某沿海软土地区核电厂核岛天然地基及桩基抗震承载力分析

报告，核岛厂房结构所受地面运动的水平X向、水平Y向和竖直Z向峰值加速度分别为0.30g、0.29g及0.30g，地震动持时为25s，时间步长0.01s，X、Y及Z向加速度时程如图8所示。

4 抗震承载力分析

4.1 天然地基抗震承载力

仅在上部结构自重作用下，以增量有限元法得到的土体极限承载力为615kPa，此时滑面应力分析所求得安全系数为1.01，图9给出了X-Z、Y-Z两个平面的最危险滑动面位置。从图10的地基安全系数时程曲线中可以看出，在设计荷载作用下天然地基的动力安全系数在多个时刻均小于1，其动力安全系数最小值为0.63，最小平均安全系数为0.98，平均安全系数为1.58，故天然地基的抗震承载力未能满足设计要求，需要对其进行加固处理。

4.2 桩基抗震承载力

图11给出了X-Z、Y-Z平面静力、地震作用下的嵌岩桩桩身内力图，并将桩身内力最大值汇总于表2，从表中可以看出：

（1）结合《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）中的相关规定可以得到，单桩极限承载力约为15162.1kN，远大于静力作用下5451kN和地震作用下3430kN的桩身轴力，故桩身竖向承载力有着较高的安全裕度。

（2）桩身所受剪力在土层的刚度变化处，即软土一基岩分界处达到最大值；所受弯矩在桩顶处达到最大值。

（3）相比于地震作用下桩身所受到的弯矩和剪力，静力作用下的弯矩和剪力值可以忽略不计，故地震荷载应作为控制荷载指导截面配筋设计。

4.3 桩基配筋方案

以地震荷载作为设计控制荷载，结合《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）的规定，按圆形截面受弯构件的正截面承载力进行配筋设计，综合给出的嵌岩桩配筋方案为：φ32@150mm，配筋率为1.43%，配筋图如图12所示；经校核，配筋方案满足偏心受压、弯功能。

5 结语

针对我国核电尚无桩基础案例的现状，本文以国内某核电软土地基和桩基础为研究对象，通过有限元计算分析得到如下结论：

（1）通过增量有限元计算及滑面应力分析结果，厂址天然地基的静承载力满足核岛设计荷载要求，但抗震承载力不足；

（2）在进行桩基抗震承载力分析时，采用等效线性法描述土体材料非线性特征，粘性人工边界模拟辐射阻尼效应，节点耦合考虑桩土效应影响，结果证明是可行且合理的；

（3）在强震作用下，由于土层运动使桩身内力在软硬土层界面处达到最大值，极易引发桩身弯曲或剪切破坏，因此可通过合理配筋使得桩基抗震承载力满足要求。

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