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基于桩基承台设计探究综述摘 要： 承台是桩基础的一个重要组成部分，负责将上部结构的荷载传递给各桩，并将各单桩联结成整体。本文对目前国内外桩基承台设计的相关研究进行了综合阐述。 关键词：桩基设计;承台设计;发展 承台设计是桩基设计中的一个重要组成部分，承台应有足够的强度和刚度，以便把上部结构的荷载可靠地传给各桩，并将各桩连成整体。目前，多桩承台设计的一般方法是先假定承台的尺寸，而其平面尺寸往往是由构造要求确定，厚度则凭工程经验先假定后进行抗冲切验算和抗弯计算。抗冲切验算用于验证假设的厚度是否满足要求，而抗弯计算则主要用于确定承台的配筋，具体包括以下内容：验算承台在柱荷载作用下桩周边的抗冲切强度；验算承台板在单桩最大净反力作用处的抗冲切强度；验算承台在桩的净反力作用下的斜截面抗剪强度；将各桩净反力作用下的承台板作为受弯构件，进行正截面抗弯强度计算并配筋。然而采用这种设计计算方法所带来的结果有以下两种可能，一是承台厚度足够大，虽满足要求，但因富余太大而造成一些浪费；二是承台厚度不够大，设计需要重新假设而造成重复工作。目前，国内外关于承台厚度的设计，都是基于上叙规范验证来进行的。 通过查阅相关资料，国内外对桩基承台厚度的研究相对较少，部分研究都是基于实验的结论进行的。综合来开，主要研究仍集中在桩基础承台设计方法、受力特性与传力机理等方向的研究，集中表现为：（1）关于桩基承台设计方法，各国规范差别较大，有些把桩基承台完全作为受弯构件来计算：有些根据承台受剪破坏的特点，考虑剪跨比的影响进行修正；还有的国家采用析架模型进行分析，认为剪力主要由承台内应力流构成的朽架来承受；（2）对于承台的受力特性与传力机理，目前还未达成共识。由于对桩承台的受力特性缺乏深入的研究，所以无法确定桩承台是以受弯破坏为主还是以受剪破坏为主，以及怎样确定它们之间的界限，这是一个带方向性的问题；（3）国内的研究工作，在承台的受力特性的定性方面，己经取得了较大的进步，但在计算公式的建立与定量分析上，仍停留在传统计算模式水平上；（4）国外的研究主要向析架理论和拉压杆模型靠拢，对承台的传力机理有了较清楚的认识；并根据不同的假设，结合有限单元法的分析，提出了不同的模型，建立了各自的公式。但对于承台内部的应力分布的试验，还未见相关的试验论述。 显然，已经确立的桩基础承台理论体系和实验结论，为桩基承台厚度的研究奠定了坚实的基础。进一步的深入理论研究和实验验证，是桩基承台厚度的研究的突破口。 1 新规范桩基承台专题组研究成果 新规范计算公式充分考虑了柱子截面尺寸的影响，指出承台承载力随柱子截面尺寸与承台边长的比值增大而提高，而旧规范计算公式则与柱截面尺寸无关。在常用的柱截面尺寸下。对于四桩方形承台，柱截面尺寸与承台边长的比值在0.25~0.40的范围内，对于等边三桩承台，常见比值在0.30~0.70的范围内，新规范承载力计算公式较偏安全。 抗弯计算仍采用传统的梁板受弯模式，假定屈服线沿柱边将承台分成若干个刚性的块体，最大弯矩产生于屈服线处，即柱边或承台高度变化处，该弯矩全部由钢筋承担，利用极限平衡法求得与规范公式类似的抗弯强度计算公式，公式中考虑了柱截面尺寸的约束影响。 在试验研究的基础上，根据试件最典型的破坏形态，文献给出了桩承台抗剪抗冲切计算方法。承台的抗剪强度计算可按拱式受力体系分析，剪切破坏由拱腹的斜压破坏所致。由此可建立抗剪强度计算公式，设承台剪切破坏面宽度为，剪跨比，加荷点至支座连线倾角为，拱腹截面破坏高度为，在垂直方向的投影为，拱腹截面破坏应力分布时均匀的。设破坏时的平均应力为，以此作为拱腹截面强度。根据69个四桩承台（配筋率）的试验数据，利用最小二乘法求得以下公式： ?Q?P=0.120.36+λf?cb?2h?0（1） 式中，Q?P――剪切破坏面以外的剪切荷载值（破坏面取在柱子边上）； λ――计算剪跨比（实质为距厚比），λ=α?p/h?0，α?p为自柱边至最近一排桩中心的水平距离； h?0――承台的有效厚度； b?2――承台剪切面的计算宽度； f?c――混凝土轴心抗压强度。 文献指出，试验中未发现因柱子冲切作用而破坏的试件，承台的冲切多为角桩冲切破坏，其冲切破坏面按实际破坏模式，以承台角部的冲切破坏锥体来计算。根据34个试件的试验数据，推导出角桩冲切破坏计算公式： Q≤(0.94-0.22λ)u?mh?0f?l（2） 式中，Q――角桩的最大净反力； u?m――冲切角锥体破坏面顶面及底面周长的平均值； f?l――混凝土的抗拉强度设计值。? 当前，形成一套能够概括钢筋混凝土和预应力混凝土结构拉、压、弯、剪、扭状态的统一析架模型理论己经成为现实，并将其