管桩水平承载力计算
上部扩大桩水平承载力计算
上部扩大桩水平承载力计算上部扩大桩是指在桩顶部增加一个拓宽部分，以增加桩的承载能力。
在实际工程中，经常会遇到土层较软或承载力要求较高的情况，此时可采用上部扩大桩来提高桩的水平承载能力。
本文将介绍上部扩大桩水平承载力的计算方法，以帮助工程师在设计过程中准确地评估桩的承载能力。
一、桩的水平承载力计算公式对于普通桩，其水平承载力可以通过下式计算：Q=p×A其中，Q为桩的水平承载力，单位为N；p为土壤的侧摩阻力，单位为N/m^2；A为桩的受力面积，单位为m^2对于上部扩大桩，其水平承载力可以通过以下公式计算：Q=p×A+T×h其中，Q为桩的水平承载力，单位为N；p为土壤的侧摩阻力，单位为N/m^2；A为桩的受力面积，单位为m^2；T为桩的承载能力提高系数，无单位；h为上部扩大桩的拓宽高度，单位为m。
二、上部扩大桩水平承载力计算方法1.确定土壤的侧摩阻力p首先需要确定桩周围土壤的侧摩阻力p。
通常可以通过现场取样测试或者地质勘探数据来获得土壤的侧摩阻力值。
2.计算桩的受力面积A桩的受力面积A取决于桩的截面形状和尺寸，一般可以根据实际情况来计算。
3.确定桩的承载能力提高系数T桩的承载能力提高系数T通常取决于桩的拓宽形式和拓宽高度h。
一般情况下，可以通过试验或者经验数据来确定。
4.计算桩的水平承载力Q根据上述公式，将p、A、T、h代入，即可计算得到桩的水平承载力Q。
三、案例分析以项目中的上部扩大桩为例，桩的直径为1.2m，拓宽高度为0.6m，土壤的侧摩阻力为200kN/m^2，桩的承载能力提高系数为1.51.计算桩的受力面积A桩的受力面积A为：A=π×(1.2/2)^2=1.13m^22.计算桩的水平承载力QQ=200kN/m^2×1.13m^2+1.5×200kN/m^2×0.6m=450kN+180kN=630kN因此，该上部扩大桩的水平承载力为630kN。
2024_管桩水平承载力计算
2024_管桩水平承载力计算管桩水平承载力计算是工程中非常重要的一项计算，它涉及到土工力学和结构力学等多个学科的知识。
下面将分几个方面介绍2024年管桩水平承载力计算的相关内容。
首先，对于管桩水平承载力计算，需要考虑到以下几个因素：土体的力学性质、桩的几何形状和尺寸、桩的材料性质、载荷特征等。
在计算水平承载力之前，需要对这些因素进行详细的调查和分析，以确定相关参数。
其次，管桩水平承载力计算主要涉及两个方面，即土体的反力和桩身的抵抗力。
土体的反力可以通过土体的变形特性来计算，通常采用弹性理论或塑性理论进行计算。
而桩身的抵抗力通常是通过桩身与土体的摩擦力和桩基的基底阻力来实现的。
对于土体的反力计算，可以采用不同的方法，如平面应力场和平面应变场的理论计算方法、有限元法等。
在计算过程中，需要考虑土体的弹性模量、剪切模量和泊松比等参数，以及土体的不变性参数。
对于桩身的抵抗力计算，可以通过桩身与土体之间的黏结力和摩擦力来实现。
摩擦力是桩身与土体之间的相对滑动产生的阻力，可以通过桩身周围土体与桩表面的摩擦系数以及桩身周围土体的单元体积重量来计算。
黏结力是由于土体中的黏性成分与桩身表面的接触而产生的，可以通过土体中的黏性成分的黏结系数、桩身周围土体的单元体积重量以及桩身的表面积来计算。
最后，根据土体的反力和桩身的抵抗力，可以计算出管桩的水平承载力。
常用的计算方法包括弹性理论方法、极限平衡法和数值模拟方法等。
根据不同的计算方法，可以得到不同的计算结果，需要根据具体情况选择合适的方法。
综上所述，2024年管桩水平承载力计算是一个复杂的过程，需要考虑多个因素和参数。
在实际工程中，需要根据具体情况选择适合的计算方法和模型，以保证计算结果的准确性和可靠性。
同时，还需要对计算结果进行合理的分析和评估，以确定管桩的水平承载力是否满足设计要求。
Φ400直径单桩承载力计算
单桩承载力计算一、 Φ400：PHC400-95-A 型1、 基本参数：查省标《管桩规范》（DBJ13-86-2007）表5.2.4-2得：42.5/m MN m =，010a mm χ=查《混凝土规范》表4.1.5得：42723.810/ 3.810/c E N mm kN m =⨯=⨯ 根据《管桩规范》5.2.4-4得：管桩桩身计算宽度：00.9(1.50.5)0.9(1.50.40.5)0.99b d m =+=⨯⨯+=44443()(0.40.21)1.16106464D d I m ππ--⨯-===⨯2、 管桩的水平变形系数：0.562α== 桩的换算深度（桩长约20米）0.5622011.244⨯=>取 2.441x V =3、 管桩的水平承载力特征值：（桩基技术规范JGJ94-2008第5.7.2条）337300.562 3.810 1.16100.010.750.7522.82.441ha a x EIR kN V αχ-⨯⨯⨯⨯⨯==⨯= 柱最大剪力：（端区与基础节点号18相邻的柱底力）max 42.6222.845.6V kN kN kN =<⨯=，满足水平承载力要求。
4、 管桩竖向承载力设计值（详MorGain “单桩竖向承载力设计值”计算）二、 桩身压屈计算1、 基本参数:22222135.9/A (0.40.21)*3.140.0919100004c ps f N mm m mm ==-==， 管桩水平变形系数：0.562α= 管桩入土长度44207.120.562h m α=>== 查《桩基规范》表5.8.4-1得：0440.7()0.7(0) 4.980.562c l l α=⨯+=⨯+= 4.9812.50.4c ld ==查《桩基规范》表5.8.4-2得： 0.92(0.870.92)(12.512)/(1412)0.908ϕ=+-⨯--=2、 桩身受压承载力计算：0.90835.9910002966345.22966c c s N f A N kN ρϕ==⨯⨯=≈单桩竖向承载力标准值：29662373265013001.25kN kN kN =>⨯=。
钢管桩承载力计算
549.52+263.18+459+112.09+33.95+599.42
=10851.52KN
∵ P＜F
∴ 钢管桩达到承载力要求
3、稳定性检算
钢管截面积 A=18526mm2
惯性矩
I=806753140mm4
i=（I/A）1/2=208.7mm λ=kl/i= 0.7×10×103/208.7=33.5 查表得ф=0.943 σ= P/Aф=10851.52/（34×18526×0.943）
由公式 QUK=QSK+QPK=λSUΣqsikIi+λqpkAp （当 hb/ds＜5 时，λp=0.16 hb/dsλS; 当 hb/ds≥5 时，λp=0.8λS＝
式中：qsik、qpk——桩的极限侧阻力和桩端极限阻力标准值（参照《工程地 质勘察报告》）
U——桩身周长
Ii——土分层深度 Ap——桩端面积 λp——桩端闭口效应系数，对闭口桩λp＝1，对敞口桩取上述计算 值 hb——桩端进入持力层厚度 ds——钢管桩外径 λS——侧阻挤土系数，闭口桩取λs＝1，敞口桩 ds＜600mm 的情况 下，取λs＝1.0 因 此 ， 由 上 述 计 算 公 式 得 出 F=(4.2×30+3.8×60) ×3.14×0.6+1000×3.14×0.32=666.93KN+282.6 KN=949.53KN 考虑摩擦桩的安全系数 K=2 及钢管桩的安全系数 K’=0.7，则单桩极限承 载力为：
由于贝雷架作用点于钢管桩相重合，即工字钢无剪力、弯距和挠度存在，即 工字钢满足要求。 四、钢管桩检算：
根据设计院提供的左幅 3#墩、4#墩、右幅 2#墩、3#墩的地质详钻图，并经 过地质岩层比较，将地质最不利的左幅 4#墩位置作为检算依据。确定打入钢管 桩的长度。
管桩水平承载力计算
单 桩身换算截面 桩 惯性距 Io 水 平 钢筋混凝土桩 承 EI
载 (4)、桩的水平变 力 形系数 α 按下 设 式确定：(桩基 计 5.7.5) 值
计
对于圆形桩，
算 当直径 d≤1m时，
I1=π(d2C)4/64=
Io=I2-I1=
0.00040 m4 0.00277 m4
EI＝0.85EcIo= 89319.5 m4
45 mm 195000 N/mm2
40 m
3.5 MN/m4
χoa=
Ac=π[d2-(d2C)2]/4=
ρg=As/Ac＝
10 mm
125660 mm2 0.0056
do＝d-2c＝
410 mm
αE=Es/Ec=
πd2[d2+2(αE-1) ρgdo2]/64=
5.13 0.00316 m4
桩空心部分截 面惯性距 I1
验算综合仓库桩基水平承载力：
Hky=57/2=28.5kN﹤ Rha=42kN 根据桩规5.7.1 ， 桩基水平承载力满 足要求。
2.441 42 KN
桩类型：钢筋混 凝土预制管桩 PHC 桩身直径d 桩身壁厚C 混凝土强度等级 混凝土弹性模量 Ec 桩身纵筋As 净保护层厚度c 基 本 钢筋弹性模量Es 资 料 桩入土深度
桩侧土水平抗力 系数的比例系数m
桩顶容许水平位 移χoa
(1)、桩身面积 Ac (2)、桩身配筋率 ρg (3)、桩身抗弯刚 度 EI：
bo＝ 0.9(1.5d+0.5)
=
1.13 m
桩的水平变形 系数 α
α＝ (m*bo/EI)1/5=
0.5356
(5)、桩顶水平位 移系数 νx： （查表 规范 5.7.2）
桩水平承载力验算
0号楼水平力对基础侧限影响的验算本工程采用PHC-600(110)AB 预应力管桩，桩长为30m ，桩顶标高为-1.100m （绝对标高），底板位于②层黏土层。
单桩水平承载力：根据《建筑桩基技术规范》查表5.7.5得桩侧土水平抗力系数的比例系数：43/106m kN m ⨯=（②层黏土层)桩身的计算宽度：m b 260.15.0d 5.19.00=+=）（管桩的截面惯性矩：[]49334444010530.332)490600(10085.1)12632.5()64)490(14.36460014.3(32)33()1()6464(mm d D d D I g E ⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯-+⨯-⨯=--+-=ραππ21024/108.3/108.3m N x mm N E c =⨯=25/102mm N E s ⨯=2632.58.320===C S E E E α %85.1=g ρ桩身抗弯刚度2521494010140.110140.110530.3108.385.085.0mkN mm N I E EI c ∙⨯=∙⨯=⨯⨯⨯⨯==故水平变形系数： 581.010140.1260.110655350=⨯⨯⨯==EI mb α 根据桩的换算埋深 443.1730581.0≥=⨯=h α查《建筑桩基技术规范》表5.7.2得桩顶水平位移系数441.2=X γmm X a 100=故单桩的水平承载力： kN X EI R a x ha 69.6801.0441.210140.1581.075.075.05303=⨯⨯⨯⨯==γα 桩水平承载力验算：REha d R n H H γ≤=0 本工程地震作用下X 方向最大水平= 2310（KN)地震作用下Y 方向最大剪力= 2831 （KN)风载作用下X 方向最大剪力= 3733（KN)风载作用下Y 方向最大剪力= 4599 （KN)根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)4.4.2第2款当桩基水平承载力验算不满足时考虑被动土压力，本工程共88 根桩：0H R n ha ≥∙（风载作用）0H R n RE ha≥∙γ（地震作用）（1）地震作用下X 方向最大剪力=2310（KN) 231075568.069.6888≥=⨯=∙REhaR n γ 满足要求 （2）地震作用下Y 方向最大剪力=4200（KN) 283175568.069.6888≥=⨯=∙RE ha R n γ 满足要求（3）风载作用下X 方向最大剪力=3733（KN) 3733604569.6888≥=⨯=∙ha R n（4）风载作用下Y 方向最大剪=4599（KN) 4599604569.6888≥=⨯=∙ha R n 满足要求以上计算结果表明本工程桩基水平承载力完全可以抵抗上部水平力而不需要考虑被动土压力对抵抗水平力的贡献从而也可以证明本高层建筑基础侧限是可靠的。
500管桩单桩水平承载力特征值计算书
管桩单桩水平承载力（地震）特征值计算书一.基本资料桩类型：PHC500-125A桩顶约束情况：铰接，半固接混凝土强度等级:C80二.系数取值1.桩入土深度h＝15.000~25.000m2桩侧土水平抗力系数的比例系数45000/4m5MN/mKNm（松散或稍密填土）42500/4m2.5MN/mKNm（淤泥或淤泥质土）3.桩顶容许水平位移X0＝10mma4.砼弹性模量E＝38000N/mm2=C2= 37KN/m.81037KN/m2三.执行规范《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）《先张法预应力混凝土管桩基础技术规程》（DBJ13－86-2007）四.计算内容1.管桩截面惯性矩：44D(1) I= 64 3.1440.5(16440.50) = 342.8710m其中，α= dD2505000.500D——管桩外径，d——管桩内径2.管桩截面抗弯刚度：EI= 72.871092701320.85E C I0.853.810KNm3.管桩桩身计算宽度：b00.9(1.5D0.5)1.125m2.管桩水平变形系数：5 mb 0 EI c= 5 50001.125=0.571(1/m) 92701 3.管桩桩顶水平位移系数：桩的换算深度al>4.0 查表得：2.441V x4.单桩水平承载力设计值：3 EI CR H X 0a V x3 5.92701 =0.0170.701KN3. 5.单桩水平承载力特征值：R Ha R H /70.701/1.3552.3753KN 五.结论：根据《福建省结构设计暂行规定》第4条规定：（1）单桩和两桩承台基础中的单桩水平承载力特征值取值为：R Ha 53KN（2）三桩及三桩以上承台基础（非单排布置）中的单桩水平承载力特征值取值为：R H a '1.4653KN77.4KN注：桩顶约束为固接时，V0.940，故，桩顶约束介于铰接与固接之间x 假定桩顶水平位移系数为线性变化（供参考）：3.150.940V2.441V'1.675，R Ha 'R Ha 5377.24KN xx2V1.675x' （3）当地基土为淤泥或淤泥质土(m)时，0.6MN/mKNm42500/4RKNHa34.5，R Ha'50.3KN（4）当有地震作用参与组合时，RH a R EHa RE其中，45000/4m5MN/mKNm时单桩两桩R Ha53KN1.2566.25KN，E三桩及以上RKNKNH a'77.41.2596.75E其中，42500/4m2.5MN/mKNm时单桩两桩RKNKNHa34.51.2543.13E三桩及以上R Ha'50.3KN1.2562.8KNE(5)与SATWE结果文件WDCNL.OUT对接时,应当将其设计值按照1.35的分项系数转化为标准值，与此计算书转化对应。
预应力管桩承载力分析
###办公楼###钻孔ZK12一、竖向承载力特征值R(1)竖向承载力特征值(桩基桩数不超过3根)单桩承载力特征值R = Qs + Qp = μΣqsiLi+ qpAp桩长L=6m 桩径d =400mm 桩重W p '=桩截面面积A p =0.091m 2壁厚t =95mm 惯性矩 I =桩表面积A s =1.257m 2/m 桩顶标高=2.10m 混凝土強度等级=地面标高=0.00m 桩顶深度=2.60m 地下水深度=1.5m桩底深度=8.60m二、抗拔力特徵值R tR t = l f sk A s / K + W p '建筑物名称:设计规范:采用《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002)及行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)2-1淤泥质土 1.100.000.0000.03中砂 5.10 4.00 2.50180.74粗砂11.73 6.63 3.50320.75砾砂11.730.000.0000.05-1粗砂11.730.000.0000.011.736.00Q s =W p ' =單樁抗拔力特徵值R t =146KN三、单桩水平承载力特征值R h0.4m 3.00E+07KN/m 26000KN/m 40.99m2.61E+04KN-m 20.9402.441單樁水平承載力特徵值R 五、總結樁頂容許水平位移c o a (地震)=樁身計算寬度 b o =樁入土深度h =樁的換算埋深 a h =查JGJ94-94 表5.4.2樁頂水平位移係數n x (固接)=樁頂水平位移係數n x (鉸接)=樁身抗彎剛度EI= 0.75E c I =樁直徑d =水平變形係數 a =混凝土彈性模量 E c =樁頂容許水平位移c o a (常時)=水平抗力係數之比例係數 m =a r i n g Pile Length,m Fig.10.1 Relationship Between Pile Allowable Bearing Cap Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80a p a c Pile Length,m Fig.10.2 Relationship Between Uplift Resistance And LengRemark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80Fig.10.3 Relationship Between Displacement and Moment for Late Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=800 kg/cm a r i n g Pile Length,m Fig.10.1 Relationship Between Pile Allowable Bearing Cap Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80a pa c Pile Length,m Fig.10.2 Relationship Between Uplift Resistance And LengRemark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80Fig.10.3 Relationship Between Displacement and Moment for Late Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=800 kg/cm a r i n g Pile Length,m Fig.10.1 Relationship Between Pile Allowable Bearing Cap Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80a pa c Pile Length,m Fig.10.2 Relationship Between Uplift Resistance And Leng Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80Fig.10.3 Relationship Between Displacement and Moment for Late Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=800 kg/cm 5EImb o=a aX h EIR 03c n a =a r i n g Pile Length,m Fig.10.1 Relationship Between Pile Allowable Bearing Cap Remark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80a p a cPile Length,m Fig.10.2 Relationship Between Uplift Resistance And LengRemark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=80Fig.10.3 Relationship Between Displacement and Moment for LateRemark ：1.* Material strength followed CNS-2602 of B type(fc'=800 kg/cm 5EImb o=a aXh EIR 03c n a =7.65kN/支1.16E-03m4凝土強度等级=C30高程-0.271-1.370.272-1.373-1.374-1a-5.374-1-124-2-125-12008)0.7441/m 10.0mm 12.5mm 6m4.5g Capacity c'=800 kg/cm 2)Length forfc'=800 kg/cm 2)r Lateral g/cm 2)g Capacity c'=800 kg/cm 2)Length forfc'=800 kg/cm 2)r Lateral g/cm 2)g Capacity c'=800 kg/cm 2)Length forfc'=800 kg/cm 2)r Lateralg/cm 2)g Capacity c'=800 kg/cm 2)Length forfc'=800 kg/cm 2)r Lateral g/cm 2)。
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桩空心部分截
单 面惯性距 I1 桩 桩身换算截面 水 惯性距 Io
平 钢筋混凝土桩 承 EI 载 力 (4)、桩的水平变 设 形系数 α 按下 计 式确定：(桩基 值 5.7.5)
计
算
对于圆形桩，
当直径 d≤1m时，
桩的水平变形 系数 α
(5)、桩顶水平位 移系数 νx： （查表 规范 5.7.2）
桩类型：钢筋混 凝土预制管桩 PHC 桩身直径d 桩身壁厚C 混凝土强度等级 混凝土弹性模量 Ec 桩身纵筋As 基 净保护层厚度c 本 钢筋弹性模量Es 资 桩入土深度 料 桩侧土水平抗力 系数的比例系数m
桩顶容许水平位 移χoa
(1)、桩身面积Ac (2)、桩身配筋率 ρg (3)、桩身抗弯刚 度 EI：
扣除保护层的 桩直径do
钢筋弹性模量与 混凝土弹性模量的比 值αE
桩身全截面换算截 面惯性距 I2=
单 桩 水
单桩水平
承载力特
500径+1： 铰接、自由
d= C=
Ec＝
As＝ c= Es＝ h＝
(查表5.7.5) m＝
500 mm 100 mm C80
38000 N/mm2
700 mm2 45 mm
195000 N/mm2 40 m
3.5 MN/m4
χoa=
10 mm
Ac=π[d2-(d2C)2]/4=
ρg=As/Ac＝
125660 mm2 0.0056
do＝d-2c＝
410 mm
αE=Es/Ec=
πd2[d2+2(αE-1) ρgdo2]/64=
5.13 0.00316 m4
(6)、单桩水平承载 力特征值
νx＝
Rha＝0.75α3EIχ oa/νx=
验算综合仓库桩基水平承载力：
Hky=57/2=28.5kN﹤ Rha=42kN 根据桩规5.7.1 ， 桩基水平承载力满 足要求。
2.441 42 KN
I1=π(d2C)4/64=
Io=I2-I1=
0.00040 m4 0.00277 m4
EI＝0.85EcIo= 89319.5 m4
bo＝ 0.9(1.5d+0.5)
=
α＝ (m*bo/EI)1/5=
1.13 m 0.5356
桩的换算埋深
αh=α*h=
21.42 m
桩顶水平位移 系数νx：（查表 5.7.2）