結構設計經驗分享66—軟體中不起眼的“樁頂嵌固係數”，讓你一迷惑？當面試官問起時，該如何回答？

結構設計經驗分享66—軟體中不起眼的“樁頂嵌固係數”，讓你一迷惑？

當面試官問起時，該如何回答？

樁筏中樁頂的嵌固鉸接與剛接有哪方面差異？

這個引數會對基礎設計存在較大的影響嗎？

回覆：想必大家都存在這個疑惑，請聽如下解說 樁嵌入承臺的深度（大直徑樁100mm，其他50mm）都按照規範取值，鋼筋也是按照規範錨入（抗壓35d，抗拔50d），但對於滿足規範構造要求的樁的嵌固程度規範並沒有給出對應的計算方法；

樁身壓屈驗算時，樁基規範5。8。4對樁頂的約束條件分為鉸接和固結兩種。但並未說明什麼情況下算鉸接，什麼情況下算固結。

鉸接較好理解。固結的涵義是樁頂不產生彎曲變形，即樁與承臺的連線足以完成樁頂由於壓屈而產生的彎矩的傳遞。但是，一般工程施工時，只將樁頂主筋錨入承臺（或筏板），且主筋配筋量一般為構造配筋，很難完成彎矩的傳遞，出現類似塑性鉸的狀態，只傳遞豎向力，不傳遞彎矩，應按鉸接考慮。（軟體官方說詞，感覺欠妥，大直徑抗壓樁樁身配筋還是很多的，軟體只是推薦按照鉸接假定來，但並沒有輸出按照一定的嵌固作用下的樁頂所承受的彎矩，故有待探討）

對於軟體中的“樁頂嵌固係數”，從0（鉸接）到1（剛接），究竟改如何取值？取值不同又會有如何影響，這好像都是平時設計中的一個盲點；

接下來我來說說實際該怎麼操作；

首先我們說下，軟體計算筏板內力是按照彈性地基梁模型，採用文克爾假定，考慮基礎底板圖的彈簧剛度影響，並且考慮了整體彎曲變形的影響；在軟體中，彈性地基梁模型，軟體考慮了上部豎向構件的相對變形；對於樁筏計算，可以看做是一個倒樓蓋的無樑樓蓋計算，樁相當於無樑樓蓋的柱，樁頂的嵌固作用會影響到筏板的變形，好比連續梁的支座情況一樣； 如果完全不考慮灌注樁的嵌固作用，那按照鉸接計算，筏板的內力會增大，對於高寬比較大且水平荷載較大的超高層，影響更明顯，如果筏板內力是豎向荷載控制，可以不用糾結這個問題，直接按照最不利的情況設計就好； 但對於高寬比較大且水平荷載較大的超高層，採用樁筏基礎時，該如何考慮樁（大直徑灌注樁）頂嵌固作用呢？

根據《樁基規範》5。7。3 條文說明可知，建築樁基樁頂嵌入承臺的深度校淺，為5~10cm，實際約束狀態介於鉸接與固結之間。這種有限約束連線接既能減小樁頂水平位移（相對於樁頂自由），又能降低樁頂約束彎矩（相對於樁頂固結），重新分配樁身彎矩。 根據實驗結果統計分析表明，由於樁頂的非完全嵌固導致樁頂彎矩降低至完全嵌固理論值40%左右（此處並沒交代樁徑與筏板厚度的比值以及樁的佈置形式）；

據此可以判定，按照規範的構造要求的樁，樁頂的嵌固係數應該在0。4左右；

有人又說，樁身鋼筋錨入35d怎麼能傳遞彎矩呢，可根據規範對豎向構件在基礎中的錨固長度可知（地規8。2。2），樁鋼筋的錨固基本滿足嵌固需要的滿足長度，所以並不能以此判斷樁頂不能傳遞彎矩，只要在彎矩方向上有對應的受拉鋼筋，滿足錨固長度便可形成抵抗力偶來傳遞彎矩；

對於小直徑的鋼樁及PHC管樁，可以根據需要，將樁伸入筏板內一倍樁徑及以上，可以認定為固結（如果底板不平衡彎矩較大，一定要複核此種做法下的樁抗彎承載力是否滿足）； 但此時需要注意一個問題，如果考慮的樁頂的嵌固係數，設計中需要驗算樁的抗彎承載力，管樁的話，圖集有規定樁身受彎承載力要求，鋼樁和灌注樁可以手算；那驗算抗彎承載力用的彎矩該怎麼取值呢？可以檢視相對於鉸接，按照一定的嵌固係數取值下的筏板彎矩，減少的彎矩便是樁頂承受的；

但無論如何，樁頂嵌固係數對底板內力影響較大時，需對按一定嵌固係數（0。4左右）引起的樁頂彎矩下的樁身抗彎承載力驗算；可不是說假定鉸接，實際就按照鉸接來受力了。注意區分假定和實際的區別；

上述還存在一個問題，樁頂嵌固，樁頂彎矩肯定是最大的，隨著樁身下降，根據實驗可知（結尾論文）： 隨著嵌固深度的增加，彎矩零點的位置有所下降，1/2樁身範圍承擔了大部分彎矩。如果根據樁頂承受的彎矩有需要增大配筋，可無需沿通長配筋，可在樁上部分段配筋即可，分批次截斷； 樁身各斷面剪力隨著嵌固深度的增大而增大。最大剪力出現在1/3樁長處。1/2樁長範圍承擔了大部分剪力；

合理的樁頂嵌固深度約為1倍樁徑；

其實，如果由於水平荷載引起的筏板內力較大，那可以考慮加厚筏板，畢竟抗傾覆計算是考慮到基礎邊，假定基礎的剛性體，如果考慮基礎的變形，那整體結構側移將會變得更大，對於上部塔樓剛重比，軟體也無法考慮基礎對上不的實際影響，故加大底板厚度是比較合理的選擇；