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低温建筑技术2012年第12期（总第174期）櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀櫀挤土效应研究综述［J ］．水利水电科技进展，1999，19（3）：38．［2］周火垚，施建勇．饱和黏土中足尺静压桩挤土效应试验研究［J ］．岩土力学，2009，30（11）：3291－3296．［3］姚笑青，胡中雄．饱和软土中沉桩引起的孔隙水压力估算［J ］．岩土力学，1997，18（4）：30－35．［4］王育兴，孙钧．打桩施工对周围土性及孔隙水压力的影响［J ］．岩石力学与工程学报，2004，23（1）：153－158．［5］陈志坚，张雄文，柳毅，李筱艳．考虑挤土和群桩效应的预制桩安全监控模型［J ］．岩土力学，2004，25（6）：891－895．［收稿日期］2012－07－25［作者简介］林绍凑（1968－），男，福建古田人，高级工程师，国家注册土木工程师（岩土），从事岩土工程生产、科研和管理工作。
水平荷载作用下群桩p －y 曲线数据研究王健，王建华（天津大学岩土工程研究所，天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室，天津300072）【摘要】对于海洋导管架平台之类的群桩基础，尽管上部结构对桩基础有很强的约束作用，分析表明把群桩桩头视为完全固定支承条件是不恰当的，因此将上部结构和群桩基础作为整体结构来分析才能得出与之相适应的p －y 数据。
为此本文采用非线性地基梁群桩模型与上部结构组成整体结构模型，分析了水平荷载作用下群桩桩头变形的情况，在此基础上提出了一种确定群桩p －y 数据的迭代分析方法。
由于该方法是利用群桩p －y 数据、借助整体结构模型的群桩计算模型进行分析，从而使群桩p －y 数据能客观反映弹性约束桩头群桩的相互作用与变形特性。
【关键词】p －y 曲线；水平荷载；群桩位移；y 乘子【中图分类号】TU473.11【文献标识码】B 【文章编号】1001－6864（2012）12－0106－02已有研究表明［1］，水平荷载作用下，当群桩中相邻两桩间距小于临界桩距时，各单桩将通过桩间土相互作用而产生群桩效应，使群桩中的单桩在相同桩头水平荷载作用下的位移大于单桩位移，而且沿荷载作用方向，由于前排桩承担的荷载明显大于后排桩，从而使群桩中的各单桩分担的荷载也不相同［2］。
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。
摘选自浙江大学高笑娟博士论文挤扩支盘桩承载性状实验和数值模拟分析1.5水平受荷挤扩支盘桩群桩研究应用现状群桩基础的试验所需费用巨大，耗时较长，进行大规模的试验研究是很困难的，因而现有的试验资料非常少，不足以阐明群桩基础在水平荷载作用下的反应特性。
采用数值分析方法对群桩基础试验进行模拟，可以比较方便地调节桩距、桩径、桩数等参数，进行不同形式的群桩基础在不同土体中的受荷分析，具有试验研究不可比拟的优点。
对于水平荷载作用下群桩基础受力及变形特性的研究国内外学者也做了一些工作。
Roflins(1998，2005)分别对毅性土和砂土中承受水平荷载的群桩基础进行了足尺模型试验，考虑了桩土之间的相互作用，分析了不同桩间距条件下处于群桩中不同位置的基桩分担荷载规律，群桩承担的弯矩与单桩弯矩分布及大小的关系。
周洪波(1999)提出了水平荷载作用下群桩基础的计算方法，是对福克特-科克一波洛斯综合法的改进，能够比较方便的估计出水平位移较小的群桩基础中各桩分担的荷载。
茜平一(1999)利用商用软件SuPersAP对水平荷载作用下群桩的受力性状进行了分析，讨论了桩距、桩径、桩长、桩数、土质参数等因素对位移群桩挤扩支盘桩承载性状试验和数值模拟分析效应的影响程度，指出了群桩在承受水平荷载时也存在最优桩长的问题，为群桩基础的优化设计提出了建议。
周洪波(2003)对水平荷载作用下群桩相互作用进行弹塑性分析，研究了水平荷载作用下群桩的工作性状和破坏机理，并对群桩效应进行分析。
研究了水平荷载作用下群桩中各基桩的位置、间距、桩数等因素对其分担荷载的影响规律。
Ashour(2004)采用理论方法研究了分层土中群桩基础的水平承载性状，分析了群桩中各基桩之间的相互影响随荷载、桩间距、土的弹性模量等参数的变化情况，并与单桩做了对比。
谢涛(2005)结合工程实际，对水平荷载作用下大型群桩基础进行了模型试验研究，分析了桩身弯矩的分布规律和桩周土体力学特性随荷载的变化情况。
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。
