关于抗滑桩和基坑设计中内力分项系数的取值问题

有用户在使用GEO5「抗滑桩设计」模块和「深基坑支护结构分析」模块时对「截面强度验算」界面中出现的「作用基本组合的综合分项系数」的取值问题出现了疑惑。如图1、2所示，有人觉得应该取1.25或1.35，有人觉得应该取1，到底取多少合理呢？在查阅相关资料及规范后认为，对于抗滑桩的截面强度验算分项系数应取1，而基坑设计的截面强度验算则取1.25更为合理。

图1 抗滑桩截面强度验算分项系数的输入界面

图2 基坑设计截面强度验算分项系数的输入界面

首先，我们看一下《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）中对结构强度验算的基本表达式。该规范第3.3.2节中有如下说明：

简单的来说，即在持久设计状况和短暂设计状况下，结构构件内力的设计值S乘以结构重要性系数γo不大于结构的抗力设计值。其中内力的设计值由作用的设计值计算得到，而作用的设计值等于作用的标准值乘以荷载分项系数；抗力的设计值由结构抗力的标准值除以分项系数得到。

对于「抗滑桩设计」模块，GEO5在计算剩余下滑力时，已经将安全系数考虑在内（例如这里取设计安全系数为1.35），计算得到的剩余下滑力为设计值，即作用的基本组合。因而在对抗滑桩截面强度进行验算时不需要再将组合的效应设计值与荷载分项系数（例如这里取1.25）进行相乘，否则我们得到的内力设计值所采用的分项系数实际上为1.35*1.25。

对于基坑支护设计，在《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）第3.1.5条有说明如下：

《建筑基坑支护技术规程》第3.1.6规定，支护结构构件按承载能力极限状态设计时，作用基本组合的综合分项系数γF不应小于1.25。因此，在GEO5中进行基坑设计时，此参数通常取1.25。

这里很多人都会困惑，为什么基坑设计时，在「截面强度验算」界面中就需要对内力的分项系数进行设置。原因如下：

在基坑设计中，我们采用的不利荷载为土压力（包括超载引起的土压力增量），其值为标准值，尤其计算得到的结构的内力为标准值，即为Sk。因此在对基坑支护设计的截面强度进行验算时需要将其与基本组合的分项系数γF相乘，得到内力的设计值Sd。

综上，我们得到如下结论：

1）对于抗滑桩设计，由于「抗滑桩设计」模块中采用的滑坡推力已经考虑了滑坡安全系数（不同的边坡等级和设计状况，安全系数取值不同），为设计值，因此截面强度验算时内力的分项系数（即GEO5中的“作用基本组合的综合分项系数”）应取1。当然，对于特殊情况，用户也可以进行调整。

2）对于基坑设计，由于「深基坑支护结构分析」模块中采用的土压力为标准值，因此截面强度验算时内力的分项系数（即GEO5中的“作用基本组合的综合分项系数”）根据基坑规范应取1.25。

注：对于结构重要性系数，并不受标准值和设计值的影响，在GEO5中当我们选择中国规范作为混凝土或钢结构设计规范时，可以在「分析设置」界面中对结构重要性系数进行设置。