【正文】 a QKR1? ? 94規(guī)范這個(gè)設(shè)計(jì)表達(dá)式有 3個(gè)特點(diǎn)： ? 1. 用分項(xiàng)系數(shù)描述的設(shè)計(jì)表達(dá)式； ? 2. 用群樁效應(yīng)系數(shù)反應(yīng)群樁效應(yīng)的作用； ? 3. 將承臺(tái)底面土的反力分配給每根樁上。 ? 3. 承臺(tái)分擔(dān)荷載比隨樁數(shù)增加而降低； ? 4. 承臺(tái)分擔(dān)荷載比隨荷載的變化，一種是趨于穩(wěn)定，另一種是持續(xù)增大。 實(shí)測(cè)樁頂荷載分布 基礎(chǔ)型式 序號(hào) 基礎(chǔ)布置 樁 距 樁 徑 Pc: Pe: Pi Pc: Pav Pe: Pav Pi: Pav 1 樁 箱 滿堂布置 3 . 0 1 . 5 0 :1 3 樁 箱 滿堂布置 3 . 3 ~ 6 . 5 3 . 5 9 :2 . 7 0 :1 1 . 3 4 :1 1 . 0 4 :1 0 . 4 :1 6 樁 筏 滿堂布置 3 . 7 1 . 7 0 :1 1 . 4 6 :1 0 . 8 6 :1 7 樁 箱 滿堂布置 3 . 4 1 . 7 8 :1 1 . 3 2 :1 8 樁 筏 沿墻布置 3 . 2 1 . 9 7 :1 1 . 3 2 :1 9 樁 筏 滿堂布置 3 . 6 2 . 2 0 :1 . 7 0 :1 1 . 8 3 :1 1 . 4 2 :1 0 . 8 3 :1 10 樁 筏 滿堂布置 3 . 0 1 . 3 2 :1 11 樁 筏 滿堂布置 3 . 0 ~ 3 . 5 3 . 0 8 :2 . 2 5 :1 1 . 4 3 :1 1 . 0 5 :1 0 . 4 6 :1 注： Pc、 Pe、 Pi和 Pav為角樁、邊樁、內(nèi)部樁和平均的樁頂荷載 變樁距、變樁徑或變樁長(zhǎng) 都可以達(dá)到變剛度的目的 變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì) ? 變剛度調(diào)平概念設(shè)計(jì)的目的為了減小差異變形、降低承臺(tái)內(nèi)力和上部結(jié)構(gòu)次應(yīng)力，以節(jié)約資源，提高建筑物使用壽命，確保正常使用功能。 樁基結(jié)構(gòu)的耐久性 ? 結(jié)構(gòu)的耐久性 ? 在設(shè)計(jì)確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在規(guī)定的期限內(nèi)保持其適用性和安全性的能力。 ? 如果相對(duì)濕度很低，混凝土比較干燥，雖然 CO2能夠比較順利地通過(guò)孔隙向混凝土內(nèi)部遷移，但混凝土因缺水而缺少氫氧化鈣，這是發(fā)生碳化反應(yīng)的必要物質(zhì)，故碳化很難進(jìn)行。當(dāng)混凝土處于水下或接近飽和時(shí)， O2難以擴(kuò)散到鋼筋的表面，銹蝕因缺氧而難以發(fā)生。 樁身裂縫控制 樁身 裂縫 控制 等級(jí) 及 最大 裂縫 寬度 限值 鋼筋混凝土 樁 預(yù)應(yīng)力 混凝土 樁 環(huán)境 類別 裂縫 控制 等級(jí) 裂縫 最小 寬度( mm ) 裂縫 控制 等級(jí) a 三 ( ) 三 二 b 三 二 三 三 一 注 ： ① 對(duì)于 水 、 土 為 強(qiáng) 腐蝕性 時(shí) ， 裂縫 控制 等級(jí) 應(yīng) 提高 一 級(jí) ； ② 對(duì)于 二 a 類 環(huán)境 ， 長(zhǎng)年 位于 地下水位 以下 的 基樁 ， 其 最大 裂縫 寬度 限值 可 采用 括 號(hào) 中 的 數(shù)值 ； ③ 預(yù)應(yīng)力 管樁 抗 拔 時(shí) ， 樁身 裂縫 控制 等級(jí) 應(yīng) 為 一 級(jí) 。單樁豎向承載力是指單樁所具有的承受豎向荷載的能力，其最大的承載能力稱為單樁極限承載力，可由單樁豎向靜載荷試驗(yàn)測(cè)定，也可用其它的方法（如規(guī)范經(jīng)驗(yàn)參數(shù)法、靜力觸探法等）估算。試驗(yàn)時(shí)對(duì)樁逐級(jí)施加豎向荷載，測(cè)定樁在各級(jí)荷載作用下不同時(shí)刻的樁頂位移，求得樁的荷載 位移 時(shí)間關(guān)系，用以分析確定單樁的極限承載力。 ? 豎向荷載施加于樁頂時(shí)，樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生相對(duì)于土的向下位移，于是樁周土在樁側(cè)界面上產(chǎn)生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過(guò)程就是不斷克服這種摩阻力并通過(guò)它向土中擴(kuò)散的過(guò)程 。 ? 設(shè)樁身軸力為 Q， 樁身軸力是樁頂荷載 N與深度 Z的函數(shù)， Q＝ f（ N、 Z） ? 樁身軸力沿深度分布的實(shí)測(cè)資料 ? 樁身軸力 Q 沿著深度而逐漸減?。辉跇抖颂?Q 則與樁底土反力 Qp相平衡，同時(shí)樁端持力層土在樁底土反力 Qp作用下產(chǎn)生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對(duì)位移又使摩阻力進(jìn)一步發(fā)揮。 發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的重要意義在于糾正了 “ 樁越長(zhǎng) ， 承載力越高 ” 的片面認(rèn)識(shí) 。試樁直徑， 樁長(zhǎng) ， 進(jìn)行了單樁豎向承載力及樁身荷載傳遞機(jī)理的測(cè)試與研究，還作了壓漿前后的承載性狀的對(duì)比試驗(yàn)研究。 對(duì)于實(shí)體深基礎(chǔ) ， 國(guó)內(nèi)外提出了各種不同的經(jīng)驗(yàn)處理的方法 ， 其目的是使計(jì)算結(jié)果接近于實(shí)際 。 ? ?e－ 樁基等效修正系數(shù)，與 94版規(guī)范一樣，沒(méi)有變化。 實(shí)體深基礎(chǔ)計(jì)算樁基礎(chǔ)沉降經(jīng)驗(yàn)系數(shù) － 地基 規(guī)范 sE 15?sE 3015 ?? sE 4030 ?? sE p? 0 . 5 0 . 4 0 . 3 關(guān)于 Mindlin課題應(yīng)用 ? 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》采用 Geddes解 ? 明德林 ─ 蓋得斯法假定承臺(tái)是柔性的；樁群中各樁承受的荷載相等；樁端平面以下土中的附加應(yīng)力按明德林 ─ 蓋得斯解分布；各層土的壓縮量按分層總和法計(jì)算。 zvzwzpz ???? ??? ? ?zp? 由樁端阻力 。 ? 假設(shè)樁端阻力占總荷載的比例為 ?， 則Qp=? Q； 樁側(cè)摩阻力 Qs 分解為均勻分布的摩阻力 Qw=? Q， 和隨深度線性增長(zhǎng)的摩阻力 Qv=(1? ?? ? )Q， ?為均布摩阻力占總荷載之比 。采用后注漿工藝，將修正系數(shù)再乘以 ；軟土中的擠土樁，乘以 ～ 。 附加應(yīng)力計(jì)算的假定 ? 1. 壓力分布面積按 ? /4擴(kuò)散的假定 ? 2. 壓力分布面積不擴(kuò)散的假定 ? 3. 壓力分布面積不擴(kuò)散但扣除側(cè)面的摩阻力 ? Boussinesq理論計(jì)算應(yīng)力 ? Mindlin理論計(jì)算應(yīng)力 壓力分布面積擴(kuò)散 不擴(kuò)散 地基規(guī)范的假定 沉降計(jì)算結(jié)果的修正 ? 1. 按壓縮模量的大小修正 ? 2. 按樁長(zhǎng)修正 ? 3. 按不同應(yīng)力計(jì)算假定的等效修正 不同計(jì)算方法修正結(jié)果的比較 建筑樁基規(guī)范的方法 將附加壓力作用面的位置放在樁端標(biāo)高處 ，附加壓力的分布不擴(kuò)散 ，即直接按群樁外圍面積分布附加壓力 。實(shí)測(cè)荷載傳遞資料表明，黃土地區(qū)的超長(zhǎng)樁沒(méi)有測(cè)到樁端阻力，在樁長(zhǎng) 60~70m處樁身軸力已經(jīng)趨于零，說(shuō)明在這個(gè)深度以下的樁側(cè)阻力也得不到發(fā)揮；在壓漿以后，由于提高了淺層土的側(cè)摩阻力，軸力為零的深度明顯減小。 樁越長(zhǎng)，端阻力所占的比例越低 超長(zhǎng)樁的試驗(yàn) ? 90年代末，陜西省建筑科學(xué)研究院等單位在陜西信息大廈進(jìn)行了超長(zhǎng)樁的試驗(yàn)研究，陜西信息大廈地上 51層，總高度 191m， 地下 3層，深 ， 基礎(chǔ)采用樁－筏基礎(chǔ)，樁為泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁，直徑 。 ? 由于樁身壓縮量的累積，上部樁身的位移總是大于下部，因此上部的摩阻力總是先于下部發(fā)揮出來(lái)；樁側(cè)摩阻力達(dá)到極限之后就保持不變；隨著荷載的增加，下部樁側(cè)摩阻力被逐漸調(diào)動(dòng)出來(lái)，直至整個(gè)樁身的摩阻力全部達(dá)到極限，繼續(xù)增加的荷載就完全由樁端持力層土承受；當(dāng)樁底荷載達(dá)到樁端持力層土的極限承載力時(shí)，樁便發(fā)生急劇的、不停滯的下沉而破壞。作為樁基主要傳力構(gòu)件的樁是一種細(xì)長(zhǎng)的桿件，它與土的界面主要為側(cè)表面，底面只占樁與土的接觸總面積的很小部分（ 一般低于 1%），這就意味著樁側(cè)界面是樁向土傳遞荷載的重要的，甚至是主要的途徑。 樁的荷載傳遞機(jī)理 ? 地基土對(duì)樁的支承作用 ? 不同荷載下軸力沿深度的變化 ? 單樁荷載傳遞的基本規(guī)律 ? 超長(zhǎng)樁的試驗(yàn) 地基土對(duì)樁的支承作用 ? 地基土對(duì)樁的支承由兩部分組成：樁端阻力和樁側(cè)摩阻力。 ??? is i apppaa lquAqR ? 《 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 》 規(guī)定 ， 單樁豎向承載力特征值應(yīng)由下式確定： ? 式中 Quk－ 單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值； ? K－ 安全系數(shù) ， 取 K＝ 2； uka QKR1? ? ?? ppkis i kuk AqlquQ 比較的結(jié)論 ? 1） 單樁承載力的特征值 ， 就是取安全系數(shù)為 2的單樁容許承載力； ? 2） 按照 《 建筑樁基技術(shù)規(guī)范 》 的術(shù)語(yǔ)和符號(hào)規(guī)定 ， 對(duì)單樁的端阻力和側(cè)阻力 ，只定義力單樁極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值和單樁極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值 ， 不定義樁端阻力和樁側(cè)阻力的特征值； ? 3） 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 在其術(shù)語(yǔ)和符號(hào)的規(guī)定中沒(méi)有定義樁端阻力和樁側(cè)阻力的特征值的條文 ， 但規(guī)定了樁端阻力和樁側(cè)阻力特征值是由靜載荷試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析得到的； ? 5） 根據(jù) 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 附錄Q中的規(guī)定： “ 將單樁極限側(cè)阻力除以安全系數(shù) 2， 為單樁豎向承載力特征值Ra”； ? 6） 由此可見 ， 《 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 》 實(shí)際上規(guī)定了樁端阻力特征值 、 樁側(cè)阻力的特征值與樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值及樁的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值之間存在下列的關(guān)系： ? ? ? pkpa qKq1? s i ks i a qKq1? ? 7)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》的樁基設(shè)計(jì)方法是建立在樁端阻力和樁側(cè)阻力同步發(fā)揮假定的基礎(chǔ)上，而這個(gè)假定已為樁的荷載傳遞機(jī)理的研究所否定。 ? 單樁承載力同時(shí)還需滿足樁身強(qiáng)度的要求。 ? 低水膠比的混凝土保護(hù)層甚為密實(shí)，水、 CO2與 O2都不易從混凝土表面滲透或擴(kuò)散到內(nèi)部，內(nèi)部的混凝土也處于比較干燥的狀態(tài)，相應(yīng)的電導(dǎo)率比較低，所以能有效地保護(hù)鋼筋免受銹蝕。當(dāng)混凝土內(nèi)部的相對(duì)濕度低于 70％時(shí)，碳化引起的鋼筋銹蝕就會(huì)因混凝土的電導(dǎo)率太低而很難進(jìn)行。 環(huán)境類別 混凝土 結(jié)構(gòu) 的 環(huán)境 類別 環(huán)境 類別 條 件 一 室 內(nèi) 正常 環(huán)境 a 室 內(nèi) 潮濕 環(huán)境 ； 非 嚴(yán) 寒 和 非 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無(wú) 侵蝕 性的 水 或 土 直接 接觸 的 環(huán)境 二 b 嚴(yán) 寒 和 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無(wú) 侵蝕 性 的 水 或 土 直接 接觸 的環(huán)境 三 使用 除 冰 鹽 的 環(huán)境 ； 嚴(yán)寒 和 寒冷 地區(qū) 冬季 水位 變動(dòng) 的 環(huán)境 ； 濱海 室 外 環(huán)境 四 海水 環(huán)境 五 受 人為 或 自然 的 侵蝕 性 物質(zhì) 影響 的 環(huán)境 影響混凝土耐久性的機(jī)理分析 ? 二類環(huán)境： ? 主要指碳化引起的鋼筋銹蝕環(huán)境，不存在凍融和鹽、酸等化學(xué)物質(zhì)的作用，主要考慮的環(huán)境因素是濕度、溫度和 CO2與 O2的供給程度。 減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)原則 ? 一是樁和樁間土在受荷變形過(guò)程中始終確保兩者共同分擔(dān)荷載； ? 樁端的變形條件 ? 二是樁距大于 5～ 6倍樁徑。 變剛度調(diào)平設(shè)計(jì) ? 傳統(tǒng)樁基設(shè)計(jì)的原則，同一建筑物下采用相同截面、相同長(zhǎng)度的樁，一般等距離布樁，樁基的剛度是等剛度的。當(dāng)中心距達(dá)到 nd時(shí)，位移為零。就一般情況而言，在常規(guī)樁距（ 3~4d） 下，粘性土中的群樁，隨著樁數(shù)的增加，群樁效率明顯下降，且 η1， 同時(shí)沉降比迅速增大， ? 可以從 2增大到 10以上；砂土中的擠土樁群，有可能 η1； 而沉降比則除了端承樁 ? =1外，均為 ? 1； 同時(shí)承臺(tái)下土反力分擔(dān)上部荷載可使群樁承載力增加。因而通過(guò)承臺(tái)土反力、樁側(cè)摩阻力傳遞到土層中的應(yīng)力較小，樁群中各樁之間以及承臺(tái)、樁、土之間的相互影響較小，其工作性狀與獨(dú)立單樁相近。 ? 具體計(jì)算方法退出規(guī)范不等于群樁效應(yīng)不存在。 S C P 樁和鋼管樁的對(duì)比 ? 406 . 4 10mm ? 609 . 6 12mm 試 驗(yàn) 樁 型 SP 樁 S C P 樁 SP 樁 S C P 樁 樁入土深度 63. 0 61. 7 60. 4 69. 8 樁進(jìn)入持力層（粉細(xì)砂） 的深度 / m 4. 0 10D 1. 85 4. 6 D 1. 44 2. 4D 0. 6 1. 0D 總錘擊數(shù) M 33 2823 K B 45 1644 M 33 3848 D 62 2397 最大錘擊應(yīng)力 / M P a 202 . 3 151 . 5 — — 破壞荷載 Qf / kN