地基承載力特征值、地基承載力設(shè)計(jì)值、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系_第1頁(yè)
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1、地基承載力特征值、地基承載力設(shè)計(jì)值、地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值關(guān)系在(建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范)中,在樁的承載力計(jì)算公式中(8.5.4-1),提到的是樁承載力承載力特征值;在(建筑樁基技術(shù)規(guī)范)中提到的是樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值,請(qǐng)問二者的關(guān)系是什么,如何換算? 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范樁承載力特征值可由試驗(yàn)確定。特征值由試驗(yàn)值除以2得到。1/2=0.5。對(duì)應(yīng)的組合是正常使用極限狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)組合。即荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 建筑樁基技術(shù)規(guī)范樁的極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值,以人工挖孔樁為例,以標(biāo)準(zhǔn)值除以1.65得到設(shè)計(jì)值,對(duì)應(yīng)的組合是承載力極限狀態(tài)下的基本組合,即荷載設(shè)計(jì)值。1/1.65=0.61。1.25N+1.2G,N為上部結(jié)構(gòu)傳來的

2、荷載,G為承臺(tái)自重及土重,近似地可取0.61/1.2=0.51。考慮單樁承載力的提高系數(shù)1.11.2,0.51/1.11.2=0.460.43。 一、 原因 與鋼、混凝土、砌體等材料相比,土屬于大變形材料,當(dāng)荷載增加時(shí),隨著地基變形的相應(yīng)增長(zhǎng),地基承載力也在逐漸加在,很難界定出下一個(gè)真正的“極限值”,而根據(jù)現(xiàn)有的理論及經(jīng)驗(yàn)的承載力計(jì)算公式,可以得出不同的值。因此,地基極限承載力的確定,實(shí)際上沒有一個(gè)通用的界定標(biāo)準(zhǔn),也沒有一個(gè)適用于一切土類的計(jì)算公式,主要依賴根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)所定下的界限和相應(yīng)的安全系數(shù)加以調(diào)整,考慮一個(gè)滿足工程的要求的地基承載力值。它不僅與土質(zhì)、土層埋藏順序有關(guān),而且與基礎(chǔ)底面的形

3、狀、大小、埋深、上部結(jié)構(gòu)對(duì)變形的適應(yīng)程度、地下水位的升降、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的差別等等有關(guān),不能作為土的工程特性指標(biāo)。 另一方面,建筑物的正常使用應(yīng)滿足其功能要求,常常是承載力還有潛力可挖,而變形已達(dá)到可超過正常使用的限值,也就是變表控制了承載力。 因此,根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣,地基設(shè)計(jì)所用的承載力通常是在保證地基穩(wěn)定的前提下,使建筑物的變形不超過其允許值的地基承載力,即允諾承載力,其安全系數(shù)已包括在內(nèi)。無(wú)論對(duì)于天然地基或樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),原則均是如此。 隨著建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84)施行,要求抗力計(jì)算按承載能力極限狀態(tài),采用相應(yīng)于極限值的“標(biāo)準(zhǔn)值”,并將過去的總安全系數(shù)一分為二,由荷載分項(xiàng)系數(shù)和抗力分

4、項(xiàng)系數(shù)分擔(dān),這給傳統(tǒng)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累、采用允許值的地基設(shè)計(jì)帶來了困擾。 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJ789)以承力的允許值作為標(biāo)準(zhǔn)值,以深寬修正后的承載力值作為設(shè)計(jì)值,引起的問題是,抗力的設(shè)計(jì)值大于標(biāo)準(zhǔn)值,與建筑可*度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB500682001)規(guī)定不符,因此本次規(guī)范進(jìn)行了修訂。 二、對(duì)策 建筑結(jié)構(gòu)可*度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB500682001)鑒于地基設(shè)計(jì)的特殊性,將上一版“應(yīng)遵守本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定”修改為“宜遵守本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的原則”,并加強(qiáng)了正常使用極限狀態(tài)的研究。而建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB500092001)也完善了正常使用極限狀態(tài)的表達(dá)式,認(rèn)可了地基設(shè)計(jì)中承載力計(jì)算可采用正常使用極限狀態(tài)荷載

5、效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。 “特征值”一詞,用以表示按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí)采用的地基承載力和單樁承載力的值。 三、應(yīng)用 用作抗力指標(biāo)的代表值有標(biāo)準(zhǔn)值和特征值。當(dāng)確定巖土抗剪強(qiáng)度和巖石單軸抗壓強(qiáng)度指標(biāo)時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)值;由荷載試驗(yàn)確定承載力時(shí)取特征值,載荷試驗(yàn)包括深層、淺層、巖基、單樁、錨桿等,見規(guī)范有關(guān)附錄。 地基承載力特征值fak是由荷載試驗(yàn)直接測(cè)定或由其與原位試驗(yàn)相關(guān)關(guān)系間接確定和由此而累積的經(jīng)驗(yàn)值。它相于載荷試驗(yàn)時(shí)地基土壓力變形曲線上線性變形段內(nèi)某一規(guī)定變形所對(duì)應(yīng)的壓力值,其最大值不應(yīng)超過該壓力變形曲線上的比例界限值。 修正后的地基承載力特征值fa是考慮了影響承載力的各項(xiàng)因素后,最終采用的相應(yīng)于正常使用極

6、限狀態(tài)下的設(shè)計(jì)值的地基允許承載力。 單樁承載力特征值Ra是由載荷試驗(yàn)直接測(cè)定或由其與原位試驗(yàn)的相關(guān)關(guān)系間接推定和由此而累積的經(jīng)驗(yàn)值。它相應(yīng)于正常使用極限狀態(tài)下允許采用單樁承載力設(shè)計(jì)值。 當(dāng)按地基承載力計(jì)算以確定基礎(chǔ)底面積和埋深或按單樁承載力確定樁的數(shù)量時(shí),傳至基礎(chǔ)或承臺(tái)底面上的荷載效應(yīng)應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)采用標(biāo)準(zhǔn)組合,相應(yīng)的抗力限值采用修正后的地基承載力特征值或單樁承載力特征值。即SC,C為抗力或變形的限值;pkfa(地基);QkRa(樁基)。此時(shí)特征值fa、Ra即為正常使用極限狀態(tài)下的抗力設(shè)計(jì)值。 當(dāng)根據(jù)材料性質(zhì)確定基礎(chǔ)或樁臺(tái)的高度、支擋結(jié)構(gòu)截面、計(jì)算基礎(chǔ)或支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)

7、度時(shí),上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應(yīng)和相應(yīng)的基底板應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合,即0SR計(jì)算,此時(shí)地基反力p、樁頂下反力Ni和主動(dòng)土壓力Ea等相應(yīng)為荷載設(shè)計(jì)值,要采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。 因此,閱讀地質(zhì)報(bào)告時(shí),若為“特征值”則為允許值,安全系數(shù)已包括在內(nèi);若為“標(biāo)準(zhǔn)值”,則為極限值,應(yīng)考慮相應(yīng)的抗力分項(xiàng)系數(shù)。要了解這個(gè)問題須比較三本規(guī)范,即74規(guī)范,89規(guī)范和2002規(guī)范。 74規(guī)范是荷載標(biāo)準(zhǔn)值與容許承載力的比較; 89規(guī)范是荷載設(shè)計(jì)值與承載力設(shè)計(jì)值的比較; 2002規(guī)范是荷載標(biāo)準(zhǔn)值與特征值的比較。 74規(guī)范到89規(guī)范時(shí)荷載放大1.25到1.30倍,承載力只放大1.1到1.2倍,設(shè)計(jì)安全水平提

8、高了約1.15倍。 89規(guī)范到2002規(guī)范承載力表達(dá)式基本不變,去掉1.1的約束;荷載相當(dāng)74規(guī)范。設(shè)計(jì)安全水平又回到74規(guī)范水平。 實(shí)際上89規(guī)范是不正確的,2002規(guī)范的特征值物理意義就是74規(guī)范的容許值。表達(dá)值與89規(guī)范一樣,但物理意義不一樣。 89規(guī)范是按照建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GBJ68-84)的要求,以地基承載力的允許值作為標(biāo)準(zhǔn)值,以深度寬度修正后的承載力值作為設(shè)計(jì)值,引起的問題是,抗力的設(shè)計(jì)值大于標(biāo)準(zhǔn)值,與建筑可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB500682001)規(guī)定不符,因此本次規(guī)范進(jìn)行了修訂。 新版地基規(guī)范認(rèn)為,建筑物的正常使用應(yīng)滿足其功能要求,實(shí)際情況上常常是承載力還有潛力可挖,而變

9、形已達(dá)到可超過正常使用的限值,也就是變形控制了承載力。因此,根據(jù)傳統(tǒng)習(xí)慣,地基設(shè)計(jì)所用的承載力通常是在保證地基穩(wěn)定的前提下,使建筑物的變形不超過其允許值的地基承載力,即特征承載力,其安全系數(shù)已包括在內(nèi)。無(wú)論對(duì)于天然地基或樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì),原則均是如此。 簡(jiǎn)單的說,特征值已包含了安全系數(shù),數(shù)值應(yīng)比原規(guī)范中的標(biāo)準(zhǔn)值小,具體數(shù)值應(yīng)通過載荷實(shí)驗(yàn)確定,但為簡(jiǎn)單起見,可將標(biāo)準(zhǔn)值除以一抗力分項(xiàng)系數(shù),可取1.25。 在上海市的地基基礎(chǔ)規(guī)范里,極限值除以1.6為設(shè)計(jì)值,極限值除以2為特征值。由次可見:地基承載力特征值=地基承載力設(shè)計(jì)值/1.25 特征值小于以前的設(shè)計(jì)值,但是荷載由過去的設(shè)計(jì)植改為標(biāo)準(zhǔn)值,所以結(jié)果應(yīng)該

10、變化不大。但如果可變荷載較大,則計(jì)算結(jié)果會(huì)比以前小。只有理解了地基極限承載力;容許承載力;承載力標(biāo)準(zhǔn)值;承載力設(shè)計(jì)值的含義,就不會(huì)被特征值迷惑!其實(shí)承載力特征值就是容許承載力,也是承載力標(biāo)準(zhǔn)值,這是由89地基規(guī)范混亂引起的,2002地基規(guī)范無(wú)法改回這個(gè)錯(cuò)誤才采用了特征值一詞,不信看看北京市建筑設(shè)計(jì)細(xì)則結(jié)構(gòu)專業(yè)(3.2.1-1)式,地基承載力是采用的是標(biāo)準(zhǔn)值.標(biāo)準(zhǔn)值/安全系數(shù)=特征值,一般取2。 標(biāo)準(zhǔn)值/分項(xiàng)系數(shù)=設(shè)計(jì)值,一般取1.65。 這分別是地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范和樁基設(shè)計(jì)規(guī)范的不同規(guī)定。單樁承載力特征值 :2002地基基礎(chǔ)規(guī)范的提法 單樁承載力設(shè)計(jì)值:9494規(guī)范的提法 單樁承載力設(shè)計(jì)值:?jiǎn)螛?/p>

11、極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/抗力分項(xiàng)系數(shù)(一般1.65左右) 單樁承載力特征值 :=靜載試驗(yàn)確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/2 采用2002規(guī)范時(shí),設(shè)計(jì)值就取特征值 ,荷載組合為荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合 采用9494規(guī)范時(shí),設(shè)計(jì)值就是上面那個(gè)式子,荷載組合為荷載效應(yīng)的基本組合 顯然兩者差別較大 由于老規(guī)范中,設(shè)計(jì)人員經(jīng)常把單樁承載力設(shè)計(jì)值、單樁承載力特征值兩個(gè)概念搞混,2002規(guī)范中已經(jīng)不提單樁承載力設(shè)計(jì)值這個(gè)概念了,所有公式中均使用特征值概念。樓上提到的 ”單樁承載力特征值 :=靜載試驗(yàn)確定的單樁極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值/2 “ 是對(duì)的。 極限標(biāo)準(zhǔn)值除以2,即為特征值 極限側(cè)摩阻力除以2 就是摩阻力特征值 詳細(xì)你可以看

12、基礎(chǔ)規(guī)范第138頁(yè)第七條!1.25X特征值=設(shè)計(jì)值;1.6X設(shè)計(jì)值=極限值;2X特征值=極限值謝謝,昨天咨詢了省上專家,我也仔細(xì)想了,對(duì)于樁來說,極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值除以2應(yīng)該和基礎(chǔ)規(guī)范上的特征值相等,認(rèn)為極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值即為特征值的說法是錯(cuò)誤的。兩者規(guī)范的安全系數(shù)基本都為2。樁規(guī)范采用縮小抗力(設(shè)計(jì)值=標(biāo)準(zhǔn)值/1.65)和放大荷載(基本組合=標(biāo)準(zhǔn)組合X1.25)兩個(gè)方面來實(shí)現(xiàn),安全系數(shù)為1.65X1.25=2.01,而基礎(chǔ)規(guī)范采用標(biāo)準(zhǔn)組合,荷載沒用放大,只是采用特征值即極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值除以2一個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)安全系數(shù)放大兩倍,這樣兩個(gè)規(guī)范的安全系數(shù)就統(tǒng)一了,有很多人把極限樁端阻力標(biāo)準(zhǔn)值中的標(biāo)準(zhǔn)值和標(biāo)準(zhǔn)組合兩個(gè)概念混淆了,極

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