基础工程学单排桩水平承载

课程团队：徐长节、胡文韬、耿大新、可文海、陈丹华基础工程学华东交通大学土木建筑学院4深基础——4.3单排桩水平承载分析主讲人——耿大新本节脉络单排桩的定义与荷载分配桩侧土体弹性抗力桩侧地基系数分布m法弹性单排桩基桩内力和位移计算单排桩的定义与荷载分配计算单排桩多排桩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。土的弹性抗力土的弹性抗力桩身的水平位移及转动挤压桩身侧向土体，侧向土体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。Winkler假设桩身位移与反力的线性近似关系地基系数地基系数C定义单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。地基系数分布规律m法K法C法常数法m法特点：地基系数C随深度呈正比例增加公式表达：m——非岩石地基水平抗力系数的比例系数（kN/m4）土

的

名

称m(kN/m4)流塑性黏土IL>1.0，软塑黏性土1.0≥IL>0.75，淤泥3000～5000可塑黏性土0.75≥IL>0.25，粉砂，稍密粉土5000～10000硬塑黏性土0.25≥IL≥0，细砂，中砂，中密粉土10000~20000坚硬，半坚硬黏性土IL≤0，粗砂，密实粉土20000~30000砾砂，角砾，圆砾，碎石，卵石30000~80000密实卵石夹粗砂，密实漂、卵石80000~120000C=mz多层土层当量m值换算主要影响深度当量m值桩的计算宽度将空间受力转化为平面受力，同时考虑桩土相互作用，桩身内力计算时采用计算宽度。桩形状换算系数kf圆形或圆端截面：0.9矩形截面：1.0圆与矩形组合截面：1-0.1a/d关于桩间影响系数k多排桩在外力作用平面内有多根桩，各桩受力相互影响，其影响与桩间净距L1有关。Hc<d+1L1h1——地面或最大冲刷线以下桩计算埋入深度：h1=3(d+1)h1值不得大于桩的入土深度（h）m法弹性性单排排桩基基桩内内力和和位移移计算算基本假假定将土视视作弹弹性变变形介介质，，它具具有随随深度度成比比例增增长的的地基基系数数（C=mz）土的应应力应应变关关系符符合文文克尔尔假定定计算公公式推推导时时，不不考虑虑桩与与土之之间的的摩擦擦力和和黏结结力桩与桩桩侧土土在受受力前前后始始终密密贴桩作为为一弹弹性构构件桩的挠挠曲微微分方方程分分析分析模模型内力符符号规规定挠曲分分析梁的挠挠曲微微分方方程其中地表的的边界界条件件分析析基本挠挠曲方方程解的分分析一元四四次微微分方方程四个边边界条条件挠曲方方程的的解答答挠曲级级数表表达四阶微微分表表达挠曲方方程的的解答答恒等式式表达达规律寻寻找参数关关系你得到到它了了！Yougotit!通式再再次化化简解除迭迭代嵌嵌套关关系参数回回代通通解位移通通式解解答边界条条件解解待定定系数数挠曲线线解答答位移弹性抗抗力转角弯矩剪力计算总总结摩擦桩桩、柱柱桩的的x0和φ0的计算算桩底弯弯矩值值Mh为A0——桩底面面积I0——桩底面面积对对其重重心轴轴的惯惯性矩矩C0——基底土土的竖竖向地地基系系数C0=m0h（边界界条件件一））摩擦桩桩、柱柱桩的的x0和φ0的计算算桩底-土无摩摩擦力力，则则Qh=0（边界界条件件二））参数分分析摩擦桩桩且αh>2.5或支承承桩且且αh≥3.5时，近近似认认为Kh=0，则有：嵌岩桩桩的x0和φ0的计算算无量纲纲法αh>2.5摩擦桩桩或αh≥3.5支承桩桩无量纲纲法αh>2.5嵌岩桩桩系数均均可查查附表表1~12桩身最最大弯弯矩的的确定定目的用于检检验桩桩的截截面强强度和和配筋筋计算算方法将各深深度Z处的Mz值求出出后绘绘制z－Mz图，进进而求求解一般采采用数数解法法桩身最最大弯弯矩的的数解解法桩顶位位移分分析（（高桩桩承台台）桩顶位位移分分析（（高桩桩承台台）Q和M引起的xQ、xM、Q、M单桩及单排桩桩顶顶按弹性嵌固的计计算适用范围中小跨径的简支梁梁或板式桥梁梁或板的弹性约束束作用限制了桩墩墩盖梁转动，形成成了所谓弹性嵌固。桩顶弹性嵌固的假假定，可使桩入土土部分的桩身弯矩矩减少，减少桩身身钢筋用量。解析单桩、单排桩计算算步聚及验算要求求桩