组成，其下为粉质粘土、风化花岗岩。
推荐各层地基土的承载力特征值如下：①压实素填土，中密、密实。
f ak=200kPa；厚度1m①1压实素填土稍密。
f ak=120kPa；厚度0.50m①2压实素填土，松散。
f ak=80kPa；厚度0.50m②粉质粘土，可塑，f ak=160kPa；厚度3m③粉质粘土，硬塑f ak=200kPa；厚度5m④花岗岩，全风化，f ak=300kPa；厚度3m⑤花岗岩，强风化，f ak=500kPa；厚度5m⑥花岗岩，中风化，f ak=1500kPa；一、微型桩桩基水平承载力计算原则上需要进行桩基水平承载力工程桩实验，进行确定桩基水平承载力特征值。
但是，由于本课题需要进行普适性研究，所以采用规范计算法，计算确定单桩水平承载力特征值。
根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94－2008第5.7.3条，群桩基础（不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况）的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，可按下列公式确定：R h＝ηh R ha（5.7.3-1）考虑地震作用且 s a/d≤6 时：ηh＝ηiηr＋ηl（5.7.3-2）（5.7.3-3）其中，ηl——承台侧向土抗力效应系数ηr桩顶约束效应系数（桩顶嵌入承台长度 50～100mm 时），按表 5.7.3-1 取2.05表 5.7.3-1 桩顶约束效应系数ηr按9桩承台、桩距1m 考虑，n1=n2=3 沿水平荷载方向的距径比s a /d=3.333 代入后经计算，群桩效应综合系数ηh =2.089（5.7.2-1）α——桩的水平变形系数，按规范第 5.7.5 条确定（5.7.5）式中 m ——桩侧土水平抗力系数的比例系数；按100取值。
b 0——桩身的计算宽度(m)；圆形桩：当边宽 d ≤1m 时，b 0＝0.9*(1.5*d+0.5)=0.855x 0a ——桩顶（承台）的水平位移允许值，当以位移控制时，可取 x 0a ＝10mm （对水平位移敏感的结构物取 x 0a ＝6mm ）这里取10mm表 5.7.5 地基土水平抗力系数的比例系数 m 值注：1当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高（≥0.65%）时，m 值应适当降低；当预制桩的水平向位移小于 10mm 时，m 值可适当提高；2当水平荷载为长期或经常出现的荷载时，应将表列数值乘以 0.4 降低采用；3当地基为可液化土层时，应将表列数值乘以本规范表 5.3.12 中相应的系数ψl。
桩的水平承载力作用机理分析
桩的水平承载力作用机理分析桩的水平承载力是指桩在水平力作用下所能承受的最大力。
在进行桩基础设计时，必须对桩的水平承载力进行合理的分析和计算。
桩的水平承载力主要受到以下几个因素的影响：桩身的摩擦阻力、桩底锚固阻力、桩身附加阻力、土体的侧阻力以及桩体的变形等。
一、桩身的摩擦阻力桩身的摩擦阻力是指由于土体对桩身产生的摩擦力，使得桩能够通过摩擦力来承受水平载荷。
桩身的摩擦阻力与桩身表面积、土体性质、土体与桩身接触面积、土体固结程度等因素相关。
积极利用土体与桩身之间的摩擦力是提高桩的水平承载力的有效途径。
二、桩底锚固阻力桩底锚固阻力是指桩底部分的锚固效应所产生的阻力。
当桩底部位于坚固土层或者利用人工锚固等方式固定桩底时，可通过桩底锚固阻力来增大桩的水平承载力。
桩底锚固阻力的大小受到桩底面积、土体性质、锚固方式等因素的影响。
三、桩身附加阻力桩身附加阻力是指由于桩身相对土体的相互作用形成的附加阻力。
当桩身与土体之间存在着相对滑移或者相对位移时，土体与桩身之间会产生附加阻力。
桩身附加阻力的大小与土体性质、土体与桩身之间的相对位移或滑移程度有关。
四、土体的侧阻力土体的侧阻力是指土体对桩身的侧向约束产生的阻力。
当水平荷载作用在桩身上时，土体对桩身会产生侧向约束，从而形成土体的侧阻力。
土体的侧阻力与土体的性质、土体与桩身之间的摩擦力、桩身直径等因素有关。
五、桩体的变形桩体的变形也会影响桩的水平承载力。
当桩受到水平荷载作用时，桩会产生一定的变形，其变形程度受到桩身材料的性质、桩身形状、土体性质等因素的影响。
桩体的变形会引起桩与土体之间的附加阻力，从而增加桩的水平承载力。
总结起来，桩的水平承载力主要受到桩身的摩擦阻力、桩底锚固阻力、桩身附加阻力、土体的侧阻力以及桩体的变形等因素的影响。
需要综合考虑这些因素，并通过合理的计算方法对桩的水平承载力进行分析，以确保桩在水平载荷下的稳定性和安全性。
桩基础水平承载力的概念及计算方法
桩基础水平承载力的概念及计算方法
计算桩基础水平承载力的方法有很多种，其中常用的有动力触探法和
静载试验法。
动力触探法是通过在地面上利用锤击力和桩周土体的反应力来获取桩
基础水平承载力。
具体步骤如下：
1.在距离桩基础位置一定距离的地面上，设立一个与桩平行的触探点。
2.用一根标准试验杆在触探点上进行锤击，测量锤击时试验杆的侵入
深度，并记录锤击杆的质量、锤头的质量以及锤击时的下落高度。
3.通过试验杆侵入深度和试验杆的土壤类别（根据试验杆在不同土层
中的侵入速度判断）来确定土壤的力学特性。
4.根据土壤的力学特性和地面反应力，计算桩基础水平承载力。
静载试验法是通过在已经完成的桩基础上施加水平荷载，并进行荷载
与位移的测量来计算桩基础水平承载力。
具体步骤如下：
1.安装测量设备，包括荷载计和位移计。
2.施加水平荷载，并记录荷载与位移的变化。
3.根据施加的荷载和位移数据，绘制荷载-位移曲线。
4.通过荷载-位移曲线的形状和荷载的变化，计算桩基础水平承载力。
无论是动力触探法还是静载试验法，计算桩基础水平承载力都需要考
虑土壤的力学参数和桩的几何尺寸。
土壤的力学参数可以通过室内试验或
者现场试验来测定，如剪切强度和压缩模量等。
桩的几何尺寸包括桩的形状、直径和长度等。
需要注意的是，动力触探法和静载试验法只能计算桩的垂直承载力，对于水平承载力的计算只能提供参考值。
因此，在实际工程中，还需要根据具体情况综合考虑各种因素，如土壤的力学特性、桩的类型和设计要求等，进行合理的安全系数选取，以保证桩基础的安全可靠。
管桩水平承载力计算
管桩水平承载力计算桩水平承载力是指桩的抗侧力能力，是桩基础设计和施工中需要重点考虑的一个指标。
桩水平承载力的计算方法有很多种，常见的有静力分析法、动力分析法、试验法等。
下面主要介绍静力分析法和动力分析法两种计算方法。
一、静力分析法：静力分析法是通过土力学原理，根据土体的力学性质，计算桩在侧向荷载作用下的水平承载力。
主要包括刚度方法和土压力分布法两种计算方法。
1.刚度方法：刚度方法是根据桩与土体之间的刚度差异来计算桩的水平承载力，常用的有极限平衡法、有限差分法、有限元法等。
其中，基于极限平衡法的计算比较常见，步骤如下：(1)假设桩的侧向土壁是铰接的，即桩与土壁之间无摩擦力，土壁不发生变形；(2)假设土体的应力及变形分布满足柯西弹性体的假设；(3)根据桩与土体之间的刚度差异，可以得出桩的水平承载力。
2.土压力分布法：土压力分布法是根据土的压力与位移的关系，计算桩的水平承载力。
常用的计算方法有半解析法和数值方法等。
步骤如下：(1)假设桩的侧向土壁满足弹性理论；(2)根据桩与土体之间的弹性特性，建立土压力与位移的关系；(3)通过求解土压力与位移的方程，可以得出桩的水平承载力。
二、动力分析法：动力分析法是通过桩的震动响应来计算桩的水平承载力，主要包括共振振动法和波动等分析法两种计算方法。
1.共振振动法：共振振动法利用地震波或振动源作用下，桩在共振状态下的位移与力的关系，计算桩的水平承载力。
常用的计算方法有共振理论和能量耗散法等。
步骤如下：(1)假设桩在共振状态下，即地震波或振动源与桩的共振频率相等；(2)根据桩的动力响应，计算桩的位移与力的关系；(3)通过求解共振频率与位移的方程，可以得出桩的水平承载力。
2.波动等分析法：波动等分析法是通过桩在地震波或振动源作用下的波动等传播过程，计算桩的水平承载力。
常用的计算方法有单桩法和双桩法等。
步骤如下：(1)假设桩与土体之间的相互作用满足弹性理论，桩与土体之间的刚度满足一定的关系；(2)根据桩与土体之间的动力特性，建立桩的动力方程；(3)通过求解动力方程，可以得出桩的水平承载力。
桩基水平承载力计算方法
等一 ｌ ｙ
＝
ｙ ｌ 。 ＝ 。
桩一 土 交 界 处 的转 角 为 式 （ ６ ）：
式 中， 土 反力模 量利 用 下式 （ ２ ）
ｃ法 、 Ｋ法 和 张 有龄 法 等 ， 但 是这 些方 进行计 算 ：
法 都 是 利 用 某 一 个 参 数 来 反 应 桩 基 与
适 用 范 围广 泛 。高 桩 码 头 的 桩 基 通 常 １ ． 方 法 简介
不 仅 需 要 承 受 自重 、 货 物 堆载 等 垂直
双参数 法是 一种利用两个 待定参 选 ， 可以确定合理值 ， 从而使得上述计
荷载 ， 还 需 要 承 受 波 浪 、潮 汐 等 海 岸 数 计 算 桩 基 荷 载 的 方 法 ， 它能够相 对 算结果与实测值较 好吻合。 水 文 动 力 因素 的 荷 载 影 响 ， 从 而 受 到 单 参 数 法 更 为 全 面 地 考 虑 桩 基 与 土 体
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桩 基 收 到 重 复荷 载 或 者循 环 荷 载 的作 两 个 参 数 的取 值 由桩 基 自身 的 材 质 、 用， 对 桩 基 的水 平 承 载 力进 行 分 析 ， 讨 所受荷载 的类型 及 大小 、 桩 身 的 形 状
水平 方 向的荷 载影 响 。 甚 至 在 水 平 荷
假 设 桩 土相 对 柔 度 系 数 根 据 下 式 （ ４ ） 进行确定 ：
桩基础水平承载力的概念及计算方法(五)
桩基础水平承载力的概念及计算方法(五)澳门特别行政区某住宅公屋项目，由1栋34层高塔楼、4层裙房及塔楼局部地下空间组成，局部地下空间为深埋主缆，埋深为6.0m；其余为浅埋承台及地梁，其埋深为1.6m~2.6m。
塔楼为带梁式转换层剪力墙结构，裙楼为框架剪力墙结构中，勘察报告将地层从上而下划分为5层，分别是填土层、上层海相沉积层、冲积层、下层海相沉积层及基岩三层，主要由淤泥（mud）、砂土（Sand）、黏土（Clay）、完全风化花岗岩（C.D.G）以及中会风化花岗岩（M.D.G）、微风化花岗岩（S.D.G）等岩土层组成。
建筑物不设整体地下室，设计采用在塔楼中部设置平面尺寸为31.7m×27.6m的地下室，其承台埋深为6.0m；五桩沉箱及基桩数大于5的承台埋深为2.4m；其余承台埋深为1.9m；承台间设置基础梁及地面结构层，地梁埋深1.6m，地面层板厚度为250mm。
桩基设计为直径Φ610mm进度表预钻孔工字钢水泥浆灌注桩，桩隔墙端进入中风化或微风化花岗岩层，单桩竖向沃尔穆特征值为4900kN，单桩水平承载力特征值为100kN，桩基平面布置见图1。
该工程水平很大风荷载关键作用较大，由于东西两侧高层柱廊下无东西地下室，设计采用粉喷水泥土桩对周围地基土进行加固，并在场地四周设置永久钢板桩，地基修复深度拟定为6m，以满足基桩水平承载力要求。
为可以有效传递结构劳动生产率力，基础梁与地面层结构应有足够的厚度及刚度，使得建筑物各承台短期内可想像成整体，以有效递送水平作用，降低基底应力和建筑物的建筑物水平位移。
另外，为保证蒙孔图填土对基础的埋置约束作用，承台施工完毕后，应及时进行回填工作，承台周围回填土应均匀自上而下夯实，以保证回填土与外围土体紧密基础，能有效传递水平力。
根据以上条件，对该工程在水平风荷载下的基础水平承载力进行验算，验算按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2021中5.7节相关新规定进行计算，并在考虑承台（含地下墙体）-桩-土共同作用下进行分析，计算其在水平风载作用下桩基承台位移、桩身内力等。
桩基水平承载力分析
桩基水平承载力分析孔繁力场地地勘成果场地地层上部主要由素填土组成，其下为粉质粘土、风化花岗岩。
推荐各层地基土的承载力特征值如下：①压实素填土，中密、密实。
f ak=200kPa；厚度1m①1压实素填土稍密。
f ak=120kPa；厚度0.50m①2压实素填土，松散。
f ak=80kPa；厚度0.50m②粉质粘土，可塑，f ak=160kPa；厚度3m③粉质粘土，硬塑f ak=200kPa；厚度5m④花岗岩，全风化，f ak=300kPa；厚度3m⑤花岗岩，强风化，f ak=500kPa；厚度5m⑥花岗岩，中风化，f ak=1500kPa；一、微型桩桩基水平承载力计算原则上需要进行桩基水平承载力工程桩实验，进行确定桩基水平承载力特征值。
但是，由于本课题需要进行普适性研究，所以采用规范计算法，计算确定单桩水平承载力特征值。
根据《建筑桩基技术规范》JGJ 94－2008第5.7.3条，群桩基础（不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况）的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应，可按下列公式确定：R h＝ηh R ha（5.7.3-1）考虑地震作用且 s a/d≤6 时：ηh＝ηiηr＋ηl（5.7.3-2）（5.7.3-3）其中，ηl——承台侧向土抗力效应系数ηr桩顶约束效应系数（桩顶嵌入承台长度 50～100mm 时），按表 5.7.3-1 取2.05表 5.7.3-1 桩顶约束效应系数ηr按9桩承台、桩距1m 考虑，n1=n2=3 沿水平荷载方向的距径比s a /d=3.333 代入后经计算，群桩效应综合系数ηh =2.089（5.7.2-1）α——桩的水平变形系数，按规范第 5.7.5 条确定（5.7.5）式中 m ——桩侧土水平抗力系数的比例系数；按100取值。
b 0——桩身的计算宽度(m)；圆形桩：当边宽 d ≤1m 时，b 0＝0.9*(1.5*d+0.5)=0.855x 0a ——桩顶（承台）的水平位移允许值，当以位移控制时，可取 x 0a ＝10mm （对水平位移敏感的结构物取 x 0a ＝6mm ）这里取10mm表 5.7.5 地基土水平抗力系数的比例系数 m 值注：1当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高（≥0.65%）时，m 值应适当降低；当预制桩的水平向位移小于 10mm 时，m 值可适当提高；2当水平荷载为长期或经常出现的荷载时，应将表列数值乘以 0.4 降低采用；3当地基为可液化土层时，应将表列数值乘以本规范表 5.3.12 中相应的系数ψl。
桩基础水平承载力的概念及计算方法(一)
桩基础水平承载力的概念及计算方法(一)对于承受水平荷载显著的建（构）筑物，根据其受荷方式的不同大致方式分为几类：一类是以长期水平荷载为主九种的构筑物，例如挡土墙、拱结构、堆载场地等构筑物桩基受到年力的高度力；另一类是以周期荷载或循环荷载为主的建筑物，例如地震或风产生的建（构）筑物水平力、吊车等产生的制动力、海洋客户端平台工程或岸边工程等波浪产生的水平力。
对于一般建筑物，当水平荷载较大且桩基埋深此时较浅时，人体工学桩基的水平承载力设计应成为重点。
本文章主要考虑单桩水平承载力的问题。
单桩在水平荷载下的承载特性是指桩顶在水平荷载下产生水平位移和转角，桩身出现弯曲应力、桩前应力受侧向挤压，产生危急情况桩身结构和地基的破坏情况。
影响单桩水平承载力和位移的因素包括桩身截面抗弯刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩身入土深度、桩顶约束条件等。
根据水平力作用下单桩的承载变形性状，可将桩分为刚性桩、半刚性桩、柔性桩。
1.1.1水平受荷单桩的破坏机理研究单桩在低水平荷载区域时基本表现为由线性到非线性区段的过渡过程，在达到极限荷载后，即使不继续增加主梁，水平位移也会急剧增加，会出现水平荷载下降经常出现的特征，即到达了极限状态。
这种单桩水平承载的非线性物理性质是随着水平位移化学成分的增大，不仅会和桩周边地基的非线性特性一起从地表面延伸到地基深部产生渐进性破坏，还会相继出现处于稳定性状态桩体向出现塑性铰转化的情况，见图1.1.1-1。
图1.1.1-1单桩桩顶水平荷载-水平位移关系（引自《大韩民国建筑基础结构设计建筑指南》）在桩身结构出现破坏到形成极限状态时，此种破坏情况一般包含条件两种情况：①地基土在桩长范围内产生破坏的情况；②桩头固定时，桩顶和桩身地下部分形成两个塑性铰（桩头自由而地下部分为铰）的状态，并且这两个断面间的地基土也有发生破坏的情况。
总的说来，单桩水平承载力主要是由桩身抗弯能力和桩侧土强度（稳定性）控制。
对于低配筋率灌注桩，通常是由桩身先出现裂缝，随后断裂破坏；此时，单桩水平气压承载力由桩身强度控制。
桩基水平承载力特征值
桩基水平承载力特征值桩基水平承载力特征值，这听起来是不是有点儿专业到让人打瞌睡的感觉？别急，咱们来聊聊这事儿。
想象一下，咱们要盖栋大楼，地基可不能马虎。
就像咱们的脚下，必须得稳，才不会摔个四脚朝天。
桩基就像是咱们的“腿”，它负责承受楼上的重压。
哎，别小看了这桩基，想想你小时候在沙滩上堆沙堡，沙子松松的，根本不稳，楼上再华丽的装饰也没用，对吧？说到桩基，咱们不得不提承载力。
这东西就像一位无声的英雄，默默地支撑着整个建筑。
承载力就像是桩基的“体重”，得有个限度，超了可就麻烦了。
桩基的水平承载力特征值就是给咱们提供一个参考，告诉我们这个“腿”的承重能力到底能不能让咱们的“大厦”稳稳当当。
听起来复杂，其实不就是为了让大楼不倒嘛。
你知道吗？桩基的水平承载力可不是一成不变的，它和地基的土质、桩的长度、桩的材料都有关系。
就像咱们吃饭一样，有的人能吃两碗米饭，有的人吃一碗都嫌撑。
桩基也是一样，有的地方土壤松软，桩基就得努力多承受点儿；而有的地方坚硬如石，桩基就能轻松应付。
想象一下，咱们家有个小孩，特别喜欢吃糖果，结果把牙都吃坏了，桩基的承载力也得控制得当，才不会出问题。
现在，大家一定在想，这桩基水平承载力特征值怎么测量呢？嘿嘿，这可是个技术活儿。
专业的测量仪器就像是医生给病人看病，得详细检查才能知道问题出在哪儿。
桩基的测试也得通过静载试验或者动载试验，确保它能撑得住。
这就像咱们在超市挑水果，必须敲敲看看熟不熟，不能随便买。
要不然，回家打开那一刻，哎哟，坏了，心情可就跌到了谷底。
还有一点儿不得不提，桩基的水平承载力特征值和环境因素也有关系。
比如，雨季来了，地基的土壤湿了，承载力就可能下降。
这就好比你穿着新鞋子走路，结果踩到水坑，鞋子湿了，走起路来可就不那么稳当了。
所以在设计的时候，工程师们得考虑到这些“外部干扰”，制定合理的方案，确保大楼不因一场雨而摇摇欲坠。
桩基的水平承载力特征值也和施工工艺有关。
就像咱们做菜，火候掌握不好，菜肴的味道就大打折扣。
桩基础 桩的水平承载力
0 M0 Q0 mZ x 0 A1 B1 C1 D 1 （5） 2 3 EI EI
A1、B1……C4、D4——16个无量纲系数，根据不同的无量纲 深度可将其制成表格供查用（参见《公桥基规》）。
根据土抗力的基本假定
力的计算公式：
zx
zx
1
m或m0（MN/m4） 3～5
2 3
4 5 6
软塑粘性土1>IL>0.5、粉砂 硬塑粘性土0.5>IL>0、细砂、中砂
坚硬、半坚硬粘性土IL<0、粗砂 砾砂、角砾、圆砾、碎石、卵石 密实粗砂夹卵石，密实漂卵石
5～10 10～20
20～30 30～80 80～120
14
关于“m”值 的说明 1）由于桩的水平荷载与位移关系是非线性的，即m值随荷 载与位移增大而有所减少，因此，m值的确定要与桩的实际荷 载相适应。一般结构在地面处最大位移不超过10mm，对位移 敏感的结构及桥梁结构为6mm。位移较大时，应适当降低表列 m值。 2）当基础侧面为数种不同土层时，将地面或局部冲刷线 以下hm深度内各土层的mi，根据换算前后地基系数图形面积在 深度hm内相等的原则，换算为一个当量m值，作为整个深度的 m值。 3）桩底面地基土竖向地基系数Co为： C0=m0h
C值随深度的分布规律：地基系数C值不仅与土的类 别及其性质有关，而且也随深度而变化。由于实测的客 观条件和分析方法不尽相同等原因，所采用的C值随深度 的分布规律也各有不同。常用的几种地基系数分布规律 如下所示 。
11
地基系数变化规律
12
相应的基桩内力和位移计算方法为： 1）“m”法： 假定地基系数C随深度呈线性增长，即C=mZ，如上图a）所示。 m称为地基系数随深度变化的比例系数（kN/m4）。 2）“K”法： 假定地基系数C随深度呈折线变化即在桩身第一挠曲变形零点 （上图b）所示深度t处）以上地基系数C随深度呈凹形抛物线 增加；该点以下，地基系数C=K（kN/m3）为常数。 3）“c”法： 假定地基系数C随深度呈抛物线增加，即Ｃ=cZ0.5，当无量纲入 土深度达4后为常数，如上图c）所示。c为地基系数的比例系 数（kN/m3.5）。 4）“常数”法，又称“张有龄法”： 假定地基系数C沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即C=K0 （kN/m3）为常数，如上图d）所示。
桩基水平承载力计算书
桩基水平承载力计算书
本计算书旨在计算桩基水平承载力。
桩基水平承载力是指桩基在水平方向上所能承受的最大荷载。
其计算过程需要考虑多种因素，如土壤特性、桩基尺寸、桩的材料和截面形状等。
本计算书将介绍桩基水平承载力的计算方法及其相关参数的确定，具体包括以下内容：
1. 桩基水平承载力的定义及其影响因素
2. 桩基水平承载力计算方法的介绍
3. 桩基水平承载力计算中所需的参数的确定，包括土壤的力学性质、桩基的尺寸和形状、桩的材料及其强度等
4. 桩基水平承载力计算的实例分析
5. 结论及建议
本计算书旨在为工程技术人员提供桩基水平承载力计算的参考和指导，帮助他们更准确地计算桩基水平承载力，为工程设计提供可靠的技术支持。
- 1 -。
桩基水平承载力
1.0 设计条件 :2 )2 )-1)桩身混凝土抗拉强度设计值, f t :桩身最大弯矩系数, νM :桩顶水平位移系数, νx :沿水平荷载方向每排桩中的桩数, n 1:垂直水平荷载方向每排桩中的桩数, n 2:总桩数, n :4 )承台宽度, B c :承台受侧向土压力一边之计算宽度, B 'c :承台高度, h c :承台总面积, A :2)桩身截面面积, A ps :2)地基承载力特征值之加权平均值(<0.5B c ), f ak :2.0 设计规范 :A. 建筑地基基础设计规范, GB 50007-2002B. 建筑抗震设计规范, GB 50011-2001C. 建筑桩基技术规范, JGJ 94-20083.0 荷重资料 :桩顶之竖向力, N :承台底地基土分担的竖向总荷载标准值, P c :地基水平抗力系数之比例系数, m :钢筋与混凝土弹性模量比值,αE :桩之水平变形系数,α:桩身之计算宽度, b 0:桩顶允许水平位移, x 0a :桩顶竖向力影响系数,ζN :承台底与基础间之摩擦系数,μ:樁頂約束效應係數, ηr :钢筋弹性模量, E s :桩直径, d :扣除保护层厚度之桩直径, d 0:桩身配筋率, ρg :混凝土弹性模量, E c :单桩水平极限承载力4.0 单桩基础桩基水平承载力 :4.1 桩身换算截面受拉边缘之截面模量:0.0129 (m 3)4.2 桩身抗弯刚度, EI :EI ＝0.85×E c ×I 0＝0.85×E c ×(W 0×d 0/2)＝65675.16(kN-m 2)4.3 桩身换算截面积, A n :A n ＝π × d 2 × [1＋(αE －1) × ρg ]/4＝0.204(m 2)4.4 单桩水平承载力特征值, R ha : (桩身配筋率<0.0065) 压力取正值拉力取负值156.68(kN)R ha ＝0.75 × (α3 × E × I /νx ) × x 0a ＝137.78(kN)5.0 群桩基础桩基水平承载力 :5.1 桩之相互影响效应系数, ηi :0.675.2 承台侧向土压力效应系数, ηl :0.0000765.3 承台底摩阻效应系数, ηb :5.3.1 桩身配筋率 < 0.00650.5235.3.2 桩身配筋率 > 0.00650.5945.4 群桩效应综何系数, ηh :ηh ＝ηi ×ηr ＋ηl ＋ηb ＝ 1.965.5 群桩基础之基桩水平承载力特征值, R h :4.5 单桩水平承载力特征值, R ha : (桩身配筋率>0.0065)W 0＝π × d ×[d 2 ＋ 2 × (αE －1) × ρg × d 02] / 32＝=⎪⎪⎭⎫⎝⎛±+=n t m N g Mt m ha A f NW f R γζρναγ1)2225.1(75.00=++=+9.110.015.0)(2145.0015.02n n d S n a i η=⨯⨯⨯⨯⨯=hacc a l R n n h B x m 212'02η=⨯⨯⨯=hacb R n n P 21μη=⨯⨯⨯=hacb R n n P 21μη5.5.1 群桩基础之基桩水平承载力特征值, R h:R h＝ηh ×R ha＝270.00(kN)5.5.2 群桩基础之基桩水平承载力特征值, R h: (考虑地震作用且s a/d ≦ 6)ηh＝ηi×ηr＋ηl＝ 1.37R h＝ηh ×R ha＝188.10(kN)。
桩基水平承载力特征值检测
桩基水平承载力特征值检测
1. 检测方法，常用的方法包括静载试验、动载试验和半动态试验等。
静载试验是通过施加水平静载荷来测定桩基的承载力；动载试验是利用振动荷载或冲击荷载来评估桩基的水平承载力；半动态试验则是结合了静载试验和动载试验的特点，通过施加动静荷载来进行检测。
2. 数据分析，在进行检测时，需要对试验得到的数据进行充分的分析和处理。
这包括对试验荷载-沉降曲线的绘制和解读，以及对桩身变形和土体反应等数据的分析，从而得出桩基水平承载力的特征值。
3. 影响因素，桩基水平承载力特征值的检测受到多种因素的影响，包括桩的类型、长度、直径，桩基与土体的相互作用等。
在进行检测时，需要充分考虑这些因素的影响，并进行相应的修正和校正。
4. 标准和规范，在进行桩基水平承载力特征值检测时，需要参考相关的标准和规范，如《建筑桩基技术规范》（GB 50007-2011）等，以确保检测过程的准确性和可靠性。
综上所述，桩基水平承载力特征值检测是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素，并采用合适的方法和标准进行检测和评估，以确保桩基在水平方向的承载性能符合设计要求。
桩基础桩的水平承载力
土深度达4后为常数，如上图c）所示。c为地基系数的比例系 数（kN/m3.5）。 4）“常数”法，又称“张有龄法”： 假定地基系数C沿深度为均匀分布，不随深度而变化，即C=K0 （kN/m3）为常数，如上图d）所示。
上述四种方法各自假定的地基系数随深度分布规律不同， 其计算结果有所差异。本节介绍目前应用较广并列入《公 桥基规》中的“m”法。按“m”法计算时，地基系数的比例 系数m值可根据试验实测决定，无实测数据时可参考下表中 的数值选用；
在各桩上的，即
Pi N n;Qi H n;M横桥向有偏心距e时，即Mx=Ne，因 此每根桩上的竖向作用力可按偏心受压计算，即
a) 桩 的 刚 度 远 大 于 土 层 刚 度 时，桩身挠曲变形不明显，可能 由于桩侧土的强度不够失稳。因 此，基桩的横向承载力容许值可 由桩侧土的强度及稳定性决定。
桩在横向力作用下变形示意图 a)刚性桩；b)弹性桩
b)桩的相对刚度较小时，桩 身发生挠曲变形，侧向位移随 入土深度逐渐减小，形成一端 嵌固的地基梁。基桩的横向承 载力容许值由桩身材料的抗剪 强度或侧向变形条件决定
二、单桩横向容许承载力的确定方法 1、单桩水平静载试验
荷载-时间-位移曲线
荷载-位移梯度曲线
荷载-位移曲线
上述方法极限荷载除以安全系数，即得桩 的横向承载力的容许值，安全系数一般取2
用水平静载试验确定单桩横向容许承载时，还应注意到 按上述强度条件确定的极限荷载时的位移，是否超过结构 使用要求的水平位移，否则应按变形条件来控制。水平位 移容许值可根据桩身材料强度、土发生横向抗力的要求以 及墩台顶水平位移和使用要求来确定，目前在水平静载试 验中根据《公桥基规》有关的精神可取试桩在地面处水平 位移不超过6mm，定为确定单桩横向承载力判断标准，以 满足结构物和桩、土变形安全度要求，这是一种较概略的 标准。
单桩(群桩基础基桩)水平承载力特征值
桩基水平承载力特征值
按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第5.7.2条公式计算
注：1、验算永久荷载控制的桩基的水平承载力，需乘以调整系数0.80；
2、验算地震作用桩基的水平承载力时需乘以调整系数1.25
表5.7.2
桩顶（身）最大弯矩系数νm 和桩顶水平位移系数νx
注：1、铰接（自由）的νm系桩身的最大弯矩系数，固接的νm系桩顶的最大弯矩系数2、当αh>4时取4.0
表5.7.5
地基土水平抗力系数的比例系数m 值
注：1 当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高（≥0.65%）时， m 值应适当降低；当预制桩的水平向
位移小于10mm 时， m 值可适当提高；
2 当水平荷载为长期或经常出现的荷载时，应将表列数值乘以0.4 降低采用；
3 当地基为可液化土层时，应将表列数值乘以本规范表5.3.12 中相应的系数ψl
4、附录C.0.2 基桩侧面为几种土层组成时，应求得主要影响深度h = 2(d +1) m 米范围内的m值作为计算值
当 m深度内存在两层不同土时，m=m1h1^2+m2(2h1 +h2)/hm^2
当 m深度内存在三层不同土时，m=m1h1^2+m2(2h1 +h2)+m3(2h1+2h2 +h3)/hm^2
桩的换算埋深αhνmνx 140.768 2.441 2 3.50.750 2.502
4.0000.768
2.441。
桩基础水平承载力的概念及计算方法(二)
桩基础水平承载力的概念及计算方法(二)群桩中基桩表现出与单桩承载特性明显不同，群桩水平承载力会受到更多因素影响。
现行的相关规范新规定，在进行群桩基础水平承载设计时应考虑群桩集合效应问题。
大量研究试验表明，桩径、桩数、桩距、桩的布置方式、地基土性质等都是都影响群桩发展水平承载力的主要原因，悬臂此外桩与承台连接的约束嵌固作用、承台底与地基土的摩擦作用以及承台侧面正向土抗力作用等也影响群桩水平承载力。
本节主要结合既往试验资料分析群桩效应问题，水平荷载下的群桩效应主要表现在以下几方面：1、桩与桩的相互影响效应（1）桩的相互影响导致地基管理水平反力系数降低由于群桩中桩与桩之间的相互影响，产生了土中的应力重叠现象，主要表现次要为地基水平反力系数降低，从而引起群桩的升高水平位移增大，水平承载力降低。
桩距越小，桩数越多，桩与桩的相互干涉影响越显著，群桩效应也越明显。
这种距的影响沿荷载方向远大于垂直于荷载方向。
在考虑桩的相互影响方式上才上，大部分国家主要通过对桩侧土水平反力系数的降低对数考虑桩与桩的相互影响，并且给出了产生群桩效应的临界桩距。
如日本铁道总合技术研究所（2000），铁道构造物等设计标准、同解说（基础结构物、抗土压结构物）（简称JNR，2000）中规定，考虑群桩效应，群桩之水平地基反力系数需进行折减。
《港口工程桩基完善》JTS167-4-2021中对按群桩设计的全直径桩基，在而非往复水平力作用下，可按水平地基反力系数折减后的单桩设计，其折减系数按下表取值。
kN为采用NL法的单桩水平地基反力系数，m为采用m法的单桩水平地基比率反力系数随深度线性增加的比例系数。
其单桩最小间距有关规定为6D~8D。
《公路桥涵地基基础设计规范》JTGD63-2007考虑在水平外力作用平面内有数排桩时，前后排桩将产生相互遮挡作用，各桩间的受力将会产生影响，因而更进一步提出了各桩间的相互影响k，即通过对桩计算宽度的修正来进一步考虑桩间相互影响系数，并新规定对单排桩或L1（平行于受力方向的桩间净距）＜0.6h1（桩的计算埋入深度h1=3（d+1））时，对其计算宽度的折减系数为加拿大方法论工程手册（CanadianGeotechnicalSociety，1978）及AASHTO（1996）公路铁路桥标准规范中均规定，水平力沿桩排列方向，桩中心距为8D时其群桩效应为1.0，即地基土水平反力系数不予折减，而桩中心距为3D时其群桩效应为0.25，即地基土水平反力系数折减为原来的0.25，水平力沿垂直两条道路排列方向时，桩中心距为2.5D时可不考虑群桩效应。
抗拔桩水平承载力计算公式
抗拔桩水平承载力计算公式引言。
在土木工程中，桩基是一种常见的地基处理方式，用于承载建筑物或其他结构的重量。
在某些情况下，桩基需要抵抗水平力，这就需要计算桩的水平承载力。
本文将介绍抗拔桩水平承载力的计算公式及其应用。
1. 抗拔桩水平承载力计算公式。
抗拔桩水平承载力的计算公式可以通过以下步骤进行推导：步骤1，计算桩的侧面土压力。
根据土力学原理，桩的侧面土压力可以通过以下公式计算：P = Ks γ H。
其中，P表示桩的侧面土压力，Ks为土的侧向土压力系数，γ为土的单位重量，H为土的高度。
步骤2，计算桩的水平承载力。
桩的水平承载力可以通过以下公式计算：Qh = P As。
其中，Qh表示桩的水平承载力，As为桩的侧面积。
综合以上两个步骤，可以得到抗拔桩水平承载力的计算公式：Qh = Ks γ H As。
2. 计算公式的应用。
抗拔桩水平承载力的计算公式可以应用于以下几个方面：（1）桩基设计。
在土木工程中，设计师需要根据建筑物或其他结构的要求，计算桩基的水平承载力，以确保桩基能够抵抗水平力的作用。
（2）工程施工。
在桩基的施工过程中，施工人员需要根据桩的尺寸和土壤条件，计算桩的水平承载力，以确保桩基的安全性和稳定性。
（3）工程监测。
在工程施工完成后，监测人员需要对桩基的水平承载力进行监测，以确保桩基的实际承载力符合设计要求。
3. 计算公式的改进。
抗拔桩水平承载力的计算公式可以根据实际情况进行改进，以提高计算的准确性和可靠性。
例如，可以考虑土壤的非线性特性、桩的受力状态等因素，对计算公式进行修正和改进。
结论。
抗拔桩水平承载力的计算公式是土木工程中重要的计算工具，它能够帮助设计师、施工人员和监测人员对桩基的水平承载力进行准确计算和评估。
通过不断改进和完善计算公式，可以更好地保障桩基的安全性和稳定性，为工程的顺利进行提供保障。
桩基础——单桩水平承载力与位移
或 d4x dz 4
m b0 EI
z.x
0
(2)
令 5 m b0
EI
则(2)式变成
d4x 1/ m)
对上式求解可得到沿桩身深度z的抗力及各截面的内力和变形如 下：
.
位移 转角 弯矩 剪力 水平抗力
xz
H0 3EI
Ax
M0 2 EI
Bx
z
H0 2 EI
桩基础
广东工业大学岩土工程研究所
.
单桩水平承载力与位移
一、水平荷载下桩的受力特性 桩能够承担水平力的大小就是桩的横向承载力。在水平荷
载和弯矩作用下桩身产生挠曲变形，并挤压桩侧土体，土体 则对桩侧产生水平抗力，一般来说，桩周土体水平抗力的大 小控制着桩的水平承载力。影响水平承载力的因素很多，如： 桩的断面尺寸、刚度、材料强度、桩入土深度、桩顶嵌固程 度以及土质条件等。
式中EI桩身抗弯 (k刚 N.m)度 ,对钢筋混E 凝I土 0.8桩 5EcI0,其中 I0为桩身 换算截面,惯 圆性 形矩 截 I0 面 w0d/2;
x0a桩顶允许水(m平 ); 位移
x 桩顶水平位移,与 影桩 响顶 系约 数束情,可 况查 等表 有关
.
【例题】
某桩基工程采用直径为2.0m的灌注桩，桩身高配筋率为0.68％， 桩长25m，桩顶铰接，桩顶允许水平位移0.005m，桩侧土水 平抗力系数的比例系数m=25MN／m4，按《建筑桩基技术 规范》(JGJ94—2008)求得的单桩水平承载力与下列哪一个数 值最为接近?(已知桩身EI=2.149×103kN.m2)
.
(1)常数法:假定Cz 等于常数,不随深度变化,此法在日本和美 国应用较多
(2)K法:假定Cz 在弹性曲线第一零点Zt处以上按直线或抛物 线变化,以下则为常数;
桩水平承载力验算汇总
1单桩水平承载力：1.1基本资料桩类型：桩身配筋率ρg≥0.65%的灌注桩桩顶约束情况：铰接、自由截面类型：圆形截面桩身直径 d ＝ 800mm混凝土强度等级 C30 Ft ＝ 1.50N/mm Ec ＝ 30000N/mm桩身纵筋 As ＝ 2614mm净保护层厚度 c ＝ 50mm钢筋弹性模量 Es ＝ 200000N/mm桩入土深度 h ＝ 10.000m桩侧土水平抗力系数的比例系数 m ＝ 35MN/m4桩顶容许水平位移χoa ＝ 10mm设计时执行的规范：《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）以下简称桩基规范2、单桩水平承载力设计值计算：(1)、桩身配筋率ρg：ρg ＝ As / (π * d ^ 2 / 4) ＝ 2614/(π*800^2/4) ＝ 0.52%(2)、桩身换算截面受拉边缘的表面模量 Wo：扣除保护层的桩直径 do ＝ d - 2 * c ＝ 800-2*50 ＝ 700mm钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE ＝ Es / Ec ＝ 200000/30000 ＝ 6.667 Wo ＝π * d / 32 * [d ^ 2 + 2 * (αE - 1) * ρg * do ^ 2]＝π*0.800/32*[0.800^2+2*(6.667-1)*0.52%*0.700^2] ＝ 0.053m(3)、桩身抗弯刚度 EI：桩身换算截面惯性距 Io ＝ Wo * d / 2 ＝ 0.053*0.800/2 ＝ 0.0210m4对于钢筋混凝土桩，EI ＝ 0.85 * Ec * IoEI ＝ 0.85*30000*1000*0.0210 ＝ 535843.469kN/m(4)、桩的水平变形系数α 按下式确定：α ＝ (m * bo / EI) ^ 1 / 5对于圆形桩，当直径 d ≤ 1m 时，bo ＝ 0.9 * (1.5 * d + 0.5)bo ＝ 0.9*(1.5*0.800+0.5) ＝ 1.530mα ＝ (35000*1.530/535843.469)^1/5 ＝ 0.6309（1/m）(5)、桩顶水平位移系数νx：桩的换算埋深αh ＝ 0.6309*10.000 ＝ 6.309查桩基规范表5.4.2得：νx ＝ 2.441(7)、单桩水平承载力设计值 Rh：对于桩身配筋率ρg≥0.65%的灌注桩，可按下列公式计算单桩水平承载力设计值 Rh：Rh ＝0.75 α ^ 3 * E * I / νx * χoa＝ 0.75*0.631^3*535843.469/2.441*0.010 ＝ 413.4kN验算地震作用桩基的水平承载力时，应将单桩水平承载力设计值乘以调整系数 1.25： RhE ＝ 1.25 * Rh ＝ 1.25*413.4 ＝ 516.8kN桩身水平承载力计算：经对比，各栋主楼总体桩身水平承载力均大于地震作用下底部剪力，所以满足要求。
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1.0 设计条件 :
2 )2 )-1)桩身混凝土抗拉强度设计值, f t :桩身最大弯矩系数, νM :桩顶水平位移系数, νx :
沿水平荷载方向每排桩中的桩数, n 1:垂直水平荷载方向每排桩中的桩数, n 2:总桩数, n :
4 )承台宽度, B c :
承台受侧向土压力一边之计算宽度, B 'c :承台高度, h c :承台总面积, A :
2)桩身截面面积, A ps :
2)地基承载力特征值之加权平均值(<0.5B c ), f ak :2.0 设计规范 :
A. 建筑地基基础设计规范, GB 50007-2002
B. 建筑抗震设计规范, GB 50011-2001
C. 建筑桩基技术规范, JGJ 94-2008
3.0 荷重资料 :
桩顶之竖向力, N :
承台底地基土分担的竖向总荷载标准值, P c :
单桩水平极限承载力
钢筋弹性模量, E s :
桩直径, d :
扣除保护层厚度之桩直径, d 0:桩身配筋率, ρg :混凝土弹性模量, E c :地基水平抗力系数之比例系数, m :钢筋与混凝土弹性模量比值,αE :桩之水平变形系数,α:
桩身之计算宽度, b 0:
桩顶允许水平位移, x 0a :桩顶竖向力影响系数,ζN :承台底与基础间之摩擦系数,μ:樁頂約束效應係數, ηr :
4.0 单桩基础桩基水平承载力 :
4.1 桩身换算截面受拉边缘之截面模量:
0.0546 (m 3)
4.2 桩身抗弯刚度, EI :
EI ＝0.85×E c ×I 0＝0.85×E c ×(W 0×d 0/2)＝487569.41(kN-m 2)
4.3 桩身换算截面积, A n :
A n ＝π × d 2 × [1＋(αE －1) × ρg ]/4＝
0.531(m 2)
4.4 单桩水平承载力特征值, R ha : (桩身配筋率<0.0065) 压力取正值拉力取负值
8.21(kN)
R ha ＝0.75 × (α3 × E × I /νx ) × x 0a ＝142.27
(kN)5.0 群桩基础桩基水平承载力 :
5.1 桩之相互影响效应系数, ηi :
1.03
5.2 承台侧向土压力效应系数, ηl :
0.000164
5.3 承台底摩阻效应系数, ηb :
5.3.1 桩身配筋率 < 0.0065
5.745
5.3.2 桩身配筋率 > 0.0065
0.331
5.4 群桩效应综何系数, ηh :
ηh ＝ηi ×ηr ＋ηl ＋ηb ＝ 2.45
5.5 群桩基础之基桩水平承载力特征值, R h :
W 0＝π × d ×[d 2 ＋ 2 × (αE －1) × ρg × d 02] / 32＝4.5 单桩水平承载力特征值, R ha : (桩身配筋率>0.0065)
=⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛±+=
n t m N g M
t m ha A f N
W f R γζρναγ1)2225.1(75.00
=++=+9
.110.015.0)(2145
.0015.02n n d S n a i η=⨯⨯⨯⨯⨯=ha
c
c a l R n n h B x m 212
'02η=⨯⨯⨯=
ha
c
b R n n P 21μη=⨯⨯⨯=
ha
c
b R n n P 21μη
5.5.1 群桩基础之基桩水平承载力特征值, R h:
R h＝ηh ×R ha＝348.46(kN)
5.5.2 群桩基础之基桩水平承载力特征值, R h: (考虑地震作用且s a/d ≦ 6)
ηh＝ηi×ηr＋ηl＝ 2.12
R h＝ηh ×R ha＝301.31(kN)。