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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=200kPa；厚度1m
ak
①压实素填土稍密。f=120kPa；厚度0.50m
1ak
①压实素填土，松散。f=80kPa；厚度0.50m
2ak
②粉质粘土，可塑，f=160kPa；厚度3m
ak
③粉质粘土，硬塑f=200kPa；厚度5m
ak
④花岗岩，全风化，f=300kPa；厚度3m
ak
⑤花岗岩，强风化，f=500kPa；厚度5m
ak
⑥花岗岩，中风化，f=1500kPa；
ak

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》JGJ94－2008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＝ηR（5.7.3-1）
hhha

考虑地震作用且s/d≤6时：
a

η＝ηη＋η（5.7.3-2）
hirl

（5.7.3-3）

其中，η——承台侧向土抗力效应系数
l
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η
r

换算埋深αh2.42.62.83.03.5≥4.0

位移控制2.582.342.202.132.072.05

强度控制1.441.571.711.822.002.07

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/d=3.333
a
代入后经计算，群桩效应综合系数η=2.089
h

（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——桩身的计算宽度(m)；
0

圆形桩：当边宽d≤1m时，b＝0.9*(1.5*d+0.5)=0.855
0

x——桩顶（承台）的水平位移允许值，当以位移控制时，可取x＝10mm（对水平位移敏
0a0a
感的结构物取x＝6mm）这里取10mm
0a

表5.7.5地基土水平抗力系数的比例系数m值

预制桩、钢桩灌注桩

序相应单桩在地相应单桩在地
地基土类别mm
号面处水平位移面处水平位移
（MN/m4）（MN/m4）
（mm）（mm）
1淤泥；淤泥质土；饱和湿陷性黄土2～4.5102.5～66～12

流塑（>1）、软塑（0.75＜I≤1）状黏性
ILL
2土；e>0.9粉土；松散粉细砂；松散、稍密4.5～6.0106～144～8
填土

可塑（0.25＜≤0.75）状黏性土、湿陷性
IL
3黄土；e＝0.75～0.9粉土；中密填土；稍6.0～101014～353～6
密细砂

硬塑（0＜≤0.25）、坚硬（I≤0）状黏性
ILL
4土、湿陷性黄土；e＜0.75粉土；中密的中10～221035～1002～5
粗砂；密实老填土

5中密、密实的砾砂、碎石类土100～3001.5～3

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ψ。
l

ψ土层液化折减系数，取1
l------
EI——桩身抗弯刚度，对于钢筋混凝土桩，EI＝0.85EI；其中I为桩身换算截面惯性
c00

矩：圆形截面为I＝Wd/2；矩形截面为I＝Wb/2；
000000
α钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值
E-------

ρg----桩身配筋率

ν——桩顶水平位移系数，按表5.7.2取值0.94
x

表5.7.2桩顶（身）最大弯矩系数ν和桩顶水平位移系数ν
Mx

桩顶约束情况桩的换算埋深（αh）νν
Mx

4.00.7682.441
3.50.7502.502
3.00.7032.727
铰接、自由
2.80.6752.905
2.60.6393.163
2.40.6013.526

4.00.9260.940
3.50.9340.970
3.00.9671.028
固接
2.80.9901.055
2.61.0181.079
2.41.0451.095
代入后经计算，R=3.968KN
ha