地基和桩基承载力设计值
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地基承载力特征值、地基承载力设计值、地基承载力标准值关系在(建筑地基基础设计规范)中,在桩的承载力计算公式中(8.5.4-1),提到的是桩承载力承载力特征值;在(建筑桩基技术规范)中提到的是桩的极限承载力标准值,请问二者的关系是什么,如何换算?《建筑地基基础设计规范》桩承载力特征值可由试验确定。
特征值由试验值除以2得到。
1/2=0.5。
对应的组合是正常使用极限状态下的标准组合。
即荷载标准值。
《建筑桩基技术规范》桩的极限承载力标准值,以人工挖孔桩为例,以标准值除以1.65得到设计值,对应的组合是承载力极限状态下的基本组合,即荷载设计值。
1/1.65=0.61。
1.25N+1.2G,N为上部结构传来的荷载,G为承台自重及土重,近似地可取0.61/1.2=0.51。
考虑单桩承载力的提高系数1.1~1.2,0.51/1.1~1.2=0.46~0.43。
一、原因与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。
因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。
它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。
因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系数已包括在内。
无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
桩身结构承载力设计值应满足桩的承载力设计要求桩身结构承载力设计值应满足桩的承载力设计要求?【解答】1、桩轴心受压时式中、`Q_c`;相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向承载力设计值`A`;桩身横截面积;`f_c`;桩身混凝土轴心抗压强度设计值在复核地震作用时,桩的承载力在轴心受压时可提高25%,在偏心受压时可另外再提高20%.即偏心受压的桩,其允许承载力可增加50%.2、桩轴心受拉时,相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗拔承载力设计值、应取式(5.2.9-2a)或(5.2.9-2b)、计算和(5.2.9-3)计算的较小值。
1)对于严格不出现裂缝的桩基:对于一般不出现裂缝的桩基:式中、`Q_ct`;相应于荷载效应基本组合时单桩竖向抗拔承载力设计值`phi_pc`;桩身截面混凝土有效预压应力;A.;桩身横截面积;`f_t`;桩身混凝土抗拉强度设计值;2)对于地基基础设计等级为甲级的建筑:管桩接头宜采用机械连接。
对于其它一般的建筑:管桩接头可采用机械连接和焊接连接。
式中、`Q_ct`;相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向抗拔承载力设计值`l_w`;焊缝长度。
`h_e`;焊缝计算厚度,`h_e`=0.75S、(S为焊缝坡口根部至焊缝表面的最短距离,通常取12mm)`f^w_t`;焊缝抗拉强度设计值,取170Mpa.3)当管桩不用桩身预应力钢棒做抗拔筋而用内孔填芯混凝土中的钢筋作为抗拔桩的受力钢筋时,应按(5.2.9-4)式验算填芯混凝土的长度和(5.2.9-5)式计算填芯混凝土处的抗拔受力钢筋。
式中、`L_a`;填芯混凝土的长度,不应少于 3.0m,且采用微膨胀混凝土;`f_n`;填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值,宜由现场试验确定,当缺乏试验资料时,C30的微膨胀混凝土、可取0.30MPa;`U_m`;管桩内孔圆周长度;`A_s`;管桩内孔受拉钢筋面积;`f_v`;拉钢的抗拉强度设计值。
3、桩身受弯作用时:式中、M;相应于荷载效应基本组合时,作用于单桩的弯矩设计值;`R_m`;桩身的抗弯承载力设计值,当桩身不允许裂缝出现时,可按桩身抗裂弯矩除以1.2确定;当桩身允许裂缝出现时,可按桩身极限弯矩除以1.6确定。
一、原因与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。
因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。
它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。
因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系数已包括在内。
无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。
二、对策《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。
而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。
1.人工挖孔桩基础,选用中风化泥岩作为持力层,其天然单轴抗压强度标准值f r k=6.40Mpa。
桩嵌入中风化泥1.0倍桩径。
2.嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值计算:根据《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第5.3.9条公式Q uk = Q sk+Q rkQsk = 0(桩周围土层松散,偏于安全不考虑土的总极限侧阻力)Q rk =ζr f rk A p3.单桩承载力特征值Ra=Quk/K, K=24.主要参数桩嵌岩段侧阻端阻综合系数:ζr=0.95*1.2(1.2为干作业系数)ZJ-1混凝土抗压强度设计值(kPa)11900桩直径 d (mm)1000椭圆桩桩直段 L (mm)0桩周长 u (m) 3.14桩身截面积 Aps (m)0.79天然单轴抗压强度标准值 frk (kPa)3930扩底A (mm)150桩嵌岩段直径D(d+2A)(mm)1300扩底后面积 Ap(m2) 1.33桩顶荷载标准值 N (kN)572单桩竖向极限承载力标准值 Qrk =ζrfrkAp (kN)(国标5.3.9)5947单桩承载力特征值 Ra=Quk/K (kN)(国标5.2.2)2973荷载控制地基承载力验算 N/(1.2Ra)0.16桩身承载力验算 N/(0.9fcAps)(国标5.8.2-2)0.07纵筋根数 20纵筋直径 (mm)20纵筋间距 (mm)142纵筋配筋率 (%)0.80桩周土负摩阻力系数ξ0.3土层厚度Z12回填土重度γ18中性点以上土层厚度l5群桩效应系数η1单桩负摩阻力标准值:qs=ξσ=ξ*1/2*γ*Z32.4负摩阻引起基桩的下拉荷载 Qg=η*u*qs*l508.94 (N+Qg)/Ra0.36。
一、原因与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加在,很难界定出下一个真正的“极限值”,而根据现有的理论及经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。
因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个通用的界定标准,也没有一个适用于一切土类的计算公式,主要依赖根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程的要求的地基承载力值。
它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到可超过正常使用的限值,也就是变表控制了承载力。
因此,根据传统习惯,地基设计所用的承载力通常是在保证地基稳定的前提下,使建筑物的变形不超过其允许值的地基承载力,即允诺承载力,其安全系数已包括在内。
无论对于天然地基或桩基础的设计,原则均是如此。
随着《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)施行,要求抗力计算按承载能力极限状态,采用相应于极限值的“标准值”,并将过去的总安全系数一分为二,由荷载分项系数和抗力分项系数分担,这给传统上根据经验积累、采用允许值的地基设计带来了困扰。
《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)以承力的允许值作为标准值,以深宽修正后的承载力值作为设计值,引起的问题是,抗力的设计值大于标准值,与《建筑可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。
二、对策《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)鉴于地基设计的特殊性,将上一版“应遵守本标准的规定”修改为“宜遵守本标准规定的原则”,并加强了正常使用极限状态的研究。
而《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)也完善了正常使用极限状态的表达式,认可了地基设计中承载力计算可采用正常使用极限状态荷载效应标准组合。
地基承载力是指土壤在承受荷载时能够承受的最大重量。
不同类型的土壤具有不同的承载力,因此在进行地基承载力计算时需要根据土壤类型来确定相应的参考值。
以下是各类土层的地基承载力参考值:
1. 砂质土
砂质土的地基承载力一般在20kPa到100kPa之间。
2. 粉质土
粉质土的地基承载力一般在10kPa到30kPa之间。
3. 粘土
粘土的地基承载力一般在5kPa到20kPa之间。
4. 砂砾石层
砂砾石层的地基承载力一般在50kPa到150kPa之间。
5. 硬岩
硬岩的地基承载力非常高,可以达到数百千帕斯卡。
需要注意的是,以上地基承载力参考值仅供参考,实际承载力还受到土壤湿度、温度、荷载大小等多种因素的影响。
在进行地基承载力计算时,应该根据具体情况进行综合考虑,以确保计算的准确性和可靠性。
单桩承载力特征值≥2000kn
单桩承载力特征值≥2000kN是一个关于地基工程中桩基承载力的要求。
这个要求意味着针对特定的桩基设计,其承载力特征值必须大于或等于2000kN。
在地基工程中,桩基承载力是指桩基在承受荷载时所能承受的最大力。
这个特征值的确定通常需要考虑多种因素,包括地质条件、桩基材料、设计荷载等。
要确保单桩承载力特征值≥2000kN,首先需要进行地质勘察,以了解地下地层的情况,包括土层的类型、厚度、承载能力等。
其次,需要考虑桩基的类型,比如钻孔灌注桩、钢筋混凝土桩等,不同类型的桩基其承载力特征值会有所不同。
此外,设计荷载也是确定桩基承载力的重要因素,需要根据实际工程情况合理确定设计荷载。
另外,还需要考虑桩基的布置方式和数量,合理的桩基布置可以提高整体的承载能力。
在施工过程中,还需要严格控制桩基的施工质量,确保桩基的受力性能符合设计要求。
最后,在工程验收阶段,需要进行承载力的检测和评估,以验证单桩承载力特征值是否满足≥2000kN的要求。
总之,确保单桩承载力特征值≥2000kN涉及到地质勘察、桩基设计、施工质量控制等多个方面,需要综合考虑各种因素,以确保桩基在实际工程中能够满足设计要求并具有足够的承载能力。
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桩基设计中的特征值、设计值、标准值2008-09-03 16:46这是一个关于桩基础设计的概念问题,希望搞清楚单桩竖向承载力特征值Ra、复合基桩或基桩的竖向承载力设计值R和单桩竖向极限承载力标准值Qk之间的关系。
下面列出规范提及的Ra、R、Qk。
1.单桩竖向承载力特征值Ra《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》8.5.5给出了初步设计时单桩竖向承载力特征值Ra估算式:Ra=qpaAp+upΣqsiali并说明偏心竖向力作用下,单桩承载力Ra应符合下列两式规定:Qk≤RaQikmax≤1.2Ra2.复合基桩或基桩的竖向承载力设计值R《建筑桩基技术规范JGJ 94-94》5.2.2.2给出了桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力设计值R计算公式:R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc并说明偏心竖向力作用下,单桩承载力R应符合下述极限状态计算表达式:γoN≤RγoNmax≤1.2R其中N和Nmax为按5.1计算。
3.单桩竖向极限承载力标准值Qk《建筑桩基技术规范JGJ 94-94》5.2.4给出了各种方法下单桩竖向极限承载力标准值Qk计算公式。
问题:1.特征值Ra和设计值R是同一个概念吗?2.《建筑地基基础设计规范GB50007-2002》和《建筑桩基技术规范JGJ 94-94》分别给出的验算单桩承载力方案是否矛盾?3.针对桩基的设计,这两套验算方案如何选用?4.单桩竖向极限承载力标准值Qk和特征值Ra、设计值R是什么关系?华南理工大学杨小平老师的回复(基础工程授课教师):关于你的问题,不是一两句话说得清,附件是我给研究生上高等基础工程的部分讲稿,供参考。
下面简单回答你的问题。
1.设计值是89年《建筑地基基础设计规范》和94桩基规范的叫法,2002规范改叫特征值。
二者属同一概念。
2.94桩基规范是从极限状态设计出发,引入了分项系数,并考虑群桩效应和承台效应。
实践证明在岩土工程中不应采用这种设计法,而应采用安全系数法,故2002规范取安全系数K=2。
特征值的由来天然地基承载力特征值是只有载荷试验地基土压力便性关系线性变形内部超过比例界限点的地基压力值,实际即为地基承载力的允许值。
进行地基基础设计时,由于土是大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增加,地基承载力也在逐渐增大,很难界定出一个真正的“极限值”,另外,建筑物的使用有一个功能要求,常常是地基承载力还有潜力可挖,而地基变形却已经达到或超过按正常使用的限值。
因此,地基设计时采用正常使用极限状态这一原则,所选定的地基承载力为地基承载力特征值。
旧地基规范选用的地基承载力标准值,是在由试验或其他方法得到地基承载力基本值后,经过统计处理,乘以回归系数,得到地基承载力标准值。
现行地基规范采用特征值一词,用以表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力,其涵义即为在发挥正常使用功能时所允许的抗力设计值,以避免原《地基规范》一律提“标准值”时带来的混淆。
******************************************************************* 《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)中“特征值”一词的说明国家建筑科学研究院地基基础研究所钟亮一、起因与钢、混凝土、砌体等材料相比,土属于大变形材料,当荷载增加时,随着地基变形的相应增长,地基承载力也在逐渐加大,很难界定出一个真正的“极限值”,而根据现有理论的、半理论半经验的或经验的承载力计算公式,可以得出不同的值。
因此,地基极限承载力的确定,实际上没有一个可以通用的界定标准,也没有一个可以适用于一切土类的计算公式,主要依赖于根据工程经验所定下的界限和相应的安全系数加以调整,考虑一个满足工程要求的地基承载力值。
它不仅与土质、土层埋藏顺序有关,而且与基础底面的形状、大小、埋深、上部结构对变形的适应程度、地下水位的升降、地区经验的差别等等有关,不能作为土的工程特性指标。
另一方面,建筑物的正常使用应满足其功能要求,常常是承载力还有潜力可挖,而变形已达到或超过正常使用的限值,也就是由变形控制了承载力。
地基承载力设计值
【资料来源】《建筑地基基础设计规范》(GBJ 7-89)
5.1.3 地基承载力设计值,应符合下列规定:
一、当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m 时,除岩石地基外,其地基承载力设计值应按下式计算:
f=f k+ηbγ(b-3)+ηdγ0(d-0.5)(5.1.3)
式中 f --- 地基承载力设计值;
f k--- 地基承载力标准值,按本规范第3.2.1条至3.2.3条确定;
ηb、ηd--- 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按基底下土类查表5.1.3;
γ--- 土的重度,为基底以下土的天然质量密度ρ与重力加速度g 的乘积,地下水位以下取有效重度;
b --- 基础底面宽度(m),当基宽小于3m 按3m 考虑,大于6m 按6m 考虑;
γ0--- 基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取有效重度;
d --- 基础埋置深度(m),一般自室外地面标高算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高算起。
对于地下室,如采用箱形基础或筏基时,基础埋置深度自室外地面标高算起,在其他情况下,应从室内地面标高算起。
当计算所得设计值f<1.1f k时,可取f=1.1f k;
二、当不满足按(5.1.3)式计算的条件时,可按f=1.1f k直接确定地基承载力设计值。
承载力修
正系数表5.1.3
注:①强风化的岩石,可参照所风化的相应土类取值;
②Sr为土的饱和度,S r≤0.5,稍湿;0.5<S r≤0.8,很湿;r r>0.8,饱和。
成桩工艺选择参考表
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-94)
3.2.3桩的布置需符合下列要求:
3.2.3.1桩的中心距:
(1)桩的最小中心距应符合表3.2.3-1的规定。
对于大面积桩群,尤其是挤土桩,桩的最小中心距宜按表列值适当加大;
表3.2.3-1
注:①d—圆桩直径或方桩边长。
(2)扩底灌注桩除应符合表3.2.3-1的要求外,尚应满足表3.2.3-2的规定。
灌注桩扩底端最小中心距表3.2.3-2
注:①D—扩大端设计直径。
3.2.3.2排列基桩时,宜使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合,并使柱基受水平力和力矩
较大方向有较大的截面模量。
3.2.3.3对于桩箱基础,宜将桩布置于墙下;对于带梁(肋)桩筏基础,宜将桩布置于梁(肋)下;对于大直径桩宜采用一柱一桩。
3.2.3.5一般应选择较硬土层作为桩端持力层。
桩端全截面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土,不宜小于1d。
当存在软弱下卧层时,柱基以下硬持力层不宜小于4d。
当硬持力层较厚且施工条件许可时,桩端全截面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。
Word文档
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注:①砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值,要综合考虑土的密实度,桩端进入持力层的深度比h b/d,土愈密实,h b/d 愈大,取值愈高。
②表中沉管灌注桩系指带预制桩尖沉管灌注桩。
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极限端阻力标准值q sk(kPa)表5.2.9-1
注:①qsk 取值宜考虑桩端持力层土的状态及桩进入持力层的深度效应,当进入持力层深度hb 为:hb≤D,D<hb<4D,hb≥4D;qsk 可分别取较低值、中值、较高值。
②砂土密实度可根据标贯击数N 判定,N≤10 为松散,10<N≤15 为稍密,15<N≤
30 为中密,N>30 为密实。
③当对沉降要求不严时,可适当提高qsk 值。
大直径灌注桩侧阻力效应系数ψs i、端阻力尺寸效应系数ψp表 5.2.9-2
注:表中D 为桩端直径。
土层液化折减系数ψL表 5.2.12
注:①N63.5 为饱和土标准灌入击数实测值;N cr为液化判别标准贯入击数临界值;
②对于挤土桩,当桩距小于4d,且桩的排数不少于5 排、总桩数不少于25 根时,土
层液化折减系数可取2/3~1。
当承台底非液化土层厚度小于1m 时,土层液化折减系数按表5.2.12 中λN降低一档使用。
附录A 成桩工艺选择参考表
注:表中符号○表示比较合适;△表示有可能采用;×表示不宜采用。