桩基设计与计算第四章 水平受荷桩基的承载力与位移

桩基础水平承载力的概念及计算方法
计算桩基础水平承载力的方法有很多种，其中常用的有动力触探法和
静载试验法。

动力触探法是通过在地面上利用锤击力和桩周土体的反应力来获取桩
基础水平承载力。

具体步骤如下：
1.在距离桩基础位置一定距离的地面上，设立一个与桩平行的触探点。

2.用一根标准试验杆在触探点上进行锤击，测量锤击时试验杆的侵入
深度，并记录锤击杆的质量、锤头的质量以及锤击时的下落高度。

3.通过试验杆侵入深度和试验杆的土壤类别（根据试验杆在不同土层
中的侵入速度判断）来确定土壤的力学特性。

4.根据土壤的力学特性和地面反应力，计算桩基础水平承载力。

静载试验法是通过在已经完成的桩基础上施加水平荷载，并进行荷载
与位移的测量来计算桩基础水平承载力。

具体步骤如下：
1.安装测量设备，包括荷载计和位移计。

2.施加水平荷载，并记录荷载与位移的变化。

3.根据施加的荷载和位移数据，绘制荷载-位移曲线。

4.通过荷载-位移曲线的形状和荷载的变化，计算桩基础水平承载力。

无论是动力触探法还是静载试验法，计算桩基础水平承载力都需要考
虑土壤的力学参数和桩的几何尺寸。

土壤的力学参数可以通过室内试验或
者现场试验来测定，如剪切强度和压缩模量等。

桩的几何尺寸包括桩的形状、直径和长度等。

需要注意的是，动力触探法和静载试验法只能计算桩的垂直承载力，对于水平承载力的计算只能提供参考值。

因此，在实际工程中，还需要根据具体情况综合考虑各种因素，如土壤的力学特性、桩的类型和设计要求等，进行合理的安全系数选取，以保证桩基础的安全可靠。

桩的水平承载力确定

竖直桩：可承受较小的水平荷载。水平力产生弯 矩。 斜桩或叉桩：用于高桩码头这类以承受水平荷载 为主或其他承受较大水平荷载的建筑物桩基。水 平力主要使桩受压或受拉。 一般：外荷载合力R与竖直线所成的夹角 5 时 用竖直桩；当 5 15 时用斜桩；当 15 或双 向荷载时宜用叉桩。

xz Βιβλιοθήκη EI3Ax
EI
2
Bx

转角： 弯矩 ：
z
H0 M0 A B 2 EI EI

Mz
H0

AM M 0 BM

剪力 ： Vz H 0 AQ M 0 BQ

水平抗力 ： pz
H 0 AP
b0

2 H 0 Ap
b0
桩顶的水平位移、桩身最大弯矩及其位置 通过查表确定。
p k h xb0
式中： b0 —桩的计算宽度，取值按表4－12； x —水平位移；

k h —土的水平抗力系数（或称水平基床
系数或地基系数），kN/m3。

桩侧水平抗力系数 k h kz n 的分布假设主要 有以下几种： 1、常数法：我国学者张有龄在30年代提出，假
定地基水平抗力系数沿深度均匀分布，即n＝0。

实测资料表明，当桩的水平位移较大时，m
法计算结果比较接近实际；而当水平位移较小
时，c法比较接近实际。
单桩的挠曲线微分方程

设单桩在桩顶竖向荷载 N 0 ，水平荷载 H 0 和 弯矩 M 0 和地基水平抗力 p( z ) 作用下产生挠曲， 其弹性挠曲线微分方程为
d x d x EI 4 N 0 2 p dz dz 由于 N 0 的影响很小，所以忽略

式中： A x 0B A A 3 3 D B 4 4 B A A 4 4 D B 3 3 K K h hB A A 2 2B D 4 4 A B A 4 4 B D 2 2 B B x 0 0 B A A A 3 3 3 C 3 B C B 4 4 4 4 B A A A 4 4 4 4 C B C B 3 3 3 3 K K K K h h h h B A A A 2 2 2 2 C B C B 4 4 4 4 B A A A 4 4 4 4 C B C B 2 2 2 2
度z=al查规范所推荐的表格，a－为桩的特征值。
桩底边界条件
以上公式中M0、H0 ，而 x0、0为未知数，它们将取
决于桩底的边界条件。
摩擦桩：考虑土的弹性
抗力时，忽略摩擦力，得Hh ＝Qh＝0；桩底转角h与其 引起竖向土抗力相当。
于是：
M h2 E x 0 A I3 0B 3 M 2 E 0C 3 IQ 3 E 0D 3 I C zh I
第四章 桩基础的设计计算
第一节 单排桩基桩内力和位移 计算
一、基本概念
深基础与浅基础的不同点
明挖基础
浅基础
深基础：轴线产生横向位移与转角，不 能忽略侧面横向土阻力。
线弹性地基反力法的模型
模型：文克尔地基上的竖直梁
弹性抗力：
将地基土视为弹性变形介质，受压
后产生的反力叫弹性抗力：
zx＝Cxxz hx＝Czzx
当h＞2.5的摩擦桩或h＞3.5的端承桩：
•对于h＞2.5的摩擦桩
或h＞3.5的端承桩：
对于h＞2.5嵌岩桩
xz Q 3E 0 IAxM 2E 0 IBx xz Q 3E 0 IAx0M 2E 0 IBx0
z Q 2E 0 IAM E 0 IB

单桩水平承载力试验数据分析 和解读
对单桩水平承载力试验所得的数据进行分析和解读，可以了解桩的承载性能 和变形特性。通过综合分Leabharlann 试验数据，可以评估桩的安全性和稳定性。
单桩水平承载力与土体参数的 关系及影响因素
桩的水平承载力与土体参数之间存在着复杂的关系和影响因素。了解这些关 系和因素可以帮助设计人员合理选择桩的类型和参数，提高工程的安全性和 经济性。
实例分析：单桩水平承载力计算和设计
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结论和要点
通过本课件的学习，您应该对单桩水平承载力与位移有了更深入的了解。掌 握相关知识可以有效提高基础工程的设计和施工质量，确保工程的安全和稳 定。
桩基础课件-单桩水平承 载力与位移
本课件将介绍单桩水平承载力与位移的定义和重要性，计算公式和方法，试 验规范和流程，数据分析和解读，以及与土体参数的关系和影响因素。通过 实例分析，帮助您进行单桩水平承载力的计算和设计。
单桩水平承载力与位移的定义 和重要性
单桩水平承载力是指桩在水平作用下承受的力和位移。了解单桩水平承载力 的定义和重要性对于正确设计和施工基础工程至关重要。
单桩水平承载力计算公式和方 法
单桩水平承载力可以通过多种计算公式和方法进行估算，包括经验公式、理 论计算和数值模拟等。选择适当的计算方法可以提高设计和施工的准确性。
单桩水平承载力试验规范和流 程
进行单桩水平承载力试验需要按照规范和流程进行，包括试验前准备、试验 方案制定、试验执行和数据记录等步骤。合理的试验规范和流程可以确保试 验结果的准确性和可靠性。