單樁豎向抗拔承載力設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范的對(duì)比分析

1、<p>　　單樁豎向抗拔承載力設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范的對(duì)比分析</p><p>　　摘要：通過分析美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在進(jìn)行單樁抗拔極限承載力計(jì)算時(shí)，存在不同之處：抗拔時(shí)的樁側(cè)阻力基本上都是基于抗壓時(shí)的樁側(cè)阻力進(jìn)行折減得到，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的折減系數(shù)一般取2/3~3/4，中國(guó)一般取0.5~0.8；美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的安全系數(shù)一般取3~5；中國(guó)取2。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：極限承載力計(jì)算；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；安

2、全系數(shù) </p><p>　　中圖分類號(hào)：G353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1引言 </b></p><p>　　根據(jù)我國(guó)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[1]，樁基設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容主要有：豎向抗壓承載力計(jì)算、抗拔承載力計(jì)算、水平承載力計(jì)算、樁基沉降計(jì)算以及群樁的設(shè)計(jì)計(jì)算等?？v觀文獻(xiàn)[3]、[4]、[5]、[6]等，在樁基設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容

3、方面，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)稍有不同。 </p><p>　　2 單樁豎向抗拔承載力 </p><p>　　單樁豎向抗拔承載力計(jì)算時(shí)，一般包括單樁單樁抗拔極限承載力和單樁抗拔承載力的安全系數(shù)的計(jì)算。 </p><p>　　1.1單樁抗拔極限承載力 </p><p>　　1.1.1中國(guó)單樁抗拔極限承載力計(jì)算 </p><p>

4、;　　中國(guó)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，群樁基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑樁基基樁的抗拔極限承載力可按下列規(guī)定計(jì)算： </p><p>　　群樁呈非整體破壞時(shí)，基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算： </p><p><b>　?。?） </b></p><p>　　群樁呈整體破壞時(shí)，基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算： </p>

5、<p><b>　?。?） </b></p><p>　　式中，：基樁抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值；：樁身周長(zhǎng)，對(duì)于等直徑樁?。?：樁側(cè)表面第層土的抗壓極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值，可按經(jīng)驗(yàn)取值；：抗拔系數(shù)，可按經(jīng)驗(yàn)取值，：樁群外圍周長(zhǎng)。 </p><p>　　1.1.2美國(guó)單樁抗拔極限承載力計(jì)算 </p><p>　　當(dāng)單樁承受上拔荷載時(shí)，樁體相對(duì)于樁

6、周土體向上運(yùn)動(dòng)，其抗拔承載力主要源于樁側(cè)土體提供的摩擦力及樁端阻力（當(dāng)為擴(kuò)底樁時(shí)需考慮）。根據(jù)文獻(xiàn)[2]及文獻(xiàn)[3]，樁體的極限抗拔承載力可按下式估算： </p><p><b>　?。?） </b></p><p><b>　　（4） </b></p><p><b>　?。?） </b></

7、p><p><b>　?。?） </b></p><p>　　式中，：極限抗拔承載力；：樁端抗拔面積；：第i個(gè)樁體單元的抗拔摩阻力；：樁端部的直徑；：樁身直徑；：樁身周長(zhǎng)；：第i個(gè)樁體單元的長(zhǎng)度；：樁體承受豎向抗壓時(shí)的側(cè)摩阻力；：樁體自重。 </p><p>　　在抗拔過程中，由于樁周土壓力的減小，樁體直徑也將有所減小，因此，抗拔時(shí)樁土間的摩擦阻力

8、將小于抗壓時(shí)樁土間的摩擦力，根據(jù)美國(guó)工程師手冊(cè)[2]，通常取抗壓時(shí)樁土間摩擦力的2/3來估算抗拔時(shí)的樁土間摩擦力。 </p><p>　　Foundation Design建議抗拔時(shí)的樁土間摩阻力取抗壓時(shí)樁側(cè)阻力的75%[3]。而Geotechnical Engineering則根據(jù)土層條件考慮單樁抗拔承載力[4]： </p><p>　　對(duì)粘土中的單樁，其抗拔承載力可按下式計(jì)算： <

9、;/p><p><b>　　（7） </b></p><p>　　式中，：抗拔承載力；：樁體自重；：樁側(cè)面積；：粘著系數(shù)；：平均不排水抗剪強(qiáng)度。 </p><p>　　對(duì)砂土中的單樁，建議其樁側(cè)阻力取抗壓時(shí)樁側(cè)阻力的2/3。 </p><p><b>　　2安全系數(shù)的取值 </b></p>

10、<p>　　2.1中國(guó)單樁抗拔承載力的安全系數(shù) </p><p>　　中國(guó)《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：承受拔力的樁基，應(yīng)按下列公式同時(shí)驗(yàn)算群樁基礎(chǔ)呈整體破壞和呈非整體破壞時(shí)基樁的抗拔承載力： </p><p><b>　　（8） </b></p><p><b>　?。?） </b></p><

11、;p>　　式中，：按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的基樁拔力；：群樁呈整體破壞時(shí)基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，可按式（2）確定；：群樁呈非整體破壞時(shí)基樁的抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值，可按式（1）確定；：群樁基礎(chǔ)所包圍體積的樁土總自重除以總樁數(shù)，地下水位以下取浮重度；：基樁自重，地下水位以下取浮重度，對(duì)于擴(kuò)底樁應(yīng)按表1確定樁、土柱體周長(zhǎng)，計(jì)算樁、土自重。 </p><p>　　由此可見，我國(guó)規(guī)范在確定基樁的抗拔承載力時(shí)，安全系

12、數(shù)取為2。 </p><p>　　2.2美國(guó)單樁抗拔承載力的安全系數(shù) </p><p>　　文獻(xiàn)【3】一書中認(rèn)為，較之抗壓破壞，樁體的抗拔破壞發(fā)生得更加突然，后果更加嚴(yán)重，因此，抗拔時(shí)所使用的安全系數(shù)應(yīng)比抗壓時(shí)的大，一般應(yīng)取抗壓時(shí)安全系數(shù)的1.5~2.0倍以上，該書中計(jì)算單樁允許抗拔承載力時(shí)，采用的抗拔安全系數(shù)為5。而文獻(xiàn)【4】則將抗拔安全系數(shù)統(tǒng)一取為3。 </p><

13、p>　　美國(guó)規(guī)范規(guī)定，在運(yùn)用被許可的分析方法確定抗拔承載力時(shí)，安全系數(shù)最小應(yīng)取3。 </p><p>　　3 對(duì)比分析及結(jié)論 </p><p>　?。?）對(duì)比中美兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)可知，在進(jìn)行單樁抗拔極限承載力計(jì)算時(shí)，兩國(guó)規(guī)范的處理較為相似，抗拔時(shí)的樁側(cè)阻力基本上都是基于抗壓時(shí)的樁側(cè)阻力進(jìn)行折減得到，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的折減系數(shù)一般取2/3~3/4，中國(guó)規(guī)范中的折減系數(shù)一般取0.5~0.8。在進(jìn)行擴(kuò)底樁

14、的抗拔計(jì)算時(shí)，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)一般還考慮了樁端擴(kuò)大頭部分的抗拔阻力，中國(guó)規(guī)范則未予考慮（只考慮了擴(kuò)底樁的側(cè)面阻力）。 </p><p>　?。?）中美兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)可知，對(duì)確定樁體抗拔承載力時(shí)所采用的安全系數(shù)，兩國(guó)標(biāo)準(zhǔn)差異較大。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中的安全系數(shù)一般取3~5；中國(guó)規(guī)范中的安全系數(shù)取2。 </p><p>　?。?）建議在類似樁基設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先結(jié)合實(shí)際工程考慮，選擇合理的樁基設(shè)計(jì)計(jì)算方法和參數(shù)。 <

15、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ 94－2008）； </p><p>　　[2]EM1110-1-1905，Deep Foundations. </p><p>　　[3]Donald P Coduto，F(xiàn)oundation Design：Princip

16、les and Practices (2ND Edition). </p><p>　　[4] V.N.S Murthy, Geotechnical Engineering:Principles and Practices of Soil Mechnics and Foundation Engineering. </p><p>　　[5]Shamsher Prakash,Hari D.