
單樁極限承載力標準值、承載力設計值、特征值
單樁承載力設計值:=單樁極限承載力標準值 / 抗力分項系數(一般1.65左右)
單樁承載力特征值:=靜載試驗確定的單樁極限承載力標準值 / 安全系數 2
94樁基規范中單樁承載力有兩個:單樁極限承載力標準值和單樁承載力設計值。單樁極限承載力標準值由載荷試驗(破壞試驗)或按94規范估算(端阻、側阻均取極限承載力標準值),該值除以抗力分項系數(1.65、1.7,不同樁形系數稍有差別)為單樁承載力設計值,確定樁數時荷載取設計值(荷載效應基本組合),荷載設計值一般為荷載標準值(荷載效應標準組合)的1.25倍,這樣荷載放大1.25倍,承載力極限值縮小1.65倍,實際上樁安全度還是2(1.25x1.65=2.06)。94規范時荷載都取設計值,為了荷載與設計值對應,引入了單樁承載力設計值,在確保樁基安全度不低于2的前提下,規定樁抗力分項系數取1.65左右。所以,單樁承載力設計值是在當時特定情況下(所有規范荷載均取設計值),人為設定的指標,并沒有實際意義。
02規范中地基、樁基承載力均為特征值,該值為承載力極限值的1/2(安全度為2),對應荷載標準值。同一樁基設計,分別執行兩本規范,結果應該是一樣的。
單樁承載力特征值×1.25=單樁承載力設計值;
單樁承載力特征值×2=單樁承載力極限值;
單樁承載力設計值×1.6=單樁承載力極限值。
“單樁承載力設計值”與“單樁承載力特征值”是兩個時代的兩個單樁承載力指標,沒有可比性。猶如關公和秦瓊。
當代的工程師忘了“單樁承載力設計值”這個沒有意義的概念吧。
承載力特征值
在地基設計里,大多采用特征值,而不是設計值或標準值。實際上,這里的特征值,同時具備了設計值和標準值的含義。地基承載力特征值,指由載荷試驗測定的地基土壓力變形曲線線性變形內規定的變形所對應的壓力值,其最大值為比例界限值。[1]在意義上來說,它可以直接拿來設計,所以和設計值含義差不多。但是在取值上,它不帶分項系數,所以它在取值上與標準值是一樣的。為什么不叫標準值呢?主要就是使它與一般意義上的設計值、標準值區分開來。
為什么地基設計要采用標準值呢?為什么不采用帶分項系數的設計值呢?主要是因為地基變形一般是大變形,而且其極限承載力差異性很大,往往難以統一界定。所以地基設計的時候,不按承載力極限狀態原則來設計,而按正常使用極限狀態原則來設計,類似于裂縫撓度驗算。所以地基承載力的取值就采用了與標準值相對應的特征值。
取值原則
在取值原則上,特征值和標準值的本質是一樣的。但是在使用意義上,它是設計值。過去地基規范有的叫標準值,有的叫設計值,現在新規范為了避免混淆,才將地基承載力稱為“特征值”。有些地勘報告里的標準值,實際上就是我們所說的特征值。如果給出的是極限值,就應該除以2.0,就是特征值了。在老規范體系的94樁基規范里,樁承載力設計值(即新規范的特征值)的分項系數(實際上應該是安全系數)取1.60~1.70?,F在新國標對于樁承載力特征值取值,統一采用2.0。
2.0是安全系數,不是抗力分項系數。將極限承載力除以2.0,與直接取比例極限,這兩個含義是一樣的。例如一級鋼筋的比例極限(即屈服強度)是235mpa,這是標準值,除以1.1的抗力分項系數等于210mpa,這就是設計值了。而對于特征值來說,其含義就相當于
直接取235mpa,沒有1.1的抗力分項系數。
提醒一點:規范里的所有公式中,凡是有“特征值fa”的地方,對應的上部結構傳下來的荷載或內力,都是采用標準值。