单桩水平承载力特征值计算

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。 fak=200kPa；厚度1m

①1压实素填土 稍密。 fak=120kPa；厚度0.50m

①2压实素填土，松散。 fak=80kPa；厚度0.50m

② 粉质粘土，可塑， fak=160kPa；厚度3m

③ 粉质粘土，硬塑 fak=200kPa；厚度5m

④花岗岩，全风化， fak=300kPa；厚度3m

⑤花岗岩，强风化， fak=500kPa；厚度5m

⑥花岗岩，中风化， fak=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：

Rh＝ηhRha （5.7.3-1）

考虑地震作用且 sa/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 换算埋深

αh 2.4 2.6 2.8 3.0 3.5 ≥4.0

位移控制 2.58

2.34 2.20 2.13 2.07

2.05

强度控制 1.44 1.57 1.71 1.82 2.00

大连大仁堂药业有限公司单桩竖向承载力设计值计算200号孔钻孔桩d= 素填土淤泥粘土粉质粉土粉质23-3XX68.571.203.605.70##1.000.000.0033.0045.00##200.00桩端极限端阻力特征值qpa（kPa）0.000.000.000.00##2500.004000.004000.000.500.500.400.041.570.200.000.00186.61402.91##314.16单桩抗拔力特征值(kN) Qsia' = u * qsia * lsi0.000.00121.30261.89##204.20桩侧土总摩侧阻力特征值(kN) ∑Qsia = u * ∑qsia * lsi903.68490.871394.55587.39

1559.89

1394.55桩身长度Li(m)桩侧极限侧阻力特征值qsia（kPa）桩端岩层天然湿度单轴抗压强度frp桩侧岩层天然湿度单轴抗压强度frs桩径d(m)桩径D(m)

中风化泥质粉砂岩桩端阻抗力系数C1桩侧阻抗力系数C2桩身周长u(m)桩端面积Ap(m^2)单桩侧阻力特征值(kN) Qsia = u * qsia * lsi

持力岩层总端阻力特征值(kN) Qpa = C1*frp * Ap

单桩竖向极限承载力特征值(kN)Ra=min[Ra,桩身强度]单桩竖向极限承载力特征值(kN) Ra = ∑Qsia + Qpa单桩竖向抗拔力特征值(kN)Ra = ∑Qsia' +0.9G0钻孔桩桩身强度设计值持力层

制作人: GYB 2016/1/5 第 1 页

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。

1．某灌注桩，桩径，桩长。从桩顶往下土层分布为： 0.8dm20lm

填土，

；淤泥，

；黏土，0~2m

30

sikaqkP2~12m

15

sikaqkP12~14m

；

以下为密实粗砂层，，，该层厚度大，

50

sikaqkP14m

80

sikaqkP2600

pkaqkP

桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。

【解】

ukskpksikipkpQQQuqlqA



2

0.8302151050280426000.8

4

1583.41306.92890.3ukskpkQQQ

kN







2．某钻孔灌注桩，桩径

，扩底直径，扩底高度，桩长1.0dm1.4Dm1.0m

，桩端入中砂层持力层。土层分布： 黏土，

；12.5lm0.8m0~6m

40

sikaqkP

粉土，

；

以下为中砂层，6~10.7m

44

sikaqkP10.7m

，。试计算单桩竖向极限承载力标准值。

55

sikaqkP1500

pkaqkP

【解】

，属大直径桩。1.00.8dmm

大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为：

ppkpisiksipkskukAqlquQQQ



（扩底桩斜面及变截面以上长度范围不计侧阻力

）d2

大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为：桩侧黏性土和粉土：1/5

1/5

(0.8/)0.81.00.956

sid

桩侧砂土和碎石类土：1/3

1/3

(0.8/)0.81.00.928

sid

桩底为砂土：1/3

1/3

(0.8/)0.81.40.830

pD





21.00.9564060.95644

0.8315001.410581505253.

35

6

4ukQ

kN





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，1.2m1.0m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41.5

aMP

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