YJK程序计墙柱的正向冲切错误结果与水浮力作用下桩的反向冲切计算思考

   正在做的一个单层地下室基础，发现YJK程序计算基础时存在一些错误，并引起了我对单桩的反向冲切承载力计算的关注。

墙柱的正向冲切

基本信息

   单层地下室，底板厚度400mm，承台厚度800mm，底板顶与承台顶齐平，混凝土强度等级为C35；

底板板底水浮力

（本次计算中底板标高有误造成底板水浮力荷载错误，实际55应为59）

参数设置

YJK程序结果

单柱单桩的墙柱对承台冲切承载力验算不满足要求？？？

冲切计算简图

单工况恒载柱底内力

第52号组合下桩反力

模拟YJK程序计算过程

第52号组合冲切力：

FL=2462.8-（-1117）+1.88*1.88*0.8*25-1.88*1.88*63=3427.8(本次模型计算中漏输入板面恒荷载)，与程序计算结果FL=3427.7基本一致

抗浮工程设计等级为乙级，程序自动取重要性系数为1.05

FL=3427.8*1.05=3599.2，与程序计算结果FL=3599.1基本一致

以上为程序计算过程，但它犯了一个低级错误，就是把桩拉力统计到冲切力里了，误以为桩拉力与柱轴力方向一致就可以统计一起对承台进行冲切计算；

墙柱对承台的冲切力永远都不可能大于墙柱底轴力（不含冲切锥体重），不会因为向上的水浮力而加大了墙柱冲切力，YJK程序此墙柱对承载冲切计算结果可以忽略不需理会。

桩的反向冲切

1.0恒-1.0水 桩反力

对于冲切承载力计算中的冲切锥体，规范仅规定了冲切力的方向指向于板时的情形，也称为正向冲切，而对于冲切力的方向背离于板时的情形并没有作出相关规定，即所谓的反向冲切，如下图所示：

对于反向冲切分两种情形，分别是板面有柱和板面没柱，对于板面有柱时的冲切锥体，可从柱边开始作冲切锥体边线，一般是合理的，如下图所示：

板面有柱时冲切锥体

如果利用上节数据进行桩的反向冲切计算，则冲切力：

FL=2462.8-（-1117）+1.88*1.88*0.8*25-1.88*1.88*63=3427.8

抗浮工程设计等级为乙级，程序自动取重要性系数为1.05

FL=3427.8*1.05=3599.2

可见，与上节墙柱对承台冲切计算结果一致，对于单柱单桩（多桩承台不适用）的情形，可以把墙柱对承台冲切结果作为桩的反向冲切计算结果。

对于板面没柱时的冲切锥体规范并没有明确的规定，冲切破坏的可能性也是比较多样，如下图所示：

板面没柱时冲切锥体

个人偏向于“无柱反向冲切 1”和“无柱反向冲切 3”，但是，对于“无柱反向冲切 1”的冲切承承载力计算中可计入桩身钢筋的影响，“无柱反向冲切 3”的冲切锥体边线不能取至桩身钢筋截断点位置，参考《混凝土结构设计规范》第9.2.3条，冲切锥体边线与钢筋交点下移20d, 冲切承承载力计算中不计入桩身钢筋的影响，如下图所示：

如果钢筋末端采用机械锚固，应该可以取钢筋截断点

对于桩的反向冲切破坏锥体边线取法仅是正向冲切的一个延伸，并无试验数据支持，仅个人观点，规范虽然没有规定桩的反向冲切锥体取法和相关计算，但并不代表不需要验算它的反向冲切承载力。

有一本《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ 145-2013，关于混凝土锥体破坏受拉承载力计算公式，但锚栓直径与桩径相比显得非常小，适用性未知。

从以上公式可以发现，混凝土锥体破坏受拉承载力与锚栓锚固长度有非常大关系，如果桩参照以上公式，也说明桩的反向冲切承载力与桩身钢筋锚固长度有关系，当承台较厚时（大于钢筋直锚长度），钢筋伸至承台顶并采用机械锚固也是一个提高反向冲切承载力的措施。