樁基礎樁基水平承載力培訓講義PPT

1、基礎工程樁基礎2 樁的水平承載力，是指樁在與樁軸線垂直方向受力時的承載力。樁在橫向力（包括彎矩）作用下的工作情況較軸向受力時要復雜些，但仍然是從保證樁身材料和地基強度與穩(wěn)定性以及樁頂水平位移滿足使用要求來分析和確定樁的水平承載力。4.6 樁基水平承載力 水平荷載(力和彎矩）作用下，樁身產生橫向位移或撓曲變形，并擠壓樁側土體，同時樁側土反作用于樁，產生側向土抗力，樁土共同作用破壞模式剛性樁(ah2.5)：樁身剛體轉動破壞，承載力主要由樁的水平位移和傾斜控制柔性樁(ah2.5)：樁身發(fā)生擾曲變形，破壞時樁身某點彎矩超過截面抵抗矩或土體屈服失穩(wěn)，承載力由樁身水平位移及最大彎矩值控制 單樁水平靜載荷試

2、驗試驗裝置： 加荷系統(tǒng)：千斤頂、試樁位移觀測：百分表圖4.20 單樁水平靜載荷試驗4.6.1單樁水平靜載荷試驗每級荷載大小 約為預估水平極限承載力的（1/10-1/15）。讀數(shù)方法 每級加荷后恒載4min測讀樁頂水平位移，然后卸載至零，停2min測讀殘余水平位移，如此循環(huán)5次，再施加下一級荷載。終止加載條件 樁身折斷 樁頂水平位移超過3040mm 樁側地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。試驗方法 單樁水平靜載荷試驗水平極限承載力的確定兩特征點對應的荷載稱為臨界荷載Hcr和極限荷載Hu圖4.21 單樁H0 x0/H0曲線圖4.22 單樁H0g曲線7（1）設計等級為甲級、乙級的建筑樁基，應通過單樁水平靜載試驗

3、確定單樁水平承載力特征值Rha。 （2）對于鋼筋混凝土預制樁、鋼樁、樁身正截面配筋率不小于0.65%的灌注樁，可取地面處水平位移為10mm（對于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm所對應的荷載的75%為單樁水平承載力特征值Rha 。（3）對于配筋率小于0.65%的灌注樁，可取單樁水平靜載試驗的臨界荷載的75%為單樁水平承載力特 征值Rha 。 4.6.2 單樁水平承載力特征值的確定8（4）驗算永久荷載控制的樁基水平承載力時，應將按上述方法確定的單樁水平承載力特征值乘以調整系數(shù)0.8；而當驗算地震作用樁基水平承載力時，上述值提高25%。 （5）當缺少水平靜載荷試驗資料時，可按（4-43）估算樁身

4、配筋率小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。（6）當水平承載由位移控制，且缺少水平靜載荷試驗資料時，可按（4-44）估算預制樁、鋼樁、樁身配筋率大于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。 94.6.3 單樁水平受荷理論分析 現(xiàn)在較普遍采用的是將樁視為彈性地基上的梁。這是因為在樁頂受到軸向力、橫軸向力和彎矩作用時，如果略去軸向力的影響，樁就可以看作一個設置在彈性地基中的豎梁。 以文克爾假定為基礎的彈性地基梁解法從土力學的觀點認為是不嚴密的，但由于其概念明確，方法較簡單，所得的結果一般較安全，故國內外使用得較為普遍，我國鐵路、水利、公路在樁的設計中常用“m”法以及“K”法、“C值”法、“常

5、數(shù)”法等都屬于此種方法。 101土的彈性抗力 樁基礎在荷載（包括軸向荷載、橫軸向荷載和力矩）作用下產生位移（包括豎向位移、水平位移和轉角），樁的豎向位移引起樁側土的摩阻力和樁底土的抵抗力。樁身的水平位移及轉角使樁擠壓樁側土體，樁側土必然對樁產生一橫向土抗力pzx，它起抵抗外力和穩(wěn)定樁基礎的作用，土的這種作用力稱為土的彈性抗力。11假定土的橫向土抗力符合文克爾假定，即 式中：pzx橫向土抗力（kN/m2）；C地基系數(shù)（kN/m3）xz深度Z處樁的橫向位移（m）。 pzx即指深度為 Z 處的橫向（X軸向）土抗力，其大小取決于土體性質、樁身剛度、樁的入土深度、樁的截面形狀、樁距及荷載等因素。122地

6、基系數(shù) 基本概念：地基系數(shù)C表示單位面積土在彈性限度內產生單位變形時所需要的力。它的大小與地基土的類別、物理力學性質有關。如能測得xz并知道C 值，pzx值即可解得。 地基系數(shù)C值是通過對試樁在不同類別土質及不同深度進行實測xz及pzx后反算得到。 (a)常數(shù)法；(b)k法；(c)m法；(d) c法 C值隨深度的分布規(guī)律：地基系數(shù)C值不僅與土的類別及其性質有關，而且也隨深度而變化。由于實測的客觀條件和分析方法不盡相同等原因，所采用的C值隨深度的分布規(guī)律也各有不同。常用的幾種地基系數(shù)分布規(guī)律如下所示 。14 上述四種方法各自假定的地基系數(shù)隨深度分布規(guī)律不同，其計算結果有所差異。本節(jié)介紹目前應用較

7、廣的“m”法。 m 地基土橫向抗力系數(shù)的比例系數(shù)(MN/m4) m受樁材和剛度、土類及其性質、荷載作用方式、荷載水平、樁身水平位移等因素影響，對多層地基可取當量m值計算，取層厚2(d+1)m；如無試驗資料，m值可參照規(guī)范表格15（3） 樁的計算寬度 樁在水平外力作用下，除了樁身寬度范圍內樁側土受擠壓外，在樁身寬度以外的一定范圍內的土體都受到一定程度的影響（空間受力），且對不同截面形狀的樁，土受到的影響范圍大小也不同。 為了將空間受力簡化為平面受力，并綜合考慮樁的截面形狀及多排樁樁間的相互遮蔽作用，將樁的設計寬度（直徑）換算成相當實際工作條件下，矩形截面樁的寬度b1，b1稱為樁的計算寬度。16（

8、1）確定樁頂荷載N0k、H0k、M0k 單樁的樁頂荷載可分別按下列各式確定： （4） 單樁的內力計算 (2) 樁的撓曲微分方程 單樁在H0k、M0k和地基水平抗力作用下產生撓曲: 在上列方程中，如采用不同的C圖式求解，就得到不同的計算方法。m法假定C=mz,代入上式得到： a為樁的水平變形系數(shù)，量綱為L-1撓度x與轉角、彎矩M和剪力V的微分關系，利用冪級數(shù)積分后可得到微分方程式的解答: 1819(3)樁身最大彎矩及其位置設計承受水平荷載的單樁時，為了計算截面配筋，設計者最關心樁身的最大彎矩值和最大彎矩截面的位置:由系數(shù)CD從表查得相應的換算深度，則樁身最大彎矩的深度Zmax為： 20 由 從表4-11查得相應的系數(shù)C