桩基础 桩的水平承载力
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。
2024_管桩水平承载力计算
2024_管桩水平承载力计算管桩水平承载力计算是工程中非常重要的一项计算，它涉及到土工力学和结构力学等多个学科的知识。
下面将分几个方面介绍2024年管桩水平承载力计算的相关内容。
首先，对于管桩水平承载力计算，需要考虑到以下几个因素：土体的力学性质、桩的几何形状和尺寸、桩的材料性质、载荷特征等。
在计算水平承载力之前，需要对这些因素进行详细的调查和分析，以确定相关参数。
其次，管桩水平承载力计算主要涉及两个方面，即土体的反力和桩身的抵抗力。
土体的反力可以通过土体的变形特性来计算，通常采用弹性理论或塑性理论进行计算。
而桩身的抵抗力通常是通过桩身与土体的摩擦力和桩基的基底阻力来实现的。
对于土体的反力计算，可以采用不同的方法，如平面应力场和平面应变场的理论计算方法、有限元法等。
在计算过程中，需要考虑土体的弹性模量、剪切模量和泊松比等参数，以及土体的不变性参数。
对于桩身的抵抗力计算，可以通过桩身与土体之间的黏结力和摩擦力来实现。
摩擦力是桩身与土体之间的相对滑动产生的阻力，可以通过桩身周围土体与桩表面的摩擦系数以及桩身周围土体的单元体积重量来计算。
黏结力是由于土体中的黏性成分与桩身表面的接触而产生的，可以通过土体中的黏性成分的黏结系数、桩身周围土体的单元体积重量以及桩身的表面积来计算。
最后，根据土体的反力和桩身的抵抗力，可以计算出管桩的水平承载力。
常用的计算方法包括弹性理论方法、极限平衡法和数值模拟方法等。
根据不同的计算方法，可以得到不同的计算结果，需要根据具体情况选择合适的方法。
综上所述，2024年管桩水平承载力计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素和参数。
在实际工程中，需要根据具体情况选择适合的计算方法和模型，以保证计算结果的准确性和可靠性。
同时，还需要对计算结果进行合理的分析和评估，以确定管桩的水平承载力是否满足设计要求。
桩的水平承载力与位移全文
精选全文完整版（可编辑修改）8.5 桩的水平承载力与位移建筑工程中的桩基础大多以承受竖向荷载为主，但在风荷载，地震荷载，机械制动荷载或土压力、水压力等作用下，也将承受一定的水平荷载。
尤其是桥梁工程中的桩基，除了满足桩基的竖向承载力之外，还必须对桩基的水平荷载进行验算。
8.5.1 水平荷载下基础的受力特性在水平荷载和弯矩的作用下，桩身产生挠曲变形，并挤压桩侧土体，土体对桩侧产生水平抗力，而桩周土体水平抗力的大小则控制着竖直桩的水平承载力，起大小和分布与桩的变形、土质条件以及桩的入土深度等因素有关。
在出现破坏以前，桩身的水平位移与土的变形是协调的，相应地，桩身产生内里。
随着内里与位移的增大，对于低配筋率的灌注桩而言，通常桩身首先出现裂缝，然后断裂破坏；对于抗弯性能好的混凝土预制桩，桩身虽未断裂，但桩侧土体明显的开裂与隆起，桩的水平位移将超出建筑物的容许变形值，使桩处于破坏状态。
影响桩水平承载力的因素很多，但桩的断面尺寸、刚度、材料强度、入土深度、间距、桩顶嵌固程度以及土质条件以及上部结构的水平位移容许值等。
实践证明，桩的水平承载力远比竖向承载力要低。
桩的刚度与入土深度不同，其受力及破坏状态也不同。
根据桩的无量纲入土深度αh（α为桩的水平变形系数，见式（8.28）），通常可将桩分为刚性桩（αh ≤2.5）和柔性桩（αh≥2.5）。
刚性桩入土较浅，而表层土的性质一般较差，桩的刚度远大于土层强度，桩周土体的水平抗力较低，水平荷载作用下整个桩身易被推倒或发生倾斜（图8.15（a）），故桩的水平承载力主要由桩的水平位移和桩身倾斜控制。
桩的入土深度愈大，土的水平抗力也就愈大。
柔性桩为细长的杆件，在水平荷载作用下，将想成一段嵌固的地基梁，桩的变形如图8.15（b）所示。
如果水平荷载过大，桩身土中某处将产生较大的弯矩值而出现桩身屈服。
因此，桩的水平承载力将由桩身水平位移和最大弯矩值所控制。
确定单桩水平承载力的方法，以水平静载荷试验最能反映实际情况，所得到的承载力和地基土的水平抗力系数最符合实际情况，若预先埋设量测元件，还能放映出加荷过程中桩身截面的内里与位移。
盈建科桩水平承载力计算
盈建科桩水平承载力计算
盈建科桩的水平承载力计算可以根据所采用的计算方法的不同，有多种不同的计算方法。
以下是其中一种常用的计算方法：
1. 首先，需要确定桩基的地质条件：包括土层厚度、土的种类、土层的物理力学参数等。
2. 然后，根据桩的直径和长度，可以计算桩的侧面摩阻力和桩端摩阻力。
3. 桩的侧面摩阻力的计算可以根据国内外的经验公式进行估算，常用的方法有布儒涅尔公式、皮工公式等。
4. 桩的侧面摩阻力计算完成后，需要进行桩的承载力计算。
桩的承载力可以根据桩的侧面摩阻力和桩端摩阻力的大小来判断。
通常情况下，桩的承载力为桩的侧面摩阻力和桩端摩阻力的较小值。
5. 最后，需要根据设计要求和规范，进行安全系数的计算。
根据具体的设计要求，一般会取安全系数为2-3之间的数值。
以上是一种常用的桩水平承载力计算方法，具体计算需要根据工程实际情况和设计要求进行，一般需要由相关专业工程师进行计算。
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。
桩水平承载力检测方法
桩水平承载力检测方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊桩水平承载力检测方法。
你说这桩就像个大力士，得知道它到底有多大力气能撑住那些建筑呀！咱先说静载试验法，这就好比一场拔河比赛。
把桩固定在那儿，然后慢慢给它施加水平的力，就看它能撑到啥程度。
就像咱掰手腕，一点点加劲儿，看谁先撑不住。
这可是最直接最靠谱的办法，能准确知道桩的水平承载力到底咋样。
还有高应变法，就像是给桩来了个突然的冲击。
通过检测桩在这种冲击下的反应，来推断它的水平承载力。
这就好像猛地推一下大力士，看他能不能站稳。
虽然没有静载试验那么精确，但也能给咱个大概的情况呀。
低应变法呢，就像是给桩做了个“体检”。
虽然不能直接知道它的水平承载力有多少，但能发现桩身上有没有啥小毛病。
这可重要啦，要是桩本身有问题，那还谈啥承载力呀！咱再说说声波透射法，这就好像用声波给桩照个“透视”。
能看看桩内部的情况，有没有裂缝啥的。
这就好比咱人去做个 B 超，看看身体里面有没有问题。
那在实际操作的时候可得注意啦！要像对待宝贝一样小心翼翼。
检测的设备得选好的呀，不然咋能得出准确的结果呢。
而且操作的人也得专业呀，不能瞎糊弄。
你想想，要是检测错了，那盖的房子不就危险啦？检测的时候也得考虑各种因素。
比如说地质条件呀，不同的地方桩的表现可不一样。
就像在平地上走路和在山坡上走路能一样吗？还有桩的类型、尺寸等等，都得考虑进去。
咱可不能小瞧了这桩水平承载力检测呀，这可是关系到建筑安全的大事！要是没检测好，那后果不堪设想。
你说咱住的房子、走的桥，不都得靠这些桩撑着嘛。
所以说呀，检测的时候一定要认真、仔细，不能有一点儿马虎。
总之呢，桩水平承载力检测方法就像是给桩做了一次全面的考察，让我们知道它到底能不能扛得住压力。
这可不是闹着玩的事儿，咱得重视起来！大家说是不是这个理儿呀？。
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。
水平承载力与位移,群桩基础计算
η c=0,η s =η p = η sp =1 当根据静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准
值时，基桩的竖向承载力设计值为：
R Quk sp
当承台底面与土脱开（非复合桩基）时，即取η c=0；
4 桩顶作用效应简化计算
1.基桩桩顶荷载效应计算
以承受竖向力为主的群
１.单桩的水平承载力
桩的水平荷载作用的特征 桩在水平荷载作用下，桩身产生挠曲变形，变
形的形式与桩和地基的刚度有关。桩身变形挤压侧 土体，而土体对桩侧产生水平抗力，其大小和分布 与桩的变形、地基条件和桩的入土深度有关。
桩在破坏之前，桩身与地基的变形是协调的，相 应地桩身产生了内力。随着桩身变形和内力的增大， 对于低配筋率的灌注桩来说常是桩身首先出现裂缝， 然后断裂破坏；
一般工业与民用建筑中的基础，常以承受竖向荷载 为主，但在桩基上作用有较大水平荷载时还必须对桩的水 平承载力进行验算。
一般来说当水平荷载和竖向荷载合力与竖直线的夹角 不超过5度时，竖直桩的水平承载力不难满足设计要求， 更应采用竖直桩。因此下面的讨论仅限于竖直桩的水平承 载力。
实践表明：桩的水平承载力远比竖向承载力要低！
(2).地震作用效应
对于抗震设防区主要承受竖向荷载的低承台桩 基，当同时满足下列条件时，桩顶作用效应计算可 不考虑地震作用：
(a）按《建筑抗震设计规范》规定可不进行天然 地基和基础抗震承载力计算的建筑物；
①群桩基础中各基桩的工作性 状与单桩基本一致；
②群桩基础承载力等于各单桩
承载力之和； 1 ③群桩的沉降量几乎等于单桩
的沉降量；
当各群 桩的沉降量几乎 等于单桩的沉降 量。
端承型群桩基础
桩承载力计算(抗压、抗拔、水平、压屈)
纵筋最小面积 实设主筋 （平方毫米） 直径（mm）
600 0.65 1837.8317 18 桩身配筋率(%) ρ=As'/Aps
ψ 桩截面面积Aps 成桩工艺系数
(平方毫米)
c
282743.334
0.7
注：Rp'=ψ c f c Aps
实设主筋 根数
纵向主筋抗压强度 设计值fy'(Mpa)
10
360
心（m） 重标准值 -0.455 126.72
轴心竖向力 偏心竖向力作用下 作用
桩竖向力计算
工况 Mmax 对 M应mi组n 合对 N应ma组x 合对 N应mi组n 合对 V应ma组x 合对 应V组mi合n 对应组
Mk柱底 弯矩 284.73
-372.46
-169.75
222.93
284.73
-372.46
ρ=
0.9
混凝土轴心抗压强度设计值
f c （Mpa)
14.3
注：Rp''=0.9f y'As'
1.当桩顶以下5d范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于100mm时，
Rp=Rp'+Rp''=ψ c f c Aps+0.9f y'As'
2.当桩身配筋不符合“1”中规定时， Rp=Rp'=ψ c f c Aps
roN
圈梁 kN/m3
圈梁高 （m）
坎墙 kN/m3
坎墙高（m）
拉梁计算
地面下墙体 地面下墙体 重量kN/m3 高（m）
拉梁kN/m3
计算跨度，1.15ln lc+0
15.9
25
0.2
桩的水平承载力及桩质量检测
41
端阻力和侧阻力直接用原位试验测得
静力触探、标贯试验和旁压仪试验等。 原位测试法的q值和f值误差小。
基础工程
2007秋
中国地质大学（北京）
马孝春
42
q F q0 q 0 f F q s f s
q 端阻力 f 侧阻力 F q0 ，F qs 修正系数 q 0 桩底平均触探端阻力，kPa f s 触探平均侧阻力，kPa
11
Hcr：临界荷载
受拉区混凝土明显退出工作，桩身即将开裂
时，桩顶最大水平荷载。
Hu：极限荷载
桩身应力达到强度极限，或 桩顶水平位移超过30~40mm 桩侧土体破坏的前一级水平荷载。
基础工程
2007秋
中国地质大学（北京）
马孝春
12
水平力-水平位移
基础工程
2007秋
中国地质大学（北京）
基础工程 2007秋 中国地质大学（北京） 马孝春
F q0 1.26q0 0.26 砂土 F f s 1.79 f s 0.45 F q0 2.41q0 0.35 粘性土 F f s 2.83 f s 0.55
经验公式
原位测试（静力触探法、标准贯入法、 旁压仪法）
基础工程 2007秋 中国地质大学（北京） 马孝春
36
P Aq li ufi u
i 1
Pu-桩的极限承载力 A-桩底面积，m2 q-桩底单位阻力，kPa
n
li-桩穿过第i层土的长度, m
u-桩的周长，m
fi-第i层土对桩侧的单位摩阻力, kPa
40
Pa C1 A C2uh R
'
水平荷载下桩基的承载力和变形
图3.5 Pb-12试桩测斜水平变位图 图3.6 Pb-11试桩测斜水平变位图
三、单桩、群桩水平受力特性试验数据分析
钢筋计测试数据分析
图3.9 Pb-12试桩桩身插值处理后弯矩图 图3.10 Pb-12试桩桩侧土抗力图
谢谢！
1）5m根式基础压入根键前水平载荷试验
5m根式基础H-m 曲线
5m根式基础Y-m曲线
5m根式基础H-α曲线
5m根式基础Y-α曲线
8m根式基础H-m 曲线
8m根式基础Y-m曲线
1）5m根式基础压入根键前水平载荷试验
离作用点距离L(m
0 -1 1 3 5 7 9 11
水平位移Y(mm)
20
40
60
试桩比例系数m和水平变形系数α
荷载H(kN)
位移Y（mm） M(MN/m4)
α(m-1)
100
0.80
19.18
0.37
200
1.79
15.91
0.35
300
3.27
11.45
0.33
400
7.27
4.88
0.28
500
12.93
2.71
0.25
图3.3 Pb-12试桩静载试验H-M曲线
600
19.23
金马河鲤鱼沱大桥分别对单桩及二桩承台进行水平静载试验。
试验分别给出水平临界荷载、水平极限荷载，计算出土比例 系数m、桩的水平变形系数，并分析这两个系数与水平荷载、 位移之间的关系。
（1） S2试桩的水平临界荷载与水平极限荷载均比S1试桩要大，桩 后注浆可以有效提高其水平承载力。本试验S2试桩压浆量为2t，其 水平临界荷载与水平极限荷载分别较未压浆的S1试桩提高了25%和 14.3%。
桩水平承载力计算
根据贵州省铜仁市建筑设计院提供的《贵州大龙开发市民广场岩土工程详细勘察报告》，本工程采用人工挖孔灌注桩基础,桩端持力层为中风化白云岩③，其桩端端阻力特征值q pa =4000kPa ，单桩承载力特征值计算如下。
1.1 荷载计算
风荷载作用下底层总剪力 X=4187.5kN Y=3803kN
地震荷载作用下底层总剪力 X=2952kN Y=3482kN
共128根桩，每根桩承担的水平力为Vx=55kN Vy=56.9kN
1.2 单桩水平承载力计算：
(1) 900mm 圆桩
查《桩基规范》表5.7.5，取桩侧土水平抗力系数的比例系数m=30MN/m 4
m x x d b 665.1)5.09.05.1(9.0)5.05.1(9.00=+=+= (d ≤1m) 由50/a mb EI ==0.567/m.
由《桩基规范》式5.7.2-1，
0.75(1.2522)(1)m t N k ha g m m t n a f W N R f A γςρνγ=+±
=0.567*2.000*1430.00*0.074*(1.25+22*0.411%)*(1+0.5*(3362.000)/2.000/1430.00/0.651)/0.926 =331.478kN
计算得：R ha =331.5 KN >900mm 桩最大水平力，水平承载力合格。
钢板桩水平承载力计算
钢板桩水平承载力计算钢板桩是一种常用的基础施工工法，广泛应用于土木工程中。
在工程实践中，钢板桩的水平承载力计算是非常重要的一项内容。
本文将从理论基础、计算方法和影响因素等方面，详细介绍钢板桩水平承载力的计算。
一、理论基础钢板桩的水平承载力计算是基于土与钢板桩之间的相互作用力进行的。
土体对钢板桩的水平力主要是摩擦力和土体的抗剪强度。
根据土力学原理，钢板桩的水平承载力可以通过计算摩擦力和剪切强度来确定。
二、计算方法钢板桩的水平承载力计算可以采用经验公式或者理论计算方法。
常用的经验公式有霍布尔公式和斯卡内公式。
霍布尔公式适用于强风作用下的水平承载力计算，而斯卡内公式适用于一般情况下的水平承载力计算。
理论计算方法主要是基于土力学原理，采用弹性理论和塑性理论进行计算，可以得到较为精确的结果。
三、影响因素钢板桩的水平承载力计算受到多种因素的影响，包括桩身形状、土体性质、桩体材料等。
首先，钢板桩的形状对水平承载力有较大影响，常用的钢板桩形状有直型和Z型，其中Z型钢板桩的水平承载力较大。
其次，土体性质也是影响水平承载力的重要因素，包括土的密实度、含水量、土的剪切强度等。
最后，桩体材料的强度和刚度也会对水平承载力产生影响。
四、计算实例为了更好地理解钢板桩水平承载力的计算，我们以一个实际工程为例进行说明。
假设某工程中采用直型钢板桩，桩的宽度为600mm，长度为10m，土体的剪切强度为30kPa，摩擦系数为0.4。
根据斯卡内公式，可以计算得到该钢板桩的水平承载力为：水平承载力 = 摩擦力 + 剪切强度= 摩擦系数 × 桩周长 × 桩长度 + 土的剪切强度 × 桩宽度 × 桩长度= 0.4 × (2 × 600 + 2 × 10000) + 30 × 600 × 10000= 4800 + 18000000= 18004800 kN以上是一个简化的计算实例，实际工程中还需要考虑更多因素，并进行更为复杂的计算。
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。
地基处理桩基沉降、负摩阻力、水平承载力
H0
x
t t
Kx=k （b）”k”法
③ “m”法：假定地基系数Kx随深度成正比例地增长．目前我 国应用较多， Kx =mz。
H0
x
t
Kx=mz
（c）”m”法
④ “c值”法：假定地基系数Kh随着深度成抛物线规律增加， 即Kh =cz1/2 ，c为常数，随土类不同而异。在我国多用于公路 交通部门。
H0
变形特征值
桩基变形可用下列指标表示：沉降量、沉降差、倾斜。
计算桩基础变形时，变形指标可按下述规定选用：
对于砌体承重结构应由局部倾斜控制；对于框架结构应由 相邻柱基的沉降差控制；对于多层或高层建筑和高耸结构 应由倾斜值控制。
桩基变形容许值同浅基础规定。
桩基变形容许值
变形特征
容许值
砌体承重结构基础.5
（d）”c值” 法
水平荷载下桩内力及位移理论分析—m法
2.计算参数
（1）桩的截面计算宽度b0为：
b1
k f
kf d 1 1.5d 0.5
d＞1m d 1m
Kf—桩的形状系数，圆形桩Kf=0.9，方形桩Kf=1.0； d—桩的直径，方形截面时为桩的边长。
（2）钢筋混凝土桩的抗弯刚度EI=0.85EcI0 （3）抗力系数Kh =mz中的m值，宜采用试验值，无试验资 料时，参考表4-6。桩侧为多层土时，按hm=2(d+1)范围内m 值得加权平均值。例如：两层土时：
目前单桩沉降计算方法主要有下述几种：
（1）荷载传递分析法；
（2）弹性理论法
（3）剪切变形传递法：
（4）有限单元分析法
（5）其他简化方法。
这些计算方法的详尽介绍参见有关书籍。
4.5桩的负摩问题
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。
工程桩水平承载力检测加压方法
工程桩水平承载力检测加压方法说到工程桩水平承载力检测加压方法，嘿，这个话题一听就让人觉得有点复杂，甚至让人头皮发麻。
大家是不是都觉得，这种专业的事儿自己跟它有啥关系？但你别急着打瞌睡，今天咱就聊聊这事，讲得轻松点，让你听得明白，也能知道，工程桩到底是个啥，水平承载力又怎么回事。
什么是工程桩？简单来说，桩就像大楼的“脚”，它是支撑着大楼的那根“柱子”。
我们平时看到的建筑，地基下面有一根根“长柱子”，这就是桩。
工程桩可不是随便找个东西往地下钻的，里面可是有讲究的。
每一根桩，都是要“扛大梁”的，得保证上面的房子能稳稳当当站着，不会晃也不会塌。
咱不能让地基一块儿给塌了，那不是闹着玩呢嘛！接下来就得聊聊那个“水平承载力”了，乍一听是不是有点懵？其实就是说，桩能承受多大水平的力量，能撑多远。
你想啊，建筑上面啥都有，风吹草动、楼里活动，桩得在这“力”的作用下，依然保持稳定。
它不是站着不动，而是在受到水平力的时候，能像个大力士一样，顶住这些力，不让建筑晃动。
不过，要知道桩到底能顶住多大的力量，光凭猜是不行的。
得有个检测方法，这就是所谓的“检测加压”。
这个方法简单来说，就是在桩上“加点儿压力”，然后看它能受多少。
咱不能随便乱加，得按规定的方式来，像考试做题一样，一步步按照要求，咱才能得出准确的结果，免得一不小心就给搞砸了。
具体来说，桩的水平承载力检测一般是通过加压的方法来进行的。
举个例子，就是咱们把一根桩按到地面上，然后给它加上一个水平力，看看它到底能忍受多大的力量。
加压的方法有多种，就像不同的游戏规则一样，得看地面和桩的条件。
说白了，不同的建筑，桩的检测方法也得有所不同，不能一概而论。
通过加压的过程，我们可以知道桩能顶多大的水平力，保证了建筑的安全性。
讲到这里，有些朋友可能会问，桩受力不就是直接把力加上去就行了吗？不不不，想得太简单了！这可是一门精细的活儿。
检测人员要非常细心地操作，不能掉以轻心。
每一次加压都得控制好力度，像是在走钢丝一样，不能一下就把桩压坏了。
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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。
15
（二）单桩、单排桩与多排桩
单桩、单排桩：指在与水平外力H作用面相垂直的平面 上，由单根或多根桩组成的单根（排）桩的桩基础，如下图 a）、b）所示，对于单桩来说，上部荷载全由它承担。 对于单排桩 ，若作用于承台底面中心的荷载为N、H、 My，当N在承台横桥向无偏心时，则可以假定它是平均分布在 各桩上的，即
z dz 2 d xz M z EI 2 dz 3 d xz Q z EI 3 dz dx
z
若地面处（Z=0）桩的水平位移、转角、弯矩和剪力 分别以x0、0、M0和Q0表示，解方程组（1），得到桩身 任一截面的转角Z、弯矩MZ，及剪力QZ的计算公式：
摩擦桩、支承桩在外荷作用下， 桩底将产生位移xh、h。当桩底产 生转角位移h时，桩底的土抗力情 况如右图所示，与之相应的桩底弯 矩值Mh为
M
h
xdN
A0
x
2
A0
x x h C 0 dA 0
h C 0
A0
x dA 0 h C 0 I
29
式中：A0——桩底面积； I0——桩底面积对其重心轴的惯性矩； C0——基底土的竖向地基系数，Co=m0h。 这是一个边界条件，此外由于忽略桩与桩底土之间 的摩阻力，所以认为Qh=0，这为另一个边界条件。 将 M h h C 0 I 0 Q h 0 分别代入式（4）、（5）中得
d xz dZ
4
4
4
mb 1 EI
Zx z 0
0
5
（1）
d xz dZ
4
a Zx
5
z
式中：——桩—土变形系数，
mb 1 EI
从上式中不难看出：桩的横向位移与截面所在深 度、桩的刚度（包括桩身材料和截面尺寸）以及桩周土的 性质等有关，是与桩土变形相关的系数。
26
式（1）为四阶线性变系数齐次常微分方程，在求解 过程中注意运用材料力学中有关梁的挠度xz与转角z、弯 矩Mz和剪力Qz之间的关系即
13
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；
非岩石类土的比例系数m值
土 的 分 类 流塑粘性土IL>1、淤泥
序 号
《基础工程》
第3章 桩基础
1
6 桩的水平承载力
桩的水平承载力，是指桩在与桩轴线垂直方向受 力时的承载力。桩在横向力（包括弯矩）作用下的工 作情况较轴向受力时要复杂些，但仍然是从保证桩身 材料和地基强度与稳定性以及桩顶水平位移满足使用 要求来分析和确定桩的水平承载力。
2
一、在横向荷载作用下，桩的破坏机理和特点 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。 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
3
桩在横向力作用下变形示意图 a)刚性桩；b)弹性桩
二、单桩横向容许承载力的确定方法 1、单桩水平静载试验
4
荷载-时间-位移曲线
5
荷载-位移梯度曲线
荷载-位移曲线
6
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。
M
h
0 M0 Q0 EI x 0 A 3 B3 C3 D 3 C 0 h I 0 2 3 EI EI
Pi N n ; Qi H n ;M i M n
y
式中：n——桩的根数。
当竖向力N在承台横桥向有偏心距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
pi N n M
x
yi
2
yi
16
单桩、单排桩及多排桩
17
多排桩如上图c），指在水平外力作用平面内有 一根以上的桩的桩基础（对单排桩作横桥向验算时 也属此情况），不能直接应用上述公式计算各桩顶 作用力，须应用结构力学方法另行计算（见后述）， 所以另列一类。
9
桩身内力与位移计算方法很多，常用的有：弹性地基梁法。 弹性地基梁法：
将桩作为弹性地基上的梁，按文克尔假定(梁 身任一点的土抗力和该点的位移成正比)的解法。 基本概念明确，方法较简单，所得结果一般较 安全。弹性地基梁的弹性挠曲微分方程的求解方 法可用数值解法、差分法及有限元法。
假定土的横向土抗力符合 文克尔假定，即
27
X
z
x 0 A1
0
B1
M
2
0
EI
C1
Q0Biblioteka EI3D1
（2）
D2
Z
QZ
x 0 A2
0
B2
M
2
0
EI
M
2 0
C2
Q0
EI
3
（3） （4）
EI
3
x 0 A4
0
B4
EI
C4
Q0
EI
3
D4
zx
mZX
z
平位移xz成正比，即zx=Cxz，且地基系数C随深度 成线性增长，即C=mz。
基于这一基本假定，进行桩的内力与位移的理论公式 推导和计算。
23
在公式推导和计算 中，取下图1和图2所示 的坐标系统，对力和位 移的符号作如下规定： 横向位移顺 x轴正方向为 正值；转角逆时针方向 为正值；弯矩当左侧纤 维受拉时为正值；横向 力顺 x轴方向为正值，如 下图2所示。
图1 桩身受力图示
图2 力与位移的符号规定
24
（一）桩的挠曲微分方程的建立及其解
桩顶若与地面平齐（Z=0），且已知桩顶作用有水 平荷载Q0及弯矩M0，此时桩将发生弹性挠曲，桩侧土将 产生横向抗力zx，如图1所示。从材料力学中知道，梁 轴的挠度与梁上分布荷载q之间的关系式，即梁的挠曲 微分方程为 4 d x EI q 4 dZ
式中：E、I——梁的弹性模量及截面惯矩。
因此可以得到图1所示桩的挠曲微分方程为
EI d xz dZ
4 4
q
zx
b1 mZx
z
b1
25
上式中：E、I——桩的弹性模量及截面惯矩 zx——桩侧土抗力zx=Cxz=mZxz，C为地基系数； b1——桩的计算宽度； xz——桩在深度z处的横向位移（即桩的挠度）。 将上式整理可得： 或
19
公路桥涵地基与基础设计规范（JTDG63-2007）
桩的计算宽度可按下式计算：
20
21