5.7 桩基水平承载力与位移计算

Ⅰ单桩基础

5.7.1 受水平荷载的一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩基础和群桩中基桩应满足下式要求：

5.7.2 单桩的水平承载力特征值的确定应符合下列规定：
    1. 对于受水平荷载较大的设计等级为甲级、乙级的建筑桩基，单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定，试验方法可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106执行。
    2. 对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于0.65％的灌注桩，可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm(对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所对应的荷载的75％为单桩水平承载力特征值。
    3. 对于桩身配筋率小于0.65％的灌注桩，可取单桩水平静载试验的临界荷载的75％为单桩水平承载力特征值。
    4. 当缺少单桩水平静载试验资料时，可按下列公式估算桩身配筋率小于0.65％的灌注柱的单桩水平承载力的特征值：

5.7.4 计算水平荷载较大和水平地震作用、风载作用的带地下室的高大建筑物桩基的水平位移时，可考虑地下室侧墙、承台、桩群、土共同作用，按本规范附录C方法计算基桩内力和变位，与水平外力作用平面相垂直的单排桩基础可按本规范附录C中表C.0.3-1计算。
5.7.5 桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数的比例系数m可按下列规定确定：
    1. 桩的水平变形系数a(1／m)

    2. 地基上水平抗力系数的比例系数m，宜通过单桩水平静载试验确定，当无静载试验资料时，可按表5.7.5取值。

表5.7.5 地基土水平抗力系数的比例系数m值

条文说明

5.7.2 本条说明单桩水平承载力特征值的确定。
    影响单桩水平承载力和位移的因素包括桩身截面抗弯刚度、材料强度、桩侧土质条件、桩的入土深度、桩顶约束条件。如对于低配筋率的灌注桩，通常是桩身先出现裂缝，随后断裂破坏；此时，单桩水平承载力由桩身强度控制。对于抗弯性能强的桩，如高配筋率的混凝土预制桩和钢桩，桩身虽未断裂，但由于桩侧土体塑性隆起，或桩顶水平位移大大超过使用允许值，也认为桩的水平承载力达到极限状态。此时，单桩水平承载力由位移控制。由桩身强度控制和桩顶水平位移控制两种工况均受桩侧土水平抗力系数的比例系数m的影响，但是，前者受影响较小，呈m^1／5的关系；后者受影响较大，呈m^3／5的关系。对于受水平荷载较大的建筑桩基，应通过现场单桩水平承载力试验确定单桩水平承载力特征值。对于初设阶段可通过规范所列的按桩身承载力控制的本规范式(5.7.2-1)和按桩顶水平位移控制的本规范式(5.7.2-2)进行计算。最后对工程桩进行静载试验检测。
5.7.3 建筑物的群桩基础多数为低承台，且多数带地下室，故承台侧面和地下室外墙侧面均能分担水平荷载，对于带地下室桩基受水平荷载较大时应按本规范附录C计算基桩、承台与地下室外墙水平抗力及位移。本条适用于无地下室，作用于承台顶面的弯矩较小的情况。本条所述群桩效应综合系数法，是以单桩水平承载力特征值R_ha为基础，考虑四种群桩效应，求得群桩综合效应系数η_h，单桩水平承载力特征值乘以η_h即得群桩中基桩的水平承载力特征值R_h。
    1. 桩的相互影响效应系数η_i
    桩的相互影响随桩距减小、桩数增加而增大，沿荷载方向的影响远大于垂直于荷载作用方向，根据23组双桩、25组群桩的水平荷载试验结果的统计分析，得到相互影响系数η_i，见本规范式(5.7.3-3)。
    2. 桩顶约束效应系数η_r
    建筑桩基桩顶嵌入承台的深度较浅，为5～10cm，实际约束状态介于铰接与固接之间。这种有限约束连接既能减小桩顶水平位移(相对于桩顶自由)，又能降低桩顶约束弯矩(相对于桩顶固接)，重新分配桩身弯矩。
    根据试验结果统计分析表明，由于桩顶的非完全嵌固导致桩顶弯矩降低至完全嵌固理论值的40％左右，桩顶位移较完全嵌固增大约25％。
    为确定桩顶约束效应对群桩水平承载力的影响，以桩顶自由单桩与桩顶固接单桩的桩顶位移比R_X、最大弯矩比R_M基准进行比较，确定其桩顶约束效应系数为：
    当以位移控制时