桩基础桩基水平承载力培训讲义PPT

基础础工工程程桩基基础础2桩的的水水平平承承载载力力，是是指指桩桩在在与与桩桩轴轴线线垂垂直直方方向向受受力力时时的的承承载载力力。。桩桩在在横横向向力力（（包包括括弯弯矩矩））作作用用下下的的工工作作情情况况较较轴轴向向受受力力时时要要复复杂杂些些，，但但仍仍然然是是从从保保证证桩桩身身材材料料和和地地基基强强度度与与稳稳定定性性以以及及桩桩顶顶水水平平位位移移满满足足使使用用要要求求来来分分析析和和确确定定桩桩的的水水平平承承载载力力。。4.6桩基基水水平平承承载载力力水平平荷荷载载(力和和弯弯矩矩））作作用用下下，，桩桩身身产产生生横横向向位位移移或或挠挠曲曲变变形形，，并并挤挤压压桩桩侧侧土土体体，，同同时时桩桩侧侧土土反反作作用用于于桩桩，，产产生生侧侧向向土土抗抗力力，，桩桩土土共共同同作作用用破坏坏模模式式刚性性桩桩(ah≤2.5)：桩身身刚刚体体转转动动破破坏坏，，承承载载力力主主要要由由桩桩的的水水平平位位移移和和倾倾斜斜控控制制柔性性桩桩(ah≥2.5)：桩身身发发生生扰扰曲曲变变形形，，破破坏坏时时桩桩身身某某点点弯弯矩矩超超过过截截面面抵抵抗抗矩矩或或土土体体屈屈服服失失稳稳，，承承载载力力由由桩桩身身水水平平位位移移及及最最大大弯弯矩矩值值控控制制单桩桩水水平平静静载载荷荷试试验验试验验装装置置：：加荷荷系系统统：：千千斤斤顶顶、、试试桩桩位移移观观测测：：百百分分表表图4.20单桩桩水水平平静静载载荷荷试试验验4.6.1单桩桩水水平平静静载载荷荷试试验验每级级荷荷载载大大小小约为为预预估估水水平平极极限限承承载载力力的的（（1/10-1/15）。读数方法每级加荷后恒恒载4min测读桩顶水平平位移，然后后卸载至零，，停2min测读残余水平平位移，如此此循环5次，再施加下下一级荷载。。终止加载条件件桩身折断桩顶水平位移移超过30－40mm桩侧地表出现现明显裂缝或或隆起。试验方法单桩水平静载载荷试验水平极限承载载力的确定两特征点对应应的荷载称为为临界荷载Hcr和极限荷载Hu图4.21单桩H0—△x0/△H0曲线图4.22单桩H0—σg曲线7（1）设计等级为为甲级、乙级级的建筑桩基基，应通过单桩水平静载试验验确定单桩水水平承载力特特征值Rha。（2）对于钢筋混混凝土预制桩桩、钢桩、桩桩身正截面配筋率不小于0.65%的灌注桩，可取地面处处水平位移为10mm（对于水平位位移敏感的建建筑物取水平位移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验的临界荷载的的75%为单桩水平承承载力特征值Rha。4.6.2单桩水平承载载力特征值的的确定8（4）验算永久荷荷载控制的桩桩基水平承载载力时，应将将按上述方法法确定的单桩桩水平承载力力特征值乘以以调整系数0.8；而当验算地地震作用桩基基水平承载力力时，上述值值提高25%。（5）当缺少水平静静载荷试验资资料时，可按按（4-43）估算桩身配筋筋率小于0.65%的灌注桩单桩桩水平承载力力特征值。（6）当水平承载由由位移控制，，且缺少水平平静载荷试验验资料时，可按（4-44）估算预制桩、、钢桩、桩身身配筋率大于于0.65%的灌注桩单桩桩水平承载力力特征值。94.6.3单桩水平受荷理论分析析现在较普遍采采用的是将桩桩视为弹性地基上的的梁。这是因为在在桩顶受到轴轴向力、横轴轴向力和弯矩矩作用时，如如果略去轴向向力的影响，，桩就可以看看作一个设置置在弹性地基基中的竖梁。。以文克尔假定为为基础的弹性性地基梁解法法从土力学的观观点认为是不不严密的，但但由于其概念念明确，方法法较简单，所所得的结果一一般较安全，，故国内外使使用得较为普普遍，我国铁铁路、水利、、公路在桩的的设计中常用用“m”法以及“K”法、“C值”法、“常数”法等都属于此种种方法。101．土的弹性抗抗力桩基础在荷载载（包括轴向向荷载、横轴轴向荷载和力力矩）作用下下产生位移（（包括竖向位位移、水平位位移和转角）），桩的竖向向位移引起桩桩侧土的摩阻阻力和桩底土土的抵抗力。。桩身的水平平位移及转角角使桩挤压桩桩侧土体，桩桩侧土必然对对桩产生一横横向土抗力pzx，它起抵抗外外力和稳定桩桩基础的作用用，土的这种种作用力称为为土的弹性抗力。11假定土的横向向土抗力符合合文克尔假定定，即式中：pzx——横向土抗力（（kN/m2）；C——地基系数（kN/m3）xz——深度Z处桩的横向位位移（m）。pzx即指深度为Z处的横向（X轴向）土抗力力，其大小取取决于土体性质、桩身刚度、桩的入土深度度、桩的截面形状状、桩距及荷载等因素。122．地基系数基本概念：地基系数C表示单位面积积土在弹性限限度内产生单单位变形时所所需要的力。。它的大小与与地基土的类类别、物理力力学性质有关关。如能测得得xz并知道C值，pzx值即可解得。。地基系数C值是通过对试试桩在不同类类别土质及不不同深度进行行实测xz及pzx后反算得到。。(a)常数法；(b)k法；(c)m法；(d)c法C值随深度的分分布规律：地基系数C值不仅与土的的类别及其性性质有关，而而且也随深度度而变化。由由于实测的客客观条件和分分析方法不尽尽相同等原因因，所采用的的C值随深度的分分布规律也各各有不同。常常用的几种地地基系数分布布规律如下所所示。14上述四种方法各自自假定的地基基系数随深度度分布规律不不同，其计算算结果有所差差异。本节介介绍目前应用用较广的“m”法。m—地基土横向抗抗力系数的比比例系数(MN/m4)m受桩材和刚度、、土类及其性性质、荷载作作用方式、荷荷载水平、桩桩身水平位移移等因素影响响，对多层地地基可取当量量m值计算，取层层厚2(d+1)m；如无试验资料料，m值可参照规范范表格15（3）桩的计算宽度度桩在水平外力作作用下，除了了桩身宽度范范围内桩侧土土受挤压外，，在桩身宽度度以外的一定定范围内的土土体都受到一一定程度的影影响（空间受受力），且对对不同截面形形状的桩，土土受到的影响响范围大小也也不同。为了将空间受力简简化为平面受受力，并综合合考虑桩的截截面形状及多多排桩桩间的的相互遮蔽作作用，将桩的的设计宽度（（直径）换算算成相当实际际工作条件下下，矩形截面面桩的宽度b1，b1称为桩的计算宽度度。16（1）确定桩桩顶荷载N0k、H0k、M0k单桩的桩顶荷载可可分别按下列列各式确定：：（4）单桩的内力计计算(2)桩的的挠曲微分方方程单桩在H0k、M0k和地基水平抗抗力作用下产产生挠曲:在上列方程中中，如采用不不同的C图式求解，就就得到不同的的计算方法。。m法假定C=mz,代入上式得到到：a为桩的水平变变形系数，量量纲为L-1挠度x与转角ф、弯矩M和剪力V的微分关系，，利用幂级数数积分后可得得到微分方程程式的解答:1819(3)桩身最最大弯矩及其其位置设计承受水平平荷载的单桩桩时，为了计计算截面配筋筋，设计者最最关心桩身的的最大弯矩值值和最大弯矩矩截面的位置置:由系数CD从表查得相应应的换算深度度，则桩身最最大弯矩