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的见解

深基础中的LRFD和ASD方法

布劳恩品牌图形
摩根·瑞斯博士,p.e.|

你有没有想过荷载和阻力系数设计(LRFD)是如何在深基础上实现的?或者为什么在你工作的所有州都没有一个标准的深基础设计LRFD方法?在Brmanbet体育滚球aun Intertec,我们熟悉如何在许多州实施抗性因素和分析方法,包括但不限于:爱荷华州、堪萨斯州、路易斯安那州、明尼苏达州、密苏里州、北达科他州、南达科他州、德克萨斯州和威斯康星州。在本文中,我们将简要讨论LRFD和ASD设计方法之间的差异,并探讨三种状态如何在钻井设计中使用/校准电阻系数和设计方法。

LRFD与自闭症

在联邦和manbet万博app国家资助的项目中,土工界已经采用了LRFD的地基和边坡稳定性;然而,大多数私人资助的项目仍然使用许用应力设计(ASD)方法。LRFD没有按照ASD方法使用安全系数,而是使用荷载和阻力系数来限制基础荷载大于基础阻力的概率,如图1所示。对于一个基础,美国国家公路和运输官员协会(AASHTO)将失效概率限制在0.0003(即,失效区域包括3500个结构中的1个失效)。

图1所示。失效概率与可靠性指标(Allen, Nowak and Bathurst, 2005)

自从2004年AASHTO在地基和斜坡上采用了LRFD之后,每个州都被要求要么采用联邦阻力系数,要么校准自己的阻力系数,以获得联邦对某些公共项目的资助。下面,我们将概述Braun Intertec在德克萨斯州、密苏里州和明尼苏达州的钻井轴向阻力系数。manbet体育滚球

明尼苏达州

明尼苏达州交通部(MnDOT)规定在明尼苏达州的深基础设计中使用AASHTO出版物提供的阻力系数,但对打入桩使用MPF12动力驱动公式时除外。根据AASHTO的分析方法和土型,我们总结了钻孔竖井的岩土轴向抗压阻力因子,见表manbet万博app1。

表1。钻孔竖井的推荐岩土阻力系manbet万博app数(根据AASHTO LRFD桥梁设计规范修改,第9版,表10.5.5.2.4-1)

密苏里州

在密苏里州交通部(MoDOT)工程政策指南(EPG)、MoDOT建议确定阻力因素的基础上,意味着土壤性质(例如,对粘土土壤不排水抗剪强度,打击计数值为沙地土壤或岩石单轴抗压强度),变异系数(x)的土壤性质,以及桥的类型。一般来说,随着场地变异性和/或土壤特性的增加,阻力因子降低,见图2。除了状态校准的阻力因子,MoDOT EPG建议使用alpha方法,per Reese等(2006),用公式1中计算的alpha (a)来评估名义单位侧阻力,其中为土层的平均不排水抗剪强度。

作为一个数值例子,对于粘土层,平均不排水抗剪强度为1000磅/平方英尺(psf),现场标准偏差为250 psf, COV为0.25。对于主干道上的桥梁,使用图2,alpha方法的阻力系数为0.57。此外,采用α法和MoDOT EPG 751.37中的电阻系数,该层的标称和因子单位侧电阻分别为750 psf和427.5 psf。

图2。粘性土中钻孔竖井单元侧阻力系数(MoDOT EPG 751.37图751.37.3.6.1)


德州

德州运输部(TxDOT)根据德州锥贯入(TCP)数据和/或实验室数据设计钻孔竖井和桩参数。TCP测试是一种使用锤子将直径3英寸的锥体打入土壤或岩石地层的现场测试方法。总吹数(NTCP)是在初始阀座增量后,驱动锥形钻穿至12英寸所需的冲击次数。在坚硬的材料(即坚硬/稠密的土壤或岩石)中,NTCP数值是每100次打击穿透圆锥的深度。TxDOT岩manbet万博app土工程手册提供了允许的表面摩擦和基于N的点轴承的相关性TCP(允许的表面摩擦见图3)。然而,允许的表面摩擦值具有至少2的安全系数(FS)应用于相关,仍然参照ASD评估失效风险的方法。

例如,含N的瘦粘土(CL)土层TCP值30次/ 12英寸的允许表面摩擦为0.5吨/平方英尺[tsf] (1.0 kips /平方英尺[ksf]), FS为2。作为一般参考,根据where s的TxDOT关系,NTCP为30次的CL土的不排水抗剪强度约为1 tsfu为tsf中的不排水抗剪强度。

图3。a)土壤和b)坚硬/致密土壤或岩石的允许表面摩擦(2020年7月TxDOT岩土手册图5-1和5-3)manbet万博app

这三个状态展示了基于ASD和LRFD方法设计深基础的实践范围,并且只针对一种类型的深基础。manbet体育滚球博朗Intertec可以帮助您导航深度基础设计使用任何一种方法,因为它最适合您的项目。要了解更多关于地面交通项目的深层基础,您可以注册我们的实时网络研讨会到桥梁和超越!6月10日深基坑及地面交通工程。我们希望你加入我们!


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