基础工程学基础工程学 (21).pdf

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1、基础工程学4 深基础 4.3 单排桩水平承载分析本节脉络单排桩的定义与荷载分配桩侧土体弹性抗力桩侧地基系数分布m法弹性单排桩基桩内力和位移计算单排桩的定义与荷载分配计算单排桩 多排桩不能直接应用上述公式计算各桩顶作用力，须应用结构力学方法另行计算。xii2iMyNpny土的弹性抗力土的弹性抗力桩身的水平位移及转动挤压桩身侧向土体，侧向土体必然对桩产生一横向土抗力pzx，它起抵抗外力和稳定桩基础的作用。Winkler假设桩身位移与反力的线性近似关系zxzpCx地基系数地基系数C定义单位面积土在弹性限度内产生单位变形时所需要的力。地基系数分布规律m法K法C法常数法m法 特点：地基系数C 随深度呈正

2、比例增加 公式表达：m非岩石地基水平抗力系数的比例系数（kN/m4）土的名称m(kN/m4)流塑性黏土IL1.0，软塑黏性土1.0IL0.75，淤泥30005000可塑黏性土0.75IL0.25，粉砂，稍密粉土500010000硬塑黏性土0.25IL0，细砂，中砂，中密粉土1000020000坚硬，半坚硬黏性土IL0，粗砂，密实粉土2000030000砾砂，角砾，圆砾，碎石，卵石3000080000密实卵石夹粗砂，密实漂、卵石80000120000C=mz多层土层当量m值换算主要影响深度当量m值l0hhmh2h1dm1h1m2h1m2h2地面或最大冲刷线)1(2dhm12(1)mmm21121

3、15(/)/0.2/0.21 1.25(1/)mmmmhhhhhhhh桩的计算宽度 将空间受力转化为平面受力，同时考虑桩土相互作用，桩身内力计算时采用计算宽度。桩形状换算系数kf 圆形或圆端截面：0.9 矩形截面：1.0 圆与矩形组合截面：1-0.1a/d11121.50.51ffkkddmbdkkddm当当关于桩间影响系数k 多排桩在外力作用平面内有多根桩，各桩受力相互影响，其影响与桩间净距L1有关。112121111.00.610.60.6LhkbLbLhh单排桩或Hc4.0处，zx、z和z可近似为零 四个边界条件中，两个内力边界 0和0可直接由桩顶受力情况确定，但两个位移边界0和0需要根

4、据桩底边界条件确定。摩擦桩、柱桩的x0和0的计算桩底弯矩值Mh为A0桩底面积I0桩底面积对其重心轴的惯性矩C0基底土的竖向地基系数C0=m0h00hxh00ddAAMx Px xC A 02000hhACx dAC I （边界条件一）摩擦桩、柱桩的x0和0的计算 桩底-土无摩擦力，则Qh=0（边界条件二）2=1203+03+023+033=03=04+04+024+034=0注意到：=02+02+022+032求解方程组：0=03x0+02x00=020+00参数分析摩擦桩且h2.5或支承桩且h3.5时，近似认为Kh=0，则有：0=03x0+02x00=020+00嵌岩桩的x0和0的计算对于嵌

5、岩桩，桩底刚接，xh、h 均为零=1+1+021+031=2+2+022+032=解得0=03x00+02x000=0200+000当h4.0，嵌岩桩与摩擦桩计算公式均可通用无量纲法1.h2.5摩擦桩或h3.5支承桩z=03x0+02x011(020+00)1+021+031=03(1x0 10+1)+02(1x0 10+1)=+同理z=+=+=+无量纲法2.h2.5嵌岩桩系数均可查附表112=+z=+=+=+桩身最大弯矩的确定目的用于检验桩的截面强度和配筋计算方法将各深度Z处的Mz值求出后绘制zMz图，进而求解一般采用数解法桩身最大弯矩的数解法最大弯矩处的剪力为零，令=0+0=则有=（附表插

6、值）得到最大深度zmax，进而得到最大弯矩=0+0=0+0=桩顶位移分析（高桩承台）1=0 00+1=0+注：计算冲刷线处的0和0时，需要叠加桩顶水平力产生的弯矩桩顶位移分析（高桩承台）冲刷线处的和Q和M引起的xQ、xM、Q、M=033，=022=022，=00=3+020=020+00=+=+附表1416单桩及单排桩桩顶按弹性嵌固的计算适用范围中小跨径的简支梁或板式桥梁梁或板的弹性约束作用限制了桩墩盖梁转动，形成了所谓弹性嵌固。桩顶弹性嵌固的假定，可使桩入土部分的桩身弯矩减少，减少桩身钢筋用量。桩顶位移条件：=,解析考虑桩顶转角为零1=21+1=11桩顶位移=其中：=单桩、单排桩计算步聚及验算要求桩顶荷载Pi、Qi、Mi最大冲刷线下入土深度单桩轴向承载力验算地面处Q0、M0桩的变形系数桩的计算宽度b1桩身内力、配筋、验算桩顶位移、墩顶位移桩侧最大土抗力（可选）本讲内容结束欢迎同学们提问交流！