最近跟網友互動較多,說起規範,總有網友會說:規範“拍腦袋”的多 ,執行很困難。
但凡遇到這種質疑,我就會趕緊來個語音溝通。
經過溝通,每個網友,都意識到規範編制組的嚴謹,打消了質疑。
這裡我以一個實例介紹一下規範是怎麼“拍腦袋”的。關於“執行很困難”,下回分解。
建築樁基技術規範 JGJ 94-2008 > 5 樁基計算 > 5.3 單樁豎向極限承載力
5.3.9 樁端置於完整、較完整基岩的嵌巖樁單樁豎向極限承載力,由樁周土總極限側阻力和嵌巖段總極限阻力組成。當根據岩石單軸抗壓強度確定單樁豎向極限承載力標準值時,可按下列公式計算:
式中
Qsk、Qrk——分別為土的總極限側阻力、嵌巖段總極限阻力;
qsik——樁周第i層土的極限側阻力,無當地經驗時,可根據成樁工藝按本規範表5.3.5-1取值;
frk——岩石飽和單軸抗壓強度標準值,黏土巖取天然溼度單軸抗壓強度標準值;
ζr——嵌巖段側阻和端阻綜合係數,與嵌巖深徑比hr/d、岩石軟硬程度和成樁工藝有關,可按表5.3.9採用;表中數值適用於泥漿護壁成樁,對於幹作業成樁(清底乾淨)和泥漿護壁成樁後注漿,應取表列數值的1.2倍。
注:
①極軟巖、軟巖指frk≤15MPa,較硬巖、堅硬巖指frk>30MPa,介於二者之間可內插取值。
②hr為樁身嵌巖深度,當巖面傾斜時,以坡下方嵌巖深度為準;當hr/d為非表列值時,ζr可內差取值。
同樣是這一條,看看JGJ 94-94是怎麼寫的呢?
建築樁基技術規範 JGJ 94-94 > 5 樁基計算 > 5.2 樁基豎向承載力計算> III 樁基豎向極限承載力標準值
5.2.11 嵌巖樁單樁豎向極限承載力標準值,由樁周土總側阻、嵌巖段總側阻和總端阻三部分組成。當根據室內試驗結果確定單樁豎向極限承載力標準值時,可按下式計算:
式中:
ζsi——覆蓋層第i層土的側阻力發揮係數;當樁的長徑比不大(l/d<30),樁端置於新鮮或微風化硬質巖中且樁底無沉渣時,對於粘性土、粉土,取ζsi=0.8,對於砂類土及碎石土,取ζsi=0.7;對於其他情況,取ζsi=1;
其餘參數解釋略。
各位讀者來看這個參數:側阻發揮係數。
這個參數在2008版規範中取消了。
具體的說,就是這個參數對於任何持力層,都取1.0。
再強調一遍。
側阻發揮係數。
94版規範根據持力層情況,取0.7;0.8;1.0;
到了2008版,均統一為1.0。
再強調一遍。
側阻發揮係數。
94版規範根據持力層情況,越堅硬的持力層,側阻越需要折減;
到了2008版,均統一為1.0。
這是為什麼呢?
有人會說,這幾個數,0.7,0.8,差別就那麼大點兒,統一為1.0,這能算個啥呢?!
岩土工程,隨隨便便一個指標,可能誤差就會達到50%~100%,何必糾纏這麼個不丁點兒大的數兒呢?
現在,我們就來看看這個2008版的“1.0”是怎麼“拍腦袋”拍出來的。
關於側阻的發揮,建研院地基所劉金礪教授帶領的團隊持續研究了幾十年。
最早的理論研究和部分試驗資料看起來,大家認為側阻要充分發揮,需要與樁側土發生相對位移。這個相對位移越大,側阻發揮越大。
所以94-94規範就使用了這個機理。樁端持力層剛度越大,側阻發揮越小,這時就產生了一個小於1.0的折減係數。
因為早期的獲得樁基側阻試驗,主要持力層都是土層,所以以土層為基準,作為1.0;越剛的土層越小。小於1.0。
自上世紀70年,北京市樁基研究小組在天壇小區做了一些對比試驗。
如上圖,同樣樁,用稻草、虛土、混凝土模擬持力層,那時就有些神奇的發現。但是數據量少,不敢確定。
這樣作為起點,陸陸續續的試驗研究到2000年左右,劉金礪老先生帶的博士生席寧中,對此開始做針對性科研。
最後驗證:樁端土剛度對側阻發揮有效果。樁端土越剛,側阻發揮越高。
(有興趣者,找找相關技術資料學習)
這就是機理的一個體現!
這意味著:以前的認知要調整。
在編制2008版規範的時候,根據這個認知,調整了這個側阻發揮係數。
首先,持力層越剛,側阻發揮越大,說明,嵌巖樁的這個係數不能比土質持力層更低,必須大於等於1.0;
如果取大於1.0的數,現階段數據不足。
先取1.0用著。
具體大於1.0是多少,再研究看。
從機理上看,取1.0也是安全的。
取了1.0之後,我們自己的工程先按這個去做,去測側阻。
最後落錘入規範。
回顧一下這個過程,規範是怎麼“拍腦袋”的呢?
(1)十年以上如一日的試驗,包括模型試驗和原型試驗;
(2)紮實的理論基礎和機理研究;
(3)多個的工程實踐應用、測試;
(4)敢於突破,從不盲目自以為是;
(5)長年閱讀國內外專業期刊、年會報告等;
(6)最後,要到處宣講取的程度,獲取工程界共識。
這麼高的標準,我都不敢接受。
但是總有這樣的人,作為一種常態,在工作著。
你要能找到例外,我也不奇怪。這麼多的編委總有人例外。但是這樣的人肯定不是主流。因為編委首先要面對業內專家的質疑,然後才是面對用戶的質疑。
能經過重重審核,必然有他的硬實力!
從這樣一個機理上,我們能得到多少啟示呢?
設計人員:做樁基礎要找好持力層;找好持力層,側阻還會高。即使計算不用,安全係數也提高了。
施工人員:幹到好的持力層,心理就踏實。
設備研發:一定要整出動力強勁的設備,幹到基岩;最好能挖開花崗岩這種硬質巖。只要有了這種設備和工藝,何愁沒有市場。
我們來複習這8個大字:概念為先,機理為本!
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