桩基础桩基水平承载力培训讲义PPT

1、基础工程桩基础2 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。4.6 桩基水平承载力 水平荷载(力和弯矩）作用下，桩身产生横向位移或挠曲变形，并挤压桩侧土体，同时桩侧土反作用于桩，产生侧向土抗力，桩土共同作用破坏模式刚性桩(ah2.5)：桩身刚体转动破坏，承载力主要由桩的水平位移和倾斜控制柔性桩(ah2.5)：桩身发生扰曲变形，破坏时桩身某点弯矩超过截面抵抗矩或土体屈服失稳，承载力由桩身水平位移及最大弯矩值控制 单桩水平静载荷试

2、验试验装置： 加荷系统：千斤顶、试桩位移观测：百分表图4.20 单桩水平静载荷试验4.6.1单桩水平静载荷试验每级荷载大小 约为预估水平极限承载力的（1/10-1/15）。读数方法 每级加荷后恒载4min测读桩顶水平位移，然后卸载至零，停2min测读残余水平位移，如此循环5次，再施加下一级荷载。终止加载条件 桩身折断 桩顶水平位移超过3040mm 桩侧地表出现明显裂缝或隆起。试验方法 单桩水平静载荷试验水平极限承载力的确定两特征点对应的荷载称为临界荷载Hcr和极限荷载Hu图4.21 单桩H0 x0/H0曲线图4.22 单桩H0g曲线7（1）设计等级为甲级、乙级的建筑桩基，应通过单桩水平静载试验

3、确定单桩水平承载力特征值Rha。 （2）对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身正截面配筋率不小于0.65%的灌注桩，可取地面处水平位移为10mm（对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm所对应的荷载的75%为单桩水平承载力特征值Rha 。（3）对于配筋率小于0.65%的灌注桩，可取单桩水平静载试验的临界荷载的75%为单桩水平承载力特 征值Rha 。 4.6.2 单桩水平承载力特征值的确定8（4）验算永久荷载控制的桩基水平承载力时，应将按上述方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数0.8；而当验算地震作用桩基水平承载力时，上述值提高25%。 （5）当缺少水平静载荷试验资料时，可按（4-43）估算桩身

4、配筋率小于0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值。（6）当水平承载由位移控制，且缺少水平静载荷试验资料时，可按（4-44）估算预制桩、钢桩、桩身配筋率大于0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值。 94.6.3 单桩水平受荷理论分析 现在较普遍采用的是将桩视为弹性地基上的梁。这是因为在桩顶受到轴向力、横轴向力和弯矩作用时，如果略去轴向力的影响，桩就可以看作一个设置在弹性地基中的竖梁。 以文克尔假定为基础的弹性地基梁解法从土力学的观点认为是不严密的，但由于其概念明确，方法较简单，所得的结果一般较安全，故国内外使用得较为普遍，我国铁路、水利、公路在桩的设计中常用“m”法以及“K”法、“C值”法、“常

5、数”法等都属于此种方法。 101土的弹性抗力 桩基础在荷载（包括轴向荷载、横轴向荷载和力矩）作用下产生位移（包括竖向位移、水平位移和转角），桩的竖向位移引起桩侧土的摩阻力和桩底土的抵抗力。桩身的水平位移及转角使桩挤压桩侧土体，桩侧土必然对桩产生一横向土抗力pzx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用，土的这种作用力称为土的弹性抗力。11假定土的横向土抗力符合文克尔假定，即 式中：pzx横向土抗力（kN/m2）；C地基系数（kN/m3）xz深度Z处桩的横向位移（m）。 pzx即指深度为 Z 处的横向（X轴向）土抗力，其大小取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度、桩的截面形状、桩距及荷载等因素。122地

6、基系数 基本概念：地基系数C表示单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。它的大小与地基土的类别、物理力学性质有关。如能测得xz并知道C 值，pzx值即可解得。 地基系数C值是通过对试桩在不同类别土质及不同深度进行实测xz及pzx后反算得到。 (a)常数法；(b)k法；(c)m法；(d) c法 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 。14 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

7、广的“m”法。 m 地基土横向抗力系数的比例系数(MN/m4) m受桩材和刚度、土类及其性质、荷载作用方式、荷载水平、桩身水平位移等因素影响，对多层地基可取当量m值计算，取层厚2(d+1)m；如无试验资料，m值可参照规范表格15（3） 桩的计算宽度 桩在水平外力作用下，除了桩身宽度范围内桩侧土受挤压外，在桩身宽度以外的一定范围内的土体都受到一定程度的影响（空间受力），且对不同截面形状的桩，土受到的影响范围大小也不同。 为了将空间受力简化为平面受力，并综合考虑桩的截面形状及多排桩桩间的相互遮蔽作用，将桩的设计宽度（直径）换算成相当实际工作条件下，矩形截面桩的宽度b1，b1称为桩的计算宽度。16（

8、1）确定桩顶荷载N0k、H0k、M0k 单桩的桩顶荷载可分别按下列各式确定： （4） 单桩的内力计算 (2) 桩的挠曲微分方程 单桩在H0k、M0k和地基水平抗力作用下产生挠曲: 在上列方程中，如采用不同的C图式求解，就得到不同的计算方法。m法假定C=mz,代入上式得到： a为桩的水平变形系数，量纲为L-1挠度x与转角、弯矩M和剪力V的微分关系，利用幂级数积分后可得到微分方程式的解答: 1819(3)桩身最大弯矩及其位置设计承受水平荷载的单桩时，为了计算截面配筋，设计者最关心桩身的最大弯矩值和最大弯矩截面的位置:由系数CD从表查得相应的换算深度，则桩身最大弯矩的深度Zmax为： 20 由 从表4-11查得相应的系数C