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1、rAAA桩基础 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2若 则上式变为：设等效基础底面下的附加应力设等效基础底面下的附加应力设等效基础底面下的附加应力设等效基础底面下的附加应力按某一按某一按某一按某一压力扩散角压力扩散角压力扩散角压力扩散角向下扩散向下扩散向下扩散向下扩散，则作用在，则作用在，则作用在，则作用在软软软软弱弱弱弱下卧层顶面的下卧层顶面的下卧层顶面的下卧层顶面的附加应力为附加应力为附加应力为附加应力为 群桩条件下的群桩条件下的32 2 2 2）
2、对于桩距对于桩距对于桩距对于桩距S S S Sa a a a 6 6 6 6d d d d、且硬持力层厚度且硬持力层厚度且硬持力层厚度且硬持力层厚度t t t t(25m25m，=(5.9=(5.9l l-20)/(7-20)/(7l l-100)-100)。桩基等效沉降系数桩基等效沉降系数桩基等效沉降系数桩基等效沉降系数10关于等效沉降系数关于等效沉降系数(e)e)：式中：式中：nb-矩形布桩的短边布桩数；矩形布桩的短边布桩数；C0,C1,C2-根据群桩不同径矩比、长径比及承台根据群桩不同径矩比、长径比及承台长宽比查表确定。参见下列简表（详见桩基规范）。长宽比查表确定。参见下列简表（详见桩基
3、规范）。11桩基等效沉降系数桩基等效沉降系数(e)e)计算参数表计算参数表（Sa/d=2）Lc/Bcl/d123456789105C0C1C20.2031.5435.5630.4682.0984.68110C0C1C20.1251.4877.0000.3571.8604.865/100C0C1C20.0212.45329.740.0962.25912.7412桩基等效沉降系数桩基等效沉降系数(e)e)计算参数表计算参数表（Sa/d=3）Lc/Bcl/d123456789105C0C1C20.2031.4833.6790.5282.2903.94810C0C1C20.1251.4194.8610
4、.4061.9354.000/100C0C1C20.0212.21820.920.1142.0249.88613桩基等效沉降系数桩基等效沉降系数(e)e)计算参数表计算参数表（Sa/d=6）Lc/Bcl/d123456789105C0C1C20.2031.3931.4380.6743.1792.59910C0C1C20.1251.3282.4210.5112.2472.815/100C0C1C20.0211.83512.020.1551.6466.67314当布当布桩桩不不规则时规则时，等效距径比等效距径比等效距径比等效距径比可按下式可按下式可按下式可按下式计计计计算：算：算：算：圆圆圆圆形形
5、形形桩桩桩桩 方形方形方形方形桩桩桩桩 A Ae e桩桩桩桩基承台基承台基承台基承台总总总总面面面面积积积积；b b方形方形方形方形桩桩桩桩截面截面截面截面边长边长边长边长。15矩形桩基中点变形计算:地基沉降计算深度:附加应力系数附加应力系数按角点法查表按角点法查表2-2承台宽度承台宽度查表查表2-9表（表（2-9）均布矩形荷均布矩形荷载角点下的载角点下的平均附加应平均附加应力系数力系数p-86表（表（2-2）均布矩形荷均布矩形荷载角点下的载角点下的竖向附加应竖向附加应力系数力系数p-60 16前例前例前例前例某二级建筑柱下独立桩基，桩基竖向荷载效应基本组合设计值F=6200kN，弯矩M=35
6、0kNm，水平力H=500kN，承台埋深2.5m，承台及承台上土重设计值G=300kN。建筑场地地层条件：012m，粉质粘土，重度=19kN/m3，e=0.80，可塑状态，地基极限承载力标准值qck=200kPa；地下水位于地面下3.5m。1214m，细砂，中密-密实；1419m，砾石、卵石层,密实；1928m，粉质粘土,；2835m，卵石层；3538m，粉土。采用水下钻孔灌注桩，桩径d=600mm，4根；承台尺寸如图。桩端以下土层的压缩模量分别Es3=30MPa（砾石层），Es4=25MPa（粉质粘土层），桩端平面上承台投影范围内的附加应力p0358kPa。试计算桩基中心点的沉降。17砾石层
7、砾石层细砂层细砂层粉质粘土层粉质粘土层15.5m19.0m28.0mz1=3.5mz2=8.0mLcBc2.5m粉质粘土（软层）粉质粘土（软层）卵石层卵石层4518四分之一面积的尺寸四分之一面积的尺寸1920212.6.52.6.52.6.52.6.5考虑桩侧负摩阻力的桩基验算（简略）考虑桩侧负摩阻力的桩基验算（简略）考虑桩侧负摩阻力的桩基验算（简略）考虑桩侧负摩阻力的桩基验算（简略）2.6.5.1 2.6.5.1 负摩擦阻力负摩擦阻力负摩擦阻力负摩擦阻力 定义：定义：定义：定义：桩周土层的沉降超过桩的沉降，在桩周桩周土层的沉降超过桩的沉降，在桩周桩周土层的沉降超过桩的沉降，在桩周桩周土层的沉
8、降超过桩的沉降，在桩周产生向下的摩阻力。产生向下的摩阻力。产生向下的摩阻力。产生向下的摩阻力。22产生负摩阻力的条件产生负摩阻力的条件产生负摩阻力的条件产生负摩阻力的条件:桩穿越较厚的松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层，桩穿越较厚的松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层，桩穿越较厚的松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层，桩穿越较厚的松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层，进入相对较硬土层时；进入相对较硬土层时；进入相对较硬土层时；进入相对较硬土层时；桩周存在软弱土层，地面承受局部较大的长期荷载，或桩周存在软弱土层，地面承受局部较大的长期荷载，或桩周存在软弱土层，地面承受局部较大的长期荷载，或桩周
9、存在软弱土层，地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载时，使桩周土层发生沉降；地面大面积堆载时，使桩周土层发生沉降；地面大面积堆载时，使桩周土层发生沉降；地面大面积堆载时，使桩周土层发生沉降；由于降低地下水位，使桩用土中的有效应力增大，并产由于降低地下水位，使桩用土中的有效应力增大，并产由于降低地下水位，使桩用土中的有效应力增大，并产由于降低地下水位，使桩用土中的有效应力增大，并产生显著的大面积土层压缩沉降。生显著的大面积土层压缩沉降。生显著的大面积土层压缩沉降。生显著的大面积土层压缩沉降。在饱和软土中打入密集的桩群，引起孔隙水压力，引起在饱和软土中打入密集的桩群，引起孔隙水压力，引起在饱
10、和软土中打入密集的桩群，引起孔隙水压力，引起在饱和软土中打入密集的桩群，引起孔隙水压力，引起土体大量上涌，随后重塑土体因超孔隙水压力消散而重新土体大量上涌，随后重塑土体因超孔隙水压力消散而重新土体大量上涌，随后重塑土体因超孔隙水压力消散而重新土体大量上涌，随后重塑土体因超孔隙水压力消散而重新固结引起的下沉。固结引起的下沉。固结引起的下沉。固结引起的下沉。232.6.5.2 2.6.5.2 中性点深度中性点深度中性点深度中性点深度 定义：桩截面沉降量与桩周土层沉降量相等之点，桩与桩周定义：桩截面沉降量与桩周土层沉降量相等之点，桩与桩周定义：桩截面沉降量与桩周土层沉降量相等之点，桩与桩周定义：桩截
11、面沉降量与桩周土层沉降量相等之点，桩与桩周土相对位移为零，称为土相对位移为零，称为土相对位移为零，称为土相对位移为零，称为中性点中性点中性点中性点，即，即，即，即负摩阻力与正摩阻力交界负摩阻力与正摩阻力交界负摩阻力与正摩阻力交界负摩阻力与正摩阻力交界点无任何摩阻力。点无任何摩阻力。点无任何摩阻力。点无任何摩阻力。中性点处，桩所受的中性点处，桩所受的中性点处，桩所受的中性点处，桩所受的下拉荷载下拉荷载下拉荷载下拉荷载最大最大最大最大ln24(1)(1)桩端持力层的刚度桩端持力层的刚度桩端持力层的刚度桩端持力层的刚度：持力层愈硬，中性点持力层愈硬，中性点持力层愈硬，中性点持力层愈硬，中性点l ln
12、 n愈深；愈深；愈深；愈深；端承型桩的端承型桩的端承型桩的端承型桩的l ln n大大大大于摩擦桩。于摩擦桩。于摩擦桩。于摩擦桩。(2)(2)桩周土层的变形性质和应力历史桩周土层的变形性质和应力历史桩周土层的变形性质和应力历史桩周土层的变形性质和应力历史：桩周土层压缩性愈高，欠固结桩周土层压缩性愈高，欠固结桩周土层压缩性愈高，欠固结桩周土层压缩性愈高，欠固结土层愈厚，中性点深度愈大。土层愈厚，中性点深度愈大。土层愈厚，中性点深度愈大。土层愈厚，中性点深度愈大。(3)(3)当当当当负摩阻力系由沉桩后外部条件变化所致负摩阻力系由沉桩后外部条件变化所致负摩阻力系由沉桩后外部条件变化所致负摩阻力系由沉桩
13、后外部条件变化所致，在桩顶荷载作用，在桩顶荷载作用，在桩顶荷载作用，在桩顶荷载作用下的沉降已完成的情况下，则下的沉降已完成的情况下，则下的沉降已完成的情况下，则下的沉降已完成的情况下，则l ln n较大；当堆载强度和面积愈大，较大；当堆载强度和面积愈大，较大；当堆载强度和面积愈大，较大；当堆载强度和面积愈大，地下水降幅和面积愈大，则地下水降幅和面积愈大，则地下水降幅和面积愈大，则地下水降幅和面积愈大，则l ln n愈大。愈大。愈大。愈大。(4)(4)桩的长径桩的长径桩的长径桩的长径比愈小、比愈小、比愈小、比愈小、截面刚度愈大，则截面刚度愈大，则截面刚度愈大，则截面刚度愈大，则l ln n愈大。
14、愈大。愈大。愈大。(5)(5)在桩承荷过程中在桩承荷过程中在桩承荷过程中在桩承荷过程中，随承受荷载及沉降的增加，随承受荷载及沉降的增加，随承受荷载及沉降的增加，随承受荷载及沉降的增加l ln n逐渐变小。逐渐变小。逐渐变小。逐渐变小。除了上述主要因素，它还与桩顶荷载施加时间与发生负摩阻力除了上述主要因素，它还与桩顶荷载施加时间与发生负摩阻力除了上述主要因素，它还与桩顶荷载施加时间与发生负摩阻力除了上述主要因素，它还与桩顶荷载施加时间与发生负摩阻力时间，以及桩的类型与成桩工艺等因素有关。时间，以及桩的类型与成桩工艺等因素有关。时间，以及桩的类型与成桩工艺等因素有关。时间，以及桩的类型与成桩工艺等
15、因素有关。影响中性点深度影响中性点深度影响中性点深度影响中性点深度l ln n的主要因素的主要因素的主要因素的主要因素25中心点深度按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。中心点深度按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。中心点深度按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。中心点深度按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定。据实测结果，据实测结果，据实测结果，据实测结果，对于对于对于对于欠固结欠固结欠固结欠固结的软弱土层中的摩擦型桩的软弱土层中的摩擦型桩的软弱土层中的摩擦型桩的软弱土层中的摩擦型桩 l ln n=0.70.8=0.70.8l l0 0。(l l0 0为桩在可压缩层内的长度为
16、桩在可压缩层内的长度为桩在可压缩层内的长度为桩在可压缩层内的长度)。对于对于对于对于穿越穿越穿越穿越软土、自重湿陷性黄土，软土、自重湿陷性黄土，软土、自重湿陷性黄土，软土、自重湿陷性黄土，支承于支承于支承于支承于基岩、砂卵石层基岩、砂卵石层基岩、砂卵石层基岩、砂卵石层上的上的上的上的端承型桩端承型桩端承型桩端承型桩，当沉降在容许范围内时，当沉降在容许范围内时，当沉降在容许范围内时，当沉降在容许范围内时，l ln n=0.850.9=0.850.9l l0 0；当沉降当沉降当沉降当沉降接近于零时，则为接近于零时，则为接近于零时，则为接近于零时，则为1.01.0l l0 0。规范：规范：规范：规范
17、：中心（性）点深度的确定中心（性）点深度的确定262.6.5.3 2.6.5.3 2.6.5.3 2.6.5.3 单桩负摩阻力计算单桩负摩阻力计算单桩负摩阻力计算单桩负摩阻力计算 无实测资料时无实测资料时无实测资料时无实测资料时,当降低地下水位时当降低地下水位时当降低地下水位时当降低地下水位时:当地面有均布荷载时当地面有均布荷载时当地面有均布荷载时当地面有均布荷载时:第第i层土平均竖向有效应力层土平均竖向有效应力第第i层土层底以上层土层底以上加权平均加权平均有效重度有效重度第第i层土桩侧负层土桩侧负摩阻力标准值摩阻力标准值272.6.5.4 2.6.5.4 下拉荷载标准值下拉荷载标准值下拉荷载
18、标准值下拉荷载标准值中心点以上桩的平均负摩阻力标准值中心点以上桩周土的加权平均有效重度 群桩中任一基桩下拉荷载标准值群桩中任一基桩下拉荷载标准值群桩中任一基桩下拉荷载标准值群桩中任一基桩下拉荷载标准值:n n中心内点以上土层数中心内点以上土层数中心内点以上土层数中心内点以上土层数;l li i中心点以上各土层的厚度中心点以上各土层的厚度中心点以上各土层的厚度中心点以上各土层的厚度;n n负摩阻力群桩效应系数负摩阻力群桩效应系数负摩阻力群桩效应系数负摩阻力群桩效应系数;计算值计算值计算值计算值11时，取时，取时，取时，取1.0;1.0;S Saxax,S Sayay纵横向桩中心距纵横向桩中心距纵
19、横向桩中心距纵横向桩中心距.282.6.5.5 2.6.5.5 2.6.5.5 2.6.5.5 考虑负摩阻力的桩基验算考虑负摩阻力的桩基验算考虑负摩阻力的桩基验算考虑负摩阻力的桩基验算 摩擦型桩摩擦型桩 取桩身计算取桩身计算中性点以上侧阻力为零（即中性点以上侧阻力为零（即按零考虑）按零考虑），按下式验算基桩承载力，按下式验算基桩承载力端承型桩端承型桩 除满足上式外，除满足上式外，尚应计入下拉荷载尚应计入下拉荷载按下按下式验算基桩承载力：式验算基桩承载力：桩顶竖向荷载设计值桩顶竖向荷载设计值29某高层采用某高层采用某高层采用某高层采用复合基础复合基础复合基础复合基础，上部桩箱基础上部桩箱基础上部
20、桩箱基础上部桩箱基础长长长长33.4m33.4m，宽，宽，宽，宽30.6m30.6m，埋深，埋深，埋深，埋深4.15m4.15m。下部下部下部下部采用采用采用采用400mm400mm400mm400mm钢钢钢钢筋混凝土筋混凝土筋混凝土筋混凝土预预预预制制制制桩桩桩桩，桩长桩长桩长桩长20m20m，纵纵纵纵横向横向横向横向桩桩桩桩的中心距均的中心距均的中心距均的中心距均为为为为2.0m2.0m。据岩土。据岩土。据岩土。据岩土工程勘察工程勘察工程勘察工程勘察报报报报告，告，告，告，场场场场地地地地为为为为第四系土第四系土第四系土第四系土层层层层，16.9m16.9m以上均以上均以上均以上均为为为为
21、欠欠欠欠固固固固结软结软结软结软弱弱弱弱土土土土层层层层。试计试计试计试计算群算群算群算群桩桩桩桩桩桩桩桩任意任意任意任意桩桩桩桩的下拉荷的下拉荷的下拉荷的下拉荷载载载载。箱础箱础软弱土层软弱土层软弱土层软弱土层12.75m12.75m淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土1.851.856.006.003.003.009.009.00粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉质粘土1.701.707.707.703.853.858.528.52淤泥淤泥淤泥淤泥2.802.8010.5010.505.255.259.179.17淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土4.004.0014.5014.507.
22、257.259.119.11粘土粘土粘土粘土2.402.4016.9016.908.458.459.479.47厚度厚度厚度厚度 层底深度层底深度层底深度层底深度 中点深度中点深度中点深度中点深度 有效重度有效重度有效重度有效重度 m m m kN/m3m m m kN/m3例题例题zi-至地面起，第至地面起，第i层的中点深度层的中点深度4.15m16.9m30桩侧负摩阻力标准值：桩侧负摩阻力标准值：桩侧负摩阻力标准值：桩侧负摩阻力标准值：当当当当q qn nsi si计算值大于正摩阻力时，取正摩阻力值。计算值大于正摩阻力时，取正摩阻力值。计算值大于正摩阻力时，取正摩阻力值。计算值大于正摩阻力
23、时，取正摩阻力值。粘性土中性点深度比取粘性土中性点深度比取粘性土中性点深度比取粘性土中性点深度比取0.50.5l ln n/l/l0 0=0.5,l=0.5,l0 0=16.9m,l=16.9m,ln n=8.5m=8.5m31厚度厚度厚度厚度/m/m层底深层底深层底深层底深度度度度/m/mzi/mzi/m有效重度有效重度有效重度有效重度kN/mkN/m3 3q qn nsi siq qsiksikq qn nsiqsiq取值取值取值取值计算侧计算侧计算侧计算侧面积面积面积面积淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土1.851.856.006.003.003.009.009.002727202
24、020202.962.96粉质粘土粉质粘土粉质粘土粉质粘土1.701.707.707.703.853.858.528.5232.832.8303030302.722.72淤泥淤泥淤泥淤泥2.802.8010.5010.505.255.259.179.1748.1448.14161616161.281.28淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土淤泥质粘土4.004.0014.5014.507.257.259.119.1166.0566.0524242424粘土粘土粘土粘土2.402.4016.9016.908.458.459.479.4780.0280.0234343434桩负摩阻力的计算与取值桩负摩阻
25、力的计算与取值桩负摩阻力的计算与取值桩负摩阻力的计算与取值 群桩中任一基桩下拉荷载标准值群桩中任一基桩下拉荷载标准值群桩中任一基桩下拉荷载标准值群桩中任一基桩下拉荷载标准值:计算计算查表查表综合综合取值取值32Sax=Say=2.0m d=1.13b=1.13Sax=Say=2.0m d=1.13b=1.130.4=0.452m0.4=0.452m取取取取n n n n=1.0=1.0=1.0=1.033作业：p359第8-2，8-3题342.6.6 2.6.6 桩身材料验算桩身材料验算 除单桩承载力外，尚应进行桩身材料强除单桩承载力外，尚应进行桩身材料强除单桩承载力外，尚应进行桩身材料强除单
26、桩承载力外，尚应进行桩身材料强度或抗裂度验算。度或抗裂度验算。度或抗裂度验算。度或抗裂度验算。混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范规定：将桩身混规定：将桩身混规定：将桩身混规定：将桩身混凝土的抗压强度与钢筋的抗压强度分别计凝土的抗压强度与钢筋的抗压强度分别计凝土的抗压强度与钢筋的抗压强度分别计凝土的抗压强度与钢筋的抗压强度分别计算进行叠加；同时考虑桩的算进行叠加；同时考虑桩的算进行叠加；同时考虑桩的算进行叠加；同时考虑桩的长细比与压杆长细比与压杆长细比与压杆长细比与压杆稳定问题。稳定问题。稳定问题。稳定问题。35桩身材料强度的验算：混凝土轴心抗压强度设混凝土
27、轴心抗压强度设混凝土轴心抗压强度设混凝土轴心抗压强度设计值计值计值计值，按混凝土强度等按混凝土强度等按混凝土强度等按混凝土强度等级取值级取值级取值级取值钢筋抗压强度钢筋抗压强度钢筋抗压强度钢筋抗压强度设计值设计值设计值设计值，根据根据根据根据钢筋的种类与钢筋的种类与钢筋的种类与钢筋的种类与等级取值等级取值等级取值等级取值构件稳定系数，构件稳定系数，构件稳定系数，构件稳定系数，取决与桩的取决与桩的取决与桩的取决与桩的长细比，即桩的计算长度与长细比，即桩的计算长度与长细比，即桩的计算长度与长细比，即桩的计算长度与截面边长之比，截面边长之比，截面边长之比，截面边长之比，11基桩施工工艺系数：基桩施工
28、工艺系数：基桩施工工艺系数：基桩施工工艺系数：混凝混凝混凝混凝土预制桩，土预制桩，土预制桩，土预制桩，1.01.0；干作业非；干作业非；干作业非；干作业非挤土灌注桩，挤土灌注桩，挤土灌注桩，挤土灌注桩，0.90.9；泥浆护；泥浆护；泥浆护；泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注壁和套管护壁非挤土灌注壁和套管护壁非挤土灌注壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤桩、部分挤土灌注桩、挤桩、部分挤土灌注桩、挤桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩，土灌注桩，土灌注桩，土灌注桩，0.80.8。36例：一高层建筑采用钢筋混凝土桩，桩径例：一高层建筑采用钢筋混凝土桩，桩径例：一高层建筑采用钢筋混凝土桩，桩径例：一高层建
29、筑采用钢筋混凝土桩，桩径d=550mmd=550mm，混凝，混凝，混凝，混凝土的强度等级为土的强度等级为土的强度等级为土的强度等级为C40C40，受力主筋采用，受力主筋采用，受力主筋采用，受力主筋采用1 1级钢筋级钢筋级钢筋级钢筋17171818。桩桩桩桩的的的的轴轴轴轴向荷向荷向荷向荷载设计值载设计值载设计值载设计值N=2750kNN=2750kN。试验试验试验试验算算算算桩桩桩桩身的抗身的抗身的抗身的抗压压压压强强强强度。度。度。度。解：解：解：解：建筑建筑建筑建筑桩桩桩桩基重要性系数基重要性系数基重要性系数基重要性系数0 0 0 0=1.1;1.1;构件构件构件构件稳稳稳稳定系数，因定系
30、数，因定系数，因定系数，因桩桩桩桩完全在地面以下，完全在地面以下，完全在地面以下，完全在地面以下，桩桩桩桩四周有土四周有土四周有土四周有土压压压压力作力作力作力作用用用用 1 1；混凝土混凝土混凝土混凝土轴轴轴轴心抗心抗心抗心抗压压压压强强强强度度度度设计值设计值设计值设计值f fc c=19.5N/mm=19.5N/mm2 2;桩桩桩桩的截面的截面的截面的截面积积积积A=237583.5mmA=237583.5mm2 2基基基基础础础础施工工施工工施工工施工工艺艺艺艺系数系数系数系数 c c=1.0;=1.0;钢钢钢钢筋抗筋抗筋抗筋抗压压压压强强强强度度度度设计值设计值设计值设计值，f fy
31、 y=210N/mm=210N/mm2 2;钢钢钢钢筋截面筋截面筋截面筋截面A A s s=4326mm=4326mm2 237桩的抗压抗压强度安全可靠桩的抗压抗压强度安全可靠桩的抗压抗压强度安全可靠桩的抗压抗压强度安全可靠到基础设计到基础设计382.7 桩的水平承载力与位移Horizontal Bearing Capacity and deformation目录39作用在桩顶上的水平荷载包括作用在桩顶上的水平荷载包括作用在桩顶上的水平荷载包括作用在桩顶上的水平荷载包括：长期作用的水平荷载长期作用的水平荷载长期作用的水平荷载长期作用的水平荷载(来自地下室外墙上的土和水的侧压力等来自地下室外墙上
32、的土和水的侧压力等来自地下室外墙上的土和水的侧压力等来自地下室外墙上的土和水的侧压力等)；反复作用的水平荷载反复作用的水平荷载反复作用的水平荷载反复作用的水平荷载(来自风荷载和机械制动荷载等来自风荷载和机械制动荷载等来自风荷载和机械制动荷载等来自风荷载和机械制动荷载等)地震作用所产生的水平力地震作用所产生的水平力地震作用所产生的水平力地震作用所产生的水平力。40单桩的水平承载力取决于单桩的水平承载力取决于单桩的水平承载力取决于单桩的水平承载力取决于:桩的材料强度、截面刚度桩的材料强度、截面刚度桩的材料强度、截面刚度桩的材料强度、截面刚度;桩的入土深度桩的入土深度桩的入土深度桩的入土深度;桩侧土
33、质条件桩侧土质条件桩侧土质条件桩侧土质条件;桩顶水平位移允许值桩顶水平位移允许值桩顶水平位移允许值桩顶水平位移允许值;桩顶嵌固情况桩顶嵌固情况桩顶嵌固情况桩顶嵌固情况承载力确定方法：承载力确定方法：承载力确定方法：承载力确定方法：理论计算：弹性地基理论理论计算：弹性地基理论理论计算：弹性地基理论理论计算：弹性地基理论对于受水平荷载较大的一级建筑桩基，单桩水平承载对于受水平荷载较大的一级建筑桩基，单桩水平承载对于受水平荷载较大的一级建筑桩基，单桩水平承载对于受水平荷载较大的一级建筑桩基，单桩水平承载力设计值，应通过单桩静力水平载荷试验确定。力设计值，应通过单桩静力水平载荷试验确定。力设计值，应通
34、过单桩静力水平载荷试验确定。力设计值，应通过单桩静力水平载荷试验确定。412.7.1 单桩水平荷载试验单桩水平荷载试验 试验试验试验试验装置：装置：装置：装置：采用一采用一采用一采用一台水平放置的千斤台水平放置的千斤台水平放置的千斤台水平放置的千斤顶顶顶顶同同同同时对时对时对时对二根二根二根二根桩进桩进桩进桩进行加行加行加行加荷。荷。荷。荷。42 对于对于对于对于承受反复作用的水平荷载承受反复作用的水平荷载承受反复作用的水平荷载承受反复作用的水平荷载的桩基，试验宜采用多循的桩基，试验宜采用多循的桩基，试验宜采用多循的桩基，试验宜采用多循环加卸载方式。环加卸载方式。环加卸载方式。环加卸载方式。每
35、级荷载的增量为预估水平极限承载力为每级荷载的增量为预估水平极限承载力为每级荷载的增量为预估水平极限承载力为每级荷载的增量为预估水平极限承载力为1/101/101/151/15，或，或，或，或取取取取2.52.520kN20kN(当桩径为当桩径为当桩径为当桩径为300-1000mm300-1000mm时时时时)。每级各加卸载每级各加卸载每级各加卸载每级各加卸载5 5次，即每次施加不变的水平荷载次，即每次施加不变的水平荷载次，即每次施加不变的水平荷载次，即每次施加不变的水平荷载4min(4min(用千用千用千用千斤顶加荷时，达到预计的荷载值所需要的时间很短，不另外计算斤顶加荷时，达到预计的荷载值所
36、需要的时间很短，不另外计算斤顶加荷时，达到预计的荷载值所需要的时间很短，不另外计算斤顶加荷时，达到预计的荷载值所需要的时间很短，不另外计算)，卸，卸，卸，卸载载载载2min2min；或者加载、卸载各；或者加载、卸载各；或者加载、卸载各；或者加载、卸载各10min10min，并按上述时间间隔记录，并按上述时间间隔记录，并按上述时间间隔记录，并按上述时间间隔记录百分表读数，每次卸载都将该级荷载全部卸除。百分表读数，每次卸载都将该级荷载全部卸除。百分表读数，每次卸载都将该级荷载全部卸除。百分表读数，每次卸载都将该级荷载全部卸除。加荷方法加荷方法加荷方法加荷方法43稳定标准稳定标准稳定标准稳定标准承受
37、长期作用的水平荷载的桩基承受长期作用的水平荷载的桩基承受长期作用的水平荷载的桩基承受长期作用的水平荷载的桩基，宜采用分级连续，宜采用分级连续，宜采用分级连续，宜采用分级连续的加载方式，各级荷载的增量为预估水平极限承载的加载方式，各级荷载的增量为预估水平极限承载的加载方式，各级荷载的增量为预估水平极限承载的加载方式，各级荷载的增量为预估水平极限承载力为力为力为力为1/101/101/151/15，或取，或取，或取，或取2.52.520kN(20kN(当桩径为当桩径为当桩径为当桩径为300-300-1000mm1000mm时时时时)。各级荷载维持各级荷载维持各级荷载维持各级荷载维持10min10m
38、in并记录百分表读数后即进行下一并记录百分表读数后即进行下一并记录百分表读数后即进行下一并记录百分表读数后即进行下一级荷载的试验。级荷载的试验。级荷载的试验。级荷载的试验。如在加载过程中观测到如在加载过程中观测到如在加载过程中观测到如在加载过程中观测到10min10min时的水平位移还未稳定，时的水平位移还未稳定，时的水平位移还未稳定，时的水平位移还未稳定，则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。则应延长该级荷载的维持时间，直至稳定为止。其稳定标准可参照轴向静载荷试验。其稳定标准可参照轴向静载荷试验。其稳定标
39、准可参照轴向静载荷试验。其稳定标准可参照轴向静载荷试验。44终止加荷的条件终止加荷的条件终止加荷的条件终止加荷的条件当出现下列情况之一时，即可终止试验：当出现下列情况之一时，即可终止试验：当出现下列情况之一时，即可终止试验：当出现下列情况之一时，即可终止试验：(1)(1)桩身已断裂；桩身已断裂；桩身已断裂；桩身已断裂；(2)(2)桩侧地表出现明显裂缝或隆起；桩侧地表出现明显裂缝或隆起；桩侧地表出现明显裂缝或隆起；桩侧地表出现明显裂缝或隆起；(3)(3)桩顶水平位移超过桩顶水平位移超过桩顶水平位移超过桩顶水平位移超过303040mm(40mm(软土取软土取软土取软土取40mm)40mm)；(4)
40、(4)所加的水平荷载已超过极限荷载。所加的水平荷载已超过极限荷载。所加的水平荷载已超过极限荷载。所加的水平荷载已超过极限荷载。45桩顶水平荷载桩顶水平荷载桩顶水平荷载桩顶水平荷载-时间时间时间时间-桩顶桩顶桩顶桩顶水平位移水平位移水平位移水平位移(HH0 0-t t-u u0 0)曲线曲线曲线曲线资料整理资料整理资料整理资料整理46水平荷载水平荷载-位移梯度位移梯度47水平荷载与最大水平荷载与最大弯矩截面钢筋应弯矩截面钢筋应力力(H H0 0-g g)曲线曲线48 曲线中两个特征点所对应的桩顶水平荷载，可称为临界荷曲线中两个特征点所对应的桩顶水平荷载，可称为临界荷曲线中两个特征点所对应的桩顶水
41、平荷载，可称为临界荷曲线中两个特征点所对应的桩顶水平荷载，可称为临界荷载和极限荷载。载和极限荷载。载和极限荷载。载和极限荷载。水平临界荷载水平临界荷载水平临界荷载水平临界荷载(HHcrcr)是相当于桩身开裂、受拉区上不参加工是相当于桩身开裂、受拉区上不参加工是相当于桩身开裂、受拉区上不参加工是相当于桩身开裂、受拉区上不参加工作时的桩顶水平力。作时的桩顶水平力。作时的桩顶水平力。作时的桩顶水平力。水平临界荷载与极限荷载水平临界荷载与极限荷载水平临界荷载与极限荷载水平临界荷载与极限荷载水平临界荷载水平临界荷载(Hcr)确定方法：确定方法：(1)(1)取取取取HH0 0-t t-u u0 0曲曲曲曲
42、线线线线出出出出现现现现突突突突变变变变点点点点(在荷在荷在荷在荷载载载载增量相同的条件下出增量相同的条件下出增量相同的条件下出增量相同的条件下出现现现现比前一比前一比前一比前一级级级级明明明明显显显显增大的位移增量增大的位移增量增大的位移增量增大的位移增量)的前一的前一的前一的前一级级级级荷荷荷荷载载载载。(2)(2)取取取取HH0 0-u u0 0/HH0 0曲线的第一直线段的终点所对应的荷载。曲线的第一直线段的终点所对应的荷载。曲线的第一直线段的终点所对应的荷载。曲线的第一直线段的终点所对应的荷载。(3)(3)取取取取HH0 0-g g曲线第一突变点对应的荷载。曲线第一突变点对应的荷载。
43、曲线第一突变点对应的荷载。曲线第一突变点对应的荷载。49取取取取HH0 0-t t-u u0 0曲线出现曲线出现曲线出现曲线出现突变点突变点突变点突变点(在在在在荷载增量相同的条件下出现荷载增量相同的条件下出现荷载增量相同的条件下出现荷载增量相同的条件下出现比前一级明显增大的位移增比前一级明显增大的位移增比前一级明显增大的位移增比前一级明显增大的位移增量量量量)的前一级荷载。的前一级荷载。的前一级荷载。的前一级荷载。50(2)(2)取取取取HH0 0-u u0 0/HH0 0曲线的第一直线段的终曲线的第一直线段的终曲线的第一直线段的终曲线的第一直线段的终点所对应的荷载。点所对应的荷载。点所对应
44、的荷载。点所对应的荷载。(3)(3)取取取取HH0 0-g g曲线第一突曲线第一突曲线第一突曲线第一突变点对应的荷载。变点对应的荷载。变点对应的荷载。变点对应的荷载。51 水平极限荷载水平极限荷载水平极限荷载水平极限荷载(HHu u)是相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶是相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶是相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶是相当于桩身应力达到强度极限时的桩顶水平力。水平力。水平力。水平力。使得桩顶水平位移超过使得桩顶水平位移超过使得桩顶水平位移超过使得桩顶水平位移超过303040mm40mm或者使得桩侧土体破坏的或者使得桩侧土体破坏的或者使得桩侧土体破坏的或者使得桩侧土体破坏
45、的前一级水平荷载，宜作为前一级水平荷载，宜作为前一级水平荷载，宜作为前一级水平荷载，宜作为极限荷载极限荷载极限荷载极限荷载看待看待看待看待 。(1)(1)取取取取HH0 0-t-u-t-u0 0曲线明显陡降的第一级荷载，或按该曲线各曲线明显陡降的第一级荷载，或按该曲线各曲线明显陡降的第一级荷载，或按该曲线各曲线明显陡降的第一级荷载，或按该曲线各级荷载下水平位移包络线的凹向确定。级荷载下水平位移包络线的凹向确定。级荷载下水平位移包络线的凹向确定。级荷载下水平位移包络线的凹向确定。(2)(2)取取取取HH0 0-u u0 0/HH0 0曲线第二直线段终点所对应的荷载。曲线第二直线段终点所对应的荷载
46、。曲线第二直线段终点所对应的荷载。曲线第二直线段终点所对应的荷载。(3)(3)取桩身断裂或钢筋应力达到流限的前一级荷载。取桩身断裂或钢筋应力达到流限的前一级荷载。取桩身断裂或钢筋应力达到流限的前一级荷载。取桩身断裂或钢筋应力达到流限的前一级荷载。由水平极限荷载由水平极限荷载由水平极限荷载由水平极限荷载HHu u确定允许承载力时确定允许承载力时确定允许承载力时确定允许承载力时应除以安全系数应除以安全系数应除以安全系数应除以安全系数2.02.0。据下列方法确定据下列方法确定据下列方法确定据下列方法确定HHu u，并取其中的较小值：，并取其中的较小值：，并取其中的较小值：，并取其中的较小值：522.
47、7.2 按弹性地基理论计算按弹性地基理论计算 基本思想：基本思想：基本思想：基本思想：把承受水平荷载的单桩视作弹性地基把承受水平荷载的单桩视作弹性地基把承受水平荷载的单桩视作弹性地基把承受水平荷载的单桩视作弹性地基(由水平向弹簧组由水平向弹簧组由水平向弹簧组由水平向弹簧组成成成成)中的竖直梁，通过求解梁的挠曲微分方程来计算桩身中的竖直梁，通过求解梁的挠曲微分方程来计算桩身中的竖直梁，通过求解梁的挠曲微分方程来计算桩身中的竖直梁，通过求解梁的挠曲微分方程来计算桩身的弯矩和剪力以及桩的水平承载力。的弯矩和剪力以及桩的水平承载力。的弯矩和剪力以及桩的水平承载力。的弯矩和剪力以及桩的水平承载力。532
48、.7.2.1 2.7.2.1 基本假设基本假设基本假设基本假设 单桩单桩单桩单桩承受水平荷承受水平荷承受水平荷承受水平荷载载载载作用作用作用作用时时时时，可把土体，可把土体，可把土体，可把土体视为线视为线视为线视为线性性性性变变变变形体，假定深度形体，假定深度形体，假定深度形体，假定深度z z处处处处的水平抗力的水平抗力的水平抗力的水平抗力等于该点的水平等于该点的水平等于该点的水平等于该点的水平抗力系数与该点的水平位移抗力系数与该点的水平位移抗力系数与该点的水平位移抗力系数与该点的水平位移x x的乘积，即的乘积，即的乘积，即的乘积，即此此此此时时时时忽略忽略忽略忽略桩桩桩桩土之土之土之土之间间
49、间间的摩阻力的摩阻力的摩阻力的摩阻力对对对对水平抗力的影响水平抗力的影响水平抗力的影响水平抗力的影响以及以及以及以及邻桩邻桩邻桩邻桩的影响。的影响。的影响。的影响。54k kx x分布分布分布分布图图图图式：式：式：式：(a)(a)常数法；常数法；常数法；常数法；(b)“(b)“k k”法；法；法；法；(c)“(c)“mm”法；法；法；法；(d)“(d)“c c值值值值”法法法法55计算时简化为平面受力，取桩的截面计算宽度计算时简化为平面受力，取桩的截面计算宽度计算时简化为平面受力，取桩的截面计算宽度计算时简化为平面受力，取桩的截面计算宽度b b0 0：方形截面桩：当实际宽度方形截面桩：当实际
50、宽度方形截面桩：当实际宽度方形截面桩：当实际宽度b blmlm时，时，时，时，b b0 0=b b+1+1；当；当；当；当b blmlm时，时，时，时，b b0 0=1.5=1.5 b b+0.5+0.5 圆形截面桩：当桩径圆形截面桩：当桩径圆形截面桩：当桩径圆形截面桩：当桩径d dlmlm时，时，时，时，b b0 0=0.9(=0.9(d d+1)+1)；d dlmlm时，时，时，时，b b0 0=0.9(1.5=0.9(1.5d d+0.5)+0.5)。计算桩身抗弯刚度计算桩身抗弯刚度计算桩身抗弯刚度计算桩身抗弯刚度EIEI时，桩身的弹性模量时，桩身的弹性模量时，桩身的弹性模量时，桩身的弹