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[热点探讨]岩石单轴强度值与地基承载力的关系? [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2017-05-10
岩石单轴强度值与地基承载力的关系? b0VEMu81k  
一般怎么建立岩石单轴抗压强度值与桩的桩端土承载力标准值之间的关系? 9j94]w2v  
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只看该作者 1楼 发表于: 2017-05-10
根据地基处理规范7.1.5-3对于cfg桩的Ra计算可以认为是桩侧阻力加桩端阻力,感觉现在CFG桩中的单桩和普通的混凝土灌注桩也没有什么特别特殊的地方,单桩的承载力特征值不应该是侧阻加端阻后除以2吗?先不考虑桩身强度的问题。 e:9s%|]T  
()}(3>O-  
要注意桩基规范里面极限承载力公式里面用的是侧阻和端阻标准值,地基规范和地基处理规范Ra计算用的是侧阻和端阻特征值。
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只看该作者 2楼 发表于: 2017-05-10
浅基础的地基承载力和桩端阻力是两个不同的概念,在勘察报告中本不应该同时出现,它俩相等的唯一条件是做深层载荷试验,在同一标高的试验土层做深层平板载荷试验,两者才相等,离开这个条件,就不能推广这个概念,不能认为勘察报告中对同一土层所评价的地基承载力特征值和桩端阻力之间存在什么定量关系,甚至认为他们是相等的。
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只看该作者 3楼 发表于: 2017-05-10
;7>k[?'e  
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 un F=";9H  
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 n \i ~H  
是什么,如何换算? BROn2aSx%  
《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。 >~;= j~  
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。 XfQK kol  
9u;/l#?@T  
一、        原因 -Hh.8(!XoO  
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。 yU"lJ>Eh}}  
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。 ew.jsa`TrW  
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。 "h5.^5E6  
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。 m9=93W?   
《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*度设计统一标准》(GB50068-2001)规定不符,因此本次规范进行了修订。 4%$#   
二、对策 <y=+Gh  
《建筑结构可*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。 %<O0Yenu  
“特征值”一词,用以表示按正常使用极限状态计算时采用的地基承载力和单桩承载力的值。 p:;`X!  
三、应用 4aiI&,  
用作抗力指标的代表值有标准值和特征值。当确定岩土抗剪强度和岩石单轴抗压强度指标时用标准值;由荷载试验确定承载力时取特征值,载荷试验包括深层、浅层、岩基、单桩、锚杆等,见规范有关附录。 tfCK^{  
地基承载力特征值fak是由荷载试验直接测定或由其与原位试验相关关系间接确定和由此而累积的经验值。它相于载荷试验时地基土压力-变形曲线上线性变形段内某一规定变形所对应的压力值,其最大值不应超过该压力-变形曲线上的比例界限值。 8|{d1dy  
修正后的地基承载力特征值fa是考虑了影响承载力的各项因素后,最终采用的相应于正常使用极限状态下的设计值的地基允许承载力。 |jB/d@RE  
单桩承载力特征值Ra是由载荷试验直接测定或由其与原位试验的相关关系间接推定和由此而累积的经验值。它相应于正常使用极限状态下允许采用单桩承载力设计值。 9i46u20  
当按地基承载力计算以确定基础底面积和埋深或按单桩承载力确定桩的数量时,传至基础或承台底面上的荷载效应应按正常使用极限状态采用标准组合,相应的抗力限值采用修正后的地基承载力特征值或单桩承载力特征值。即S≤C,C为抗力或变形的限值;pk≤fa(地基);Qk≤Ra(桩基)。此时特征值fa、Ra即为正常使用极限状态下的抗力设计值。 oCxy(q'y  
当根据材料性质确定基础或桩台的高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力、确定配筋和验算材料强度时,上部结构传来的荷载效应和相应的基底板应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,即γ0S≤R计算,此时地基反力p、桩顶下反力Ni和主动土压力Ea等相应为荷载设计值,要采用相应的分项系数。 *.6m,QqJ(  
因此,阅读地质报告时,若为“特征值”则为允许值,安全系数已包括在内;若为“标准值”,则为极限值,应考虑相应的抗力分项系数。 Js<DVe,  
要了解这个问题须比较三本规范,即74规范,89规范和2002规范。 74规范是荷载标准值与容许承载力的比较; 89规范是荷载设计值与承载力设计值的比较; 2002规范是荷载标准值与特征值的比较。 74规范到89规范时荷载放大1.25到1.30倍,承载力只放大1.1到1.2倍,设计安全水平提高了约1.15倍。 89规范到2002规范承载力表达式基本不变,去掉1.1的约束;荷载相当74规范。设计安全水平又回到74规范水平。 实际上89规范是不正确的,2002规范的特征值物理意义就是74规范的容许值。表达值与89规范一样,但物理意义不一样。 89规范是按照《建筑结构设计统一标准》(GBJ68-84)的要求,以地基承载力的允许值作为标准值,以深度宽度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。 新版地基规范认为,建筑物的正常使用应满足其功能要求,实际情况上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,也就是变形控制了承载力。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,即特征承载力,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。 简单的说,特征值已包含了安全系数,数值应比原规范中的标准值小,具体数值应通过载荷实验确定,但为简单起见,可将标准值除以一抗力分项系数,可取1.25。 在上海市的地基基础规范里,极限值除以1.6为设计值,极限值除以2为特征值。由次可见:地基承载力特征值=地基承载力设计值/1.25 l*w*e.ezQ  
特征值小于以前的设计值,但是荷载由过去的设计植改为标准值,所以结果应该变化不大。 BR-4L2[  
但如果可变荷载较大,则计算结果会比以前小。 sOO_J!bblP  
只有理解了地基极限承载力;容许承载力;承载力标准值;承载力设计值的含义,就不会被特征值迷惑!其实承载力特征值就是容许承载力,也是承载力标准值,这是由89地基规范混乱引起的,2002地基规范无法改回这个错误才采用了"特征值"一词,不信看看北京市建筑设计细则结构专业(3.2.1-1)式,地基承载力是采用的是标准值. "-Yj~  
标准值/安全系数=特征值,一般取2。 标准值/分项系数=设计值,一般取1.65。 这分别是地基基础设计规范和桩基设计规范的不同规定。单桩承载力特征值 :2002地基基础规范的提法 单桩承载力设计值:94-94规范的提法 单桩承载力设计值:=单桩极限承载力标准值/抗力分项系数(一般1.65左右) 单桩承载力特征值 :=静载试验确定的单桩极限承载力标准值/2 采用2002规范时,设计值就取特征值 ,荷载组合为荷载效应的标准组合 采用94-94规范时,设计值就是上面那个式子,荷载组合为荷载效应的基本组合 显然两者差别较大 'Rb tcFb   
由于老规范中,设计人员经常把单桩承载力设计值、单桩承载力特征值两个概念搞混,2002规范中已经不提单桩承载力设计值这个概念了,所有公式中均使用特征值概念。楼上提到 &0`i(l4]l  
的 ”单桩承载力特征值 :=静载试验确定的单桩极限承载力标准值/2 “ 是对的。 3UX6Y]E3  
极限标准值除以2,即为特征值 极限侧摩阻力除以2 就是摩阻力特征值 详细你可以看基础规范第138页第七条! &Nw[J5-"k  
1.25X特征值=设计值;1.6X设计值=极限值;2X特征值=极限值 W6s-epsRmT  
谢谢,昨天咨询了省上专家,我也仔细想了,对于桩来说,极限桩端阻力标准值除以2应该和基础规范上的特征值相等,认为极限桩端阻力标准值即为特征值的说法是错误的。两者规范的安全系数基本都为2。桩规范采用缩小抗力(设计值=标准值/1.65)和放大荷载(基本组合=标准组合X1.25)两个方面来实现,安全系数为1.65X1.25=2.01,而基础规范采用标准组合,荷载没用放大,只是采用特征值即极限桩端阻力标准值除以2一个方面来实现安全系数放大两倍,这样两个规范的安全系数就统一了,有很多人把极限桩端阻力标准值中的标准值和标准组合两个概念混淆了,极限桩端阻力标准值中的标准值只是一种统计方法,相当 (DkfLadB  
于每个极限桩端阻力的平均值,不是乘系数1.0的问题。 对于其他基础形式,如独立基础,我觉得标准值应该就是特征值,拿的不是很准确,望各位共同探讨。 对于独立基础,最不利荷载组合怎么取向大家请教(有12种,那一种最不利呢)。 对于桩,标准组合怎么从PKPM中取,我向专家请教了,今天时间紧,改天再说。也希望听听大家的做法,有神么好的见解
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zljandzxl 土币 +2 - 2017-10-03
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只看该作者 4楼 发表于: 2017-05-10
地基承载力特征值是用来设计浅基础用的,对于岩石地基(一般指中风化或微风化岩石),地基承载力特征值与单轴抗压强度是有直接关系的,一般根据岩石的完整性对单轴抗压强度乘以一个折减系数并考虑当地的经验来综合确定,但在实际中,对强度很高的完整岩石,地勘单位也不会给出非常高的地基承载力特征值,这里面最主要的原因是过高的地基承载力特征值对设计单位是没有实际意义的.例如对370厚的砖墙,你不可能做240宽的基础. *\Lr]6k  
对于嵌岩桩,当桩端为中风化或微风化岩石时也需要利用单轴抗压强度来计算桩端承载力.而且一般桩端承载力要远高于对于的地基承载力特征值,这是因为二者的受力环境完全不同,相关的理论可以多看看地基基础的教材,那里面讲的非常清楚!
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只看该作者 5楼 发表于: 2017-05-10
F!fsW9  
单轴抗压饱和强度是用于嵌岩桩计算,而地基承载力特征值用于浅基础计算。能否通过桩基规范5.3.9的公式计算桩端承载力特征值?
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只看该作者 6楼 发表于: 2017-05-10
桩基规范5.2.2条。另外,对于预应力管桩按规范估算的承载力一般都是偏低的,应以现场试桩为准,地勘提的参考值可以参考。 9o4h~Imu  
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只看该作者 7楼 发表于: 2017-05-11
规范中有规定
Welcome to beijing!
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只看该作者 8楼 发表于: 2017-05-11
建筑地基基础设计规范 GB5007---2002 /2 hk9XM  
1{wbC)  
第5.2.6条    岩石地基承载力特征值,可按本规范附录H岩基载荷试验方法确定。对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值,可根据室内饱和单轴抗压强度按下式计算: Sfa=AV7K  
CB X}_]9X  
fa=ψr.frk (5.2.6) t-5 Y,}j  
CZ'm|^S  
   式中 .wmqaLd%  
   fa---岩石地基承载力特征值(kPa); 6B*#D.fd*  
   frk---岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),可按本规范附录J确定; 6`vW4]zu  
   ψr---折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地区经验确定。无经验时,对完整岩体可取0.5;对较完整岩体可取0.2-0.5;对较破碎岩体可取0.1-0.2。 c-v-U O%  
   注:1.上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续; Ni%@bU $  
   2.对于粘土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样,不进行饱和处理。 ##} 7cFX  
   对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值,可根据地区经验取值,无地区经验时,可根据平板载荷试验确定。
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只看该作者 9楼 发表于: 2017-05-11
岩石抗压强度与地基承载力换算 3Pllxq<n  
K[ [6A:  
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只看该作者 10楼 发表于: 2017-05-11
回 cjz06 的帖子
cjz06:规范中有规定 (2017-05-11 06:35)  h=gtuaR4  
Wp8>Gfb2  
具体哪部规范规定有? $b1>,d'oz  
1.岩石在外力作用下抵抗永久变形和破碎的能力称为天然强度;2.岩石的酸,碱度即指岩石中酸碱的饱和程度; ]6[+tpx  
3.地基承载力是指地基承受荷载的能力,建筑物地基的破坏通常是由于承载力不足而引起的剪切破坏. Qd kus 214  
RuIBOo\XL7  
4.根据Hoek-Brown强度准则,推求了局部剪切破坏下的岩石地基极限承载力;根据极限平衡条件,推求了地基整体剪切破坏模式的岩石地基极限承载力.推求了舍溶洞、基岩面起伏大等情形下的岩石地基极限承载力确定方法.岩石在地基三向围压情况下,其地基承载能力将提高.在实践中,应根据岩石地基承载力具体的确定方法,再考虑是否需要进行岩石地基承载力的深度和宽度修正. k|?[EWIi^  
cI@qt>&  
5.岩石单轴饱和抗压强度乘以一个折减系数等于岩石的地基承载力特征值 oJr+RO  
W/xPVmnV  
建筑地基基础设计规范 GB5007---2002 2O Ur">_  
< $e#o H  
第5.2.6条    岩石地基承载力特征值,可按本规范附录H岩基载荷试验方法确定。对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值,可根据室内饱和单轴抗压强度按下式计算: Ca5#'3Eh  
rFpYlMct  
fa=ψ k 7Tdx*1 U  
9!Q ZuZY  
   式中 x@Z{5w_a  
   fa---岩石地基承载力特征值(kPa); !zF0 7.(E  
   frk---岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),可按本规范附录J确定; 4RB%r  
   ψr---折减系数。根据岩体完整程度以及结构面的间距、宽度、产状和组合,由地区经验确定。无经验时,对完整岩体可取0.5;对较完整岩体可取0.2-0.5;对较破碎岩体可取0.1-0.2。 T?m@`"L,  
   注:1.上述折减系数值未考虑施工因素及建筑物使用后风化作用的继续; *>:phs~r{  
   2.对于粘土质岩,在确保施工期及使用期不致遭水浸泡时,也可采用天然湿度的试样,不进行饱和处理。 GHd1?$  
   对破碎、极破碎的岩石地基承载力特征值,可根据地区经验取值,无地区经验时,可根据平板载荷试验确定。
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只看该作者 11楼 发表于: 2017-05-11
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