群桩基础(地震)竖向、水平向承载力计算

最全⾯的桩基计算总结最全⾯的桩基计算总结桩基础计算⼀.桩基竖向承载⼒《建筑桩基技术规》5.2.2单桩竖向承载⼒特征值Ra应按下式确定：Ra=Quk/K式中Qu 单桩竖向极限承载⼒标准值；K――安全系数，取K= 2。

5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独⽴桩基、或由于地层⼟性、使⽤条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载⼒特征值应取单桩竖向承载⼒特征值。

5.2.4对于符合下列条件之⼀的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载⼒特征值：1上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物；2对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物；3按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区；4软⼟地基的减沉复合疏桩基础。

当承台底为可液化⼟、湿陷性⼟、⾼灵敏度软⼟、⽋固结⼟、新填⼟时，沉桩引起超孔隙⽔压⼒和⼟体隆起时，不考虑承台效应，取n =0。

AiH .■為=*⾍关承啥谕算基⾎辄n赵抵鳖- 鏑于愜和瀚懺JL申讀古⽊在线单桩竖向承载⼒标准值的确定：⽅法⼀：原位测试1. 单桥探头静⼒触探（仅能测量探头的端阻⼒，再换算成探头的侧阻⼒）计算公式见《建筑桩基技术规》5332.双桥探头静⼒触探（能测量探头的端阻⼒和侧阻⼒）计算公式见《建筑桩基技术规》5.3.4⽅法⼆：经验参数法1. 根据⼟的物理指标与承载⼒参数之间的关系确定单桩承载⼒标准值《建筑桩基技术规》5.3.52. 当确定⼤直径桩（d>800mn）时，应考虑侧阻、端阻效应系数，参见 5.3.6钢桩承载⼒标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝⼟桩阻⼒，需考虑桩端⼟塞效应系数；参见5.3.7混凝⼟空⼼桩承载⼒标准值的确定：1.侧阻、端阻同混凝⼟桩阻⼒，需考虑桩端⼟塞效应系数；参见5.3.8嵌岩桩桩承载⼒标准值的确定：1.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。

后注浆灌注桩承载⼒标准值的确定：1.承载⼒由后注浆⾮竖向增强段的总极限侧阻⼒标准值、后注浆竖向增强段的总极限侧阻⼒标准值，后注浆总极限端阻⼒标准值；特殊条件下的考虑液化效应：对于桩⾝周围有液化⼟层的低承台桩基，当承台底⾯上下分别有厚度不⼩于 1.5m、1.0m的⾮液化⼟或⾮软弱⼟层时，可将液化⼟层极限侧阻⼒乘以⼟层液化折减系数计算单桩极限承载⼒标准值。

群桩基础水平承载力影响因素及对策【摘要】：在如今的工业建筑行业中，工程师常常利用群桩结构作为地基机构，因为群桩基础具有很高的刚度以及较强的竖向承载力、水平承载力。

深入分析群桩基础的水平荷载力可知桩基础在横向荷载的作用下，其受力机理和计算模式都有所不同，采用规范法和建模法可对比分析得出群桩基础水平承载力的影响因素，分析了不同的影响因素后，可进一步探讨精确计算水平承载力，研究提升水平承载力的对策。

【关键词】：群桩基础；水平承载力；影响因素1引言随着工业建筑行业的高速发展，涌现出越来越多的工业类大体积建筑，这类建筑对地基的要求很高，一般的浅基础结构难以满足承载力的要求，尤其是在软弱土层区域内建造的工程地基，需要达到更高的承载力标准。

群桩基础具备优异的承载力性能，在实际的工程当中，有很多工程师喜欢利用群桩工艺。

但是群桩工艺会受到诸多因素的影响，因此在一些情况下，群桩基础的水平承载力作为这些因素中的可控部分，起到了重要的作用。

2群桩基础水平承载力影响因素2.1 桩径的变化桩体的直径会直接影响到群桩的基础水平承载力，实验数据表明，采用规范法和建模法对不同的群桩基础进行分析计算，根据所得到的精确计算结果类比分析之后可知，当水平荷载力比较小时，桩径的大小变化对群桩整体水平位移的影响较小，在这种情况下，对水平承载力的影响也比较小，但在群桩所承受的水平荷载力不断增大的情况下，可以发现桩柱的基础水平位移发生了较明显的变化。

当水平荷载力达到特定的荷载力水平时，小幅度减小桩径，会使得水平位移减少。

不管是采用数值分析法还是规范法，在进一步确定水平荷载力的影响力大小时，都能得出相似的结果[1]。

最终结果表明，在实际的工程里，当群桩的线性变化处于承台约束范围之内，桩径越大，桩径水平位移也越小，当群桩的基础承载力超出了承台约束的范围，桩径的大小对水平位移影响不大。

总体呈现出线性分布的规律，随着水平位移的改变，群桩的基础水平承载力也会改变。

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。

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。

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。

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。