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桩基础抗拔系数λ的概念

 

桩基础竖向受拉时,其抗拔承载力计算分为两大类:一类为理论计算模式,以土的抗剪强度及侧压力系数为参数按不同破坏模式建立的计算公式;另一类是以抗拔桩试验资料为基础,采用抗压极限承载力计算模式乘以抗拔系数λ的经验性公式。前一类公式影响其剪切破坏面模式的因素较多,包括长径比、有无扩底、成桩工艺、地层土性等,不确定因素多,计算较为复杂。为此,《建筑桩基技术规范》采用后者,而抗拔系数λ的取值成为计算结果准确性的关键

 

      1、单桩静载试验抗拔系数λ计算

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      根据查阅相关资料文献,通过单桩静载试验计算抗拔系数λ的方式有三种,下面分别进行介绍。
      1)第一种计算公式:《建筑桩基技术规范》第5.4.6条的条文说明指出,抗拔系数λ=抗拔极限承载力/抗压极限承载力。该方法计算简单、操作方便,但未考虑上拔时桩体自重以及下压时桩端阻力,与经验法计算桩基抗拔承载力公式原理上差别较大。
       2)第二种计算公式:抗拔系数λ=抗拔极限承载力/(抗压极限承载力-桩端阻力)。该方法考虑了下压时桩端阻力,但是未考虑上拔时桩体自重,与经验法计算桩基抗拔承载力公式原理上仍然存在一定误差,当桩体自重较小时,可以采用。
     3)第三种计算公式:抗拔系数λ=(抗拔极限承载力-桩体自重)/(抗压极限承载力-桩端阻力)。该方法同时考虑上拔时桩体自重以及下压时桩端阻力,与经验法计算桩基抗拔承载力公式原理上一致。本计算方法为计算抗拔系数λ推荐方法。
         2、桩规对于抗拔系数λ推荐值
      《建筑桩基技术规范》第5.4.6条给出了各类土体的抗拔系数推荐值:黏性土、粉土的取值范围为0.7~0.8;砂土的取值范围为0.5~0.7,当桩长l与桩径d之比小于20时,λ取小值。据此可知,抗拔系数λ一般是随着桩基长径比的增大而增大。www.gc5.com
         3、影响抗拔系数λ取值的因素
      对抗拔系数取值影响较大的因素主要有两个方面,一是桩的长径比、泊松比,其次是土的剪切模量以及摩擦角,以上两方面因素相互作用、互相影响。根据大量的试验研究和数值分析,桩体抗拔时侧摩阻力始终小于承压时侧摩阻力已达成普遍共识,造成这种现象主要原因正是泊松效应:桩体受拉时,桩会被拉长,相应的桩身会产生一定的收缩,侧向土压力便会相应减少,最终导致抗拔时侧摩阻力减小,而承压时则相反。另外,对于硬土地基或岩石地基,泊松效应会更为明显,即在相同长径比条件下,桩土(岩)平均模量比越小,抗拔系数越小。
         4、岩石地基桩基础抗拔系数λ取值分析
      通过以上分析可知,对于岩石地基而言,泊松效应不容忽视。极端情况下,当抗拔桩体逐渐收缩,并与周围岩土完全脱开时,岩体将不能为桩体提供抗拔侧摩阻力,所以认为岩石地基的抗拔系数λ一定大于砂土、黏性土及粉土的认识是存在疑问的。岩石地基桩基础抗拔系数λ取值,应根据桩埋深、长径比(长径比大时取大值)、成桩工艺(挖孔基础一般可取大值)等因素综合分析确定。

 

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