【正文】 a QKR1? ? 94規(guī)范這個設計表達式有 3個特點： ? 1. 用分項系數描述的設計表達式； ? 2. 用群樁效應系數反應群樁效應的作用； ? 3. 將承臺底面土的反力分配給每根樁上。 ? 3. 承臺分擔荷載比隨樁數增加而降低； ? 4. 承臺分擔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。 實測樁頂荷載分布 基礎型式 序號 基礎布置 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、內部樁和平均的樁頂荷載 變樁距、變樁徑或變樁長 都可以達到變剛度的目的 變剛度調平概念設計 ? 變剛度調平概念設計的目的為了減小差異變形、降低承臺內力和上部結構次應力，以節(jié)約資源，提高建筑物使用壽命，確保正常使用功能。 樁基結構的耐久性 ? 結構的耐久性 ? 在設計確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結構構件在規(guī)定的期限內保持其適用性和安全性的能力。 ? 如果相對濕度很低，混凝土比較干燥，雖然 CO2能夠比較順利地通過孔隙向混凝土內部遷移，但混凝土因缺水而缺少氫氧化鈣，這是發(fā)生碳化反應的必要物質，故碳化很難進行。當混凝土處于水下或接近飽和時， O2難以擴散到鋼筋的表面，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 及 最大 裂縫 寬度 限值 鋼筋混凝土 樁 預應力 混凝土 樁 環(huán)境 類別 裂縫 控制 等級 裂縫 最小 寬度( mm ) 裂縫 控制 等級 a 三 ( ) 三 二 b 三 二 三 三 一 注 ： ① 對于 水 、 土 為 強 腐蝕性 時 ， 裂縫 控制 等級 應 提高 一 級 ； ② 對于 二 a 類 環(huán)境 ， 長年 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 中 的 數值 ； ③ 預應力 管樁 抗 拔 時 ， 樁身 裂縫 控制 等級 應 為 一 級 。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測定，也可用其它的方法（如規(guī)范經驗參數法、靜力觸探法等）估算。試驗時對樁逐級施加豎向荷載，測定樁在各級荷載作用下不同時刻的樁頂位移，求得樁的荷載 位移 時間關系，用以分析確定單樁的極限承載力。 ? 豎向荷載施加于樁頂時，樁身的上部首先受到壓縮而發(fā)生相對于土的向下位移，于是樁周土在樁側界面上產生向上的摩阻力；荷載沿樁身向下傳遞的過程就是不斷克服這種摩阻力并通過它向土中擴散的過程 。 ? 設樁身軸力為 Q， 樁身軸力是樁頂荷載 N與深度 Z的函數， Q＝ f（ N、 Z） ? 樁身軸力沿深度分布的實測資料 ? 樁身軸力 Q 沿著深度而逐漸減??；在樁端處 Q 則與樁底土反力 Qp相平衡，同時樁端持力層土在樁底土反力 Qp作用下產生壓縮，使樁身下沉，樁與樁間土的相對位移又使摩阻力進一步發(fā)揮。 發(fā)現這一現象的重要意義在于糾正了 “ 樁越長 ， 承載力越高 ” 的片面認識 。試樁直徑， 樁長 ， 進行了單樁豎向承載力及樁身荷載傳遞機理的測試與研究，還作了壓漿前后的承載性狀的對比試驗研究。 對于實體深基礎 ， 國內外提出了各種不同的經驗處理的方法 ， 其目的是使計算結果接近于實際 。 ? ?e－ 樁基等效修正系數，與 94版規(guī)范一樣，沒有變化。 實體深基礎計算樁基礎沉降經驗系數 － 地基 規(guī)范 sE 15?sE 3015 ?? sE 4030 ?? sE p? 0 . 5 0 . 4 0 . 3 關于 Mindlin課題應用 ? 《建筑樁基技術規(guī)范》采用 Geddes解 ? 明德林 ─ 蓋得斯法假定承臺是柔性的；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算。 zvzwzpz ???? ??? ? ?zp? 由樁端阻力 。 ? 假設樁端阻力占總荷載的比例為 ?， 則Qp=? Q； 樁側摩阻力 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，將修正系數再乘以 ；軟土中的擠土樁，乘以 ～ 。 附加應力計算的假定 ? 1. 壓力分布面積按 ? /4擴散的假定 ? 2. 壓力分布面積不擴散的假定 ? 3. 壓力分布面積不擴散但扣除側面的摩阻力 ? Boussinesq理論計算應力 ? Mindlin理論計算應力 壓力分布面積擴散 不擴散 地基規(guī)范的假定 沉降計算結果的修正 ? 1. 按壓縮模量的大小修正 ? 2. 按樁長修正 ? 3. 按不同應力計算假定的等效修正 不同計算方法修正結果的比較 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高處 ，附加壓力的分布不擴散 ，即直接按群樁外圍面積分布附加壓力 。實測荷載傳遞資料表明，黃土地區(qū)的超長樁沒有測到樁端阻力，在樁長 60~70m處樁身軸力已經趨于零，說明在這個深度以下的樁側阻力也得不到發(fā)揮；在壓漿以后，由于提高了淺層土的側摩阻力，軸力為零的深度明顯減小。 樁越長，端阻力所占的比例越低 超長樁的試驗 ? 90年代末，陜西省建筑科學研究院等單位在陜西信息大廈進行了超長樁的試驗研究，陜西信息大廈地上 51層，總高度 191m， 地下 3層，深 ， 基礎采用樁－筏基礎，樁為泥漿護壁鉆孔灌注樁，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；樁側摩阻力達到極限之后就保持不變；隨著荷載的增加，下部樁側摩阻力被逐漸調動出來，直至整個樁身的摩阻力全部達到極限，繼續(xù)增加的荷載就完全由樁端持力層土承受；當樁底荷載達到樁端持力層土的極限承載力時，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件的樁是一種細長的桿件，它與土的界面主要為側表面，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。 樁的荷載傳遞機理 ? 地基土對樁的支承作用 ? 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 ? 超長樁的試驗 地基土對樁的支承作用 ? 地基土對樁的支承由兩部分組成：樁端阻力和樁側摩阻力。 ??? is i apppaa lquAqR ? 《 建筑樁基技術規(guī)范 》 規(guī)定 ， 單樁豎向承載力特征值應由下式確定： ? 式中 Quk－ 單樁極限承載力標準值； ? K－ 安全系數 ， 取 K＝ 2； uka QKR1? ? ?? ppkis i kuk AqlquQ 比較的結論 ? 1） 單樁承載力的特征值 ， 就是取安全系數為 2的單樁容許承載力； ? 2） 按照 《 建筑樁基技術規(guī)范 》 的術語和符號規(guī)定 ， 對單樁的端阻力和側阻力 ，只定義力單樁極限端阻力標準值和單樁極限側阻力標準值 ， 不定義樁端阻力和樁側阻力的特征值； ? 3） 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 在其術語和符號的規(guī)定中沒有定義樁端阻力和樁側阻力的特征值的條文 ， 但規(guī)定了樁端阻力和樁側阻力特征值是由靜載荷試驗結果統(tǒng)計分析得到的； ? 5） 根據 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 附錄Q中的規(guī)定： “ 將單樁極限側阻力除以安全系數 2， 為單樁豎向承載力特征值Ra”； ? 6） 由此可見 ， 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 實際上規(guī)定了樁端阻力特征值 、 樁側阻力的特征值與樁的極限端阻力標準值及樁的極限側阻力標準值之間存在下列的關系： ? ? ? pkpa qKq1? s i ks i a qKq1? ? 7)《建筑地基基礎設計規(guī)范》的樁基設計方法是建立在樁端阻力和樁側阻力同步發(fā)揮假定的基礎上，而這個假定已為樁的荷載傳遞機理的研究所否定。 ? 單樁承載力同時還需滿足樁身強度的要求。 ? 低水膠比的混凝土保護層甚為密實，水、 CO2與 O2都不易從混凝土表面滲透或擴散到內部，內部的混凝土也處于比較干燥的狀態(tài)，相應的電導率比較低，所以能有效地保護鋼筋免受銹蝕。當混凝土內部的相對濕度低于 70％時，碳化引起的鋼筋銹蝕就會因混凝土的電導率太低而很難進行。 環(huán)境類別 混凝土 結構 的 環(huán)境 類別 環(huán)境 類別 條 件 一 室 內 正常 環(huán)境 a 室 內 潮濕 環(huán)境 ； 非 嚴 寒 和 非 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無 侵蝕 性的 水 或 土 直接 接觸 的 環(huán)境 二 b 嚴 寒 和 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無 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 ； 嚴寒 和 寒冷 地區(qū) 冬季 水位 變動 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 影響 的 環(huán)境 影響混凝土耐久性的機理分析 ? 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、酸等化學物質的作用，主要考慮的環(huán)境因素是濕度、溫度和 CO2與 O2的供給程度。 減沉復合疏樁基礎設計原則 ? 一是樁和樁間土在受荷變形過程中始終確保兩者共同分擔荷載； ? 樁端的變形條件 ? 二是樁距大于 5～ 6倍樁徑。 變剛度調平設計 ? 傳統(tǒng)樁基設計的原則，同一建筑物下采用相同截面、相同長度的樁，一般等距離布樁，樁基的剛度是等剛度的。當中心距達到 nd時，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，隨著樁數的增加，群樁效率明顯下降，且 η1， 同時沉降比迅速增大， ? 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； 同時承臺下土反力分擔上部荷載可使群樁承載力增加。因而通過承臺土反力、樁側摩阻力傳遞到土層中的應力較小，樁群中各樁之間以及承臺、樁、土之間的相互影響較小，其工作性狀與獨立單樁相近。 ? 具體計算方法退出規(guī)范不等于群樁效應不存在。 S C P 樁和鋼管樁的對比 ? 406 . 4 10mm ? 609 . 6 12mm 試 驗 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 樁進入持力層（粉細砂） 的深度 / m 4. 0 10D 1. 85 4. 6 D 1. 44 2. 4D 0. 6 1. 0D 總錘擊數 M 33 2823 K B 45 1644 M 33 3848 D 62 2397 最大錘擊應力 / M P a 202 . 3 151 . 5 — — 破壞荷載 Qf / kN