文档介绍：承台效应系数
前言
JGJ94-94的承台效应系数,区分承台内区、外区,且与桩侧土性存在关系,计算较为繁琐,以大型模型试验所得承台土抗力测试结果为基础,建立承台效应系数随Sa/d、Bc/L的变化经验值,以15项工程实测结果进行验证和调整。本次修订,通过对资料的重新分析整理,简化了承台效应的计算方法,并保持了原有的安全储备。
1 承台效应系数
摩擦型群桩在竖向荷载作用下,由于桩土相对位移,桩间土对承台产生一定竖向抗力,成为桩基竖向承载力的一部分而分担荷载。称此种效应为承台效应。承台底地基土承载力特征值发挥率为承台效应系数。承台效应和承台效应系数随下列因素影响而变化。
(1)桩距大小。桩顶受荷载下沉时, 桩周土受桩侧剪应力作用而产生竖向位移Wr
由上式看出,桩周土竖向位移随桩侧剪力qs和桩径d增大而线性增加。随与桩中心距离r增大,呈自然对数关系减小,当距离r达到nd时,位移为零;而nd根据实测结果约为(6~10)d,随土的变形模量减小而减小。显然,土竖向位移愈小,土反力愈大,对于群桩,桩距愈大,土反力愈大。
(2)承台土抗力随承台宽度与桩长比减小而减小。现场原型试验表明,当承台宽度与桩长之比较小时承台土反力形成的压力泡包围整个桩群,由此导致桩侧阻力、端阻力发挥值降低,承台底土抗力随之加大。,在相同桩数,桩距条件下,承台分担荷载比随Bc/L增大而增大。
(3)承台土抗力随区位和桩的排列而变化。承台内区(桩群包络线以内)由于桩土相互影响明显,土的竖向位移加大,导致内区土反力明显小于外区(承台悬挑部分),即呈马鞍形分布。-2(a)还可看出,桩数由2平方增至3的平方4的平方,承台分担荷载比Pc/P递减,这也反映出承台内、外区面积比随桩数增多而增大导致承台土抗力随之降低。对于单排桩条基,由于承台外区面积比大,故其土抗力显著大于多排桩桩基。-2所示多排和单排桩基承台分担荷载比明显不同证实了这一点。
(4)承台土抗力随荷载的变化。-1、-2看出,桩基受荷后承台底产生一定土抗力,随荷载增加土抗力及其荷载分担比均逐渐增大,到达工作荷载(Pu/2)时荷载分担比Pc/P趋于稳值,也就是说土抗力和荷载增速是同步的。不过,对于Bc/L>1和单排桩桩基,PC/P在荷载达到Pμ/2后仍随荷载水平增大而持续增长。这说明这两种类型桩基承台土抗力的增速持续大于荷载增速。
2 复合基桩承载力特征值
根据粉土、粉质粘土、软土地基群桩试验取得的承台土抗力的变化特征(—1),结合1 5项工程桩基承台土抗力实测结果(—2),给出承台效应系数ηc。承台效应系数ηc按距径比Sa/d和承台宽度与桩长比Bc/ι确定()。相应于单根桩的承台抗力特征值为ηcfakAc,由此得复合基桩承载力特征值为:
故单独给出其ηc值。,内区面积比大,故ηc按非条基取值。上述承台土抗力计算方法,较JGJ94—94简化,不区分承台内外区面积比。按该法计算,对于柱下独立桩基计算值偏小,对于大桩群筏形承台差别不大。
关于承台土抗力的计算。规范式()中计算基础对应的承台有效净面积么c确定作如下规定:
式中A:为承台计算域向积;
n:计算域A内的桩数。
(1)柱下独立桩基,A为全承台面积
(2)满布桩的桩筏、桩箱基础
按柱、墙侧1/2跨距,,桩距、桩径、桩长不同,采用上式分区计算,或取平均Sa、Bc/L计算ηc。
(3)桩集中布置于墙下的剪力墙高层建筑桩筏基础:计算域κ自墙两边各1/2跨距,,按条基计算ηc。
(4)对于按变刚度调平原则布桩的核心筒外围复合平板式和梁板式筏形承台桩基
计算域A为自柱侧1/2跨,;按式(-1)计算Ac,按Sa>6d确定ηc。
关于不能考虑承台效应的特殊条件:可液化土、湿陷性土、高灵度软土、欠固结土、新填土、沉桩引起孔隙水压力和土体隆起等,这是由于这些条件下承台土抗力随时可能消失。
3 忽略侧阻和端阻的群桩效应的说明
影响桩基的竖向承载力的因素包含三个方面,一是基桩的承载力;二是桩土相互作用对于桩侧阻力和端阻力的影响,即侧阻和端阻的群桩效应;三是承台底土抗力分担荷载效应。对于第三部分,上面已就条文的规定作了说明。对于第二部分,在《建筑桩基技术规范》JGJ94—94中规定了侧阻的群桩效应系数ηs,端阻的群桩效应系数ηp。所给出的ηs、ηp源自不同土质中的群桩试验结果。其总的变化规律是:对于侧阻力,在粘性土中因群桩效应而削弱,即非挤土桩在常用桩距条件下ηs小于1,在非密实的粉土、砂土中因群桩效应产生沉降硬化而增强,即ηs