桩基抗震验算的一点困惑
六玄
六玄 Lv.3
2015年01月23日 15:01:51
只看楼主

最近在做一个小高层,框剪结构,基础用桩基承台+防水板,在对桩基进行抗震验算时遇到一些问题,希望有高手可以进来指导一二,也欢迎有同样此问题的童鞋们一起讨论一下:1、桩基的抗震验算要验算什么?对于只进行水平地震力计算的建筑,单桩竖向和水平承载力都要验算?还是只验算之一?2、桩基抗震验算时要选用什么荷载组合?在pkpm jccad桩基承台及独基沉降计算中,选择地震标准组合还是基本组合进行验算?《抗规》4.2.2对天然基础抗震验算时,是用标准组合,但是我请教其他人桩基抗震验算用什么组合,他说内力验算应该看基本组合。这有点迷糊...

最近在做一个小高层,框剪结构,基础用桩基承台+防水板,在对桩基进行抗震验算时遇到一些问题,希望有高手可以进来指导一二,也欢迎有同样此问题的童鞋们一起讨论一下:
1、桩基的抗震验算要验算什么?对于只进行水平地震力计算的建筑,单桩竖向和水平承载力都要验算?还是只验算之一?
2、桩基抗震验算时要选用什么荷载组合?在pkpm jccad桩基承台及独基沉降计算中,选择地震标准组合还是基本组合进行验算?《抗规》4.2.2对天然基础抗震验算时,是用标准组合,但是我请教其他人桩基抗震验算用什么组合,他说内力验算应该看基本组合。这有点迷糊...
3、抗震验算时会出现单桩最小竖向承载力出现负值的情况,我已经设置了抗拔桩,请问在抗震验算时还需要考虑抗拔桩的情况吗?
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六玄
2015年01月25日 12:21:01
2楼
没有人吗?自己顶一个
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chinalxb
2016年04月18日 18:04:46
3楼
帖子不错,期望有人回答!
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niwenjie1992
2016年04月18日 18:19:19
4楼
小手一挥,金币拿走!!!
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东方小朱
2016年04月19日 10:52:59
5楼
有同样的疑惑,望高手解答!
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新手上路2017
2018年03月08日 22:30:17
6楼

建筑桩基震害与其抗震设计计算方法现状

建筑桩基的震害主要有:

1)上部结构过大的水平惯性力引起桩-承台连接破坏或浅部桩身的剪压、剪弯破坏;

2)由于土层的地震反应,软硬土层界面处出现较大的剪切变形,导致穿过界面的桩身发生弯曲或剪切破坏;

3)桩周可液化土层或饱和软黏土土层在地震作用下,摩阻力急剧下降,造成单桩承载力不足,整个桩基出现不容许的沉降或不均匀沉降;

4)桩基附近土体由于地震中常出现的土坡滑动、挡土墙位移或堆载失效等原因而发生流动,桩身受到侧向挤压而造成弯折、错位或损伤,液化土层侧向扩展与流滑也会造成类似破坏。

桩基与土的共同作用相当复杂,地震动力问题更加如此。关于桩基在地震作用下的工作情况分析与抗震设计计算,目前尚无成熟、完善的理论与方法可依。现行常规的做法是:经验指导为主,辅以以静代动的验算,外加构造措施保证。

地基(桩基)承载力设计的3种设计理论

地基承载力设计中有3种理论,即正常使用极限状态的容许承载力理论,承载能力极限状态的承载力理论——单一安全系数法和承载能力极限状态的承载力理论——分项系数法(也称分项安全系数法)。对应的表达式为:

容许承载力理论     p≤fa           (1)

安全系数法         p≤fu /K         (2)

分项系数法  S≤R  S=γSSk  R=Rk/γR (3)

式中:p为基底压力;fa为容许承载力(承载力特征值);fu为极限承载力;K为安全系数;S和Sk分别为荷载效应的设计值和标准值;R和Rk分别为抗力的设计值和标准值;γR和γS分别为抗力和荷载效应的分项系数。

单桩承载力由桩周岩土抗力和桩身承载力双控。在现行规范中,按桩周岩土抗力确定单桩承载力采用的是“安全系数法”,按桩身承载力确定单桩承载力采用的是“分项系数法”。

非抗震工况桩基竖向承载力的安全度

按桩周岩土抗力确定单桩承载力特征值Ra

按《建筑地基基础设计规范》[3]附录Q第Q.0.11条和《建筑桩基技术规范》[4]第5.2.2条,单桩竖向承载力特征值Ra的安全系数不小于2。

按《建筑地基基础设计规范》[3]第8.5.5条和《建筑桩基技术规范》[4]第5.2.1条,群桩平均竖向承载力安全系数不小于2,最小安全系数不小于2/1.2≈1.67。

按桩身承载力确定单桩承载力

按《建筑地基基础设计规范》第8.5.11条,桩身承载力应满足式(4):

Q≤Apfcφc             (4)

式中:Q为相当于荷载基本组合时的单桩竖向力设计值;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;Ap为桩身横截面积;φc为工作条件系数,非预应力预制桩取0.75,预应力桩取0.55~0.65,灌注桩取0.6-0.8。

取荷载综合分项系数γS=1.35,工作条件系数平均值φc=0.67,代入式(4)并整理,得式(5):

Apfc/Qkmax0≥2.01          (5)

式中:Qkmax0为非抗震工况荷载效应标准组合下桩顶最大竖向力标准值。

《建筑桩基技术规范》第5.8.2条的公式与第5.8.3条的参数略有不同,但其安全度总体上与《建筑地基基础设计规范》相当。从式(5)可见,当以桩身保持弹性为控制目标时,桩身承载力安全系数大体也达到2,与岩土抗力安全系数相匹配。

小震工况下桩基竖向承载力的安全度

按桩周岩土抗力确定单桩承载力特征值Ra

按《建筑抗震设计规范》[5]第4.4.2条和4.2.3条,小震工况下允许单桩承载力特征值提高1.25倍,即安全系数降为非抗震的0.8倍:单桩承载力安全系数不小于1.6;群桩平均安全系数不小于1.6,最小安全系数不应小于1.33。

按桩身承载力确定单桩承载力

根据《建筑抗震设计规范》第5.4.2条,小震工况下桩身承载力可以除以承载力抗震调整系数γRE,式(5)变成了式(6):

(Apfc/γRE)/Qkmax1≥2.01       (6)

式中:Qkmax1为小震工况荷载效应标准组合下桩顶最大竖向力标准值。按“轴压比不小于0.15的柱”取γRE=0.8,代入(6)整理后得式(7):

Apfc/Qkmax1≥1.61          (7)

从式(7)可见,当以桩身保持弹性为控制目标时,小震工况下桩身承载力安全系数大体也达到1.6,与岩土抗力安全系数相匹配。

总结以上分析,现行规范[3-5]中桩基竖向承载力安全系数汇总于表1。

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中震、大震下桩基竖向承载力验算的建议方法

建筑桩基的抗震设防目标

为与上部结构抗震设防目标相适应,并考虑到桩基震后修复的困难性,提出了建筑桩基抗震设防目标如下:中震时不能损坏,无需修理即可使用;大震时容许部分受损但不能完全失效。

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