考虑失效准则和沉降控制条件的基桩可靠度分析

边晓亚 郑俊杰 徐志军 章荣军

摘要：研究了失效准则和沉降控制条件对基桩可靠度分析结果的影响.以slgt失效准则为基准，定义了搜集到的7种失效准则的偏差系数，并结合承载能力极限状态和正常使用极限状态模型因子给出了考虑失效准则、模型不确定性和沉降控制条件等因素的可靠度综合分析方法.最后，研究了桩顶容许沉降随机性对可靠度分析结果的影响.研究表明：沉降控制条件的变化对可靠度指标影响较大，但不改变由7种失效准则计算的可靠度指标排列次序.可靠度指标随容许沉降的增大而增大，但增长幅度逐渐降低，该结果不受失效准则影响.基桩承载能力极限状态与正常使用极限状态的可靠性评价机理之间存在关联性.因此，建议将失效准则和沉降控制条件结合起来综合评价基桩的可靠性.

关键词：桩；可靠度；失效准则；沉降控制条件；偏差系数；模型因子

中图分类号：TU 473 文献标识码：A

目前，桩基性能的优劣基本都是通过基桩承载力来评价的.由于土体变异性、地质勘察、现场试验、实验室测试、时间效应及荷载效应等不确定性因素的存在，基桩承载力具有很大的随机性.因为这些不确定性因素的存在具有客观性，影响着基桩的承载性能，所以产生了诸多确定基桩极限承载力的失效准则[1].

Zhang等利用失效准则偏差系数，研究了失效准则在灌注桩承载力可靠度分析中的重要性.徐志军等利用群桩效应系数和失效准则偏差系数，给出了不同失效准则下群桩可靠度分析方法.郑俊杰等在基桩承载力目标可靠度的研究中指出，可靠度设计应首先确定采用的失效准则.

基桩可靠度分析，既要考虑承载力，又要关注位移，工程上要确保基桩承载力足够高、位移尽量小.这两个条件涉及到极限状态设计中的承载能力极限状态和正常使用极限状态问题.

针对基桩竖向位移即沉降问题，Wang等推导出正常使用极限状态和承载能力极限状态下可靠度指标间的函数关系式，并研究了正常使用极限状态下建筑基础和打入桩的可靠性.Phoon等采用两参数拟合曲线描述荷载沉降关系，并用拟合参数来研究模型不确定性，为采用概率方法研究基桩正常使用极限状态下的可靠性提供了新的思路.

本文研究失效准则和沉降控制条件对基桩可靠度分析结果的影响，为此：通过定义承载能力极限状态和正常使用极限状态模型因子来衡量模型的不确定性；以slgt失效准则为基准，给出7种失效准则的偏差系数，以便提出考虑失效准则、模型不确定性和沉降控制条件等因素的基桩可靠度综合分析方法；分析容许沉降对可靠度分析结果的影响.

4 结论

1）失效准则对基桩可靠度评价结果的显著影响，是失效准则偏差系数均值和变异系数共同作用的结果.

2）沉降控制条件对相应失效准则求得的可靠度指标值影响较大，但不改变由各失效准则求得的可靠度指标曲线排列顺序.

3）可靠度指标随slt的增大而增大，但增长的幅度逐渐降低，二者提高幅度的不一致同步性不受失效准则的影响.

4）承载能力极限状态与正常使用极限状态的基桩可靠度评价机理之间存在关联性.依所引用资料，7种失效准则对基桩可靠度综合评价结果，相当于slt为20 mm左右时的可靠度水平.

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