桩基水平承载力影响因素的理论与试验研究
静压管桩单桩极限承载力与终压力关系的探讨
静压管桩单桩极限承载力与终压力关系的探讨
静压管桩的单桩极限承载力与终压力之间存在着密切的关系。
下面将对这两者的关系进行一些探讨：
1. 定义：静压管桩的单桩极限承载力指的是桩基在其极限状态下能够承受的最大垂直荷载。
而终压力是指桩基在极限状态下地基土与桩基之间的最大接触压力。
2. 影响因素：单桩极限承载力与终压力受到多种因素的影响，包括桩长、桩径、桩材料的强度、地基土的强度与变形特性等。
3. 相互关系：一般情况下，静压管桩的单桩极限承载力与终压力呈正相关关系。
即在其他条件相同的情况下，如果终压力增大，那么单桩极限承载力也会相应增大。
这是因为终压力的增加会提高桩基与地基土之间的摩擦力，从而增加桩基的承载能力。
4. 实际工程中的应用：通过探讨单桩极限承载力与终压力的关系，可以帮助工程师更好地设计静压管桩的承载能力。
在实际工程中，可以根据地基土的强度与变形特性等因素，通过合理选择桩长、桩径、桩材料等措施，来使终压力达到合适的水平，从而保证静压管桩的单桩极限承载力满足设计要求。
需要注意的是，单桩极限承载力与终压力之间的具体关系还需要根据具体的工程条件和设计要求来确定，因此在工程实践中需要综合考虑多种因素来进行合理设计。
桩基础水平承载力的概念及计算方法
桩基础水平承载力的概念及计算方法
计算桩基础水平承载力的方法有很多种，其中常用的有动力触探法和
静载试验法。
动力触探法是通过在地面上利用锤击力和桩周土体的反应力来获取桩
基础水平承载力。
具体步骤如下：
1.在距离桩基础位置一定距离的地面上，设立一个与桩平行的触探点。
2.用一根标准试验杆在触探点上进行锤击，测量锤击时试验杆的侵入
深度，并记录锤击杆的质量、锤头的质量以及锤击时的下落高度。
3.通过试验杆侵入深度和试验杆的土壤类别（根据试验杆在不同土层
中的侵入速度判断）来确定土壤的力学特性。
4.根据土壤的力学特性和地面反应力，计算桩基础水平承载力。
静载试验法是通过在已经完成的桩基础上施加水平荷载，并进行荷载
与位移的测量来计算桩基础水平承载力。
具体步骤如下：
1.安装测量设备，包括荷载计和位移计。
2.施加水平荷载，并记录荷载与位移的变化。
3.根据施加的荷载和位移数据，绘制荷载-位移曲线。
4.通过荷载-位移曲线的形状和荷载的变化，计算桩基础水平承载力。
无论是动力触探法还是静载试验法，计算桩基础水平承载力都需要考
虑土壤的力学参数和桩的几何尺寸。
土壤的力学参数可以通过室内试验或
者现场试验来测定，如剪切强度和压缩模量等。
桩的几何尺寸包括桩的形状、直径和长度等。
需要注意的是，动力触探法和静载试验法只能计算桩的垂直承载力，对于水平承载力的计算只能提供参考值。
因此，在实际工程中，还需要根据具体情况综合考虑各种因素，如土壤的力学特性、桩的类型和设计要求等，进行合理的安全系数选取，以保证桩基础的安全可靠。
光伏支架桩基础水平承载力计算方法与试验研究
光伏支架桩基础水平承载力计算方法与试验研究光伏发电是一种新兴的清洁能源，其发展对于节能减排、保护环境、改善能源结构等具有重要的意义。
而光伏支架桩基础是光伏发电系统中的重要组成部分，其稳定性和安全性直接影响光伏发电系统的运行效率和寿命。
本文通过对光伏支架桩基础水平承载力进行研究，提出了一种可行的计算方法，并进行了试验验证，为光伏支架桩基础的设计和施工提供了参考。
关键词：光伏支架桩基础；水平承载力；计算方法；试验研究引言光伏发电系统是一种利用太阳能将光能转化为电能的技术，具有零排放、无噪音、无移动部件等特点，是一种新兴的清洁能源。
随着环保意识的不断提高和能源结构的调整，光伏发电系统的应用越来越广泛。
而光伏支架桩基础是光伏发电系统中的重要组成部分，其主要功能是将光伏支架固定在地面上，使其具有稳定性和安全性。
因此，光伏支架桩基础的设计和施工对于光伏发电系统的运行效率和寿命具有重要的影响。
在光伏支架桩基础的设计和施工中，水平承载力是一个非常重要的参数。
水平承载力是指光伏支架桩基础在水平方向上所能承受的最大荷载。
为了保证光伏支架桩基础的安全性和稳定性，需要准确计算水平承载力。
本文针对光伏支架桩基础水平承载力进行研究，提出了一种可行的计算方法，并进行了试验验证。
一、光伏支架桩基础水平承载力的计算方法1.1 桩基础的水平承载力计算公式光伏支架桩基础的水平承载力计算公式如下：Fh = Ah × Kh ×σp其中，Fh为桩基础的水平承载力，Ah为桩基础的水平面积，Kh为桩基础的水平承载力系数，σp为桩基础的极限抗压强度。
1.2 水平承载力系数的计算方法为了准确计算光伏支架桩基础的水平承载力，需要确定水平承载力系数Kh。
水平承载力系数Kh的计算方法如下：Kh = 1 - 1.5(D/L) + 0.75(D/L)2其中，D为桩基础的直径，L为桩基础的长度。
1.3 极限抗压强度的计算方法极限抗压强度σp的计算方法如下：σp = 0.6fcu其中，fcu为混凝土的抗压强度。
风电桩基础水平承载力研究
01 引言
03 问题提出
目录
02 现状分析 04 方法介绍
05 结果分析
07 参考内容
目录
06 未来趋势
引言
随着全球对可再生能源需求的不断增长，风能作为一种清洁、可持续的能源， 得到了广泛和应用。风电场中的风力发电机组通常需要安装在远离人口密集区的 山区、海滩等地区，因此，风电桩基础在承受机组重量、风力载荷以及地震载荷 等方面起着重要的作用。其中，水平承载力是风电桩基础设计的重要指标之一， 直接关系到风电设备的稳定性和安全性。
1、地质条件的影响：风电场选址的地质条件复杂多变，不同地区的土力学 性质差异较大，给桩基设计带来很大难度。
2、结构设计不合理：部分风电桩基础结构设计不合理，如桩径过小、桩过 长等，导致水平承载力不足。
3、施工质量控制不严：施工过程中，因场地条件限制和施工难度大，往往 存在施工质量不达标的情况，如混凝土强度不足、桩基垂直度偏差等。
问题提出
针对以上问题，本次演示提出以下需要进一步探讨的问题：
1、如何提高风电桩基础水平承载力，确保其在承受风力发电机组重量、风 载和地震载荷等复杂工况下的稳定性？
2、如何适应未来风电发展的需要，设计出更加安全、经济的风电桩基础？
方法介绍
本次演示将采用以下研究方法和技术进行风电桩基础水平承载力的研究：
通过数值模拟和实验研究，本次演示得出以下结论：
1、地质条件对风电桩基础水平承载力有显著影响。在选址过程中，应加强 对场地地质条件的勘察和分析，以便合理设计桩基。
2、结构设计是提高风电桩基础水平承载力的关键。应根据实际情况，综合 考虑机组重量、风载、地震载荷等因素，合理选择桩径、桩长等参数。
3、施工质量控制对风电桩基础水平承载力至关重要。应加强施工现场管理 和监督，确保施工质量符合设计要求。
4-桩基础(第4节-水平承载力)
xz成正比，即zx=Cxz，且地基系数C随深度成线性增长，
即C=mz。 基于这一基本假定，进行桩的内力与位移的理论公式
1）由于桩的水平荷载与位移关系是非线性的，即m值随荷 载与位移增大而有所减少，因此，m值的确定要与桩的实际荷 载相适应。一般结构在地面处最大位移不超过10mm，对位移 敏感的结构及桥梁结构为6mm。位移较大时，应适当降低表列 m值。
2）当基础侧面为数种不同土层时，将地面或局部冲刷线 以下hm深度内各土层的mi，根据换算前后地基系数图形面积在 深度hm内相等的原则，换算为一个当量m值，作为整个深度的 m值。
①最大弯矩位置的确定zmax Qz=0，即式（5）=0，即： Qz = H0 AH + a M 0BH = 0
aM0 = H0
AH BH
=
CH
或
H0 = a M0
BH AH
=
DH
CH、DH
az
z = zmax
5
m b1
EI
（二）桩身最大弯矩位置ZMmax和最大弯矩Mmax的确定
②最大弯矩Mmax
• ②水平力－位移梯度曲线第一直线段 的终点所对应的荷载。
• ③取水平力－最大弯矩截面钢筋应力 曲线第一突变点对应的荷载。
（四）试验结果分析
• 水平临界荷载 • 水平极限荷载 • 地基系数
• Hu • ①取H0-t-X0曲线出现突变点
的前一级荷载。
• ②水平力－位移梯度曲线第2 直线段的终点所对应的荷载。
单桩水平承载力
单桩水平承载力介绍单桩水平承载力是指桩基在水平方向上所能承受的最大荷载。
在土木工程领域中，桩基作为重要的地基承载结构，其水平承载力的确定对于工程的设计和施工具有重要的意义。
本文将详细探讨单桩水平承载力的相关知识和计算方法。
水平承载力的影响因素水平承载力受到多个因素的影响，以下是常见的几个关键因素：1. 桩身材料和形式桩身的材料和形式对水平承载力有很大影响。
一般来说，钢筋混凝土桩的水平承载力要优于木桩和钢桩。
此外，不同形式的桩，如圆形桩、方形桩和多边形桩，其水平承载力也会有所差异。
2. 桩周土体的性质和模量桩周土体的性质和模量对水平承载力起着至关重要的作用。
土体的密实度、抗剪强度、剪应力-应变关系以及土体的模量都会影响桩的水平承载力。
3. 桩的几何参数桩的几何参数，如直径、长度、桩底面积等，都会对水平承载力产生影响。
一般来说，直径较大的桩和较长的桩，其水平承载力更高。
4. 周边地下水位和土壤渗透性地下水位和土壤渗透性对桩的水平承载力也有一定影响。
较高的地下水位以及较高的土壤渗透性会降低桩的水平承载力。
水平承载力的计算是基于力学原理和相关试验数据的基础上进行的。
以下是常用的几种计算方法：1. 马莫纳克斯法马莫纳克斯法是一种常用的桩基水平承载力计算方法。
该方法基于木桩的试验数据得出的经验公式，通过观察桩头的垂直位移来推断桩的水平承载力。
2. 考虑土壤摩擦力的计算方法考虑土壤摩擦力的计算方法是一种基于土体力学原理的计算方法。
该方法通过考虑土壤和桩体之间的相互作用，计算桩的水平承载力。
3. 极限土压力法极限土压力法也是一种常用的计算方法。
该方法基于土体力学和一些基于试验数据的经验公式，通过确定桩周土体的极限土压力和摩擦力来计算桩的水平承载力。
桩设计中的安全系数和验算方法在桩设计中，为了保证工程的安全性，通常会引入安全系数，并进行相应的验算。
下面介绍常用的安全系数和验算方法：1. 安全系数在桩基设计中，常见的安全系数包括承载能力安全系数、位移安全系数和土体抗剪强度安全系数。
对称双斜桩基础水平承载力模型试验研究
型槽 以及整个装置的支架等 Ｊ 。首先把砂土装入 装砂装置， 提起到一定高度后倒人筛砂装置 ， 筛砂装 置周期性地振动 ， 把砂土筛人模型槽 ， 模型槽中放入
模 型桩 、 模 拟 桩基 础 。 模 型桩采 用铝 合金 管模 拟 ， 铝 合金 管 长度 １ ｍ、 外径 ２ ８ ｍ ｍ、 壁厚 １ ｍ ｍ。双 桩模 型 的桩顶 承 台采 用
块 钢板 制作 （ 图１ ） 。作为 承 台的桩 顶钢 板 两端 的
中 间开 出矩 形槽 ， 以便在 槽 中安装 插销 ； 该插 销 的一
端插入桩头 的矩形槽 ， 另一端插入作为模型桩的铝、 加 固。 两端的矩形槽上下部各开 ２个孔。插销上部开 １ — ５ 号共 ５ 个孔 ， 中部开 １ 个孔 。插销上部 的 ５个孑 Ｌ
一
工程 中斜 桩通 常 对称设 置 。一 般认 为斜 桩承 担 水 平 荷载 的原 理是 把水 平荷 载 转化 为轴 向荷 载 和径 向荷 载 ， 而桩 的轴 向承 载能 力远 大 于径 向承 载能 力 ， 所 以采 用 斜桩 基础 可 以充分 发 挥其 轴 向荷载 的承 载 能力 ， 这样 设计 出来 承 担水 平 荷 载 的桩 是 “ 正斜 ” 斜
关
键
词： 斜桩 ； 群桩 ； 模型试验 ； 水平承载力
文献标志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ １— ５ ４ ８ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２— ０ ０ ６ ７— ０ ４
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ４ ７ ３ ． １
１ 斜 桩 基 础 及 应 用
斜 桩基 础 主要用 于水 平 荷 载 较 大 的建 筑 物 （ 构 筑物） 基础 ， 如 桥梁 、 港 口码 头 、 大 型 广 场式 建 筑 、 输
影响单桩水平承载力的主要因素
桩基一般都承受有竖向荷载、水平荷载和力矩的作用，因此在设计中除了要考虑其竖向承载力之外，还必须考虑其承受水平荷载的能力。
与单桩竖向承载力相比，单桩水平承载力问题显得更为复杂。
影响单桩水平承载力的因素很多，包括桩的截面刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度以及桩顶约束情况等。
（一）桩身强度和刚度桩的直径愈大，桩身材料强度愈高（如桩身为高强度混凝土或钢材等），桩身的抗弯刚度则愈高其抵抗水平荷载的能力就愈强。
对于抗弯性能差的桩，其水平承载能力由桩身强度控制，如低配筋率的灌注桩通常是桩身首先出现裂缝，然后断裂破坏；而对于抗弯性能好的桩，如钢筋混凝土预制桩和钢桩，在水平荷载作用下，桩身虽然未断裂，但当桩侧土体显著隆起，或桩顶水平位移大大超过上部结构的允许值时，也应该认为桩已达到水平承载力的极限状态。
（二）桩侧土质条件桩侧土质愈好，其水平抗力愈大，或地基上水平抗力系数愈大，桩的水平承载能力就愈高，尤其是桩侧表层土（3~4倍桩径范围内）的承载能力极大地影响桩身的水平承载力。
因此，当表层土较差时，一般应采取回填碎石潘实等改良加固表层土的方案进行处理，可较大地提高桩身的水平承载力。
（三）桩顶约束条件地基土的水平抗力系数随桩身水平位移的增大呈指数衰减。
因此，对桩顶水平位移的约束愈好，则桩侧土的水平抗力愈大。
建筑桩基桩顶与承台连接的实际工作状态介于刚接与铰接之间，这是由于桩顶嵌入承台长度较短（5~10cm），承台混凝土为二次浇注，桩顶主筋锚入承台为30dg，在较小水平力作用下桩顶周边混凝土出现塑变，形成传递剪力和部分弯矩的非完全嵌固状态，其既能减少桩顶位移（相对于桩顶自由情况），又能降低桩顶约束弯矩（相对于完全嵌固情况），重新分配桩身弯矩。
（四）桩的入土深度随着桩的入土深度增大，桩侧土将获得足够的嵌固作用，使地面位移趋于最小。
当桩的入土深的较小时，桩侧土嵌固作用不足，地面位移很可能大到为上部结构所不容许，同时桩底也有相当大的力矩和位移，而要求桩底土对其有足够的嵌固能力。
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工业 建筑 的高 速发 展 ， 由于其 安全 可靠性 ， 桩基 的应用越 来越 广 泛［ 。桩基水平承载力受 力特性 研究 目前 主要有理 论研 究 和试
验研究两 大阵营。理 论研究方 法主要 有弹性 理论 法［ 、 地基反 ， 力法［ 、 ４ 一 曲线法 ［ 数值 分析 法［ ； ］ 引、 ６ 试验 研究 包括室 内模 型
把式 （ ） 入式（ ） ２代 １可得 ：
Ｒ＾ — 一 ＝—
（ ０（ ｛ 舶 ） 日） ｛
等。
１３ 圆形桩 直径 Ｄ 对水 平承 载力 影响 的理论 分析 ．
在 ， 和 ／ 一定 的情况下 ， ‰ ｎ ＇ 对于圆形桩 ， 当桩基增大时 ， ｂ 桩顶容许水平位移 ； ａ为桩 的水平 变形系数 ， ； 为桩 的水 平 和 Ｊ均会相应增大 。在基准直径为 ０ ５ｍ的情况下 ， ｒ ｎ ． 对桩径提高 位移 系数 ， ａ ≥４０时 （ 当 ｈ ． ｈ为桩 的入土深度 ） ：２ ４ １ Ｅ ， ． １ ； Ｉ为 百分 比对桩基水平承 载力设计 值 Ｒ 的影 响程度进 行计算 可知 ，
系， 桩基的水 平承载力设计值 与桩身换算 截面惯性 矩 Ｊ 正 比关 惯性 矩 Ｊ 成 又可增加桩身计算 宽度 ｂ ， ０二者结合 可明显提 高桩基 水 系。由此可得在 ， 一定的情况下 ， 通过提 高地基 土水 平抗力 平承载力 。 系数 的比例系数 ｍ、 桩身换 算截 面惯 性矩 Ｊ和桩 身计 算 宽度 ｂ 。
关 键 词 ： 基 ， 平 承 载 力 ， 基 反 力 法 ， 平 静 载 试 验 桩 水 地 水 中图 分 类 号 ： Ｕ４ ３ １ Ｔ ７ ． 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
桩基作为土木工程 中的一种重要 的深基础形 式 ， 随着 民用与
在 ， ｏ ， ｂ ， Ｊ一定 的情况 下 ， 地基 土水 平抗 力系数 的比 对 例 系数 ｍ 提 高百分 比和桩基 水平承 载力设 计值 Ｒ 提 高百分 比 进行计算 ， 绘制 ｍ—Ｒ＾曲线如 图 １ 所示 。
桩 基 水 平 承 载 力 影 响 因 素 的 理 论 与 试 验 研 究
何灵 生
摘
马 晓伟
詹 金 林
要 ： 建筑桩基技术规 范》 对《 所提 出的地 基反力 ｍ 法计算桩基水平承 载力进 行 了分 析， 不同桩径 的 Ｐ 对 ＨＣ桩 灌芯 与
不灌 芯进行 了水平静载试验 的对 比研 究， 对经过强夯处理后施工 的灌注桩进行 了水平静 载试 验研 究， 试验表 明提高 Ｊ 值 与 ｍ 值 可显著 改善桩 基的水平承 载力。
ｍ ｛ ｂ ） ｏ
』 Ｊ
提高 １０ ５ ％时 ， 桩基水平承 载力设计值提 高约 ４ ％。对于 承 ５ （） 当 Ｊ ２
受水 平荷 载的桩基 ， 桩身换算截面惯性矩 Ｊ的提高 可通过改善桩 截面形状来实 现 ， 如正 方形 截面桩 可改 为矩形 壁板 桩 、 字形桩 工
ｍ （） ３
当 ５ ％时 ， 桩基水平承 规范 ｌ规定 ， ４ ］ 当缺少 单 桩水 平 静载 试 验时 ， 于预制 桩 、 对 钢 高可显著改善桩基的水平承载力 ， ｍ 提高 １０ ５ 但是二者并不是成简单 的线性关系 。 桩、 桩身配筋率不小于 ０ ６ ％的灌注桩 ， ．５ 规范 中给 出按 照式 （ ） １计 载力设计值可提高约 ７ ％，
ｂ ＝０ ９ １５ ＋０ ５ 。 ０ ．（ ．Ｄ 、 ）
载力 。根据上述计算结果分析 ， 提高地基 土水平抗力 系数的 比例 由式 （ ） ３ 可以看 出 ， 在 ， ０ ‰ 一 定 的情 况下 ， 基 的水 系数 ／ 所增加 的水平 承载力要 大于提 高桩 身换算 截面惯性 矩 Ｊ ｂ和 桩 ｎ ＇ 平承载力设计值 与地基 土水平抗 力系数 的比例系数 ｍ 成 正 比关 所增加的水平承载力 。通过增加桩径 ， 既 力系 数 的比例 系数 ，Ｎ／ ； 为 ｍ ｋ ｍ４ ‰
桩身抗弯 刚度 ，Ｎ・ ， 为桩身材 料弹性模量 ， ｋ ｍ２Ｅ Ｊ为桩身换算 截 桩身直径提高 ５ ％时 ， ０ 桩基水平承 载力设计值 约提 高 １０ ４ ％。因 面惯性矩 ； ｂ 为桩身计算 宽度 ， ， 于圆形 桩 ， ｒ对 ｎ 桩径 Ｄ≤ １０ｒ， 此对于承受水平荷载 的桩基 ， ． ｎ 可通过增加桩 径来提高 桩基 水平承
算单桩水 平承载力设计值 ：
Ｒ ＝ ＾ （） １
１２ Ｊ对 水平承 载 力影响 的理论 分析 ．
在 ， ｏＸａ ／ 一定 的情况下 ， ｂ ，ｅ， ｎ ＇ 对桩身换算截面惯性矩 Ｊ提
高百分 比和桩基水平承载力设计值 Ｒ 提高百分 比进行计算可 以
式（ ） １ 中：
ａ ＝ 、
看出 ， 桩身换算截面惯性 矩 Ｊ的提高 可增 加 桩基 的水平承 载力 ，
３ ０
印
９ ０
１０ ２
１ｏ ５
为基础 ， 对影响水平承 载力 的因素进 行分 析 ， 通过 现场 试验结 并
果对理论 分析进行 比较 验证 。
ｍ 提 高 百分 比／ ％
图 １ ｍ—慢＾曲 线
１ 规 范桩 基水 平承 载力 的理论 分析
通过图 １ 以看出 ， 可 地基土水平抗力 系数 的 比例系数 ｍ 的提
试 验 和 现 场 试 验 。地 基 反 力 法 又 可 分 为 常 数 法 、 Ｃ法 、 法 和 Ｋ ｍ 法 ， 范 ［所 采 用 地 基 反力 法 为 ｍ 法 。 规 ］
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跸ｆ ２ ０
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本文 以规 范ｌ 提出的地基反力 法 ｍ 法水平 承载 力计 算公式 ４ ］
维普资讯
第３ ４卷 第 ２ ７期 ２０ ０ ８ 年 ９ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥ（ 瓜Ｅ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ． ７ Ｉ３ ２
Ｓｐ ２０ ｅ． ０８
・１ ５ ・ ３
文章编号：０ ９６２ （０８ ２ —１ ５０ １０ —８ ５２ ０ ）７０ ３ ２