基础工程学单排桩水平承载分析T38

课程团队：徐长节、胡文韬、耿大新、可文海、陈丹华基础工程学华东交通大学土木建筑学院4深基础——4.3单排桩水平承载分析主讲人——耿大新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。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IL>1.0，软塑黏性土1.0≥IL>0.75，淤泥3000～5000可塑黏性土0.75≥IL>0.25，粉砂，稍密粉土5000～10000硬塑黏性土0.25≥IL≥0，细砂，中砂，中密粉土10000~20000坚硬，半坚硬黏性土IL≤0，粗砂，密实粉土20000~30000砾砂，角砾，圆砾，碎石，卵石30000~80000密实卵石夹粗砂，密实漂、卵石80000~120000C=mz多层土层当量m值换算主要影响深度当量m值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/d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。Hc<d+1L1h1——地面或最大冲刷线以下桩计算埋入深度：h1=3(d+1)h1值不得大于桩的入土深度（h）m法弹弹性性单单排排桩桩基基桩桩内内力力和和位位移移计计算算基本本假假定定将土土视视作作弹弹性性变变形形介介质质，，它它具具有有随随深深度度成成比比例例增增长长的的地地基基系系数数（（C=mz）土的的应应力力应应变变关关系系符符合合文文克克尔尔假假定定计算算公公式式推推导导时时，，不不考考虑虑桩桩与与土土之之间间的的摩摩擦擦力力和和黏黏结结力力桩与与桩桩侧侧土土在在受受力力前前后后始始终终密密贴贴桩作作为为一一弹弹性性构构件件桩的的挠挠曲曲微微分分方方程程分分析析分析析模模型型内力力符符号号规规定定挠曲曲分分析析梁的的挠挠曲曲微微分分方方程程其中中地表表的的边边界界条条件件分分析析基本本挠挠曲曲方方程程解的的分分析析一元元四四次次微微分分方方程程四个个边边界界条条件件挠曲曲方方程程的的解解答答挠曲曲级级数数表表达达四阶阶微微分分表表达达挠曲曲方方程程的的解解答答恒等等式式表表达达规律律寻寻找找参数数关关系系你得得到到它它了了！！Yougotit!通式式再再次次化化简简解除除迭迭代代嵌嵌套套关关系系参数数回回代代通通解解位移移通通式式解解答答边界条件解待待定系数挠曲线解答位移弹性抗力转角弯矩剪力计算总结摩擦桩、柱桩桩的x0和φ0的计算桩底弯矩值Mh为A0——桩底面积I0——桩底面积对其其重心轴的惯惯性矩C0——基底土的竖向向地基系数C0=m0h（边界条件一一）摩擦桩、柱桩桩的x0和φ0的计算桩底-土无摩擦力，，则Qh=0（边界条件二二）参数分析摩擦桩且αh>2.5或支承桩且αh≥3.5时，近似认为为Kh=0，则有：嵌岩桩的x0和φ0的计算无量纲法αh>2.5摩擦桩或αh≥3.5支承桩无量纲法αh>2.5嵌岩桩系数均可查附附表1~12桩身最大弯矩矩的确定目的用于检验桩的的截面强度和和配筋计算方法将各深度Z处的Mz值求出后绘制制z－Mz图，进而求解解一般采用数解解法桩身最大弯矩矩的数解法桩顶位移分析析（高桩承台台）桩顶位移分析析（高桩承台台）Q和M引起的xQ、xM、Q、M单桩及单排桩桩桩顶按弹性性嵌固的计算算适用范围中小跨径的简简支梁或板式式桥梁梁或板的弹性性约束作用限限制了桩墩盖盖梁转动，形形成了所谓弹弹性嵌固。桩顶弹性嵌固固的假定，可可使桩入土部部分的桩身弯弯矩减少，减减少桩身钢筋筋用量。解析单桩、单排桩桩计算步聚及及