《建筑桩基技术规范》和《铁路桥涵地基与基础设计规范》关于桩基承载力对比研究

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1、《建筑桩基技术规范》和《铁路桥涵地基与基础设计规范》关于桩基承载力对比研究　　摘要：通过实际工程中桩基承载力的计算发现，采用《建筑桩基技术规范》与采用《铁路桥涵地基和基础设计规范》计算出的桩基承载力差异较大。本文分别通过荷载取值原理、桩竖向承载力的评判标准以及桩基承载力的计算过程对两规范进行对比分析。通过选取不同类别土壤对两规范所计算的桩侧摩阻力、端阻力与桩基承载力分别进行对比分析。结果表明：《建筑桩基技术规范》相对于《铁路桥涵地基和基础设计规范》所计算出的桩基承载力较大，其主要原因是《建筑桩基技术规

2、范》较《铁路桥涵地基和基础设计规范》所给出的各种类土壤力学性能优越。关键词：侧阻力；端阻力；承载力特征值；容许应力；中图分类号：U231文献标识码：A11在实际地铁高架站工程的桩基础承载力计算中发现，采用《建筑桩基技术规范》与采用《铁路桥涵地基和基础设计规范》所计算出的桩基承载力差异较大，且通常《铁路桥涵地基和基础设计规范》所计算出的桩基承载力较为小。针对这种情况，本文通过对两规范中荷载取值原理、桩竖向承载力的评判标准以及桩基承载力计算过程等方面进行分析，用以指导今后的地铁高架车站桩基设计。1荷载取值

3、原理《建筑桩基技术规范》[1]采用概率极限状态设计原理，采用恒荷载标准值、活荷载标准值及风荷载标准值等对结构进行计算，并要求各工况荷载通过标准组合进行桩基承载力设计。（1）S—荷载效应标准组合值；SGk—恒荷载作用标准值；SQik—第i个活荷载作用标准值；—第i个活荷载的组合系数；n—活荷载个数。式中的组合系数是通过考虑不同活荷载自身的特性以及变异性，为确保结构可靠度所引进的系数。同时为了考虑结构的重要等级，而引入了结构的重要性系数。由于材料自身存在着变异性，同样引入材料分项系数来考虑这一影响。（2）

4、（3）ro—结构重要性系数；R—材料承载力设计值；Rk—材料承载力标准值；11rR—材料分项系数；《建筑桩基技术规范》基于以上各系数来实现结构的具有一定可靠度的目的，且各系数的取值均由概率极限方法确定。《铁路桥涵地基和基础设计规范》[2]中的结构作用荷载分为主力与附加力，荷载组合通常采用一个主力与一个方向的附加力进行组合。我国铁路桥涵设计采用容许应力法进行设计。在主力、附加力的取值方面基本同《建筑桩基技术规范》，都取用各荷载的标准值。但在荷载组合过程中，并未引入荷载组合系数、结构重要性系数等概念，这是

5、由于容许应力法的原则为，其结构的可靠度主要在于的取值上，容许应力值是由规定的材料弹性极限除以大于1的单一安全系数而得。由于容许应力法以材料的弹性极限为限制，所以此方法对材料强度的利用程度较低。由于《建筑桩基技术规范》中依据概率极限理论为基础，考虑了荷载自身的特性、变异性、结构自身的重要性与材料的变异性，较仅采用单一安全系数的《铁路桥涵地基和基础设计规范》更为科学。2桩竖向承载力的评判标准《建筑桩基技术规范》要求桩基的承载力计算应符合以下标准：荷载效应标准组合下11轴心竖向力作用下（4）偏心竖向力作用下

6、，除满足上式外，尚应满足下面公式（5）地震作用效应和荷载效应标准组合：轴心竖向力作用下（6）偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下面公式（7）Nk—标准组合下桩的平均竖向力；Nkmax—标准组合下桩顶最大竖向力；NEk—有地震作用的标准组合下桩的平均竖向力；NEkmax—有地震作用的标准组合下桩顶最大竖向力；R—桩竖向承载力特征值；《建筑桩基技术规范》较为详细的给出了桩在轴心受荷、偏心受荷情况下的评判标准。同时考虑了地震作用下瞬时作用对桩基承载力的放大作用。11《铁路桥涵地基和基础设计规范》要求在

7、任何形式的荷载作用下，桩所承担的最大荷载不应大于桩身的容许承载力与按岩土阻力确定的容许承载力二者的较小值。由于《铁路桥涵地基和基础设计规范》没有对偏心荷载作用与地震作用下的承载力进行放大，所以此计算方法对材料强度的利用程度相对于《建筑桩基技术规范》较低。3桩基承载力计算过程《建筑桩基技术规范》的桩基承载力特征值根据下试进行计算：（8）Quk—单桩竖向极限承载力标准值；K—安全系数，取K=2；桩的竖向极限承载力标准值通过下式进行计算：（9）qsik—第i层土极限侧阻力标准值；qpk—桩极限端阻力标准值；

8、、—桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数；u—桩身周长；《铁路桥涵地基和基础设计规范》的桩基容许承载力（钻孔灌注桩）：（10）[P]—桩容许承载力；U—桩身周长；fi—第i层土极限侧阻力；—桩底地基土容许承载力；M0—桩底支撑力折减系数。11通过式（9）与式（10）可知，《建筑桩基技术规范》与《铁路桥涵地基和基础设计规范》中桩的承载力都由桩侧摩阻力与桩端阻力两部分组成，并且每部分的公式组成也类似，同时发现两规范中都采用了1/2的折减系数，不同的是《建筑桩基技术规