单桩(群桩基础基桩)水平承载力特征值计算

群桩基础中的⼀根基桩单独受荷时的承载⼒和沉降性状读书报告河海⼤学⽜永前⼀．群桩基础效应的读书报告群桩基础中的⼀根基桩单独受荷时的承载⼒和沉降性状，往往与相同地质条件和设置⽅法的独⽴基础有显著差别，这种现象称为群桩应，因此，群桩的基础承载⼒g Q 常常不等于其中各基础的承载⼒之和i Q ∑。

通常⽤群桩效应系数/g iQ Q η=∑来衡量群桩基础中各个桩基的平均承载⼒⽐独⽴单桩降低或提⾼的幅度。

由摩擦⾏桩组成的低承台群桩基础，当其承受竖向荷载⽽沉降时，承台底必然产⽣⼟体反⼒，从⽽分担了⼀部分荷载，使桩基承载⼒随之提⾼，道路⼯程中的桩基础我⼀般以垫层或⼟⼯格栅类似于建筑⼯程中的低承台，低承台底⾯处的⼟所分担的荷载，可占总承载⼒的20%到35%。

当然，群桩基础建成后，可能出现承台底⾯与⼟基开脱情况，此时不⽤考虑承台底阻⼒对桩基承载⼒的影响。

这种情况⼤体有：1. 沉⼊挤⼟桩的庄周⼟体因孔隙⽔压⼒剧增所引起的隆起，于垫层或格栅修筑后孔压继续消散⽽⽽固结下沉。

2. 车辆频繁⾏驶震动。

3. 桩周产⽣负摩阻⼒的各种情况导致的承台底⾯与⼟基的初始接触随时间渐渐松弛⽽脱离。

4. 黄⼟地基湿陷或砂图地震液化所引起的承台与⼟基突然开裂。

端承型群桩基础端承型基桩的桩底持⼒层刚硬，沉降量较⼩，因此承台底⾯⼟反⼒很⼩，端承型群桩基础中各个基桩的⼯作性状接近于单桩，所以η可认为为1。

摩擦型群桩基础（1）不考虑承台效应的影响（即承台地⾯脱落）如上图所⽰，先假设承台底⾯脱离地⾯的群桩基础中各桩均匀受荷，就如独⽴单桩那样，桩顶荷载Q 主要通过桩侧摩阻⼒引起压⼒扩散⾓α范围内庄周桩⼟中的附加应⼒。

各桩在桩端平⾯上的附加压⼒分布⾯积的直径2tan D d l α=+。

当a S实际的群桩效应其实更为复杂，有以下⼏个⽅⾯：（1）承台刚度的影响: 这主要是针对建筑桩基础的刚性承台⽽⾔的，⼤致意思就是指刚性承台会使桩做同步沉降，同时会使各桩的桩顶荷载发⽣由承台向中部向外围转移，所以刚性承台下的桩顶荷载分配⼀般是⾓⾓桩最⼤，中⼼桩最⼩，边桩居中。

KANGZHENYANJ IU９３４㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第５期收稿日期:２０２０Ｇ０５Ｇ２２;修改日期:２０２０Ｇ０６Ｇ０３作者简介:马㊀乾(１９８８－),男,安徽太和人,硕士,工程师．单桩水平承载力确定方法及抗震计算调整分析马㊀乾(中冶华天南京工程技术有限公司,江苏南京㊀２１００１９)摘㊀要:单桩水平承载力的主要确定方法有静载荷试验和计算分析两大类.针对«建筑桩基技术规范»(J G J ９４－２００８)所采用的单桩水平承载力特征值的R h a 计算方法,本文重点分析了预制桩㊁钢桩㊁桩身配筋率不小于０．６５％的灌注桩,计算由水平位移控制并缺少水平静载试验资料情况下单桩水平承载力特征值,并提出地震作用下的单桩水平承载力特征值调整方法.关键词:单桩水平承载力;桩基水平抗震验算;抗震承载力调整系数中图分类号:T U ４７３．１＋１㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:１６７３Ｇ５７８１(２０２０)０５Ｇ０９３４Ｇ０３０㊀引㊀㊀言随着社会发展越来越快,高铁站㊁体育场馆㊁会展中心等大型公共建筑工程越建越多,由于建筑空间和建筑外观造型的需要,这类建筑的部分基础结构经常会出现较大的水平推力.同时,在一些外部环境较为苛刻的地区建设多层㊁高层以及复杂体系的建筑,例如丘陵地区,有不少建筑建于高坡上,有的建筑物的桩基会穿越高差较大的挡土墙后背的填土,对这类桩基在进行边坡稳定性分析时,还需进行桩的水平抗力计算,甚至需要考虑边坡失稳后对基桩产生的水平力,在诸如地震㊁飓风㊁边坡土压力甚至水压力等外力作用下,许多建筑的基础会因此承受较大的水平荷载,这给设计带来不少困难.当前由于场地外部环境㊁施工条件及工期要求等因素的限制,各方优先推荐使用桩基础来解决水平荷载.影响单桩水平承载力及其位移的因素很多,包括桩身截面抗弯刚度㊁结构材料强度㊁桩侧土质性质㊁桩身的入土深度㊁桩顶约束条件等.对于低配筋率(指配筋率小于０．６５％)的灌注桩,通常是桩身先出现裂缝,而后断裂破坏;此时,单桩的水平承载力由桩身强度控制.对于抗弯性能较强的桩,如高配筋率(指配筋率不小于０．６５％)的混凝土预制桩㊁钢桩,桩身虽没有断裂,但由于桩侧土体出现塑性隆起,或桩顶水平位移较大超过使用允许值,此时也认为桩基水平承载力达到极限状态.常见单桩水平承载力的方法主要为水平静载荷试验和计算分析２大类,国家规范以及各地方规范都首先推荐静载荷试验,当试验条件不满足时,可以通过计算分析估算基桩水平承载力.本文重点阐述二者分析方法的优缺点,并针对预制桩㊁钢桩㊁桩身配筋率不小于０．６５％的灌注桩,结合２０１９年勘察类考试案例试题计算分析单桩水平承载力特征值,以及地震作用下的单桩水平承载力特征值调整方法.１㊀单桩水平承载力的主要确定方法优缺点分析１．１㊀水平静载荷试验法优点:静载荷试验能比较真实地反映出单桩水平承载力的各项影响因素,是确定单桩水平承载力比较可靠的手段,其试验结果可以直接作为设计依据.缺点:由于试验条件和技术水平有限等因素,当前大多的试桩情况是在桩顶自由状态下进行的,桩顶没有承台嵌固也缺少竖向荷载的作用,这与建筑基桩实际使用时的状态有较大差异;而且大多数情况下,单桩水平静载荷试验时标高位置与实际桩顶标高位置有一定差距,尤其当基桩埋置较深的情况.所以单桩水平承载力试验时的状态难以反映实际使用时的工程情况.同时该方法相对耗时久㊁成本高.１．２㊀水平承载力计算分析法对于桩基水平承载力计算和设计,«建筑桩基技术规范»[１](J G J ９４－２００８)(以下简称桩基规范)中有较详细的规定㊁说明和计算方法.优点:在勘察报告数据充分前提下,快速计算分析确定桩基水平承载力是一般建筑桩基工程的重要手段.现行桩基规范[１]中,计算分析方法有２种.一是单桩基础,这里又分为低配筋率基桩和高配筋率基桩;二是群桩基础,计算的公式中考虑了由承台㊁桩群㊁土相互作用产生的群桩效应.这比静载荷试验的应用场景更丰富.缺点:桩基水平受荷的复杂性,决定了其水平承载力的计算公式也比较复杂,计算公式选择和应用起来也有较多限制,同时公式中各个参数的取值对计算结果都有一定影响.因此面对不同的设计场景,各参数如何合理取值成为了主要难点.桩身强度控制和桩顶水平位移控制两种工况均会受桩周土水平抗力系数的比例系数m 的影响,但是,前者呈１/５m 倍的关系,受影响较小;后者呈３/５m 倍的关系,受影响较大.与此同４３９KANGZHENYANJ IU㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第６期９３５㊀时,在单桩水平承载力的估算中,桩顶嵌固状态对计算结果影响很大,同１种桩型在相同的土层条件下,按规范法进行计算时,桩顶嵌固情况如由铰接改成固接,单桩水平承载力可以增加超过１倍甚至更多.实际上承台与桩顶的嵌固关系介于固接与铰接之间,使得m 值的计算范围较广,进而水平承载力计算结果不够精确,主观影响较大.１．３㊀小结按照规范要求,受水平荷载较大的设计等级为甲级㊁乙级的建筑桩基,应通过现场单桩水平承载力试验确定单桩水平承载力特征值.对于初设阶段和设计等级非甲级㊁乙级建筑桩基可通过规范所列的按桩身承载力强度控制的规范[１]式(５．７．２－１)和按桩顶水平位移控制的规范[１]式(５．７．２－２)进行计算.最后对工程桩进行静载荷试验检测.２㊀勘察类考试案例试题计算分析２．１㊀全国注册岩土案例试题一例ʌ２０１９年全国注册岩土工程师专业考试试题 专业案例(上午卷)ɔ２４题:某高层建筑采用钢筋混凝土桩基础,桩径０．４m ,桩长１２m ,桩身配筋率大于０．６５％,桩周土层为黏性土,桩端持力层为粗砂,水平抗力系数的比例系数为２５MN /m３,试估算单桩抗震水平承载力特征值最接近下列哪个选项?(假设桩顶自由,E I ＝３２MN m ２,桩顶允许水平位移取１０m m )A．８５k N㊀㊀㊀B ．１０５k NC ．１１０k N㊀㊀㊀D．１１７k Nʌ答案ɔAʌ解析及提示ɔ根据«建筑桩基技术规范»(J G J ９４－２００８),５．７．６节第６条,注意配筋大于０．６５％,按位移控制,公式计算是否调整１．２５倍?根据第７条 应将按上述２~５款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数１．２５.计算公式是第６条,按照规范要求无需乘１．２５,但最终官方答案是按照乘１．２５来计算.解:d ＝０．４＜１m ,b ０＝０．９(１．５ˑd ＋０．５)＝０．９９m α＝５m b ０E I＝５２５ˑ１０３ˑ０．９９３２ˑ１０３＝０．９５m －１αh ＝０．９５ˑ１２＝１１．４＞４,表７．２．４v x ＝２．４４１式采用独立R h a ＝０．７５α３E I v xχo a ＝０．７５ˑ０．９５３ˑ３２ˑ１０３２．４４１ˑ０．０１＝８４．３k N ,１．２５R h a ＝１０５．４k N ,故选B .２．２㊀全国一级注册结构案例试题二例ʌ２０１９全国一级注册结构工程师专业考试试题 (下午卷)ɔ１０~１１题:某８度设防地震建筑,未设地下水,采用水下成孔混凝土灌注桩,如图１所示,桩径８００m m ,混凝土强度等级C ４０,桩长３０m ,桩底端进入强风化片麻岩,桩基按位于腐蚀环境设计.基础形式采用独立桩承台,承台间设连系梁.图１㊀１０．假定桩顶固结,桩身配筋率ρ＝０．７％,桩身抗弯刚度４．３３ˑ１０５k N m２,桩侧土水平抗力系数的比例系数m ＝４MN /m ４桩水平承载力由水平位移控制,允许位移为１０m m ,试问初步设计时,按«建筑桩基技术规范»(J G J ９４－２００８)考虑地震作用组合的桩基单桩水平承载力特征值(k N )与下列何项数值最为接近A．１６１k N㊀㊀㊀B ．２０１k NC ．２７０k N㊀㊀㊀D．３３０k Nʌ答案ɔDʌ解析及提示ɔ本题重点考察规范[１]中,５．７．２第７条验算永久荷载控制的桩基的水平承载力时,应将上述２~５款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数０．８０;验算地震作用桩基的水平承载力时,宜将按上述２~５款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数１．２５. 桩规５．７．５:d ＝０．８＜１m ,b ＝０．９(１．５ˑd ＋０．５)＝１．５３mαh ＝０．４２６６ˑ３０＝１２．８＞４,α＝５m b ０E I＝５４ˑ１０３ˑ１．５３４．３３ˑ１０５＝０．４２６６m －１表７．２．４㊀v x ＝０．９４R h a ＝０．７５α３E I v xχo a ＝０．７５ˑ０．４２６６３ˑ４．３３ˑ１０５０．９４ˑ０．０１＝２６８．２１k N ,R h a E ＝２６８．２１ˑ１．２５＝３３５．２６k N ,故选D .２．３㊀小结以上两题中均属于配筋率不小于０．６５％的灌注桩情况,故采用５．７．２第６条计算公式:R h a ＝０．７５α３E I v xχo a ,其地震作用桩基的水平承载力原本按照规范第７条无须乘以调整系数１．２５,但是查阅上版«建筑桩基技术规范»(J G J ９４－９４)并对比现行规范[１]得知,新版规范中５．７．２第５条为新增,导致第６条为原规范第５条的递延,规范中 应将上述２~５款方法 内容５３９KANGZHENYANJ IU９３６㊀«工程与建设»㊀２０２０年第３４卷第５期未更新,故采用第６条计算地震作用的桩基水平承载力后仍需乘以１．２５.同时,这样的调整做法与«建筑抗震设计规范»[２](G B５００１１－２０１０)处理结果也是吻合的.延伸分析,如果题目中条件 允许水平位移为１０m m 改为 地震作用下允许水平位移为１０m m,此时按照现行规范[１]中５．７．２第６条计算得出的结果不需要乘１．２５.考虑地震作用下的结果放大,我们不光可以认为是承载力的放大,是否可以认为是因为位移的放大进而使得计算结果的放大,３㊀总㊀㊀结(１)实际工程中在桩顶嵌固状态不明前提下,从可靠度㊁安全性的角度考虑,单桩水平承载力特征值计算建议按铰接考虑,但仍需进一步积累工程经验后明确.(２)结合规范[１]和规范[２]中有关规定,单桩水平向抗震承载力特征值,无论是低配筋率基桩还是高配筋率㊁钢制等基桩,均比非抗震设计时提高２５％.(３)当依据竖向载荷完成布桩,水平承载力不满足要求时,可以采用增加基础埋深㊁增大桩径或增加桩数等措施来满足桩基水平承载要求.(４)桩基水平承载力的确定是一个非常复杂的问题,将实际工程计算分析与水平静载荷试验结合起来研究可以对规范[１]公式中各参数的取值进行修正调整,进而较准确验算出其他位置桩基水平力承载力.(５)不少国家规范标准㊁地方规范条例对桩基的水平抗震验算均有涉及,但计算方法和使用范围缺少统一明确的规定,设计时建议结合设计主体的类别选择相应的国家规范及地方规范.参考文献[１]㊀中华人民共和国建设部．建筑桩基技术规范:J G J ９４－２００８[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２００８．[２]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．建筑抗震设计规范:G B５００１１－２０１０[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１０．[３]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．建筑基桩检测技术规范:J G J １０６－２０１４[S ]．北京:中国建筑工业出版社,２０１４．[４]㊀中华人民共和国住房和城乡建设部．建筑地基基础设计规范:G B５０００７－２０１１[S ]．北京:中国计划出版社,２０１２．[５]㊀方云飞,孙宏伟,闫莹．单桩水平承载力计算方法研究与工程实例分析[J ]．建筑结构,２０１３,４３(１):９５－９９．[６]㊀徐枫．基于原型试验的单桩水平承载力分析[J ]．岩土工程学报,２０１１,３３(S ２):２９１－２９４．(上接第９３１页)㊀㊀通过以上计算分析,滑坡整体现状条件下自重工况下K 值为１．１３８,处于基本稳定状态;自重＋暴雨工况下K 值为１．００７,处于欠稳定状态[４],滑坡在这２种工况下均可能发生轻微蠕动变形.取安全系数为１．２时[２],在暴雨工况下６号块剩余下滑力为２４５８k N /m ,滑坡深度约１１m ,设计以剩余下滑力２４５８k N /m 控制.建议在坡脚进行填土３~５m 反压,再设置抗滑桩,抗滑桩采用方形截面,截面尺寸３mˑ４m (沿滑坡推力方向长度为４m ),桩间距６m ,共设置２４根桩,最长桩长２６m ,最短桩长１８m .５㊀结㊀㊀论根据以上滑坡稳定性分析可以得出以下结论:(１)该滑坡为沉降Ｇ推移式滑坡,高填路堤位于滑坡后缘,会发生沉降变形,对滑坡后缘有加载作用,将进一步加大滑坡后缘的下滑推力,对滑坡稳定性不利.(２)通过计算分析,滑坡自重工况下K 值为１．１３８,处于基本稳定状态,自重＋暴雨工况下K 值为１．００７,处于欠稳定状态在,滑坡在这２种工况下均可能发生轻微蠕动变形.稳定性计算结果与现场调查的结论基本一致,说明参数取值是基本合理的.(３)原地基处理采用碎石冲击桩,可提高地基承载力不足,但对斜坡路段的路基稳定性提高有限.(４)在拟建公路左侧,滑坡中下部部采用填土反压＋抗滑桩进行支护,对滑坡起到良好的支护作用下,滑坡将逐渐稳定.参考文献[１]㊀«工程地质手册»编委会．工程地质手册[M ]．４版．北京:中国建筑工业出版社,２００７．[２]㊀中华人民共和国交通运输部．公路路基设计规范:J T G D ３０－２０１５[S ]．北京:人民交通出版社,２０１５．[３]㊀中华人民共和国国土资源部．滑坡防治工程设计与施工技术规范:D Z /T０２１９－２００６[S ]．北京:中国标准出版社,２００６．[４]㊀中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会．滑坡防治工程勘查规范:G B /T３２８６４－２０１６[S ]．北京:中国标准出版社,２０１７．[５]㊀尹刚．贵州省三凯高速公路南约沟滑坡处治设计[J ]．西部探矿工程,２００７,１９(１２):１８６－１８９．[６]㊀朱晓禹．贵州省都新公路改扩建工程某滑坡处治设计[J ]．交通科技,２０１０(５):４５－４７．６３９。

单桩水平承载力特征值单桩（群桩基础、基桩）水平承载力特征值是指在一定工况下，单个桩或一组桩在水平方向上能够承受的最大水平力大小。

它是基于各种因素综合而得出的一个数值，对于工程设计和施工具有重要意义。

本文将详细介绍单桩（群桩基础、基桩）水平承载力特征值的计算方法及其影响因素。

一、单桩水平承载力特征值的计算方法根据规范要求，单桩水平承载力特征值的计算分为两种情况：非水平荷载作用下的计算和水平荷载作用下的计算。

1.非水平荷载作用下的计算对于非水平荷载作用下的计算，常见的方法有静力法和动力法两种。

其中，静力法通过桩的反力平衡计算水平承载力，而动力法则通过给桩施加动力荷载后计算出的位移来计算水平承载力。

静力法计算单桩水平承载力的公式为：Qh = α * Ap * sd其中，Qh为单桩水平承载力，α为抗滑安全系数，Ap为桩的侧面面积，sd为桩侧面土壤的抗剪强度。

动力法计算单桩水平承载力的公式为：Qh=m*b*d/h其中，Qh为单桩水平承载力，m为振动质量，b为作用于振动质量上的加速度，d为桩的轴向刚度，h为桩的垂直刚度。

2.水平荷载作用下的计算对于水平荷载作用下的计算，常见的方法有平衡法和变位法两种。

其中，平衡法通过力的平衡计算出桩的水平承载力，而变位法则通过给桩施加水平荷载后计算出的位移来计算水平承载力。

平衡法计算单桩水平承载力的公式为：Qh=α*Ap*τ其中，Qh为单桩水平承载力，α为抗滑安全系数，Ap为桩的侧面面积，τ为侧摩阻力。

变位法计算单桩水平承载力的公式为：Qh=L*k其中，Qh为单桩水平承载力，L为变位的单位荷载，k为变位系数。

值得注意的是，以上方法仅适用于一根孤立桩，对于群桩基础和基桩，计算方法相对复杂，需要考虑桩之间的相互作用。

二、影响单桩水平承载力特征值的因素单桩水平承载力特征值受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1.土质特性：土质特性包括土的密实度、土的粘性、土的抗剪强度等。

不同土质性质的土壤对单桩水平承载力的影响是不同的。

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。

1．某灌注桩，桩径，桩长。

从桩顶往下土层分布为：0.8d m =20l m =填土，；淤泥，；黏土，0~2m 30sik a q kP =2~12m 15sik a q kP =12~14m ；以下为密实粗砂层，，，该层厚度大，50sik a q kP =14m 80sik a q kP =2600pk a q kP =桩未穿透。

试计算单桩竖向极限承载力标准值。

【解】 uk sk pk sik ipk pQ Q Q uql q A =+=+∑()20.8302151050280426000.841583.41306.92890.3uk sk pkQ Q Q kNππ=+=⨯⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=+=2．某钻孔灌注桩，桩径，扩底直径，扩底高度，桩长1.0d m = 1.4D m = 1.0m ，桩端入中砂层持力层。

土层分布： 黏土，；12.5l m =0.8m 0~6m 40sik a q kP =粉土，；以下为中砂层，6~10.7m 44sik a q kP =10.7m ，。

试计算单桩竖向极限承载力标准值。

55sik a q kP =1500pk a q kP =【解】 ，属大直径桩。

1.00.8d m m =>大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为：ppk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑（扩底桩斜面及变截面以上长度范围不计侧阻力）d 2大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为：桩侧黏性土和粉土：()1/51/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ===桩侧砂土和碎石类土：()1/31/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ===桩底为砂土：()1/31/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ===()21.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564uk Q kNππ=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=+=3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径，桩端进入中等风化岩，1.2m 1.0m中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为，桩顶以下土层41.5a MP 参数见表，求单桩极限承载力标准值（取桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数）0.76r ζ=层序土名层底深度（）m 层厚（）m sikq （）a kP pkq （）a kP ①黏土13.7013.7032/②粉质黏土16.00 2.3040/③粗砂18.00 2.0075/④强风化岩26.858.851802500⑤中等风化岩34.858.00//【解】桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。

桩基参数桩承载力计算单桩/基桩竖向承载力特征值计算书(一)、输入参数：(二)、计算公式：(5.3.5)式中： Quk──单桩竖向极限承载力标准值；Qsk──总极限侧阻力标准值；Qpk──总极限端阻力标准值；qsik──桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-1取值；li──桩周第i层土的厚度；qpk──极限端阻力标准值，如无当地经验时，可按表5.3.5-2取值；Ap──桩端面积；u──桩身周长。

(5.2.2)式中： Quk──单桩竖向极限承载力标准值；K──安全系数，取K=2；Ra──单桩竖向极限承载力特征值。

(三)、计算过程：1、桩身周长=(0.500+0.500)×2=2.000 m2、桩端面积=0.500×0.500=0.250 m23、总极限侧阻力标准值=(30.300×1.300+30.600×2.600+30.900×2.100)×2.000=367.680 KN—桩侧第i层土的极限侧阻力标准值；qsik—桩周第i层土的厚度。

li4、总极限端阻力标准值=1.000×2000.900×0.250=500.225 KN—桩端土的极限端阻力标准值；qpk—端阻发挥系数。

αp5、单桩竖向极限承载力标准值=367.680+500.225=867.905 KN6、单桩竖向极限承载力特征值=867.905÷2=433.952 KNK为安全系数,取K=2。

(四)、计算示意图：桩承载力验算桩基承载力验算计算书(一)、输入参数：(二)、计算公式：(5.2.1-1)式中： Nk──荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力；R──基桩或复合基桩竖向承载力特征值。

(5.2.1-2)式中： Nkmax──荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力；R──基桩或复合基桩竖向承载力特征值。

单桩（群桩基础基桩）⽔平承载⼒特征值计算
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
灌
桩的换算埋深αhνmνx 140.768 2.441
2 3.5
0.750 2.502
4.0000.768 2.441
当降低；当预制桩的⽔平向⽶范围内的m值作为计算值。

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。

单桩承载力验算一、土层分布情况二、单桩竖向承载力特征值桩端持力层为全风化花岗岩，按《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），中性点深度比l n /l 0=0.75，桩周软弱土层下限深度l 0=28.84m ，则自桩顶算起的中性点深度l n =21.63m 。

根据规范可知，该处承载力特征值只计中性点以下侧阻值及端阻值。

kN l q u A q Q i sik p pk 3976)613021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 19883894211=⨯== 三、单桩负摩阻力第一层路堤填土和杂填土自重引起的桩周平均竖向有效应力： 地下水以上部分：Pa k 93.6594.6192111=⨯⨯=σ； 地下水以下部分：Pa k 06.1396.1)1019(2194.61912=⨯-⨯+⨯=σ； 则kPa 20512111=+=σσσ；第二层淤泥自重引起的桩周平均竖向有效应力：kPa 26.182)54.863.21()105.15(216.1)1019(94.6192=-⨯-⨯+⨯-+⨯=σ； ；，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 24245.612053.01111=>=⨯==σξ ；，故取kPa q kPa kPa q n s n n s 121245.3626.1822.01222=>=⨯==σξ 对于单桩基础，不考虑群桩效应则1n =η；基桩下拉荷载：kN l q u Q n i i n si n ng1137))54.863.21(1254.824(10.11=-⨯+⨯⨯⨯⨯==∑=πη 四、单桩分担面积上的荷载kN N 720)2520(44k =+⨯⨯=五、验算N R N Q N a n k 1988k 185********g k =<=+=+故单桩承载力满足要求。

按照摩擦性桩验算： kN l q u A q Q i sik p pk 2752)313021.712(1141600uk =⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∑ππkN Q K R uk a 137********=⨯== kN N 720)2520(44k =+⨯⨯= a R N <k故单桩承载力满足要求。

单桩群桩基础基桩水平承载力特征值计算单桩水平承载力特征值的计算通常采用规范方法进行。

根据规范的要求，单桩的水平承载力特征值可以通过以下步骤进行计算：
1.首先，需要确定单桩横向力作用的荷载特征值。

这可以根据设计要求和规范中给出的公式计算得到。

2.然后，需要确定单桩的水平承载容量。

这可以通过一些经验公式、试验数据或数值分析等方法得到。

3.最后，可以计算得到单桩的水平承载力特征值。

这通常需要将承载容量与荷载特征值进行对比，并考虑到安全系数来确定。

群桩基础基桩的水平承载力特征值计算相对复杂一些，通常需要进行数值分析。

以下是群桩基础基桩水平承载力特征值计算的一般步骤：
1.首先，需要确定群桩基础基桩的荷载特征值。

这可以根据设计要求和规范中给出的公式计算得到。

2.然后，需要进行桩-土相互作用的分析。

这包括计算每个桩单独承受的荷载以及桩之间的相互作用。

3.接下来，可以使用数值方法，如有限元数值分析等，来计算群桩基础基桩的水平承载力特征值。

这需要考虑土体的非线性特性和桩之间的相互作用。

4.最后，可以将得到的结果与设计要求进行对比，并考虑到安全系数来确定群桩基础基桩的水平承载力特征值。

需要注意的是，水平承载力特征值的计算是一个复杂的问题，并且可能涉及到许多参数的考虑，如土体的地质特征、桩的几何特征、桩的材料
特性等。

因此，在进行计算时，应该尽量使用合适的方法，并参考相关的规范和指导文件。

综上所述，单桩群桩基础基桩水平承载力特征值的计算是一项重要的工程计算任务，需要考虑多个因素，并通过适当的方法来进行。

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)。

单桩水平承载力计算一、静力分析法静力分析法是根据桩体受到的水平荷载产生的内力平衡条件来计算单桩水平承载力的方法。

计算步骤如下：1.确定桩的几何参数：包括桩的直径或截面面积、桩的长度等。

2.确定土的力学参数：包括土的内摩擦角、土的内聚力及土的重度等。

3.计算桩的自重：根据桩的几何参数和土的重度来计算桩的自重。

4.计算桩身的抗侧摩擦力：根据土的内摩擦角和桩的几何参数来计算桩身的抗侧摩擦力。

5.计算桩身的抗拔摩擦力：根据土的内摩擦角和桩的几何参数来计算桩身的抗拔摩擦力。

6.计算土中桩端反力：根据桩身的抗侧摩擦力、抗拔摩擦力和桩的自重来计算土中桩端反力。

7.确定桩身的刚度：根据桩的几何参数和土的力学参数来计算桩身的刚度。

8.计算桩的弯矩及最大挠度：根据土中桩端反力、桩的刚度和水平力来计算桩的弯矩和最大挠度。

9.计算桩的水平承载力：根据桩的弯矩和最大挠度来计算桩的水平承载力。

二、动力分析法动力分析法是根据桩体在水平荷载作用下的振动特性来计算单桩水平承载力的方法。

计算步骤如下：1.进行动力试验：通过在桩头上施加不同振动力和观测振动信号，得到桩的动力特性。

2.确定动力参数：包括桩的共振频率和桩的阻尼比等。

3.确定土的力学参数：包括土的剪切模量和土的阻尼比等。

4.计算桩的共振频率：根据桩的几何参数和土的力学参数来计算桩的共振频率。

5.确定桩的最大振幅：根据桩的几何参数、土的力学参数、桩的共振频率和振动力来计算桩的最大振幅。

6.计算桩的水平承载力：根据桩的最大振幅来计算桩的水平承载力。

静力分析法和动力分析法在实际工程中都有广泛的应用，选择合适的方法需要根据具体的工程情况和数据可靠性来决定。

此外，还有基于现场试验和数值模拟的方法可供选择，可以根据具体情况选择最合适的方法进行单桩水平承载力计算。

桩基础作业（承载⼒计算）-附答案1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。

从桩顶往下⼟层分布为： 0~2m 填⼟，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏⼟，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度⼤，桩未穿透。

试计算单桩竖向极限承载⼒标准值。

【解】 uksk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑()20.8302151050280426000.841583.41306.92890.3uk sk pkQ Q Q kNππ=+=+?+?+?+??=+=2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底⾼度1.0m ，桩长12.5l m =，桩端⼊中砂层持⼒层0.8m 。

⼟层分布： 0~6m 黏⼟，40sik a q kP =；6~10.7m 粉⼟，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。

试计算单桩竖向极限承载⼒标准值。

【解】 1.00.8d m m =>，属⼤直径桩。

⼤直径桩单桩极限承载⼒标准值的计算公式为：p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑（扩底桩斜⾯及变截⾯以上d 2长度范围不计侧阻⼒）⼤直径桩侧阻、端阻尺⼨效应系数为：桩侧黏性⼟和粉⼟：()1/51/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ===桩侧砂⼟和碎⽯类⼟：()1/31/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ===桩底为砂⼟：()1/31/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ===()21.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564uk Q kNππ=+??+???=+=3．某⼯程采⽤泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进⼊中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下⼟层参数见表，求单桩极限承载⼒标准值（取桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数0.76r ζ=）【解】桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载⼒，由桩周⼟总极限侧阻⼒和嵌岩段总极限阻⼒组成。

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。

是否抗震验算(Sa/d<=6)否沿水平荷载方向的矩径比Sa/d 2.5沿水平荷载方向每排桩的桩数n1:4垂直水平荷载方向每排桩数n2:6表5.7.3-1承台宽度Bc：15m承台高度hc：0m换算深度αh 承台手侧向土抗力一边的计算宽度Bc':16m位移控制承台底与基土间的摩擦系数μ：0.4强度控制承台效应系数ηc：0.1承台总面积A：258.75m2桩身截面面积Aps：0.79m2总桩数n：24表5.7.3-2基桩所对应的承台底净面积Ac:239.900m2承台下土地基承载力特征值fak:200Kpa承台底地基土分担的竖向总荷载标准值Pc：4798KN换算深度αh： 4.000m桩顶的水平位移允许值X0a：6mm桩侧土水平抗力系数的比例系数m：70MN/m4粉土基桩水平承载力特征值Rh：1745KN初步估算单桩水平承载力特征值Rha：1235.19658KN桩的相互影响系数ηi:0.53桩顶约束效应系数ηr: 2.05承台底摩阻效应系数ηb:0.05承台土侧向土抗力效应系数ηl:0.00群桩效应综合系数ηh： 1.13群桩基础基桩水平承载力特征值Rh：1396KN注：1、蓝色字符从单桩水平承载力特征值计算引用而来2、群桩计算需先填写完整的单桩水平承载力特征值计算表格表面粗糙的较硬岩土的类别黏性土中砂、粗砂、软岩、软质碎石土桩顶约束效应系数ηr2.402.60 2.803.00 3.50≥42.58 2.34 2.20 2.13 2.07 2.051.441.571.711.822.002.07承台底与基土的摩擦系数μ摩擦系数μ可塑0.25~0.30硬塑0.30~0.35坚硬0.35~0.45密实、中密(稍0.30~0.400.40~0.500.40~0.600.40~0.600.65~0.75较硬岩、坚硬岩的类别粗砂、砾砂、软质岩碎石土。