基礎(chǔ)工程樁基礎(chǔ)2

樁的水平承載力，是指樁在與樁軸線垂直方向受力時(shí)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(shí)要復(fù)雜些，但仍然是從保證樁身材料和地基強(qiáng)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(chǎn)生橫向位移或撓曲變形，并擠壓樁側(cè)土體，同時(shí)樁側(cè)土反作用于樁，產(chǎn)生側(cè)向土抗力，樁土共同作用破壞模式剛性樁(ah≤2.5)：樁身剛體轉(zhuǎn)動(dòng)破壞，承載力主要由樁的水平位移和傾斜控制柔性樁(ah≥2.5)：樁身發(fā)生擾曲變形，破壞時(shí)樁身某點(diǎn)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

單樁水平靜載荷試驗(yàn)試驗(yàn)裝置：加荷系統(tǒng)：千斤頂、試樁位移觀測(cè)：百分表圖4.20

單樁水平靜載荷試驗(yàn)4.6.1單樁水平靜載荷試驗(yàn)每級(jí)荷載大小

約為預(yù)估水平極限承載力的（1/10-1/15）。讀數(shù)方法

每級(jí)加荷后恒載4min測(cè)讀樁頂水平位移，然后卸載至零，停2min測(cè)讀殘余水平位移，如此循環(huán)5次，再施加下一級(jí)荷載。終止加載條件

樁身折斷樁頂水平位移超過30－40mm

樁側(cè)地表出現(xiàn)明顯裂縫或隆起。試驗(yàn)方法單樁水平靜載荷試驗(yàn)水平極限承載力的確定兩特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)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H0—σg曲線7（1）設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)、乙級(jí)的建筑樁基，應(yīng)通過單樁水平靜載試驗(yàn)確定單樁水平承載力特征值Rha。（2）對(duì)于鋼筋混凝土預(yù)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(duì)于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm所對(duì)應(yīng)的荷載的75%為單樁水平承載力特征值Rha

。（3）對(duì)于配筋率小于0.65%的灌注樁，可取單樁水平靜載試驗(yàn)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(yàn)算永久荷載控制的樁基水平承載力時(shí)，應(yīng)將按上述方法確定的單樁水平承載力特征值乘以調(diào)整系數(shù)0.8；而當(dāng)驗(yàn)算地震作用樁基水平承載力時(shí)，上述值提高25%。（5）當(dāng)缺少水平靜載荷試驗(yàn)資料時(shí)，可按（4-43）估算樁身配筋率小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。（6）當(dāng)水平承載由位移控制，且缺少水平靜載荷試驗(yàn)資料時(shí)，可按（4-44）估算預(yù)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?yàn)樵跇俄斒艿捷S向力、橫軸向力和彎矩作用時(shí)，如果略去軸向力的影響，樁就可以看作一個(gè)設(shè)置在彈性地基中的豎梁。

以文克爾假定為基礎(chǔ)的彈性地基梁解法從土力學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)為是不嚴(yán)密的，但由于其概念明確，方法較簡單，所得的結(jié)果一般較安全，故國內(nèi)外使用得較為普遍，我國鐵路、水利、公路在樁的設(shè)計(jì)中常用“m”法以及“K”法、“C值”法、“常數(shù)”法等都屬于此種方法。101．土的彈性抗力樁基礎(chǔ)在荷載（包括軸向荷載、橫軸向荷載和力矩）作用下產(chǎn)生位移（包括豎向位移、水平位移和轉(zhuǎn)角），樁的豎向位移引起樁側(cè)土的摩阻力和樁底土的抵抗力。樁身的水平位移及轉(zhuǎn)角使樁擠壓樁側(cè)土體，樁側(cè)土必然對(duì)樁產(chǎn)生一橫向土抗力pzx，它起抵抗外力和穩(wěn)定樁基礎(chǔ)的作用，土的這種作用力稱為土的彈性抗力。11假定土土的橫橫向土土抗力力符合合文克克爾假假定，，即式中：：pzx——橫向土土抗力力（kN/m2）；C——地基系系數(shù)（（kN/m3）xz——深度Z處樁的的橫向向位移移（m）。pzx即指深深度為Z處的橫向向（X軸向））土抗抗力，，其大大小取取決于于土體性性質(zhì)、樁身剛剛度、樁的入入土深深度、樁的截截面形形狀、樁距及及荷載載等因素素。122．地基基系數(shù)數(shù)基本概概念：地基系系數(shù)C表示單單位面面積土土在彈彈性限限度內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生生單位位變形形時(shí)所所需要要的力力。它它的大大小與與地基基土的的類別別、物物理力力學(xué)性性質(zhì)有有關(guān)。。如能能測(cè)得得xz并知道道C值，pzx值即可可解得得。地基系系數(shù)C值是通通過對(duì)對(duì)試樁樁在不不同類類別土土質(zhì)及及不同同深度度進(jìn)行行實(shí)測(cè)測(cè)xz及pzx后反算算得到到。(a)常數(shù)法法；(b)k法；(c)m法；(d)c法C值隨深深度的的分布布規(guī)律律：地基系系數(shù)C值不僅僅與土土的類類別及及其性性質(zhì)有有關(guān)，，而且且也隨隨深度度而變變化。。由于于實(shí)測(cè)測(cè)的客客觀條條件和和分析析方法法不盡盡相同同等原原因，，所采采用的的C值隨深深度的的分布布規(guī)律律也各各有不不同。。常用用的幾幾種地地基系系數(shù)分分布規(guī)規(guī)律如如下所所示。14上述四種方方法各各自假假定的的地基基系數(shù)數(shù)隨深深度分分布規(guī)規(guī)律不不同，，其計(jì)計(jì)算結(jié)結(jié)果有有所差差異。。本節(jié)節(jié)介紹紹目前前應(yīng)用用較廣廣的““m”法。m—地基土土橫向向抗力力系數(shù)數(shù)的比比例系系數(shù)(MN/m4)m受樁材和和剛度度、土土類及及其性性質(zhì)、、荷載載作用用方式式、荷荷載水水平、、樁身身水平平位移移等因因素影影響，，對(duì)多多層地地基可可取當(dāng)當(dāng)量m值計(jì)算算，取取層厚厚2(d+1)m；如無試試驗(yàn)資資料，，m值可參參照規(guī)規(guī)范表表格15（3）樁的計(jì)計(jì)算寬寬度樁在水平平外力力作用用下，，除了了樁身身寬度度范圍圍內(nèi)樁樁側(cè)土土受擠擠壓外外，在在樁身身寬度度以外外的一一定范范圍內(nèi)內(nèi)的土土體都都受到到一定定程度度的影影響（（空間間受力力），，且對(duì)對(duì)不同同截面面形狀狀的樁樁，土土受到到的影影響范范圍大大小也也不同同。為了將空間間受力力簡化化為平平面受受力，，并綜綜合考考慮樁樁的截截面形形狀及及多排排樁樁樁間的的相互互遮蔽蔽作用用，將將樁的的設(shè)計(jì)計(jì)寬度度（直直徑））換算算成相相當(dāng)實(shí)實(shí)際工工作條條件下下，矩矩形截截面樁樁的寬寬度b1，b1稱為樁的計(jì)計(jì)算寬寬度。16（1））確定定樁頂頂荷載載N0k、H0k、M0k單樁的樁頂頂荷載載可分分別按按下列列各式式確定定：（4）單樁的的內(nèi)力力計(jì)算算(2)樁樁的撓撓曲微微分方方程單樁在在H0k、M0k和地基基水平平抗力力作用用下產(chǎn)產(chǎn)生撓撓曲:在上列列方程程中，，如采采用不不同的的C圖式求求解，，就得得到不不同的的計(jì)算算方法法。m法假定定C=mz,代入上上式得得到：：a為樁的的水平平變形形系數(shù)數(shù)，量量綱為為L-1撓度x與轉(zhuǎn)角角ф、彎矩M和剪力力V的微分分關(guān)系系，利利用冪冪級(jí)數(shù)數(shù)積分分后可可得到到微分分方程程式的的解答答:1819(3)樁身身最大大彎矩矩及其其位置置設(shè)計(jì)承承受水水平荷荷載的的單樁樁時(shí)，，為了了計(jì)算算截面面配筋筋，設(shè)設(shè)計(jì)者者最關(guān)關(guān)心樁樁身的的最大大彎矩矩值和和最大大彎矩矩截面面的位位置:由系數(shù)CD從表查查得相相應(yīng)的的換算算深度度，則則樁身身最大大彎矩矩的深深度Zmax為：20由從表4-11查得相應(yīng)應(yīng)的系數(shù)數(shù)CM,則樁身最最大彎矩矩Mm