基桩内力和位移计算
（位于或平行于外力作用平面的单排或多排桩高承台桩基）
参考《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008附录C 表C.0.3-3； 《建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)应用手册》；
《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》JGJ4-80； 《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007
序号 项目名称 参数 单位 备注
一 确定荷载和计算图式
1 承台底面高程 m 输入..
2 最大基底压力Pmax kPa 输入..
3 最小基底压力Pmin kPa 输入..
4 水平滑移力H kN 输入..
5 弯矩M kN·m 输入.. 桩顶弯矩荷载M
6 平均基底压力P 327.49 kPa
7 基底应力不均匀系数η 1
8 基底平均宽度Bc(水平力方向) m 输入..
9 基底长度Lc m 输入..
10 基桩露出地面长度l0 m 输入.. 低承台时，令l0=0
11 桩入土深度h m 输入.. 接桩≤30m[单节长度≤15m]
12 桩外径d m 输入.. 选型[参见附录B]
13 桩内径dl m 输入.. 选型[参见附录B]
14 桩的最小中心距 4 m [灌注桩3d][管桩4d][3.3.3]
15 横向桩距Sa1（水平力方向） m 输入.. [≥桩的最小中心距]
16 纵向桩距Sa2 m 输入.. [≥桩的最小中心距]
17 横向布桩数n1（水平力方向） 根 输入..
18 纵向布桩数n2 根 输入..
19 总桩数n 234 根
20 基底总的竖向力设计值(N+G) 326380 kN
21 基底总的水平力设计值H 14304 kN
22 基底总的弯矩设计值M kN·m
二 确定基本参数
1 桩身混凝土等级 输入.. [参见附录B]
2 桩身混凝土弹性模量Ec 28000000 kPa [《混凝土结构设计规范》
GB50010-2010 表4.1.5]
3 桩身截面惯性矩I0 0.05 m4
4 桩身抗弯刚度EI 1168279.77 kN·m2 管桩、灌注桩EI=0.85*Ec·I0
5 桩侧土水平抗力
系数的比例系数m		 kN/m4 输入.. [淤泥建议1200][表5.7.5]
6 桩底面地基土竖向抗力
系数的比例系数m0		 kN/m4 输入.. 近似取m0=m
7 桩身的计算宽度b0 1.8 m P63
8 桩的水平变形系数α 0.48 1/m 5.7.5
9 桩的换算埋深αh 9.07 [α·h][一般大于4]
10 桩身轴向压力传递系数ξn 输入.. ξn＝0.5~1.0，
摩擦型取小值，端承型取大值
11 桩底面地基土竖向抗力
系数C0=m0·h		 380000 kN/m3 P128,h小于10m时,取10m
12 承台埋深hn m 输入.. 小于1m时，取1m
13 等效距径比
Sa/d=A^0.5/(n^0.5·d)		 2.06 5.5.10-1
14 承台宽度与桩长之比Bc/l 0.87 l应取入土深度h
15 是否为单排桩条形承台 输入.. 表5.2.5条形承台宽度
小于1.5d时，按非条形
16 承台效应系数ηc（查表值） 超出范围 表5.2.5 Sa/d进行向下取整处理
17 承台效应系数ηc（实取值） 输入.. 不考虑承台效应时，取0
18 承台底地基土竖向抗力
系数Cb=m0hnηc		 kN/m3
19 承台底与地基土间的摩擦系数μ 输入.. 表5.7.3-2 脱空后，应取0
三 单位力作用于桩身地面处时，桩身在该处产生的变位
1 桩底面地基土竖向抗力
系数的比例系数m0		 20000 kN/m4 近似取m0=m
2 桩底面地基土竖向抗力
系数C0=m0·h		 380000 kN/m3 P128,h小于10m时,取10m
3 桩端支承情况 输入..
4 系数Kh kN/m3 Kh强行取0
5 换算深度`h=αy=αh 9.07
6 B3D4-B4D3 266.06 8 二维自动查表C.0.3-4
7 B2D4-B4D2 280 10 二维自动查表C.0.3-4
8 A3B4-A4B3 109.01 9 二维自动查表C.0.3-4
9 A2B4-A4B2 114.72 11 二维自动查表C.0.3-4
10 A3D4-A4D3 176.71 12 二维自动查表C.0.3-4
11 A2D4-A4D2 186 13 二维自动查表C.0.3-4
12 A3C4-A4C3 190.83 14 二维自动查表C.0.3-4
13 A2C4-A4C2 200.05 15 二维自动查表C.0.3-4
14 (B2D1-B1D2)/(A2B1-A1B2) 6.1 19 二维自动查表C.0.3-4
15 (A2D1-A1D2)/(A2B1-A1B2) 1.6 20 二维自动查表C.0.3-4
16 (A2C1-A1C2)/(A2B1-A1B2) 1.73 21 二维自动查表C.0.3-4
17 H0=1时水平位移δHH
18 H0=1时转角δMH
19 M0=1时水平位移δHM
20 M0=1时转角δMM
四 单位力作用于桩顶时，桩身在该处产生的变位
1 Hi=1时水平位移δHH'
2 Hi=1时转角δMH'
3 Mi=1时水平位移δHM'
4 Mi=1时转角δMM'
五 承台发生单位变位时，在桩顶引起的内力
1 单桩桩身横截面面积A 0.79 m2 当为空心时，应扣除内径面积
2 桩类型 输入..
3 桩周各土层内摩擦角的加权平均值φm ° 输入.. 仅用于摩擦型桩
4 桩的中心距s=A^0.5/n^0.5 2.06 m 仅用于摩擦型桩
5 单桩桩底压力分布面积A0 0.79 m2 端承型取A，摩擦型取二公式小值
6 发生单位竖向位移时，轴向力ρNN 237269.63 kN
7 发生单位水平位移时，水平力ρHH 135425.11 kN
8 发生单位水平位移时，弯矩ρMH 262572.75 kN·m
9 发生单位转角时，水平力ρHM 262572.75 kN
10 发生单位转角时，弯矩ρMM 827817.36 kN·m
六 承台发生单位变位时，所有桩顶引起的反力和
1 承台底与地基土的接触面积Ab 812.82 m2 4469.73 Ab=F-nA
2 ∑Ki·xi2 5691.04
3 ∑A·Ki·xi2 4469.73
4 承台底与地基土的接触面惯性矩Ib 18129.15 m4 只适合矩形布桩，
不适合梅花形布桩
5 承台侧面地基土水平抗力
系数Cn=m·hn		 kN/m3
6 Fc
7 Sc
8 Ic
9 B0=B+1 61.4 lc+1
10 发生单位竖向位移时，竖向反力γvv 55521094.02 kN
11 发生单位竖向位移时，水平反力γuv kN 规范已无此条
12 发生单位水平位移时，水平反力γuu 31689476.37 kN
13 发生单位水平位移时，反弯矩γβU -61442024.38 kN·m
14 发生单位转角时，水平反力γUβ -61442024.38 kN
15 发生单位转角时，反弯矩γββ 1544019283.2 kN·m 规范有错，最后一项应为CbIb
七 求承台变位
1 竖向位移V 0.01 m
2 水平位移U m 规范无错
3 转角β 弧度
八 求任一基桩桩顶内力
1 xi m 输入.. 在原点以右取正，以左取负
2 轴向力Ni 1394.79 kN xi只影响轴向力Noi
3 水平力Hi 61.13 kN 基本不变
4 弯矩Mi -112.32 kN·m 基本不变
九 求地面处任一基桩桩身截面内力
1 水平力Hoi 61.13 kN 基本不变
2 弯矩Moi -112.32 kN·m 基本不变
十 求地面处任一基桩桩身变位
1 承台水平位移U m
2 承台转角β 弧度
3 地面处桩身变位，水平位移χoi m
4 地面处桩身变位，转角φoi 弧度
十一 求任一基桩任一深度桩身截面内力
3 桩顶弯矩M0i -112.32 kN·m
4 桩顶水平力H0i 61.13 kN
5 任意深度y m 输入..
6 换算深度`h=αy 0.96
7 A3 -0.15 二维自动查表C.0.3-4
8 B3 -0.07 1 二维自动查表C.0.3-4
9 C3 0.98 2 二维自动查表C.0.3-4
10 D3 0.96 3 二维自动查表C.0.3-4
11 A4 -0.46 4 二维自动查表C.0.3-4
12 B4 -0.3 5 二维自动查表C.0.3-4
13 C4 -0.11 6 二维自动查表C.0.3-4
14 D4 0.97 7 二维自动查表C.0.3-4
15 弯距Myi -6.25 kN·m
16 水平力Hyi 38.05 kN 规范并未写到此公式
十二 求桩身最大弯矩及位置
1 换算深度`h=αy 2.01 y的范围不应超过h，
且αy不能超过4
2 换算深度`h=αy=αh 9.07
3 CⅠ -0.88 二维自动查表C.0.3-5
4 CⅠ＝αM0/H0 -0.88
5 ymax=αy/α 4.22 m 桩身最大弯矩位置
6 DⅡ 0.26 二维自动查表C.0.3-5
7 Mmax=H0/а·DⅡ 33.08 kN·m
十三 求承台和侧墙的弹性抵抗力
1 水平抗力HE kN
2 反弯矩ME kN·m
十四 求承台底地基土的弹性抗力和摩阻力
1 竖向抗力Nb kN
2 水平抗力Hb kN
3 反弯矩Mb kN·m
十五 校核水平力的计算结果
1 ∑Hi 14304 kN
2 ∑Hi+HE+Hb 14304 kN
3 H 14304 kN ∑Hi+HE+Hb和H应该相等