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芻議相關(guān)規(guī)范中關(guān)于單樁承載力計算的幾點(diǎn)疑惑

2015-12-09 774 0

付文光
(中國京冶工程技術(shù)有限公司,北京 100088)

摘 要:國內(nèi)相關(guān)規(guī)范中單樁抗壓承載力設(shè)計計算方法分為特征值法及極限值法兩類,單樁承載力均通過樁側(cè)阻力與樁端阻力直接相加的方法得到,在概念及理論上均存在著不完善之處,主要原因是樁側(cè)阻力與樁端阻力的力學(xué)特性及對變形的要求不同、不能同步發(fā)揮所致。相對來說,極限值設(shè)計法更直接、更可靠、更準(zhǔn)確,概念更明確,且易于與國際接軌,建議規(guī)范優(yōu)先采用。不同規(guī)范根據(jù)抗拔試驗結(jié)果求取單樁抗拔承載力的計算方法存在矛盾,建議求取時樁的自重按天然重度計算、不考慮水的浮力。建議相關(guān)規(guī)范對以下兩種現(xiàn)象進(jìn)行深入研究:樁長超過有效長度后,單位長度側(cè)摩阻力將會降低;部分工程中得到的抗拔樁的抗拔系數(shù)遠(yuǎn)小于相關(guān)規(guī)范推薦值,尤其是樁長較長時。
關(guān) 鍵 詞:單樁承載力;特征值;極限值;浮重度;有效長度;抗拔系數(shù)
  1 引 言
  相關(guān)規(guī)范[12]提供了等截面樁的單樁承載力計算公式,其中適用于端承+摩擦樁的抗壓承載力通用計算公式如式(1)~(3)所示,抗拔承載力通用計算公式如式(4)、(5)所示。




  式中:、、分別為單樁承載力、總極限抗壓側(cè)阻力、總極限端阻力;為樁側(cè)第i層土的側(cè)阻力;為樁端阻力;
為樁端橫截面積;為樁周長;為樁在第i層土中的長度;為單樁抗拔力;為單樁自重,水位以下取浮重度;為總極限抗拔側(cè)阻力;為抗拔系數(shù)。
  式(1)~(5)司空見慣,業(yè)界幾乎人人熟知,看來似乎沒什么值得討論的。不過,不同規(guī)范中對式(1)~(5)的表現(xiàn)形式并不相同且有矛盾之處,本文主要就這些不同之處進(jìn)行一些簡單的探討。
  2 特征值還是極限值
  《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[1]采用了、、的特征值概念及代表值形式,對式(1)~(3)所示的單樁抗壓承載力計算公式可概化為:特征值 特征值 特征值?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》[2]則采用了極限標(biāo)準(zhǔn)值的概念及代表值形式,式(1)~(3)可概化為:極限值 極限值 極限值。筆者曾回顧過特征值、標(biāo)準(zhǔn)值、極限標(biāo)準(zhǔn)值等概念的演變史及淺析過這些概念之間的差別[3],也表達(dá)過不同規(guī)范采用不同代表值形式的疑惑與思考[4],本文將對這些疑惑做進(jìn)一步的探討。
  2.1 端承+摩擦樁的單樁受力機(jī)制
  單樁按受力形式可分為端承樁、摩擦樁、端承摩擦樁及摩擦端承樁4種,后兩種,即端承 摩擦樁的單樁樁頂、樁端阻力及樁側(cè)阻力Q-s曲線如圖1所示,荷載傳遞機(jī)制大致為:①豎向荷載施加于樁頂,樁頂產(chǎn)生沉降趨勢,樁側(cè)上部土產(chǎn)生向上的摩阻力以抵抗,樁側(cè)下部土及樁端土尚未發(fā)揮作用,樁大體工作在OC段及CF的前半段;②隨著荷載增加,樁側(cè)上部土摩阻力達(dá)到峰值后跌落為殘余值,上部樁身壓縮及樁頂沉降,樁-土間產(chǎn)生相對位移,樁側(cè)阻力向下傳遞,樁側(cè)下部土摩阻力開始發(fā)揮,樁側(cè)阻力Q-s曲線表現(xiàn)為從C點(diǎn)向D點(diǎn)發(fā)展;樁身應(yīng)力傳遞到樁端,樁端土受到壓縮逐漸產(chǎn)生端阻力,樁端阻力Q-s曲線表現(xiàn)為從O點(diǎn)向A點(diǎn)發(fā)展,樁工作在CF段;③荷載繼續(xù)增加,樁頂繼續(xù)沉降,樁-土間相對位移繼續(xù)增加,樁側(cè)總摩阻力達(dá)到峰值后跌落為殘余值,側(cè)阻力Q-s曲線表現(xiàn)為從D點(diǎn)向E點(diǎn)發(fā)展;樁端阻力繼續(xù)增加,端阻力Q-s曲線表現(xiàn)為從A點(diǎn)向B點(diǎn)發(fā)展;樁總承載力繼續(xù)增加,工作在FG段,直至達(dá)到G點(diǎn)后破壞。圖1中B、E點(diǎn)與G點(diǎn)相對應(yīng)。
  可見,單樁抗壓受力機(jī)制有幾個特點(diǎn)[56]:①樁側(cè)摩阻力是自上而下逐漸發(fā)揮的,不同深度的摩阻力是異步發(fā)揮的;②樁-土間產(chǎn)生一定的相對位移后,樁側(cè)摩阻力從峰值跌落為殘余值;③樁端阻力與側(cè)阻力是異步發(fā)揮的,只有當(dāng)樁身應(yīng)力傳遞到樁端后樁端土才產(chǎn)生端阻力;④樁端阻力隨著樁端沉降增大而增大。

圖1 樁頂、樁端阻力及樁側(cè)阻力Q-s曲線

  2.2 極限值=極限值+極限值
  國外標(biāo)準(zhǔn)中幾乎都采用極限值=極限值+極限值的表達(dá)形式[68],國內(nèi)規(guī)范中只有《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[2]等少數(shù)規(guī)范采用。這是一種極限狀態(tài)設(shè)計法,這里估且稱為極限值設(shè)計法。
  對于緩變型Q-s曲線,《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[2]規(guī)定,某一沉降值(基樁通常為40 mm)對應(yīng)的荷載為單樁極限承載力,與之對應(yīng)的樁側(cè)阻力及樁端阻力為極限值??倐?cè)阻力是不同深度側(cè)阻力之和,極限狀態(tài)時不同深度的樁側(cè)阻力是異步發(fā)揮的、不可能同時達(dá)到峰值狀態(tài),既可能工作在CD段、也可能工作在DE段;端阻力與側(cè)阻力是異步發(fā)揮的,也不可能同步達(dá)到峰值狀態(tài)。極限值設(shè)計法為承載能力極限狀態(tài)設(shè)計法,要求端阻力及側(cè)阻力之和達(dá)到單樁極限承載力(圖1中G點(diǎn))即可,不要求樁側(cè)阻力(圖1中E點(diǎn))及樁端阻力(圖1中B點(diǎn))工作在哪個階段以及有沒有分別達(dá)到自己的峰值狀態(tài);得到單樁極限承載力后,除以安全系數(shù)2,得到承載力特征值。這種設(shè)計方法總體來說是較為合理的,但是,就完美無暇了嗎?
  樁端阻力,即樁端土為樁提供的承載力。土是大變形材料,很難界定出真正的承載力極限值,樁端土也是土,為什么會有極限值呢?《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[2]定義了單樁豎向極限承載力:單樁在豎向荷載作用下到達(dá)破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時所對應(yīng)的最大荷載,它取決于土對樁的支承阻力和樁身承載力。又定義了極限端阻力、極限側(cè)阻力:相應(yīng)于樁頂作用極限荷載時,樁端、樁身側(cè)表面所發(fā)生的巖土阻力。從定義可看出,樁基規(guī)范把單樁承載力達(dá)到極限值水準(zhǔn)時的樁端土的承載力視為極限值,并非物理意義上的極限值。也許是為了回避樁端土的承載力一詞,避免與現(xiàn)有的土力學(xué)概念及理論產(chǎn)生矛盾,規(guī)范采用了樁端阻力一詞,不再采用樁端土的承載力等名詞。這幾個概念在現(xiàn)行各規(guī)范中幾乎都得到了采納。
  不考慮靜力觸探法、經(jīng)驗參數(shù)法等間接方法,直接確定樁端阻力的方法大致有2種:①在樁身及樁端埋設(shè)傳感器,測試單樁在極限狀態(tài)下的樁端阻力及樁側(cè)阻力。因耗時費(fèi)錢,如果不是出于科研目的,極少有人愿意這么做。②采用載荷板試驗。常規(guī)載荷板試驗結(jié)果顯然偏差會很大,應(yīng)該采用深層載荷板試驗。先假定出極限狀態(tài),達(dá)到極限狀態(tài)時的承載力就是承載力極限值,該極限值可認(rèn)為是物理意義上的極限值或近似極限值。但實(shí)際上,因試驗技術(shù)復(fù)雜、數(shù)據(jù)分析難度較大及費(fèi)用較高等原因,深層載荷板試驗也很少做。工程中很難測量到數(shù)值,也就很難單獨(dú)定義側(cè)阻力與端阻力的極限狀態(tài)。
  不管采用什么方法,只要想做,還是能測到的,但測試得到的極限值,與上述定義中的極限值,即阻力,是一回事嗎?看起來不太肯定。假定單樁上半段的側(cè)阻力、下半段的側(cè)阻力、樁端阻力的極限值都能測出來,但加在一起構(gòu)成的是樁的極限承載力,即嗎?恐怕不是,如前所述,三者是異步發(fā)揮的,不能同時達(dá)到極限值,。
  所以,能夠較為準(zhǔn)確知道的只是單樁總的承載力極限值,側(cè)阻力與端阻力各是多少、是否達(dá)到極限,實(shí)際上并不十分清楚。反過來,就算知道了側(cè)阻力、端阻力極限值,按式(1)加在一起能不能組成承載力極限值,也并不能完全肯定。
  2.3 特征值=特征值+特征值
  特征值=特征值+特征值的設(shè)計方法,估且稱之為特征值設(shè)計法,該方法的要點(diǎn)如下:
  (1)如何定義單樁承載力特征值狀態(tài)?相關(guān)規(guī)范規(guī)定[1],單樁承載力特征值對應(yīng)的是結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài),但單樁承載力本質(zhì)上是抗力,應(yīng)該從抗力的角度而不是作用的角度來定性其物理意義。從抗力的角度,承載力通常以變形為標(biāo)志,承載力與沉降值是一一對應(yīng)的,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中最終均以靜載試驗時單樁沉降變形來確定承載力。按相關(guān)規(guī)范中特征值的概念,單樁工作在正常使用極限狀態(tài)時,相應(yīng)的沉降值應(yīng)該是惟一的,即為載荷試驗中用于確定承載力特征值的沉降值指標(biāo),就像把 40 mm沉降量對應(yīng)的荷載定義為極限值一樣。但沉降值指標(biāo)為何值時對應(yīng)的荷載可為承載力特征值? 5 mm、10 mm、還是15 mm?不同建構(gòu)筑物正常使用極限狀態(tài)(即單樁的承載力特征值狀態(tài))允許的沉降值是不同的,即承載力特征值要求相同時,對沉降量的要求是不同的,不可能統(tǒng)一成一個沉降值。這又給載荷試驗用沉降值指標(biāo)確定承載力特征值帶來了麻煩。如果不能用一個統(tǒng)一的沉降值指標(biāo)去確定承載力特征值,對于不同結(jié)構(gòu)形式的建構(gòu)筑物,就需要根據(jù)其沉降要求制訂不同的承載力特征值確定指標(biāo)。如對于框架結(jié)構(gòu),取沉降值15 mm對應(yīng)的荷載為承載力特征值;而對于磚混結(jié)構(gòu),則取沉降值10 mm作為指標(biāo),但這顯然是無法做到的。但如果不用沉降值指標(biāo)去確定承載力特征值,還能用什么指標(biāo)呢?
  (2)不管規(guī)定用于確定承載力特征值的沉降值指標(biāo)是多少,必須還先要得到承載力極限值,需要建立特征值與極限值的關(guān)系,因為規(guī)范規(guī)定特征值不能超過極限值的一半。既然這樣,用極限值就能夠解決的問題,為何還要舍近求遠(yuǎn)轉(zhuǎn)換成特征值呢?
 ?。?)如何定義樁側(cè)阻力及端阻力特征值狀態(tài)?即,沉降值指標(biāo)為何值時對應(yīng)的荷載為側(cè)阻力及端阻力特征值?《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[2]明確規(guī)定,特征值為極限標(biāo)準(zhǔn)值除以安全系數(shù),目前規(guī)范及工程中通常按極限承載力一半取特征值,尚沒有見到其他取值辦法。如果按1/2取值,因為端阻力與側(cè)阻力不能同步發(fā)揮,端阻力的一半(如圖1中 所示)與側(cè)阻力的一半(如圖1中所示)對應(yīng)的沉降值不同,兩者不能同步達(dá)到,式(1)理論上很難成立;而且,還是需要事先分別確定側(cè)阻力及端阻力的極限狀態(tài)。如果采用極限狀態(tài)設(shè)計法類似的做法,把單樁承載力特征值對應(yīng)的端阻力及側(cè)阻力規(guī)定為特征值(如圖1中所示虛線與各曲線的交點(diǎn)),理論上三者能夠同步達(dá)到,但需要先確定單樁承載力特征值,這又陷入了第(1)點(diǎn)所述矛盾之中。
  也就是說,特征值 特征值 特征值未必能夠成立。如前所述,特征值是極限值除以安全系數(shù)2而得來的,故該公式的默認(rèn)推導(dǎo)過程如下:
  ∵極限值=極限值+極限值 (6)
  ∴ (7)
  又 ∵ (8)
  ∴特征值=特征值+特征值 (9)
  看起來沒什么大問題,但實(shí)際上,如前所述,由于樁端阻力與側(cè)阻力并非同步發(fā)揮,式(7)可能不會成立。式(7)的通用表達(dá)形式應(yīng)該為
  式中:a、b分別為樁端阻力及樁側(cè)阻力的分項安全系數(shù),由于樁端阻力與側(cè)阻力不能同步發(fā)揮,故不太可能同時等于2。
  通過試樁得到單樁承載力極限值為140 kN,其中樁側(cè)阻力極限值40 kN、樁端極限值100 kN。單樁承載力為特征值70 kN時,側(cè)阻力特征值及樁端特征值是理想中的20 kN及50 kN嗎?幾無可能。如前所述,樁側(cè)阻力通常先于端阻力發(fā)揮,如果樁較長,端阻力還不及充分發(fā)揮,側(cè)阻力就超過了 20 kN、即特征值狀態(tài)。這可能才是摩擦端承類樁的真實(shí)受力狀態(tài),即單樁承載力達(dá)到特征值狀態(tài)時,實(shí)際側(cè)阻力通常早已大于特征值,分項安全系數(shù)a、b幾乎沒機(jī)會同時為2。式(10)有多組解,式(7)只是式(10)的一個特例,而該特例實(shí)現(xiàn)的可能性又極低。
  總之,不管是通過單樁承載力特征值確定側(cè)阻力及端阻力特征值,還是通過側(cè)阻力及端阻力特征值計算單樁承載力特征值,都有很難解決的矛盾,相對極限值設(shè)計法而言,理論上更難自圓其說,技術(shù)上也更難實(shí)現(xiàn)。特征值設(shè)計法實(shí)質(zhì)上就是容許應(yīng)力設(shè)計法,在樁基設(shè)計中,這種方法似乎已經(jīng)過時,可能不再適合國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對技術(shù)工作的要求。
  2.4 二選一
  工程中使用的是單樁承載力,業(yè)界經(jīng)驗最多、最準(zhǔn)確的也是單樁承載力,工程中需要把承載力不斷地拆分為側(cè)阻力與端阻力、再不斷地在新的工程中合成新的單樁承載力。因無法拆分得準(zhǔn)確、公平,拆分出的側(cè)阻力、端阻力與真實(shí)值會有偏差(偏差有多大很難確切知道),再合成新的單樁承載力時(設(shè)計值),當(dāng)然與實(shí)際承載力有一定偏差。
  問題產(chǎn)生的根本原因,應(yīng)該是樁端土的承載力與樁側(cè)土的摩阻力的力學(xué)性質(zhì)不同造成的。樁側(cè)土的摩阻力本質(zhì)上是抗剪強(qiáng)度,與變形基本無關(guān),一旦變形就會降低為殘余強(qiáng)度;樁端土的承載力,可視為抗壓強(qiáng)度(本質(zhì)上也是抗剪強(qiáng)度,只是剪切破壞面與抗剪強(qiáng)度的不同),與變形密切相關(guān),數(shù)值大小通常主要取決于變形量。兩種對變形要求不同的強(qiáng)度對樁產(chǎn)生的抗力直接相加,必然存在矛盾,所以不管是特征值+特征值=特征值,還是極限值+極限值=極限值,機(jī)制上都難言準(zhǔn)確及完善。這也許就是計算公式稱為半經(jīng)驗公式的一個原因。
  如果在特征值設(shè)計法與極限值設(shè)計法之間做出選擇,筆者傾向于后者。
 ?。?)樁特征值狀態(tài)很難確定,樁側(cè)阻力特征值也好,樁端阻力特征值也罷,甚至樁的承載力特征值都很難描述其物理意義,其概念很不明確。
 ?。?)特征值的經(jīng)驗值來源是間接的,驗證方法也是間接的,相對于極限值而言,可靠性更差一些。
 ?。?)特征值是通過極限值取得的,既然用極限值計算承載力更直接、更方便,無需再舍近求遠(yuǎn)換算成特征值。
 ?。?)承載力檢測以極限值為直接目標(biāo),設(shè)計計算最好也應(yīng)以極限值為直接目標(biāo)。極限值不像特征值那樣需細(xì)分樁達(dá)到極限承載力狀態(tài)時樁側(cè)阻力及樁端阻力的狀態(tài),很難分清楚,也沒必要去分清楚。
 ?。?)國外標(biāo)準(zhǔn)幾乎都采用極限值設(shè)計法,如《歐洲規(guī)范7:巖土工程設(shè)計——第1部分:通則》[8]。采用極限值設(shè)計法便于與國際接軌。
 ?。?)有的規(guī)范認(rèn)為,特征值設(shè)計法也是一種極限狀態(tài)設(shè)計法,即正常使用極限狀態(tài)法。不過,正常使用極限狀態(tài)法通常用于計算變形,承載能力極限狀態(tài)法通常用于計算樁的極限承載力,兩種方法得到的樁的承載力是相互矛盾、不能統(tǒng)一的,承載力問題使用正常極限狀態(tài)法解決可能更不適合。
  巖土工程本身就是“粗活”,工程技術(shù)規(guī)范的主要目的又是為了工程應(yīng)用,所以規(guī)范只能化繁為簡、“粗”著來,概念及分類、設(shè)計及施工方法等都很難做到精細(xì)、準(zhǔn)確;即便與國際接軌了,如前所述,也不能夠從根本上解決技術(shù)上固有的矛盾。不過,在技術(shù)還是應(yīng)該盡量往前邁進(jìn),哪怕只是一小步。
  3 樁的有效長度
  如前所述,樁所受的荷載向下傳遞時,樁側(cè)不同深度的摩阻力是異步發(fā)揮的,這表明了摩擦樁存在著有效長度,如同錨桿存在著有效長度一樣。深圳地區(qū)近些年來隨著對前海片區(qū)及后海片區(qū)的開發(fā)建設(shè),樁長超過60、70 m的超長樁應(yīng)用越來越多。很多靜載試驗結(jié)果表明,樁的長度達(dá)到一定程度后,承載力與樁長不再成比例增長,其增長速率下降,即側(cè)摩擦力的效率降低。這就意味著,當(dāng)樁長較長時,如果不嵌巖,按式(1)~(3)計算得到的樁長有時不一定夠用,可能需要更長甚至入巖。深圳后海某樁基工程為非嵌巖樁,以強(qiáng)風(fēng)化花崗巖為持力層,旋挖成孔,成樁后選3條樁進(jìn)行靜載試驗,樁長50~60 m,試驗結(jié)果表明,單樁承載力都達(dá)不到設(shè)計要求,最低的僅為設(shè)計值的40%:直徑1.0 m,樁長54 m,設(shè)計承載力極限值17 400 kN(其中計算書中樁側(cè)阻力極限值13 800 kN),試驗結(jié)果僅為6 960 kN。雖然最終歸因于施工質(zhì)量欠佳(抽芯檢測樁底有1 m多厚的沉渣),但筆者認(rèn)為,樁長超過有效長度后單位長度側(cè)摩阻力降低亦是重要原因 (6 960 kN僅約為樁側(cè)阻力計算值13 800 kN的50%)。目前業(yè)界對樁的有效長度研究還處于定性而不能定量分析階段,盼望著能有更多研究成果在規(guī)范中體現(xiàn)出來。
  4 抗拔系數(shù)
  近些年,國內(nèi)隨著超高層建筑物越來越多,深大基坑越來越多,抗拔樁得到了廣泛的應(yīng)用。但受試驗?zāi)芰?、現(xiàn)場條件限制及工期制約等因素影響,現(xiàn)場抗拔樁試驗并不多,業(yè)界經(jīng)驗并不多。相對抗壓樁及抗壓試驗,業(yè)界對抗拔樁的經(jīng)驗要少得多,可能都算不上很成熟,故式(5)以抗壓樁得到的豐富經(jīng)驗為基礎(chǔ)進(jìn)行抗拔設(shè)計計算,也不失為一種實(shí)用辦法?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》[2]建議砂土抗拔系數(shù)取0.5~0.7,黏性土、粉土取0.7~0.8。
  近幾年,深圳市后海片區(qū)十幾個工程項目進(jìn)行了抗拔樁靜載荷試驗,結(jié)果很出人意料,抗拔試驗結(jié)果完全滿足設(shè)計要求的項目很少。此事引起了業(yè)界的警覺與重視,不少項目紛紛進(jìn)行抗拔試驗,試驗結(jié)果普遍偏低,某工程最低僅約為基樁自重(非浮重度)的1.2倍。不少專家認(rèn)為,樁越長抗拔系數(shù)通常就越小,在后海片區(qū),設(shè)計計算時取0.2~0.3比較有把握。后海片區(qū)抗拔樁主要為灌注樁,樁徑為0.8~1.5 m,樁長為15~35 m,無擴(kuò)徑,地層主要為殘積土、全風(fēng)化及強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,施工工藝主要為旋挖、鉆沖孔、人工挖孔等。
  顯然與《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[2]的建議值相差太多。原因可能是規(guī)范編制時收集的樣本較少、較老,樁徑較小,樁長可能也不長,涉及的巖土類型也少,樁的自重在抗浮力中所占的比重可能較大等。另外,抗拔樁存在著有效長度、而實(shí)際樁長超過了有效長度較多可能也是后海片區(qū)灌注樁抗拔系數(shù)偏低較多的重要原因。不管怎樣,規(guī)范都值得對抗拔系數(shù)給予充分的重視和研究,盼望著能有更多研究成果在規(guī)范中體現(xiàn)出來。
  5 樁的自重
  《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》[2]規(guī)定,式(4)中為按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合計算的基樁拔力,為基樁抗拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值,為樁的自重。并規(guī)定建筑物為甲、乙級時應(yīng)通過現(xiàn)場單樁上拔靜載荷試驗確定,具體按《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》[9]執(zhí)行,為丙級時可不試驗而是按式(5)計算。
  《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》[9]規(guī)定,單樁豎向極限抗拔承載力可按下列方法綜合判定:①根據(jù)上拔量隨荷載變化的特征確定:對陡變型曲線,取陡升起始點(diǎn)對應(yīng)的荷載值;②根據(jù)上拔量隨時間變化的特征確定,取曲線斜率明顯變陡或曲線尾部明顯彎曲的前一級荷載值;③當(dāng)在某級荷載下抗拔鋼筋斷裂時,取其前一級荷載值??梢?,《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》從抗拔試驗求取基樁極限抗拔承載力時沒有單獨(dú)考慮樁的自重,試驗結(jié)果包括了樁的自重,為之和;而從式(4)推測《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》的本意,從試驗結(jié)果求取抗拔力時應(yīng)該扣除樁的自重。這個矛盾看起來由《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》解決更合理一些,即試驗結(jié)果中扣除。如果沒有地下水,這么做一點(diǎn)問題也沒有;如果有地下水,好像事情就沒那么簡單了?!督ㄖ痘夹g(shù)規(guī)范》[2]規(guī)定,地下水位以下的樁取浮重度,當(dāng)樁底存在自由狀態(tài)的地下水且有水壓力時,樁才會受到浮力作用,如果樁的上拔量不大,樁端沒有與樁端土脫離,樁端下不一定會侵入自由狀態(tài)的地下水,樁并不一定會受到浮力作用,地下水位以下的樁取浮重度可能不準(zhǔn)確。遺憾的是,幾乎無法知道樁到底有沒有受到浮力作用。鑒于此,筆者建議,從抗拔試驗結(jié)果求取單樁抗拔力時,不考慮地下水的浮力作用,即地下水位以下樁的自重取天然重量而不是浮重度,這樣,的計算值將會偏大,因為試驗結(jié)果為之和,所以將會偏小,再用于設(shè)計時工程將偏于安全。
  6 結(jié) 論
 ?。?)單樁抗壓承載力通過樁側(cè)阻力與樁端阻力直接相加方法計算得到時,不管是特征值設(shè)計法還是極限值設(shè)計法,在概念及理論上均存在著不完善之處,主要原因是樁側(cè)阻力與樁端阻力的力學(xué)特性及對變形的要求不同、不能同步發(fā)揮所致。相對來說,極限值設(shè)計法更直接、更可靠、更準(zhǔn)確,概念更明確,且易于與國際接軌,建議規(guī)范優(yōu)先采用。
  (2)樁長超過有效長度后,單位長度側(cè)摩阻力將會降低。
 ?。?)部分工程中得到的抗拔樁的抗拔系數(shù)遠(yuǎn)小于相關(guān)規(guī)范推薦值,尤其是樁長較長時。
 ?。?)根據(jù)抗拔試驗結(jié)果求取單樁抗拔承載力時,不宜按浮重計算樁的自重。
  參 考 文 獻(xiàn)
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  [9] 中國建筑科學(xué)研究院. JGJ106-2014建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社, 2014.
(文章來源:第十二屆全國樁基工程學(xué)術(shù)會議論文集)

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