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'中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范JGJ94-94主编单位:中国建筑科学研究院批准部门:中华人民共和国建设部施行日期:1995年7月1日 关于发布行业标准《建筑桩基技术规范》的通知建标[1994]802号根据原国家计委计标函[1987]78号文的要求,由中国建筑科学研究院主编的《建筑桩基技术规范》,业经审查,现批准为强制性行业标准,编号JGJ94-94,自1995年7月1日起施行。本标准由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理,具体解释等工作由中国建筑科学研究院地基所负责。在施行过程中如发现问题和意见,请函告中国建筑科学研究院。本规范由建设部标准定额研究所组织出版。中华人民共和国建设部1994年12月31日1总则1.0.1为了在桩基设计与施工中做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、制定本规范。1.0.2本规范适用于工业与民用建筑(包括构筑物)桩基的设计与施工。1.0.3桩基的设计与施工,应综合考虑地质条件、上部结构类型、荷载特征、施工技术条件与环境、检测条件等因素,精心设计、精心施工。1.0.4本规范系根据《建筑结构设计统一标准》GBJ68-84的基本原则制订。与建筑结构有关的符号、单位和术语按《建筑结构设计基本术语、通用符号和计量单位》GBJ83-85采用。1.0.5
采用本规范时,土分类按现行的《建筑地基基础设计规范》规定执行;荷载取值按现行的《建筑结构荷载规范》规定执行;混凝土桩和承台的截面计算按现行的《混凝土结构设计规范》的有关规定执行;钢桩的截面计算按现行的《钢结构设计规范》规定执行。对于特殊土地区的桩基、地震和机械振动荷载作用下的桩基,尚应按现行的有关规范执行。本规范未作规定的其他内容,尚应符合现行的有关标准、规范的规定。2术语符号2.1术语桩基础——由基桩和连接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中,承台底面与土体接触,则称为低承台桩基;若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上,则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。单桩基础——采用一根桩(通常为大直径桩)以承受和传递上部结构(通常为柱)荷载的独立基础。群桩基础——由2根以上基桩组成的桩基础。基桩——群桩基础中的单桩。复合桩基——由桩和承台底地基土共同承担荷载的桩基。复合基桩——包含承台底土阻力的基桩。单桩竖向极限承载力——单柱在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身材料强度,一般由土对桩的支承阻力控制,对于端承桩、超长桩和桩身质量有缺陷的桩,可能由桩身材料强度控制。群桩效应——群桩基础受竖向荷载后,由于承台、桩、土的相互作用使其桩侧阻力、桩端阻力、沉降等性状发生变化而与单桩明显不同,承载力往往不等于各单桩承载力之和,称其为群桩效应。群桩效应受土性、桩距、桩数、桩的长径比、桩长与承台宽度比、成桩方法等多因素的影响而变化。群桩效应系数——用以度量构成群桩承载力的各个分量因群桩效应而降低或提高的幅度指标,如侧阻、端阻、承台底土阻力的群桩效应系数。桩侧阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限侧阻与单桩平均极限侧阻之比。桩端阻力群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限端阻与单桩平均极限端阻之比。桩侧阻端阻综合群桩效应系数——群桩中的基桩平均极限承载力与单桩极限承载力之比。承台底土阻力群桩效应系数——群桩承台底平均极限土阻力与承台底地基土极限阻力之比。
负摩阻力——桩身周围土由于自重固结、自重湿陷、地面附加荷载等原因而产生大于桩身的沉降时,土对桩侧表面所产生的向下摩阻力。在桩身某一深度处的桩土位移量相等,该处称为中性点。中性点是正、负摩阻力的分界点。下拉荷载——对于单桩基础,中性点以上负摩阻力的累计值即为下拉荷载。对于群桩基础中的基桩,尚需考虑负摩阻力的群桩效应,即其下拉荷载尚应将单桩下拉荷载乘以相应的负摩阻力群桩效应系数予以折减。闭塞效应——开口管桩沉入过程,桩端土一部分被挤向外围,一部分涌入管内形成“土塞”。土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩,土塞高度及其闭塞程度与土性、管径、壁厚及进入持力层的深度等诸多因素有关。闭塞程度直接影响端阻发挥与破坏性状及桩的承载力。称此为“闭塞效应”。2.2符号2.2.1抗力和材料性能2.2.2作用和作用效应
2.2.3几何参数2.2.4计算系数
3基本设计规定3.1基本资料3.1.1桩基设计应具备以下资料:3.1.1.1岩土工程勘察资料(1)按照现行《岩土工程勘察规范》要求整理的工程地质报告和图件;(2)桩基按两类极限状态进行设计所需用的岩土物理力学性能指标值;(3)对建筑场地的不良地质现象,如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、土洞等,有明确的判断、结论和防治方案;(4)已确定和预测的地下水位及地下水化学分析结论;(5)现场或其他可供参考的试桩资料及附近类似桩基工程经验资料;(6)抗震设防区按设防烈度提供的液化地层资料;(7)有关地基土冻胀性、湿陷性、膨胀性的资料。3.1.1.2建筑场地与环境条件的有关资料(1)建筑场地的平面图,包括交通设施、高压架空线、地下管线和地下构筑物的分布;(2)相邻建筑物安全等级、基础型式及埋置深度;(3)水、电及有关建筑材料的供应条件;(4)周围建筑物及边坡的防振、防噪音的要求;(5)泥浆排泄、弃土条件。
3.1.1.3建筑物的有关资料(1)建筑物的总平面布置图;(2)建筑物的结构类型、荷重及建筑物的使用或生产设备对基础竖向及水平位移的要求;(3)建筑物的安全等级;(4)建筑物的抗震设防烈度和建筑(抗震)类别。3.1.1.4施工条件的有关资料(1)施工机械设备条件,制桩条件、动力条件以及对地质条件的适应性;(2)施工机械设备的进出场及现场运行条件。3.1.1.5供设计比较用的各种桩型及其实施的可能性。3.1.2桩基的详细勘察除满足现行勘察规范有关要求外尚应满足以下要求:3.1.2.1勘探点间距(1)对于端承桩和嵌岩桩:主要根据桩端持力层顶面坡度决定,宜为12-24m。当相邻两个勘探点揭露出的层面坡度大于10%时,应根据具体工程条件适当加密勘探点;(2)对于摩擦桩:宜为0-30m布置勘探点,但通到土层的性质或状态在水平方向分布变化较大,或存在可能影响成桩的土层存在时,应适当加密勘探点;(3)复杂地质条件下的柱下单桩基础应按桩列线布置勘探点,并宜每桩设一勘探点。3.1.2.2勘探深度(1)布置1/3-1/2的勘探孔为控制性孔,且安全等级为一级建筑桩基,场地至少应布置3个控制性孔,安全等级为二级的建筑桩基应不少于2个控制性孔。控制性孔深度应穿透桩端平面以下压缩层厚度,一般性勘探孔应深入桩端平面以下3-5m;(2)嵌岩桩钻孔应深入持力岩层不小于3-5倍桩径;当持力岩层较薄时,应有部分钻孔钻穿持力岩层。岩溶地区,应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况。3.1.2.3在勘察深度范围内的每一地层,均应进行室内试验或原位测试,提供设计所需参数。3.2桩的选型与布置3.2.1桩可按下列规定分类3.2.1.1按承载性状分类(1)摩擦型桩:摩擦桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受;端承摩擦桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受。(2)端承型桩:端承桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受;摩擦端承桩:在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受。
3.2.1.2按桩的使用功能分类(1)竖向抗压桩(抗压桩);(2)竖向抗拔桩(抗拔桩);(3)水平受荷桩(主要承受水平荷载);(4)复合受荷桩(竖向、水平荷载均较大)。3.2.1.3按桩身材料分类(1)混凝土桩;灌注桩、预制桩;(2)钢桩;(3)组合材料桩。3.2.1.4按成桩方法分类(1)非挤土桩:干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法;(2)部分挤土桩:部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩;(3)挤土桩:挤土灌注桩、挤土预制桩(打入或静压)。3.2.1.5按桩径大小分类(1)小桩d≤250mm;(2)中等直径桩250mm<d<800mm;(3)大直径桩d≥800mm;d——桩身设计直径。3.2.2桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等,选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。选择时可参考附录A。3.2.3桩的布置需符合下列要求:3.2.3.1桩的中心距:(1)桩的最小中心距应符合表3.2.3-1的规定。对于大面积桩群,尤其是挤土桩,桩的最小中心距宜按表列值适当加大;
(2)扩底灌注桩除应符合表3.2.3-1的要求外,尚应满足表3.2.3-2的规定。3.2.3.2排列基桩时,宜使桩群承载力合力点与长期荷载重心重合,并使桩基受水平力和力矩较大方向有较大的截面模量。3.2.3.3对于桩箱基础,宜将桩布置于墙下,对于带梁(肋)桩筏基础,宜将桩布置于梁(肋)下;对于大直径桩宜采用一柱一桩。3.2.3.4同一结构单元宜避免采用不同类型的桩同一基础。3.2.3.5一般应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度,对于粘性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土,不宜小于1d。当存在软弱下卧层时,桩基以下硬持力层厚度不宜小于4d。当硬持力层较厚且施工条件许可时,桩端全断面进入持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度。3.3设计原则3.3.1建筑桩基采用以概率理论为基础的极限状态设计法,以可靠指标度量桩基的可靠度,采用以分项系数表达的极限状态设计表达式进行计算。3.3.2桩基极限状态分为下列两类:3.3.2.1承载能力极限状态:对应于桩基达到最大承载能力或整体失稳或发生不适于继续承载的变形;3.3.2.2正常使用极限状态:对应于桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。3.3.3根据桩基损坏造成建筑物的破坏后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响)的严重性,桩基设计时应根据表3.3.3选用适当的安全等级。
3.3.4根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,桩基需进行下列计算和验算。3.3.4.1所有桩基均应进行承载能力极限状态的计算,计算内容包括:(1)根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向(抗压或抗拔)承载力计算和水平承载力计算;对于某些条件下的群桩基础宜考虑由桩群、土、承台相互作用产生的承载力群桩效应;(2)对桩身及承台承载力进行计算;对于桩身露出地面或桩侧为可液化土、极限承载力小于50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验算;对混凝土预制桩尚应按施工阶段的吊装、运输和锤击作用进行强度验算;(3)当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的承载力;(4)对位于坡地、岸边的桩基应验算整体稳定性;(5)按现行《建筑抗震设计规范》规定应进行抗震验算的桩基,应验算抗震承载力。3.3.4.2下列建筑桩基应验算变形:(1)桩端持力层为软弱土的一、二级建筑桩基以及桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基,应验算沉降;并宜考虑上部结构与基础的共同作用;(2)受水平荷载较大或对水平变位要求严格的一级建筑桩基应验算水平变位。3.3.4.3下列建筑桩基应进行桩身和承台抗裂和裂缝宽度验算:根据使用条件要求混凝土不得出现裂缝的桩基应进行抗裂验算;对使用上需限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度验算。3.3.5桩基承载能力极限状态的计算应采用作用效应的基本组合和地震作用效应组合。当进行桩基的抗震承载能力计算时,荷载设计值和地震作用设计值应符合现行《建筑抗震设计规范》的规定。3.3.6按正常使用极限状态验算桩基沉降时应采用荷载的长期效应组合;验算桩基的水平变位、抗裂、裂缝宽度时,根据使用要求和裂缝控制等级应分别采用作用效应的短期效应组合或短期效应组合考虑长期荷载的影响。3.3.7建于粘性土、粉土上的一级建筑桩基及软土地区的一、二级建筑桩基,在其施工过程及建成后使用期间,必须进行系统的沉降观测直至沉降稳定。3.4特殊条件下的桩基
3.4.1软土地区的桩基应按下列原则设计:3.4.1.1软土中的桩基宜选择中、低压缩性的粘性土、粉土、中密和密实的砂类土以及碎石类土作为桩端持力层;对于一级建筑桩基,不宜采用桩端置于软弱土层上的摩擦桩;3.4.1.2桩周软土因自重固结、场地填土、地面大面积堆载、降低地下水等原因而产生的沉降大于桩的沉降时,应视具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响;3.4.1.3采用挤土桩时应考虑沉(桩)管挤土效应对邻近桩、建(构)筑物、道路和地下管线等产生的不利影响;3.4.1.4先沉桩后开挖基坑时,必须考虑基坑挖土顺序,坑边土体侧移对桩的影响;3.4.1.5在高灵敏度厚层淤泥中不宜采用大片密集沉管灌注桩。3.4.2湿陷性黄土地区的桩基应按下列原则设计。3.4.2.1基桩应穿透湿陷性黄土层,桩端应支承在压缩性较低的粘性土层或中密、密实的粉土、砂土、碎石类土层中;3.4.2.2在自重湿陷性黄土地基中,宜采用干作业法的钻、挖孔灌注桩;3.4.2.3非自重湿陷性黄土地基中的单桩极限承载力应按下列规定确定:(1)对一级建筑桩基应按现场浸水载荷试验并结合地区经验确定;(2)对于二、三级建筑桩基,可按饱和状态下的土性指标,采用经验公式估算。3.4.2.4自重湿陷性黄土地基中的单桩极限承载力,应根据工程具体情况考虑负摩阻力的影响。3.4.3季节性冻土和膨胀土地基中的桩基,应按下列原则设计:3.4.3.1桩端进入冻深线或膨胀土的大气影响急剧层以下的深度,应通过抗拔稳定性验算确定,且不得小于4倍桩径及1倍扩大端直径,最小深度应大于1.5m;3.4.3.2为减少和消除冻胀或膨胀对建筑物桩基的作用,宜采用钻、挖孔(扩底)灌注桩;3.4.3.3确定基桩竖向极限承载力时,除不计入冻胀、膨胀深度范围内桩侧阻力外,还应考虑地基土的冻胀、膨胀作用,验算桩基的抗拔稳定性和桩身受拉承载力;3.4.3.4为消除桩基受冻胀或膨胀作用的危害,可在冻胀或膨胀深度范围内,沿桩周及承台作隔冻、隔胀处理。3.4.4岩溶地区的桩基应按下列原则设计:3.4.4.1岩溶地区的桩基,宜采用钻、挖孔桩。当单桩荷载较大,岩层埋深较浅时,宜采用嵌岩桩;3.4.4.2石笋密布地区的嵌岩桩,应全断面嵌入基岩;3.4.4.3当岩面较为平整且上覆土层较厚时,嵌岩深度宜采用0.2d或不小于0.2m。3.4.5坡地岸边上的桩基应按下列原则设计:3.4.5.1建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡,如有崩塌、滑坡等不良地质现象存在时,应按照现行《建筑地基基础设计规范》有关条款进行整治;3.4.5.2桩身的纵向主筋应通长配置;3.4.5.3当有水平荷载时,应验算坡地在最不利荷载组合下桩基的整体稳定和基桩水平承载力;3.4.5.4利用倾斜地层作桩端持力层时,应保证坡面的稳定性。
3.4.6抗震设防区桩基应按下列原则设计:3.4.6.1桩进入液化层以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分)应按计算确定;对于粘性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d,且对碎石土、砾、粗、中砂,密实粉土,坚硬粘性土尚不应小于500mm,对其他非岩类石土尚不应小于1.5m;3.4.6.2对建于可能因地震引起上部土层滑移地段的桩基,应考虑滑移体对桩产生的附加水平力;3.4.6.3承台周围回填土应采用素土或灰土、级配砂石分层夯实,或原坑浇注混凝土承台;当承台周围为可液化土或极限承载力小于80kPa(或不排水抗剪强度小于15kPa)的软土时,宜将承台外一定范围的土进行加固。为提高桩基对地震作用的水平抗力,可考虑采用加强刚性地坪,加大承台埋置深度,在承台底面铺碎石垫层或设置防滑趾,在承台之间设置连系梁等措施。3.4.7对可能出现负摩阻力的桩基,宜按下列原则设计:3.4.7.1对于填土建筑场地,先填土并保证填土的密实度,待填土地面沉降基本稳定后成桩;3.4.7.2对于地面大面积堆载的建筑物,采取预压等处理措施,减少堆载引起的地面沉降;3.4.7.3对位于中性点以上的桩身进行处理,以减少负摩阻力;3.4.7.4对于自重湿陷性黄土地基,采用强夯、挤密土桩等先行处理,消除上部或全部土层的自重湿陷性;3.4.7.5采用其他有效而合理的措施。4桩基构造4.1桩的构造Ⅰ灌注桩4.1.1符合下列条件的灌注桩,其桩身可按构造要求配筋。4.1.1.1桩顶轴向压力应符合下式规定:
4.1.2桩顶水平力应符合下列公式规定:4.1.2符合本规范4.1.1条规定的灌注桩,桩身构造配筋的要求如下:4.1.2.1一级建筑桩基,应配置桩顶与承台的连接钢筋笼,其主筋采用6-10根φ12-14,配筋率不小于0.2%,锚入承台30倍主筋直径,伸入桩身长度不小于10倍桩身直径,且不小于承台下软弱土层层底深度;4.1.2.2二级建筑桩基,根据桩径大小配置4-8根φ10-12的桩顶与承台连接钢筋,锚入承台至少30倍主筋直径且伸入桩身长度不小于5d,对于沉管灌注桩,配筋长度不应小于承台软弱土层层底深度;三级建筑桩基可不配构造钢筋。
4.1.3不符合本规范第4.1.1条规定的灌注桩,应按下列规定配筋:4.1.3.1配筋率:当桩身直径为300-2000mm时,截面配筋率可取0.65%-0.20%(小桩径取高值,大桩径取低值);对受水平荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩根据计算确定配筋率;4.1.3.2配筋长度:(1)端承桩宜沿桩身通长配筋;(2)受水平荷载的摩擦型桩(包括受地震作用的桩基),配筋长度宜采用4.0/a(a见本规范第5.4.5条);对于单桩竖向承载力较高的摩擦端承桩宜沿深度分段变截面配通长或局部长度筋;对承受负摩阻力和位于坡地岸边的基桩应通长配筋;(3)专用抗拔桩应通长配筋;因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩,按计算配置通长或局部长度的抗拉筋;4.1.3.3对于受水平荷载的桩,主筋不宜小于8φ10,对于抗压桩和抗拔桩,主筋不应少于6φ10,纵向主筋应沿桩身周边均匀布置,其净距不应小于60mm,并尽量减少钢筋接头;4.1.3.4箍筋采用φ6-8@200-300mm,宜采用螺旋式箍筋;受水平荷载较大的桩基和抗震桩基,桩顶3-5d范围内箍筋应适当加密;当钢筋笼长度超过4m时,应每隔2m左右设一道φ12-18焊接加劲箍筋。4.1.4桩身混凝土及混凝土保护层厚度应符合下列要求:4.1.4.1混凝土强度等级,不得低于C15,水下灌注混凝土时不得低于C20,混凝土预制桩尖不得低于C30;4.1.4.2主筋的混凝土保护层厚度,不应小于35mm,水下灌注混凝土,不得小于50mm。4.1.5扩底灌注桩扩底端尺寸宜按下列规定确定(见图4.1.5)。4.1.5.1当持力层承载力低于桩身混凝土受压承载力时,可采用扩底;扩底端直径与桩身直径比D/d,应根据承载力要求及扩底端部侧面和桩端持力层土性确定,最大不超过3.0;4.1.5.2
扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及支护条件确定,a/hc一般取1/3-1/2,砂土取约1/3,粉土、粘性土取约1/2;4.1.5.3扩底端底面一般呈锅底形,矢高hb取(0.10-0.15)D。 Ⅱ混凝土预制桩4.1.6混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm;预应力混凝土预制桩的截面边长不宜小于350mm;预应力混凝土离心管桩的外径不宜小于300mm。4.1.7预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在建筑物中受力等条件计算确定。预制桩的最小配筋率不宜小于0.80%。如采用静压法沉桩时,其最小配筋率不宜小于0.4%,主筋直径不宜小于φ14,打入桩柱顶2-3d长度范围内箍筋应加密,并设置钢筋网片。预应力混凝土预制桩宜优先采用先张法施加预应力。预应力钢筋宜选用冷拉Ⅲ级、Ⅳ级或Ⅴ级钢筋。4.1.8预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30,采用静压法沉桩时,可适当降低,但不宜低于C20,预应力混凝土桩的混凝土强度等级不宜低于C40,预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。4.1.9预制桩的分节长度应根据施工条件及运输条件确定。接头不宜超过两个,预应力管桩接头数量不宜超过四个。4.1.10预制桩的桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,在密实砂和碎石类土中,可在桩尖处包以钢钣桩靴,加强桩尖。 Ⅲ钢桩4.1.11钢桩可采用管型或H型,其材质应符合现行有关规范规定。4.1.12钢桩的分段长度不宜超过12-15m;常用截面尺寸见表4.1.12-1、表4.1.12-2。
4.1.13钢桩焊接头应采用等强度连结,使用的焊条、焊丝和焊剂应符合现行有关规范规定。4.1.14钢桩的端部形式,应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定。
4.1.14.1钢管桩可采用下列桩端形式:(1)敞口:带加强箍(带内隔板、不带内隔板);不带加强箍(带内隔板、不带内隔板);(2)闭口平底;锥底;4.1.14.2型钢桩可采用下列桩端形式:(1)带端板;(2)不带端板;锥底;平底;(带扩大翼、不带扩大翼)。4.1.15钢管桩应采用上下节桩对焊连接,其构造见图4.1.15-1.H型钢桩接头可采用对焊或采用连接板贴角焊,其构造见图4.1.15-2。
4.1.6钢桩的防腐处理应符合下列规定:4.1.16.1钢桩的腐蚀速率当无实测资料时可按表4.1.16确定;
4.1.16.2钢桩防腐处理可采用外表面涂防腐层,增加腐蚀余量及阴极保护;当钢管桩内壁同外界隔绝时,可不考虑内壁防腐。4.2承台构造4.2.1桩基承台的构造尺寸,除满足抗冲切、抗剪切、抗弯和上部结构需要外,尚应符合下列规定:4.2.1.1承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,且边缘挑出部分不应小于150mm。对于条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm;4.2.1.2条形承台和柱下独立桩基承台的厚度不应小于300mm;4.2.1.3筏形、箱形承台板的厚度应满足整体刚度、施工条件及防水要求。对于桩布置于墙下或基础梁下的情况,承台板厚度不宜小于250mm,且板厚与计算区段最小跨度之比不宜小于1/20;4.2.1.4柱下单桩基础,宜按连接柱、连系梁的构造要求将连系梁高度范围内桩的圆形截面改变成方形截面。4.2.2承台混凝土强度等级不宜小于C15,采用Ⅱ级钢筋时,混凝土强度等级不宜低于C20。承台底面钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于70mm。当设素混凝土垫层时,保护层厚度可适当减小;垫层厚度宜为100mm,强度等级宜为C7.5。4.2.3承台的钢筋配置除满足计算要求外,尚应符合下列规定:4.2.3.1承台梁的纵向主筋直径不宜小于φ12,架立筋直径不宜小于φ10,箍筋直径不宜小于φ6;4.2.3.2柱下独立桩基承台的受力钢筋应通长配置,矩形承台板配筋宜按双向均匀布置,钢筋直径不宜小于φ10,间距应满足100-200mm。对于三桩承台,应按三向板带均匀配置,最里面三根钢筋相交围成的三角形应位于柱截面范围以内(图4.2.3)。
4.2.3.3筏形承台板的分布构造钢筋,可采用φ10-12,间距150-200mm。当仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算内力时,考虑到整体弯矩的影响,纵横两方向的支座钢筋尚应有1/2-1/3且配筋率不小于0.15%,贯通全跨配置;跨中钢筋应按计算配筋率全部连通。4.2.3.4箱形承台顶、底板的配筋,应综合考虑承受整体弯曲钢筋的配置部位,以充分发挥各截面钢筋的作用。当仅按局部弯曲作用计算内力时,考虑到整体弯曲的影响,钢筋配置量除符合局部弯曲计算要求外,纵横两方向支座钢筋尚应有1/2-1/3且配筋率分别不小于0.15%,0.10%贯通全跨配置,跨中钢筋应按实际配筋率全部连通。4.2.4桩与承台的连接宜符合下列要求:4.2.4.1桩顶嵌入承台的长度对于大直径桩,不宜小于100mm;对于中等直径桩不宜小于50mm;4.2.4.2混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内,其锚固长度不宜小于30倍主筋直径,对于抗拔桩基不应小于40倍主筋直径。预应力混凝土桩可采用钢筋与桩头钢钣焊接的连接方法。钢桩可采用在桩头加焊锅型钣或钢筋的连接方法。4.2.5承台之间的连接宜符合下列要求:4.2.5.1柱下单桩宜在桩顶两个互相垂直方向上设置连系梁。当桩柱截面面积之比较大(一般大于2)且桩底剪力和弯矩较小时可不设连系梁;4.2.5.2两桩桩基的承台,宜在其短向设置连系梁,当短向的柱底剪力和弯矩较小时可不设连系梁;4.2.5.3有抗震要求的柱下独立桩基承台,纵横方向宜设置连系梁;4.2.5.4连系梁顶面宜与承台顶位于同一标高。连系梁宽度不宜小于200mm,其高度可取承台中心距的1/10-1/15;4.2.5.5连系梁配筋应根据计算确定,不宜小于4φ12。4.2.6承台埋深应不小于600mm。在季节性冻土及膨胀土地区,其承台埋深及处理措施,应按现行《建筑地基基础设计规范》和《膨胀土地区建筑技术规范》等有关规定执行。5桩基计算5.1桩顶作用效应计算
5.1.1对于一般建筑物和受水平力(包括力矩与水平剪力)较小的高大建筑物桩径相同的群桩基础,应按下列公式计算群桩中复合基桩或基桩的桩顶作用效应。5.1.1.1竖向力轴心竖向力作用下5.1.2对于主要承受竖向荷载的抗震设防区低承台桩基,当同时满足下列条件时,桩顶作用效应计算可不考虑地震作用:5.1.2.1按《建筑抗震设计规范》规定可不进行天然地基和基础抗震承载力计算的建筑物;5.1.2.2不位于斜坡地带或地震可能导致滑移、地裂地段的建筑物;5.1.2.3桩端及桩身周围无液化土层;5.1.2.4承台周围无液化土、淤泥、淤泥质土。
5.1.3属于下列情况之一的桩基,计算各基桩的作用效应和桩身内力时,可考虑承台(包括地下墙体)与基桩共同工作和土的弹性抗力作用(计算方法和公式详见附录B)。5.1.3.1位于8度和8度以上抗震设防区和其他受较大水平力的高大建筑物,当其桩基承台刚度较大或由于上部结构与承台的协同作用能增强承台的刚度时;5.1.3.2受较大水平力及8度和8度以上地震作用的高承台桩基。5.2桩基竖向承载力计算Ⅰ一般规定5.2.1桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力计算应符合下述极限状态计算表达式。5.2.1.1荷载效应基本组合:轴心竖向力作用下 Ⅱ桩基竖向承载力设计值5.2.2桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力设计值,应符合下列规定:5.2.2.1桩数不超过3根的桩基,基桩的竖向承载力设计值为:
5.2.2.3所有基桩的竖向承载力设计值的取值尚应满足本规范第5.5节桩身承载力计算要求。5.2.3群桩效应系数ηs、ηp、ηsp、ηc可按下列规定确定:5.2.3.1桩侧阻群桩效应系数ηs、桩端阻群桩效应系数ηp及根据单桩静载试验确定单桩竖向极限承载力时的桩侧阻端阻综合群桩效应系数ηsp可按表5.2.3-1确定:
5.2.3.2承台底土阻力发挥值与桩距、桩长、承台宽度、桩的排列、承台内外区面积比等有关。承台底阻力群桩效应系数可按下式计算:
Ⅲ单桩竖向极限承载力标准值5.2.4单桩竖向极限承载力标准值应按下列规定确定:5.2.4.1一级建筑桩基应采用现场静载荷试验,并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定;5.2.4.2
二级建筑桩基应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并参照地质条件相同的试桩资料,综合确定当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时,应由现场静载荷试验确定;5.2.4.3对三级建筑桩基,如无原位测试资料时,可利用承载力经验参数估算。5.2.5采用现场静载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值时,在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%,且不应小于3根,工程总桩数在50根以内时不应小于2根,试验及单桩竖向极限承载力取值按附录C方法进行。5.2.6当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时,如无当地经验可按下式计算:
5.2.6.3Psk可按下式计算:
5.2.7当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时,对于粘性土、粉土和砂土,如无当地经验时可按下式计算:5.2.8当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式计算:
5.2.9根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩(d≥800mm)单桩竖向极限承载力标准值时,可按下式计算:
5.2.10当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定钢管桩单桩竖向极限承载力标准值时,可按下式计算:
5.2.11嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值,由桩周土总侧阻、嵌岩段总侧阻和总端阻三部分组成。当根据室内试验结果确定单桩竖向极限承载力标准值时,可按下式计算:
5.2.12对于桩身周围有液化土层的低承台桩基,当承台下有不小于1m厚的非液化土或非软弱土时,土层液化对单桩极限承载力的影响可将液化土层极限侧阻标准值乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。土层液化折减系数ψL按表5.2.12确定。 Ⅳ特殊条件下桩基竖向承载力验算5.2.13当桩端平面以下受力层范围内存在软弱下卧层时,应按下列规定验算软弱下卧层的承载力。5.2.13.1对于桩距Sa≤6d的群桩基础,按下列公式验算:
5.2.14符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,应考虑桩侧负摩阻力。5.2.14.1桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土层进入相对较硬土层时;5.2.14.2桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载(包括填土)时;5.2.14.3由于降低地下水位,使桩周土中有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。5.2.15桩周土沉降可能引起桩侧负摩阻力时,应根据工程具体情况考虑负摩阻力对桩基承载力和沉降的影响;当缺乏可参照的工程经验时,可按下列规定验算。5.2.15.1对于摩擦型基桩取桩身计算中性点以上侧阻力为零,按下式验算基桩承载力:5.2.15.3当土层不均匀或建筑物对不均匀沉降较敏感时,尚应将负摩阻力引起的下拉荷载计入附加荷载验算桩基沉降。注:本条中的竖向承载力设计值R只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。5.2.16桩侧负摩阻力及其引起的下拉荷载,当无实测资料时可按下列规定计算。5.2.16.1单桩负摩阻力标准值可按下列公式计算:
5.2.16.2群桩中任一基桩的下拉荷载标准值可按下式计算:
5.2.16.3中性点深度ln应按桩周土层沉降与桩沉降相等的条件计算确定,也可参照表5.2.16-2确定。5.2.17承受拔力的桩基,应按下列公式同时验算群桩基础及其基桩的抗拔承载力,并按现行《混凝土结构设计规范》GBJ10验算基桩材料的受拉承载力。
5.2.18群桩基础及其基桩的抗拔极限承载力标准值应按下列规定确定:5.2.18.1对于一级建筑桩基,基桩的抗拔极限承载力标准值应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限载力标准值取值可按附录D进行;5.2.18.2对于二、三级建筑桩基,如无当地经验时,群桩基及基桩的抗拔极限承载力标准值可按下列规定计算:(1)单桩或群桩呈非整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:(2)群桩呈整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:
5.2.20膨胀土上轻型建筑的短桩基础,应按下式验算其抗拔稳定性。5.3桩基沉降计算5.3.1需要计算变形的建筑物,其桩基变形计算值不应大于桩基变形容许值。5.3.2桩基变形可用下列指标表示:5.3.2.1沉降量;
5.3.2.2沉降差;5.3.2.3倾斜:建筑物桩基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比值;5.3.2.4局部倾斜:墙下条形承台沿纵向某一长度范围内桩基础两点的沉降差与其距离的比值。5.3.3计算桩基变形时,桩基变形指标应遵守以下规定选用;由于土层厚度与性质不均匀,荷载差异,体型复杂等因素引起的地基变形,对于砌体承重结构应由局部倾斜控制;对于框架结构应由相邻柱基的沉降差控制;对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制。5.3.4建筑物的桩基变形容许值如无当地经验时可按表5.3.4规定采用,对于表中未包括的建筑物桩基容许变形值,可根据上部结构对桩基变形的适应能力和使用上的要求确定。
5.3.5对于桩中心距小于或等于6倍桩径的桩基,其最终沉降量计算可采用等效作用分层总和法。等效作用面位于桩端平面,等效作用面积为桩承台投影面积,等效作用附加应力近似取承台底平均附加压力。等效作用面以下的应力分布采用各向同性均质直线变形体理论。计算模式如图5.3.5所示,桩基内任意点的最终沉降量可用角点法按下式计算::
5.3.6计算矩形桩基变形时,桩基沉降计算式(5.3.5)可简化成下式5.3.6.1矩形基础中点沉降
5.3.10当无当地经验时,桩基沉降计算经验系数Ψ可按下列规定选用:5.3.10.1非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时ψ取1;5.3.10.2软土地区且桩端无良好持力层时,当桩长l≤25m时,ψ取1.7,桩长>25m时,ψ取5.9l-20/7l-100。5.3.11计算桩基沉降时,应考虑相邻基础的影响,采用叠加原理计算;桩基等效沉降系数可按独立基础计算。5.3.12当桩基形状不规则时,可采用等代矩形面积计算桩基等效沉降系数,等效矩形的长宽比可根据承台实际形状确定。5.4桩基水平承载力与位移计算5.4.1一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩基础和群桩中的复合基桩应满足:
5.4.2单桩的水平承载力设计值应按下列规定确定。5.4.2.1对于受水平荷载较大的一级建筑桩基,单桩的水平承载力设计值应通过单桩静力水平荷载试验确定,试验方法及承载力取值按附录E执行。5.4.2.2对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身全截面配筋率不小于0.65%的灌注桩,可根据静载试验结果取地面处水平位移为100mm(对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所对应的荷载为单桩水平载力设计值。5.4.2.3对于桩身配筋率小于0.65%的灌注柱,可取单桩水平静载试验的临界荷载为单桩水平承载力设计值。5.4.2.4当缺少单桩水平静载试验资料时,可按下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩的单桩水平承载力设计值。
5.4.2.5当缺少单桩水平静载试验资料时,可按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩单打水平承载力设计值。5.4.2.6验算地震作用桩基的水平承载力时,应将上述方法确定的单桩水平承载力设计值乘以调整系数1.25。
5.4.3群桩基础(不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况)的复合基桩水平承载力设计值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,可按下式确定:
5.4.4承受水平荷载较大的带地下室的高大建筑物桩基,可考虑承台、桩群、土共同作用,按附录B方法计算基桩内力和变位,与水平外力作用平面相垂直的单排桩基按附录B中附表B-3计算。5.4.5桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数可按下列规定确定:5.4.5.2桩侧土水平抗力系数的比例系数m,宜通过单桩水平静载试验(按附录E)确定,当无静载试验资料时,可按表5.4.5取值。
5.5桩身承载力与抗裂计算5.5.1桩身承载力与抗裂计算,除按本节有关规定执行外,尚应遵照现行《混凝土结构设计规范》GBJ10、《钢结构设计规范》GBJ17和《建筑抗震设计规范》GBJ11有关规定执行。5.5.2计算混凝土桩在轴心受压荷载和偏心受压荷载下的桩身承载力时,应将混凝土的轴心抗压强度设计值和弯曲抗压强度设计值分别乘以下列基桩施工工艺系数ψc:混凝土预制桩ψc=1.0;干作业非挤土灌注桩ψc=0.9;泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩ψc=0.8。
5.5.3计算桩身轴心抗压强度时,一般不考虑压曲的影响,即取稳定系数ψ=1.0。对于桩的自由长度较大的高桩承台、桩周为可液化土或为地基极限承载力标准值小于50kPa的地基土(或不排水抗剪强度小于10kPa)时,应考虑压曲的影响。其稳定系数ψ可根据桩身计算长度lc和桩的设计直径d按表5.5.3-1确定。桩身计算长度根据桩顶的约束情况、桩身露出地面的自由长度、桩的入土长度、桩侧和桩底的土质条件按表5.5.3-2确定。5.5.4计算混凝土桩在偏心受压荷载下的桩身承载力时,一般不考虑偏心距的增大影响,当桩身穿越液化土和地基土极限承载力标准值小于50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)特别软弱的土层时,应考虑桩身在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响,即应将轴向力对截面重心的初始偏心矩ei乘以偏心矩增大系数η,偏心距增大系数η,按下式计算:
5.5.5对于打入式钢管桩,应按下规定验算桩身局部压曲:5.5.6对于一级建筑桩基、桩身有抗裂要求和处于腐蚀性土质中的打入式预制混凝土桩、钢桩,当无实测资料时,可按下列规定验算锤击压应力。
5.5.6.1锤击压应力可按下式计算:5.5.6.2锤击压应力应满足以下要求:(1)对于钢桩,锤击压应力应小于钢材的屈服强度值;(2)对于混凝土桩,锤击压应力应小于桩材的轴心抗压强度设计值。5.5.6.3对于预制混凝土桩,为防止沉桩过程中出现冲击疲劳现象,应对沉桩总锤击数加以限制。总锤击数可根据打桩机类型及结构、地质条件、锤击能量、桩材及截面面积、桩垫材料等综合考虑后加以确定。5.5.7对于一级建筑桩基和护身有抗裂要求或处于腐蚀性土质中的打入式混凝土预制桩、钢桩。应按下列规定验算锤击拉应力:5.5.7.1遇有下列情况之一,应进行锤击拉应力验算:(1)沉桩路径中,桩需穿越软弱土层;(2)变截面桩的截面变化处和组合桩不同材质的连接处;(3)桩最终入土深度20m以上。5.5.7.2锤击拉应力验算内容包括:(1)在锤击作用下,沿桩身轴向的最大拉应力;(2)在锤击作用下,与最大锤击压力相应的某一横截面的环向拉应力(圆形或环形截面)或侧向拉应力(方形或矩形截面)。5.5.7.3当无实测资料时,锤击拉应力可参照表5.5.7确定。
5.5.7.4锤击拉应力值应小于桩身材料的抗拉强度设计值。5.5.8对于受长期或经常出现的水平力或拔力的建筑桩基,应验算桩身的裂缝宽度,其最大裂缝宽度不得超过对于0.2mm。处于腐蚀介质中的桩基,应控制桩基不出现裂缝;对于桩基处于含有酸、氧等介质的环境中时,则其防护要求还应根据介质腐蚀性的强弱符合有关专门规范的规定采取专门的防护措施,保证桩基的耐久性。5.5.9预制桩桩身配筋可按计算确定。吊运时单吊点和双吊点的设置,应按吊点(或支点)跨间正弯距与吊点处的负弯矩相等的原则进行布置。考虑预制桩吊运时可能受到冲击和振动的影响,计算吊运弯矩和吊运拉力时,宜将桩身重力乘以1.3的动力系数。5.5.10当进行桩身截面的抗震验算时,应根据《建筑抗震设计规范》GBJ11考虑桩身承载力的抗震调整。5.5桩身承载力与抗裂计算5.5.1桩身承载力与抗裂计算,除按本节有关规定执行外,尚应遵照现行《混凝土结构设计规范》GBJ10、《钢结构设计规范》GBJ17和《建筑抗震设计规范》GBJ11有关规定执行。5.5.2计算混凝土桩在轴心受压荷载和偏心受压荷载下的桩身承载力时,应将混凝土的轴心抗压强度设计值和弯曲抗压强度设计值分别乘以下列基桩施工工艺系数ψc:混凝土预制桩ψc=1.0;干作业非挤土灌注桩ψc=0.9;泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩ψc=0.8。
5.5.3计算桩身轴心抗压强度时,一般不考虑压曲的影响,即取稳定系数ψ=1.0。对于桩的自由长度较大的高桩承台、桩周为可液化土或为地基极限承载力标准值小于50kPa的地基土(或不排水抗剪强度小于10kPa)时,应考虑压曲的影响。其稳定系数ψ可根据桩身计算长度lc和桩的设计直径d按表5.5.3-1确定。桩身计算长度根据桩顶的约束情况、桩身露出地面的自由长度、桩的入土长度、桩侧和桩底的土质条件按表5.5.3-2确定。5.5.4计算混凝土桩在偏心受压荷载下的桩身承载力时,一般不考虑偏心距的增大影响,当桩身穿越液化土和地基土极限承载力标准值小于50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)特别软弱的土层时,应考虑桩身在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响,即应将轴向力对截面重心的初始偏心矩ei乘以偏心矩增大系数η,偏心距增大系数η,按下式计算:
5.5.5对于打入式钢管桩,应按下规定验算桩身局部压曲:5.5.6对于一级建筑桩基、桩身有抗裂要求和处于腐蚀性土质中的打入式预制混凝土桩、钢桩,当无实测资料时,可按下列规定验算锤击压应力。
5.5.6.1锤击压应力可按下式计算:5.5.6.2锤击压应力应满足以下要求:(1)对于钢桩,锤击压应力应小于钢材的屈服强度值;(2)对于混凝土桩,锤击压应力应小于桩材的轴心抗压强度设计值。5.5.6.3对于预制混凝土桩,为防止沉桩过程中出现冲击疲劳现象,应对沉桩总锤击数加以限制。总锤击数可根据打桩机类型及结构、地质条件、锤击能量、桩材及截面面积、桩垫材料等综合考虑后加以确定。5.5.7对于一级建筑桩基和护身有抗裂要求或处于腐蚀性土质中的打入式混凝土预制桩、钢桩。应按下列规定验算锤击拉应力:5.5.7.1遇有下列情况之一,应进行锤击拉应力验算:(1)沉桩路径中,桩需穿越软弱土层;(2)变截面桩的截面变化处和组合桩不同材质的连接处;(3)桩最终入土深度20m以上。5.5.7.2锤击拉应力验算内容包括:(1)在锤击作用下,沿桩身轴向的最大拉应力;(2)在锤击作用下,与最大锤击压力相应的某一横截面的环向拉应力(圆形或环形截面)或侧向拉应力(方形或矩形截面)。5.5.7.3当无实测资料时,锤击拉应力可参照表5.5.7确定。
5.5.7.4锤击拉应力值应小于桩身材料的抗拉强度设计值。5.5.8对于受长期或经常出现的水平力或拔力的建筑桩基,应验算桩身的裂缝宽度,其最大裂缝宽度不得超过对于0.2mm。处于腐蚀介质中的桩基,应控制桩基不出现裂缝;对于桩基处于含有酸、氧等介质的环境中时,则其防护要求还应根据介质腐蚀性的强弱符合有关专门规范的规定采取专门的防护措施,保证桩基的耐久性。5.5.9预制桩桩身配筋可按计算确定。吊运时单吊点和双吊点的设置,应按吊点(或支点)跨间正弯距与吊点处的负弯矩相等的原则进行布置。考虑预制桩吊运时可能受到冲击和振动的影响,计算吊运弯矩和吊运拉力时,宜将桩身重力乘以1.3的动力系数。5.5.10当进行桩身截面的抗震验算时,应根据《建筑抗震设计规范》GBJ11考虑桩身承载力的抗震调整。5.6承台计算Ⅰ受弯计算5.6.1桩基承台的弯矩,可分别按第5.6.2条至第5.6.5条确定,按现行的《混凝土结构设计规范》GBJ10计算其正截面受弯承载力和配筋。5.6.2柱下独立桩基承台的正截面弯矩设计值可按下列规定计算:5.6.2.1多桩矩形承台弯矩计算截面取在柱边和承台高度变化处(杯口外侧或台阶边缘),可按下式计算:
5.6.2.2三桩三角形承台弯矩计算截面取在柱边(图5.6.2-2)按下式计算:
5.6.3箱形承台和筏形承台弯矩可按下列规定计算:5.6.3.1箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩的几何特征、承台和上部结构形式与刚度,按地基桩承台上部结构共同作用的原理分析计算;5.6.3.2对于箱形承台,当被端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土、且较均匀时,或当上部结构为剪力墙、12层以上框架、框架-剪力墙体系且箱形承台的整体刚度较大时,箱形承台顶、底板可仅考虑局部弯曲作用进行计算;5.6.3.3对于筏形承台,当桩端持力层坚硬均匀、上部结构刚度较好,且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时,可仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算;当桩端以下有中、高压缩性土、非均匀土层、上部结构刚度较差或柱荷载及柱间距变化较大时,应按弹性地基梁板进行计算。5.6.4柱下条形承台梁的弯矩可按下列规定计算:5.6.4.1按弹性地基梁(地基计算模型应根据地基土层特性选取)进行分析计算;5.6.4.2当桩端持力层较硬且桩柱轴线不重合时,可视桩为不动支座,按连续梁计算。5.6.5墙下条形承台梁,可按倒置弹性地基梁计算弯矩和剪力(详见附录F)。对于承台上的砖墙,尚应验算桩顶以上部分砌体的局部承压强度。 Ⅱ受冲切计算5.6.6柱(墙)下桩基承台受冲切承载力的计算,应符合下列规定:
5.6.6.1冲切破坏锥体应采用自柱(墙)边和承台变阶处至相应桩顶边缘连线所构成的截锥体,锥体斜面与承台底面之夹角不小于45°(见图5.6.6-1、5.6.6-2)。
5.6.6.2受冲切承载力可按下列公式计算:
5.6.6.3对于柱下矩形独立承台受柱冲切的承载力可按下列公式计算(图5.6.6-1):5.6.6.4对于柱(墙)根部受弯矩较大的情况,应考虑其根部弯矩在冲切锥面上产生的附加剪力验算承台受柱(墙)的冲切承载力,计算方法可按《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》的有关规定进行。5.6.7对位于柱(墙)冲切破坏锥体以外的基桩,应按下列规定计算受基桩冲切的承载力。5.6.7.1四桩(含四桩)以上承台受角桩冲切的承载力按下列公式计算:
5.6.7.2对于三桩三角形承台可按下列公式计算受角桩冲切的承载力(图5.6.7-2):
5.6.7.3对于箱形、筏形承台,应按下列公式计算承台受内部基桩的冲切承载力:(1)按下列公式计算受单一基桩的冲切承载力(图5.6.6-2):
Ⅲ受剪计算5.6.8桩基承台斜截面的受剪承载力计算,应符合下列规定:5.6.8.1剪切破坏面为通过柱边(墙边)和桩边连线形成的斜截面(图5.6.8);
5.6.8.3当柱边(墙边)外有多排桩形成多个剪切斜截面时,对每一个斜截面都应进行受剪承载力计算。5.6.9对于柱下矩形独立承台,应按下列规定分别对柱的纵横(X-X,X-Y)两个方向的斜截面进行受剪承载力计算。
5.6.10墙(柱)下条形承台梁斜截面的抗剪承载力按《混凝土结构设计规范》GBJ10计算;F墙下条形承台梁的最大剪力按附录F确定。5.6.11承台配有箍筋,但未配弯起钢筋时,斜截面的受剪承载力可按下列公式计算:
5.6.12承台配有箍筋和弯起钢筋时,斜截面的受剪承载力可按下列公式计算: Ⅳ局部受压计算5.6.13对于柱下桩基,当承台混凝土强度等级低于柱的强度等级时,应按现行《混凝土结构设计规范》GBJ10的规定验算承台的局部受压承载力。5.6.14当进行承台的抗震验算时,应根据现行《建筑抗震设计规范》GBJ11的规定对承台的受弯、受剪切承载力进行抗震调整。6灌注桩施工6.1施工准备6.1.1灌注桩施工应具备下列资料:6.1.1.1建筑物场地工程地质材料和必要的水文地质资料;6.1.1.2桩基工程施工图(包括同一单位工程中所有的桩基础)及图纸会审纪要;6.1.1.3建筑场地和邻近区域内的地下管线(管道、电缆)、地下构筑物危、房精、密仪器车间等的调查资料;6.1.1.4主要施工机械及其配套设备的技术性能资料;6.1.1.5基工程的施工组织设计或施工方案;6.1.1.6水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告;6.1.1.7关荷载、施工工艺的试验参考资料。6.1.2施工组织设计应结合工程特点,有针对性地制定相应质量管理措施,主要包括下列内容:6.1.2.1
施工平面图:标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置;采用泥浆护壁成孔时,应标明泥浆制备设施及其循环系统;6.1.2.2确定成孔机械、配套设备以及合理施工工艺的有关资料,泥浆护壁灌注桩必须有泥浆处理措施;6.1.2.3施工作业计划和劳动力组织计划;6.1.2.4机械设备、备(配)件、工具(包括质量检查工具)、材料供应计划;6.1.2.5桩基施工时,对安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物和环境保护等方面应按有关规定执行;6.1.2.6保证工程质量、安全生产和季节性(冬、雨季)施工的技术措施。6.1.3成桩机械必须经鉴定合格,不合格机械不得使用。6.1.4施工前应组织图纸会审,会审纪要连同施工图等作为施工依据并列入工程档案。6.1.5桩基施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、临设房屋等,必须在开工前准备就绪,施工场地应进行平整处理,以保证施工机械正常作业。6.1.6基桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响的地方。开工前,经复核后应妥善保护,施工中应经常复测。6.2一般规定6.2.1不同桩型的适应条件如下:6.2.1.1泥浆护壁钻孔灌注桩适用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎(砾)石土及风化岩层;以及地质情况复杂,夹层多、风化不均、软硬变化较大的岩层;冲孔灌注桩除适应上述地质情况外,还能穿透旧基础、大孤石等障碍物,但在岩溶发育地区应慎重使用。6.2.1.2沉管灌注桩适用于粘性土、粉土、淤泥质土、砂土及填土;在厚度较大、灵敏度较高的淤泥和流塑状态的粘性土等软弱土层中采用时,应制定质量保证措施,并经工艺试验成功后方可实施。夯扩桩适用于桩端持力层为中、低压缩性粘性土、粉土、砂土、碎石类土,且其埋深不超过20m的情况。6.2.1.3干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层。人工挖孔灌注桩在地下水位较高,特别是有承压水的砂土层、滞水层、厚度较大的高压缩性淤泥层和流塑淤泥质土层中施工时,必须有可靠的技术措施和安全措施。6.2.2钻(冲)孔机具的适用范围可按照表6.2.2选用:
6.2.3成孔设备就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。为准确控制成孔深度,在桩架或桩管上应设置控制深度的标尺,以便在施工中进行观测记录。6.2.4成孔的控制深度应符合下列要求:6.2.4.1摩擦型桩:摩擦桩以设计桩长控制成孔深度;端承摩擦桩必须保证设计桩长及桩端进入持力层深度;当采用锤击沉管法成孔时,桩管入土深度控制以标高主,以贯入度控制为辅;6.2.4.2端承型桩:当采用钻(冲)、挖掘成孔时,必须保证桩孔进入设计持力层的深度;当采用锤击沉管法成孔时,沉管深度控制以贯入度为主,设计持力层标高对照为辅。6.2.5灌注桩成孔施工的允许偏差应满足表6.2.5的要求。
6.2.6钢筋笼除符合设计要求外,尚应符合下列规定:6.2.6.1钢筋笼的制作允许偏差见表6.2.6:6.2.6.2分段制作的钢筋笼,其接头宜采用焊接并应遵守《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204;6.2.6.3主筋净距必须大于混凝土粗骨料粒径3倍以上;6.2.6.4加劲箍宜设在主筋外侧,主筋一般不设弯钩,根据施工工艺要求所设弯钩不得向内圆伸露,以免妨碍导管工作;6.2.6.5钢筋笼的内径应比导管接头处外径大100mm以上;6.2.6.6搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,避免碰撞孔壁,就位后应立即固定;安6.2.6.7钢筋笼主筋的保护层允许偏差如下:水下浇注混凝土桩±20mm非水下浇注混凝土桩±10mm6.2.7粗骨料可选用卵石或碎石,其最大粒径对于沉管灌注桩不宜大于50mm,并不得大于钢筋间最小净距的1/3;对于素混凝土桩,不得大于桩径的1/4,并不宜大于70mm。
6.2.8检查成孔质量合格后应尽快浇注混凝土。桩身混凝土必须留有试件,直径大于1m的桩,每根桩应有1组试块,且每个浇注台班不得少于1组,每组3件。6.2.9为核对地质资料、检验设备、工艺以及技术要求是否适宜,桩在施工前,宜进行“试成孔”。6.2.10人工挖孔桩的孔径(不含护壁)不得小于0.8m,当桩净距小于2倍桩径且小于2.5m时,应采用间隔开挖。排桩跳挖的最小施工净距不得小于4.5m,孔深不宜大于40mm。6.2.11人工挖孔桩混凝土护壁的厚度不宜小于100mm,混凝土强度等级不得低于桩身混凝土强度等级,采用多节护壁时,上下节护壁间宜用钢筋拉结。6.2.12灌注桩施工现场所有设备、设施、安全装置、工具配件以及个人劳保用品必须经常检查,确保完好和使用安全。6.2.13人工挖孔桩施工应采取下列安全措施:6.2.13.1孔内必须设置应急软爬梯;供人员上下井,使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置,不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下。电葫芦宜用按扭式开关,使用前必须检验其安全起吊能力;6.2.13.2每日开工前必须检测井下的有毒有害气体,并应有足够的安全防护措施。桩孔开挖深度超过10m时,应有专门向井下送风的设备,风量不宜少于25L/s;6.2.13.3孔口四周必须设置护拦,一般加0.8m高围栏围护;6.2.13.4挖出的土石方应及时运离孔口,不得堆放在孔口四周1m范围内,机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。6.2.13.5施工现场的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作;电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。各孔用电必须分闸,严禁一闸多用。孔上电缆必须架空2.0m以上,严禁拖地和埋压土中,孔内电缆、电线必须有防磨损、防潮、防断等保护措施。照明应采用安全矿灯或12V以下的安全灯。并遵守《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46的规定。6.3泥浆护壁成孔灌注桩Ⅰ泥浆的制备和处理6.3.1除能自行造浆的土层外,均应制备泥浆.泥浆制备应选用高塑性粘土或膨润土。拌制泥浆应根据施工机械、工艺及穿越土层进行配合比设计。膨润土泥浆可按表6.3.1的性能指标制备。
6.3.2泥浆护壁应符合下列规定:6.3.2.1施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高水位1.5m以上;6.3.2.2在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至浇注水下混凝土;6.3.2.3浇注混凝土前,孔底500mm以内的泥浆比重应小于1.25;含砂率≤8%,粘度≤28s;6.3.2.4在容易产生泥浆渗漏的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。6.3.3废弃的泥浆、碴应按环境保护的有关规定处理。 Ⅱ正反循环钻孔灌注桩的施工6.3.4钻孔机具及工艺的选择,应根据桩型、钻孔深度、土层情况、泥浆排放及处理等条件综合确定。对孔深大于30m的端承型桩,宜采用反循环工艺成孔或清孔。6.3.5泥浆护壁成孔时,宜采用孔口护筒,护筒应按下列规定设置:6.3.5.1护筒埋设应准确、稳定,护筒中心与桩位中心的偏差不得大于50mm;6.3.5.2护筒一般用4-8mm钢板制作,其内径应大于钻头直径100mm,其上部宜开设1-2个溢浆孔;6.3.5.3护筒的埋设深度:在粘性土中不宜小于1.0m;砂土中不宜小于1.5m;其高度尚应满足孔内泥浆面高度的要求;6.3.5.4受水位涨落影响或水下施工的钻孔灌注桩,护筒应加高加深,必要时应打入不透水层。
6.3.6在松软土层中钻进,应根据泥浆补给情况控制钻进速度;在硬层或岩层中的钻进速度以钻机不发生跳动为准。6.3.7为了保证钻孔的垂直度,钻机设置的导向装置应符合下列规定:6.3.7.1潜水钻的钻头上应有不小于3倍直径长度的导向装置;6.3.7.2利用钻杆加压的正循环回转钻机,在钻具中应加设扶正器。6.3.8钻进过程中如发生斜孔、塌孔和护筒周围冒浆时,应停钻,待采取相应措施后再行钻进。6.3.9钻孔达到设计深度,清孔应符合下列规定:6.3.9.1泥浆指标参照第6.3.2.3款执行。6.3.9.2灌注混凝土之前,孔底沉碴厚度指标应符合下列规定:端承桩≤50mm摩擦端承、端承摩擦桩≤100mm摩擦桩≤300mm Ⅲ冲击成孔灌注桩的施工6.3.10在钻头锥顶和提升钢丝绳之间应设置保证钻头自转向的装置,以防产生梅花孔。6.3.11冲孔桩的孔口应设置护筒,其内径应大于钻头直径200mm,护筒应按第6.3.5条设置。6.3.12泥浆应按第6.3.2条和6.3.6条执行。6.3.13冲击成孔应符合下列规定:6.3.13.1开孔时,应低锤密击,如表土为淤泥、细砂等软弱土层,可加粘土块夹小片石反复冲击造壁,孔内泥浆面应保持稳定;6.3.13.2在各种不同的土层、岩层中钻进时,可按照表6.3.13进行。
6.3.13.3进入基岩后,应低锤冲击或间断冲击,如发现偏孔应回填片石至偏孔上方300mm-500mm处,然后重新冲孔;6.3.13.4遇到孤石时,可预爆或用高低冲程交替冲击,将大孤石击碎或挤入孔壁;6.3.13.5必须采取有效的技术措施,以防扰动孔壁造成塌孔、扩孔、卡钻和掉钻;6.3.13.6每钻进4-5m深度验孔一次,在更换钻头前或容易缩孔处,均应验孔;6.3.13.7进入基岩后,每钻进100-500mm应清孔取样一次(非桩端持力层为300-500mm;桩端持力层为100-300mm)以备终孔验收。6.3.14排碴可采用泥浆循环或抽碴筒等方法,如用抽碴筒排碴应及时补给泥浆。6.3.15冲孔中遇到斜孔、弯孔、梅花孔、塌孔,护筒周围冒浆等情况时,应停止施工,采取措施后再行施工。6.3.16大直径桩孔可分级成孔,第一级成孔直径为设计桩径的0.6-0.8倍。6.3.17清孔应按下列规定进行:6.3.17.1不易坍孔的桩孔,可用空气吸泥清孔;6.3.17.2稳定性差的孔壁应用泥浆循环或抽碴筒排碴,清孔后浇注混凝土之前的泥浆指标按第6.3.2.1款执行;6.3.17.3清孔时,孔内泥浆面应符合第6.3.2.1款的规定;6.3.17.4浇注混凝土前,孔底沉碴允许厚度应按第6.3.9.2款的规定执行。 Ⅳ水下混凝土的浇注
6.3.18钢筋笼吊装完毕,应进行隐蔽工程验收,合格后应立即浇注水下混凝土。6.3.19水下混凝土的配合比应符合下列规定:6.3.19.1水下混凝土必须具备良好的和易性,配合比应通过试验确定;坍落度宜为180-220mm;水泥用量不少于360kg/m3;6.3.19.2水下混凝土的含砂率宜为40%-45%,并宜选用中粗砂;粗骨料的最大粒径应<40mm,有条件时可采用二级配;6.3.19.3为改善和易性和缓凝,水下混凝土宜掺外加剂。6.3.20导管的构造和使用应符合下列规定:6.3.20.1导管壁厚不宜小于3mm,直径宜为200-250mm;直径制作偏差不应超过2mm,导管的分节长度视工艺要求确定,底管长度不宜小于4m,接头宜用法兰或双螺纹方扣快速接头。6.3.20.2导管提升时,不得挂住钢筋笼,为此可设置防护三角形加劲钣或设置锥形法兰护罩;6.3.20.3导管使用前应试拼装、试压,试水压力为0.6-1.0MPa。6.3.21使用的隔水栓应有良好的隔水性能,保证顺利排出。6.3.22浇注水下混凝土应遵守下列规定:6.3.22.1开始灌注混凝土时,为使隔水栓能顺利排出,导管底部至孔底的距离宜为300-500mm,桩直径小于600mm时可适当加大导管底部至孔底距离;6.3.22.2应有足够的混凝土储备量,使导管一次埋入混凝土面以下0.8m以上;6.3.22.3管埋深宜为2-6m,严禁导管提出混凝土面,应有专人测量导管埋深及管内外混凝土面的高差,填写水下混凝土浇注记录;6.3.22.4水下混凝土必须连续施工,每根桩的浇注时间按初盘混凝土的初凝时间控制,对浇注过程中的一切故障均应记录备案;6.3.22.5控制最后一次灌注量,桩顶不得偏低,应凿除的泛浆高度必须保证暴露的桩顶混凝土达到强度设计值。 6.4沉管灌注桩和内夯灌注桩Ⅰ锤击沉管灌注桩的施工6.4.1锤击沉管灌注桩的施工应该根据土质情况和荷载要求,分别选用单打法、复打法、反插法。6.4.2锤击沉管灌注桩的施工应遵守下列规定:6.4.2.1
群桩基础和桩中心距小于4倍桩径的桩基,应提出保证相邻桩桩身质量的技术措施;6.4.2.2混凝土预制桩尖或钢桩尖的加工质量和埋设位置应与设计相符,桩管与桩尖的接触应有良好的密封性;6.4.2.3沉管全过程必须有专职记录员做好施工记录;每根桩的施工记录均应包括每米的锤击数和最后一米的锤击数;必须准确测量最后三阵,每阵十锤的贯入度及落锤高度。6.4.3拔管和灌注混凝土应遵守下列规定:6.4.3.1沉管至设计标高后,应立即灌注混凝土,尽量减少间隔时间;灌注混凝土之前,必须检查桩管内有无吞桩尖或进泥、进水。6.4.3.2当桩身配钢筋笼时,第一次混凝土应先灌至笼底标高,然后放置钢筋笼,再灌混凝土至被顶标高。第一次拔管高度应控制在能容纳第二次所需灌入的混凝土量为限,不宜拔得过高。在拔管过程中应有专用测锤或浮标检查混凝土面的下降情况;6.4.3.3拔管速度要均匀,对一般土层以1m/min为宜,在软弱土层和软硬土层交界处宜控制在0.3-0.8m/min;6.4.3.4采用倒打拔管的打击次数,单动汽锤不得少于50次/min,自由落锤轻击(小落距锤击)不得少于40次/min;在管底未拔至桩顶设计标高之前,倒打和轻击不得中断。6.4.4混凝土的充盈系数不得小于1.0;对于混凝土充盈系数小于1.0的桩,宜全长复打,对可能有断桩和缩颈桩,应采用局部复打。成桩后的桩身混凝土顶面标高应不低于设计标高500mm。全长复打桩的入土深度宜接近原桩长,局部复打应超过断桩或缩颈区1m以上。6.4.5全长复打桩施工时应遵守下列规定:6.4.5.1第一次灌注混凝土应达到自然地面;6.4.5.2应随拔管随清除粘在管壁上和散落在地面上的泥土;6.4.5.3前后二次沉管的轴线应重合;6.4.5.3复打施工必须在第一次灌注的混凝土初凝之前完成。6.4.6当桩身配有钢筋时,混凝土的坍落度宜采用80-100mm;素混凝土桩宜采用60-80mm。 Ⅱ振动振动冲击沉管灌注桩的施工6.4.7应根据土质情况和荷载要求,分别选用单打法、反插法、复打法等。单打法适用于含水量较小的土层。且宜采用预制桩尖;反插法及复打法适用于饱和土层。6.4.8单打法施工应遵守下列规定:6.4.8.1必须严格控制最后30s的电流、电压值,其值按设计要求或根据试桩和当地经验确定;6.4.8.2桩管内灌满混凝土后,先振动5-10s,再开始拔管,应边振边拔,每拔0.5-1.0m
停拔振动5-10s;如此反复,直至桩管全部拔出;6.4.8.3在一般土层内,拔管速度宜为1.2-1.5m/min,用活瓣桩尖时宜慢,用预制桩尖时可适当加快;在软弱土层中,宜控制在0.6-0.8m/min。6.4.9反插法施工应符合下列规定:6.4.9.1桩管灌满混凝土之后,先振动再拔管,每次拔管高度0.5-1.0m,反插深度在0.3-0.5m;拔管过程中,应分段添加混凝土,保持管内混凝土面始终不低于地表面或高于地下水位1.0-1.5m以上,拔管速度应小于0.5m/min;6.4.9.2在桩尖处的1.5m范围内,宜多次反插以扩大桩的端部断面;6.4.9.3穿过淤泥夹层时,应当放慢拔管速度,并减少拔管高度和反插深度,在流动性淤泥中不宜使用反插法。6.4.10复打法的施工要求可按第6.4.4条和第6.4.5条执行。 Ⅲ夯压成型灌注桩的施工6.4.11夯扩桩可采用静压或锤击沉管进行夯压、扩底、扩径。内夯管比外管短100mm,内夯管底端可采用闭口平底或闭口锥底,见图6.4.11。6.4.12沉管过程,外管封底可采用干硬性混凝土、无水混凝土,经夯击形成阻水、阻泥管塞,其高度一般为100mm。当不出现由内、外管间隙涌水、涌泥时,也可不采用上述封底措施。6.4.13桩端夯扩头平均直径可按下列公式估算:
6.4.14桩的长度较大或需配置钢筋笼时,桩身混凝土宜分段灌注;拔管时内夯管和桩锤应施压于外管中的混凝土顶面,边压边拔。6.4.15工程施工前宜进行试成桩,应详细记录混凝土的分次灌入量,外管上拔高度,内管夯击次数,双管同步沉入深度,并检查外管的封底情况,有无进水、涌泥等,经核定后作为施工控制依据。6.5干作业成孔灌注桩
Ⅰ钻孔(扩底)灌注桩的施工6.5.1钻孔时应符合下列规定:6.5.1.1钻杆应保持垂直稳固,位置正确,防止因钻杆晃动引起扩大孔径;6.5.1.2钻进速度应根据电流值变化,及时调整;6.5.1.3钻进过程中,应随时清理孔口积土,遇到地下水,塌孔、缩孔等异常情况时,应及时处理。6.5.2钻孔扩底桩的施工直孔部分应按第6.5.1、6.5.3、6.5.4条规定执行,扩底部位尚应符合下列规定:6.5.2.1根据电流值或油压值,调节扩孔刀片切削土量,防止出现超负荷现象;6.5.2.2扩底直径应符合设计要求,经清底扫膛,孔底的虚土厚度应符合规定。6.5.3成孔达到设计深度后,孔口应予保护,按第6.2.5条规定验收,并做好记录。6.5.4浇注混凝土前,应先放置孔口护孔漏斗,随后放置钢筋笼并再次测量孔内虚土厚度,扩底桩灌注混凝土时,第一次应灌到扩底部位的顶面,随即振捣密实;浇注桩顶以下5m范围内混凝土时,应随浇随振动,每次浇注高度不得大于1.5m。 Ⅱ人工挖孔灌注桩的施工6.5.5开孔前,桩位应定位放样准确,在桩位外设置定位龙门桩,安装护壁模板必须用桩心点校正模板位置,并由专人负责。6.5.6第一节井圈护壁应符合下列规定:6.5.6.1井圈中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm;6.5.6.2井圈顶面应比场地高出150-200mm,壁厚比下面井壁厚度增加100-150mm。6.5.7修筑井圈护壁应遵守下列规定:6.5.7.1护壁的厚度、拉结钢筋、配筋、混凝土强度均应符合设计要求;6.5.7.2上下节护壁的搭接长度不得小于50mm;6.5.7.3每节护壁均应在当日连续施工完毕;6.5.7.4护壁混凝土必须保证密实,根据土层渗水情况使用速凝剂;6.5.7.5护壁模板的拆除宜在24h之后进行;6.5.7.6发现护壁有蜂窝、漏水现象时,应及时补强以防造成事故;6.5.7.7同一水平面上的井圈任意直径的极差不得大于50mm。6.5.8遇有局部或厚度不大于1.5m的流动性淤泥和可能出现涌上涌砂时,护壁施工宜按下列方法处理:
6.5.8.1每节护壁的高度可减小到300-500mm,并随挖、随验、随浇注混凝土;6.5.8.2采用钢护筒或有效的降水措施。6.5.9挖至设计标高时,孔底不应积水,终孔后应清理好护壁上的淤泥和孔底残碴、积水,然后进行隐蔽工程验收。验收合格后,应立即封底和浇注桩身混凝土。6.5.10浇注桩身混凝土时,混凝土必须通过溜槽;当高度超过3m时,应用串筒,串筒末端离孔底高度不宜大于2m,混凝土宜采用插入式振捣器振实。6.5.11当渗水量过大(影响混凝土浇注质量时),应采取有效措施保证混凝土的浇注质量。7混凝土预制桩与钢桩的施工7.1混凝土预制桩的制作7.1.1混凝土预制桩可以在工厂或施工现场预制,但预制场地必须平整、坚实。7.1.2制桩模板可用木模板或钢模,必须保证平整牢靠,尺寸准确。7.1.3钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊或电孤焊,主筋接头配置在同一截面内的数量,应符合下列规定:7.1.3.1当采用闪光对焊和电弧焊时,对于受拉钢筋,不得超过50%;7.1.3.2相邻两根主筋接头截面的距离应大于35dg(主筋直径),并不小于500mm。7.1.3.3必须符合钢筋焊接及验收规程。7.1.4预制桩钢筋骨架的允许偏差,应符合表7.1.4的规定。
7.1.5确定桩的单节长度时应符合下列规定:7.1.5.1满足桩架的有效高度、制作场地条件、运输与装卸能力;7.1.5.2应避免桩尖接近硬持力层或桩尖处于硬持力层中接桩。7.1.6为防止桩顶击碎,浇注预制桩的混凝土时,宜从桩顶开始浇筑,并应防止另一端的砂浆积聚过多。7.1.7锤击预制桩,其粗骨料粒径宜为5-40mm。7.1.8锤击预制桩,应在强度与龄期均达到要求后,方可锤击。7.1.9重叠法制作预制桩时,应符合下列规定:7.1.9.1桩与邻桩及底模之间的接触面不得粘连;7.1.9.2上层桩或邻桩的浇注,必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%以后,方可进行;7.1.9.3桩的重叠层数,视具体情况而定,不宜超过4层。
7.1.10桩的表面应平整、密实,制作允许偏差应符合表7.1.10的规定。7.2混凝土预制桩的起吊、运输和堆存7.2.1混凝土预制桩达到设计强度的70%方可起吊,达到100%才能运输。7.2.2桩起吊时应采取相应措施,保持平稳,保护桩身质量。7.2.3水平运输时,应做到桩身平稳放置,无大的振动,严禁在场地上以直接拖拉桩体方式代替装车运输。7.2.4桩的堆存应符合下列规定:7.2.4.1地面状况应满足7.1.1条的规定;7.2.4.2垫木与吊点应保持在同一横断平面上,且各层垫木应上下对齐;7.2.4.3堆放层数不宜超过四层。
7.3混凝土预制桩的接桩7.3.1桩的连接方法有焊接、法兰接及硫磺胶泥锚接三种,前二种可用于各类土层;硫磺胶泥锚接适用于软土层,且对一级建筑桩基或承受拔力的桩宜慎重选用。7.3.2接桩材料应符合下列规定:7.3.2.1焊接接桩:钢钣宜用低碳钢,焊条宜用E43;7.3.2.2法兰接桩:钢钣和螺栓宜用低碳钢;7.3.2.3硫磺胶泥锚接桩:硫磺胶泥配合比应通过试验确定,其物理力学性能应符合表7.3.2的规定。7.3.3采用焊接接桩时,应先将四角点焊固定,然后对称焊接,并确保焊缝质量和设计尺寸。7.3.4为保证硫磺胶泥锚接桩质量,应做到:7.3.4.1锚筋应刷清并调直;7.3.4.2锚筋孔内应有完好螺纹,无积水、杂物和油污;7.3.4.3接桩时接点的平面和锚筋孔内应灌满胶泥;7.3.4.4灌注时间不得超过两分钟;7.3.4.5灌注后停歇时间应符合表7.3.4的规定;7.3.4.6胶泥试块每班不得少于一组。
7.4混凝土预制桩的沉桩7.4.1沉桩前必须处理架空(高压线)和地下障碍物,场地应平整,排水应畅通,并满足打桩所需的地面承载力。7.4.2桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力及现有施工条件等决定,也可按表7.4.2执行。
7.4.3桩打入时应符合下列规定:7.4.3.1桩帽或送桩帽与桩周围的间隙应为5-10mm;7.4.3.2锤与桩帽,桩帽与桩之间应加设弹性衬垫,如硬木、麻袋、草垫等;7.4.3.3桩锤、桩帽或送桩和桩身在同一中心线上;7.4.3.4桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。7.4.4打桩顺序应按下列规定执行:7.4.4.1对于密集桩群,自中间向两个方向或向四周对称施打;7.4.4.2当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打;7.4.4.3根据基础的设计标高,宜先深后浅;7.4.4.4根据桩的规格,宜先大后小,先长后短。7.4.5桩停止锤击的控制原则如下:7.4.5.1桩端(指桩的全断面)位于一般土层时,以控制桩端设计标高为主,贯入度可作参考;7.4.5.2桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、中密以上粉土、砂土、碎石类土、风化岩时,以贯入度控制为主,桩端标高可作参考;7.4.5.3贯入度已达到而桩端标高未达到时,应继续锤击3阵,按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认,必要时施工控制贯入度应通过试验与有关单位会商确定。7.4.6当遇到贯入度剧变,桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹,桩顶或桩身出现严重裂缝、破碎等情况时,应暂停打桩,并分析原因,采取相应措施。7.4.7当采用内(外)射水法沉桩时,应符合下列规定:7.4.7.1
水冲法打桩适用于砂土和碎石土;7.4.7.2水冲至最后1-2m时,应停止射水,并用锤击至规定标高,停锤控制标准可按7.4.5条有关规定执行。7.4.8为避免或减小沉桩挤土效应和对邻近建筑物、地下管线等的影响,施打大面积密集桩群时,可采取下列辅助措施:7.4.8.1预钻孔沉桩,孔径约比桩径(或方桩对角线)小50-100mm,深度视桩距和土的密实度、渗透性而定,深度宜为桩长的1/3-1/2,施工时应随钻随打;桩架宜具备钻孔锤击双重性能;7.4.8.2设置袋装砂井或塑料排水板,以消除部分超孔隙水压力,减少挤土现象。袋装砂井直径一般为70-80mm,间距1-1.5m,深度10-12m;塑料排水板,深度,间距与袋装砂井相同;7.4.8.3设置隔离板桩或地下连续墙;7.4.8.4开挖地面防震沟可消除部分地面震动,可与其他措施结合使用,沟宽0.5-0.8m,深度按土质情况以边坡能自立为准;7.4.8.5限制打桩速率;7.4.8.6沉桩过程应加强邻近建筑物,地下管线等的观测、监护。7.4.9静力压桩适用于软弱土层,当存在厚度大于2m的中密以上砂夹层时,不宜采用静力压桩。静力压桩应符合下列规定:7.4.9.1压桩机应根据土质情况配足额定重量;7.4.9.2桩帽、桩身和送桩的中心线应重合;7.4.9.3节点处理应符合第7.1.5.2款及第7.3.1-7.3.4条规定;7.4.9.4压同一根(节)桩应缩短停顿时间。7.4.10为减小静力压桩的挤土效应,可按7.4.8条选择适当措施。7.4.11桩位允许偏差,应符合表7.4.11条的规定。7.4.12按标高控制的桩,桩顶标高的允许偏差为-50-+100mm。
7.4.13斜桩倾斜度的偏差,不得大于倾斜角正切值的15%。注:倾斜角系指桩纵向中心线与铅垂线间的夹角。7.5钢桩(钢管桩、H型桩及其他异型钢桩)的制作7.5.1制作钢桩的材料应符合设计要求,并有出厂合格证和试验报告。7.5.2现场制作钢桩应有平整的场地及挡风防雨设施。7.5.3钢桩制作的容许偏差应符合表7.5.3的规定。7.5.4钢桩的分段长度应满足第7.1.5条的规定,且不宜大于15m。7.5.5用于地下水有侵蚀性的地区或腐蚀性土层的钢桩,应按设计要求作防腐处理。7.6钢桩的焊接7.6.1钢桩的焊接应符合下列规定:7.6.1.1端部的浮锈、油污等脏物必须清除,保持干燥;下节桩顶经锤击后的变形部分应割除;7.6.1.2上下节桩焊接时应校正垂直度,对口的间隙为2-3mm;7.6.1.3焊丝(自动焊)或焊条应烘干;7.6.1.4焊接应对称进行;7.6.1.5焊接应用多层焊,钢管桩各层焊缝的接头应错开,焊渣应清除;7.6.1.6气温低于0℃或雨雪天,无可靠措施确保焊接质量时,不得焊接;7.6.1.7每个接头焊接完毕,应冷却一分钟后方可锤击;7.6.1.8焊接质量应符合国家钢结构施工与验收规范和建筑钢结构焊接规程,每个接头除应按表7.6.1规定进行外观检查外,还应按接头总数的5%做超声或2%做X拍片检查,在同一工程内,探伤检查不得少于3个接头。
7.6.2H型钢桩或其他异型薄壁钢桩,接头处应加连接板,其型式如无规定,可按等强度设置。7.7钢桩的运输和堆存7.7.1钢桩的运输与堆存应注意下列几点:7.7.1.1堆存场地应平整、坚实、排水畅通;7.7.1.2桩的两端应有适当保护措施,钢管桩应设保护圈;7.7.1.3搬运时应防止桩体撞击而造成桩端、桩体损坏或弯曲;7.7.1.4钢桩应按规格、材质分别堆放,堆放层数不宜太高,对钢管桩,φ900直径放置三层;φ600放置四层;φ400放置五层;对H型钢桩最多六层;支点设置应合理,钢管桩的两侧应用木楔塞住,防止滚动。7.8钢桩的沉桩7.8.1第7.4节各条均适用于钢桩施工。7.8.2钢管桩如锤击沉桩有困难,可在管内取土以助沉。7.8.3H型钢桩断面刚度较小,锤重不宜大于4.5t级(柴油锤),且在锤击过程中桩架前应有横向约束装置,防止横向失稳。7.8.4持力层较硬时,H型钢桩不宜送桩。7.8.5地表层如有大块石、混凝土块等回填物,则应在插入H型钢桩前进行触探并清除桩位上的障碍物,保证沉桩质量。8承台施工8.1一般规定8.1.1独立桩基承台,施工顺序宜先深后浅。
8.1.2承台埋置较深时,应对临近建筑物、市政设施,采取必要的保护措施,在施工期间应进行监测。8.2基坑开挖和回填8.2.1基坑开挖前应对边坡稳定(无支护基坑),支护型式(有支护基坑)、降水措施、挖土方案、运土路线、堆土位置编制施工方案,经审查批准后方能开工,打桩全部结束并停顿一段时间后方可开挖。8.2.2支护方式可采用钢板桩、地下连续墙、排桩(灌注桩)、水泥土搅拌桩、喷锚、H型钢桩(加插板)等,及其与锚杆或内撑组合的支护结构。8.2.3地下水位较高需降水时,可视周围环境情况采用内降水或外降水措施。8.2.4挖土应分层进行,高差不宜过大。软土地区的基坑开挖,基坑内土面高度应保持均匀,高差不宜超过1m。8.2.5挖出的土方不得堆置在基坑附近。8.2.6机械挖土时必须确保基坑内的桩体不受损坏。8.2.7基坑开挖结束后,应在基坑底做好排水盲沟及集水井,周围如有降水设施仍应维持运转。8.2.8基坑回填前,应排除积水,清除含水量较高的浮土和建筑垃圾,填土应分层压实,对称进行。8.3钢筋和混凝土施工8.3.1绑扎钢筋前必须将灌注桩桩头浮浆部分或锤击面破坏部分(预制混凝土桩、钢桩)去除,并应确保桩体埋入承台长度符合设计要求,钢管桩尚应焊好桩顶连接件。8.3.2承台混凝土应一次浇注完成,混凝土入槽宜用平铺法。大体积承台混凝土施工,应采取有效措施防止温度应力引起裂缝。9桩基工程质量检查及验收9.1成桩质量检查9.1.1灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔、钢筋笼制作及安放、混凝土搅制及灌注等三个工序过程的质量检查。9.1.1.1混凝土搅制应对原材料质量与计量、混凝土配合比、坍落度、混凝土强度等级等进行检查;9.1.1.2
钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格、品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的制作偏差等进行检查;9.1.1.3在灌注混凝土前,应严格按照第6章有关施工质量要求对已成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚、度钢筋笼安放的实际位置等进行认真检查,并填写相应质量检查记录。9.1.2预制桩和钢桩成桩质量检查主要包括制桩、打入(静压)深度、停锤标准、桩位及垂直度检查;9.1.2.1预制桩应按选定的标准图或设计图制作,其偏差应符合表7.1.4及表7.1.10的要求;9.1.2.2沉桩过程中的检查项目应包括每米进尺锤击数、最后1m锤击数、最后三阵贯入度及桩尖标高、桩身(架)垂直度等。9.1.3对于沉管灌注桩及其他具有上述灌注桩和预制桩施工工序的质量检查宜按第9.1.1条及9.1.2条有关项目进行。9.1.4对于一级建筑桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程,应进行成桩质量检测。检测方法可采用可靠的动测法,对于大直径桩还可采取钻取岩芯,预埋管超声检测法;检测数量根据具体情况由设计确定。9.1.5成桩桩位偏差应根据不同桩型按表6.2.5及表7.4.11规定检查。9.2单桩承载力检测9.2.1为确保实际单桩竖向极限承载力标准值达到设计要求,应根据工程重要性、地质条件、设计要求及工程施工情况进行单桩静载荷试验或可靠的动力试验。9.2.2下列情况之一的桩基工程,应采用静载试验对工程桩单桩竖向承载力进行检测,检测桩数不少于第5.2.2条规定的要求。9.2.2.1工程桩施工前未进行单桩静载试验的一级建筑桩基;9.2.2.2工程桩施工前未进行单桩静载试验,且有下列情况之一者:地质条件复杂、桩的施工质量可靠性低、确定单桩竖向承载力的可靠性低、桩数多的二级建筑桩基。9.2.3下列情况之一的桩基工程,可采用可靠的动测法对工程桩单桩竖向承载力进行检测。9.2.3.1工程桩施工前已进行单桩静载试验的一级建筑桩基;9.2.3.2属于第9.2.2.2款规定范围外的二级建筑桩基;9.2.3.3三级建筑桩基;9.2.3.4一、二级建筑桩基静载试验检测的辅助检测。9.3基桩及承台工程验收资料9.3.1当桩顶设计标高与施工场地标高相近时,桩基工程的验收应待成桩完毕后验收;当桩顶设计标高低于施工场地标高时,应待开挖到设计标高后进行验收。
9.3.2基桩验收应包括下列资料:9.3.2.1工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等;9.3.2.2经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况;9.3.2.3桩位测量放线图,包括工程桩位线复核签证单;9.3.2.4成桩质量检查报告;9.3.2.5单桩承载力检测报告;9.3.2.6基坑挖至设计标高的基桩竣工平面图及桩顶标高图。9.3.3承台工程验收时应包括下列资料:9.3.3.1承台钢筋、混凝土的施工与检查记录;9.3.3.2桩头与承台的锚筋、边桩离承台边缘距离、承台钢筋保护层记录;9.3.3.3承台厚度、长宽记录及外观情况描述等。附录A成桩工艺选择参考表
附录B考虑承台(包括地下墙体)、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基B.0.1基本假定
B.0.1.1将土体视为弹性变形介质,其水平抗力系数随深度线性增加(m法),地面处为零。对于低承台桩基,在计算基桩时,假定桩顶标高处的水平抗力系数为零并随深度增长。B.0.1.2在水平力和竖向压力作用下,基桩、承台、地下墙体表面上任一点的接触应力(法向弹性抗力)与该点的法向位移δ成正比。B.0.1.3忽略桩身、承台、地下墙体侧面与土之间的粘着力和摩擦力对抵抗水平力的作用。B.0.1.4当承台底面与地基土之间不脱开,即符合第5.2.2条规定,可考虑承台底摩阻力。承台与地基土之间的摩阻力同法向压力成正比,同承台水平位移值无关。B.0.1.5桩顶与承台刚性连接(固接),承台的刚度视为无穷大。因此只有当承台的刚度较大,或由于上部结构与承台的协同作用使承台的刚度得到增强的情况下,才适于采用此种方法计算。计算中考虑土的弹性抗力时,要注意土体的稳定性。B.0.2基本计算参数B.0.2.1地基土水平抗力系数的比例系数m,其值按本规范第5.4.5条规定采用。当基桩侧面为几种土层组成时,应求得主要影响深度hm=2(d+1)米范围内的m值作为计算值(见图B-1)。当hm深度内存在两层不同土时:
(3)岩石地基的竖向抗力系数CR不随岩层埋深而增长,其值按表B-1采用。B.0.2.4桩身抗弯刚度EI:按第5.4.2条规定计算确定;B.0.2.5桩身轴向压力传布系数ξNB.0.2.6地基土与承台板之间的摩擦系数u,按第5.4.3条表5.4.3-2取值。
B.0.3计算公式B.0.3.1单桩基础或与外力作用平面相垂直的单排桩基础,见表B-3.B.0.3.2位于(或平行于)外力作用平面的单排(或多排)桩低承台桩基,见表B-4。B.0.3.3位于(或平行于)外力作用平面的单排(或多排)桩高承台桩基,见表B-5。B.0.4确定地震荷载下桩基计算参数和图式的几个问题B.0.4.1当承台底面以上土层为液化层时,不考虑承台侧面土体的弹性抗力和承台底土的竖向弹性抗力与摩阻力,此时,令Cn=Cb=o,可按表B-5高承台公式计算。B.0.4.2当承台底面以上为非液化层,而承台底面与承台底面下土体可能发生脱离时(承台底面以下有自重固结、自重湿陷、震陷、液化土层时),不考虑承台底地基土的竖向弹性抗力和摩阻力,只考虑承台侧面土体的弹性抗力,宜按表B-5高承台图式进行计算;但计算承台单位变位引起的桩顶、承台、地下墙体的反力和时,应考虑承台和地下墙体侧面土体弹性抗力的影响,可按表B-4的步骤5的公式计算(Cb=0);B.0.4.3当桩周2(d+1)米深度内有液化夹层时,其水平抗力系数的比例系数综合计算值m,将液化层的m按表5.2.12折减代入公式(B-1)或(B-2)中计算确定。
附录C单桩竖向抗压静载试验C.0.1
试验目的:采用接近于竖向抗压桩的实际工作条件的试验方法,确定单桩竖向(抗压)极限承载力,作为设计依据,或对工程桩的承载力进行抽样检验和评价。当埋设有桩底反力和桩身应力、应变测量元件时,尚可直接测定桩周各土层的极限侧阻力和极限端阻力。除对于以桩身承载力控制极限承载力的工程桩试验加载至承载力设计值的1.5-2倍外,其余试桩均应加载至破坏。C.0.2试验加载装置:一般采用油压千斤顶加载,千斤顶的加载反力装置可根据现场实际条件取下列三种形式之一:C.0.2.1锚桩横梁反力装置(图C-1):锚桩、反力梁装置能提供的反力应不小于预估最大试验荷载的1.2-1.5倍。采用工程桩作锚桩时,锚桩数量不得少于4根,并应对试验过程锚桩上拔量进行监测。C.0.2.2压重平台反力装置:压重量不得少于预估试桩破坏荷载的1.2倍;压重应在试验开始前一次加上,并均匀稳固放置于平台上;C.0.2.3锚桩压重联合反力装置:当试桩最大加载量超过锚桩的抗拔能力时,可在横梁上放置或悬挂一定重物,由锚桩和重物共同承受千斤顶加载反力。千斤顶平放于试桩中心,当采用2个以上千斤顶加载时,应将千斤顶并联同步工作,并使千斤顶的合力通过试桩中心。C.0.3荷载与沉降的量测仪表:荷载可用放置于千斤顶上的应力环、应变式压力传感器直接测定,或采用联于千斤顶的压力表测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。试桩沉降一般采用百分表或电子位移计测量。对于大直径桩应在其2个正交直径方向对称安置4个位移测试仪表,中等和小直径桩径可安置2个或3个位移测试仪表。沉降测定平面离桩顶距离不应小于0.5倍桩径,固定和支承百分表的夹具和基准梁在构造上应确保不受气温、振动及其他外界因素影响而发生竖向变位。
C.0.4试桩、锚桩(压重平台支墩)和基准桩之间的中心距离应符合表C-1的规定。C.0.5试桩制作要求C.0.5.1试桩顶部一般应予加强,可在桩顶配置加密钢筋网2-3层,或以薄钢板圆筒作成加劲箍与桩顶混凝土浇成一体,用高标号砂浆将桩顶抹平。对于预制桩,若桩顶未破损可不另作处理。C.0.5.2为安置沉降测点和仪表,试桩顶部露出试坑地面的高度不宜小于600mm,试坑地面宜与桩承台底设计标高一致。C.0.5.3试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。为缩短试桩养护时间,混凝土强度等级可适当提高,或掺入早强剂。C.0.6从成桩到开始试验的间歇时间:在桩身强度达到设计要求的前提下,对于砂类土,不应少于10d;对于粉土和粘性土,不应少于15d;对于淤泥或淤泥质土,不应少于25d。C.0.7试验加载方式:采用慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载,直到试桩破坏,然后分级卸载到零。当考虑结合实际工程桩的荷载特征可采用多循环加、卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零)。当考虑缩短试验时间,对于工程桩的检验性试验,可采用快速维持荷载法,即一般每隔一小时加一级荷载。C.0.8加卸载与沉降观测:C.0.8.1加载分级:每级加载为预估极限荷载的1/10-1/15,第一级可按2倍分级荷载加荷;C.0.8.2沉降观测:每级加载后间隔5、10、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30min测读一次。每次测读值记入试验记录表;C.0.8.3沉降相对稳定标准:每一小时的沉降不超过0.1mm,并连续出现两次(由1.5h内连续三次观测值计算),认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。C.0.8.4
终止加载条件:当出现下列情况之一时,即可终止加载:(1)某级荷载作用下,桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍;(2)某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定;(3)已达到锚桩最大抗拔力或压重平台的最大重量时。C.0.8.5卸载与卸载沉降观测:每级卸载值为每级加载值的2倍。每级卸载后隔15min测读一次残余沉降,读两次后,隔30min再读一次,即可卸下一级荷载,全部卸载后隔3-4h再读一次。C.0.9试验报告内容及资料整理C.0.9.1单桩竖向抗压静载试验概况:整理成表格形式(见表C-2),并应对成桩和试验过程出现的异常现象作补充说明:
C.0.9.3单桩竖向抗压静载试验荷载-沉降汇总表(见表C-4);C.0.9.4确定单桩竖向极限承载力:一般应绘Q-s,s-lgt曲线,以及其他辅助分析所需曲线:C.0.9.5当进行桩身应力、应变和桩底反力测定时,应整理出有关数据的记录表和绘制桩身轴力分布、侧阻力分布、桩端-阻力荷载、桩端阻力-沉降关系等曲线;C.0.9.6按第C.0.10条和第C.0.11条确定单桩竖向极限承载力标准值。C.0.10单桩竖向极限承载力可按下列方法综合分析确定:C.0.10.1
根据沉降随荷载的变化特征确定极限承载力:对于陡降型Q-s曲线取Q-s曲线发生明显陡降的起始点;C.0.10.2根据沉降量确定极限承载力:对于缓变型Q-s曲线一般可取s=40-60mm对应的荷载,对于大直径桩可取s=0.03-0.06D(D为桩端直径,大桩径取低值,小桩径取高值)所对应的荷载值;对于细长桩(l/d>80)可取s=60-80mm对应的荷载;C.0.10.3根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力,取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。C.0.11单桩竖向极限承载力标准值应根据试桩位置、实际地质条件、施工情况等综合确定。当各试桩条件基本相同时,单桩竖向极限承载力标准值可按下列步骤与方法确定:C.0.11.1计算试桩结果统计特征值:(1)按上述方法,确定n根正常条件试桩的极限承载力实测值Qum;按下式计算n根试桩实测极限承载力平均值QumC.0.11.2确定单桩竖向极限承载力标准值Qum(1)当Sn≤0.15时,Quk=Qum;(2)当Sn>0.15时,Quk=λQumC.0.11.3单桩竖向极限承载力标准值折减系数λ,根据变量αi的分布,按下列方法确定:(1)当试桩数n=2时,按表C-5确定
附录D单桩竖向抗拔静载试验D.0.1试验目的:采用接近于竖向抗拔桩的实际工作条件的试验方法,确定单桩抗拔极限承载力。D.0.2试验加载装置:一般采用油压千斤顶加载,千斤顶的加载反力装置可根据现场情况确定,应尽量利用工程桩为支座反力,抗拔试桩与支座桩的最小间距可根据表C-1确定。D.0.3荷载与沉降量测仪表:荷载可用放置于千斤顶上的应力环,应变式压力传感器直接测定,或采用联于千斤顶的标准压力表测定油压,根据千斤顶率定曲线换算荷载。试桩上拔变形一般采用百分表测量,布置方法与竖向抗压试验相同。
D.0.4从成桩到开始试验的间歇时间:在确定桩身强度达到要求的前提下,对于砂类土,不应少于10d;对于粉土和粘性土,不应少于15d,对于淤泥或淤泥质土,不应少于25d。D.0.5试验加载方式:一般采用慢速维持荷载法(逐级加载,每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载,直到试桩破坏,然后逐级卸载到零)。当考虑结合实际工程桩的荷载特征时,也可采用多循环加卸载法(每级荷载达到相对稳定后卸载到零)。D.0.6慢速维持荷载法按下列规定进行加、卸载和竖向变形观测;D.0.6.1加载分级:每级加载为预估极限荷载的1/10-1/15。D.0.6.2变形观测:每级加载后间隔5、10、15min各测读一次,以后每隔15min测读一次,累计1h后每隔30min测读一次,每次测读值记入试验记录表(见表C-3),并记录桩身外露部分裂缝开展情况。D.0.6.3变形相对稳定标准:每一小时内的变形值不超过0.1mm,并连续出现两次(由1.5h内连续三次观测值计算),认为已达到相对稳定,可加下一级荷载。D.0.6.4终止加载条件:当出现下列情况之一时,即可终止加载;(1)桩顶荷载为桩受拉钢筋总极限承载力的0.9倍时;(2)某级荷载作用下,桩顶变形量为前一级荷载作用下的5倍;(3)累计上拔量超过100mm。D.0.7单桩竖向抗拔静载试验分析报告的资料整理内容:D.0.7.1单桩竖向抗拔静载试验概况:整理成表格形式(宜按表C-2)并对成桩的试验过程出现的异常现象作补充说明;D.0.7.2单桩竖向抗拔静载试验记录表(宜按表C-3);D.0.7.3单桩竖向抗拔静载试验变形汇总表(宜按表C-4);D.0.7.4绘制单桩竖向抗拔试验荷载-变形(U-△)曲线图;D.0.7.5当进行桩身应力、应变测试时,应整理出有关数据的记录表及绘制桩身应力变化、桩侧阻力与荷载-变形等关系曲线。D.0.8单桩竖向抗拔极限承载力的判定;D.0.8.1对于陡变形U-△曲线,取陡升起始点荷载为极限荷载;D.0.8.2对于缓变形U-△曲线,根据上拔量和△-lgt曲线变化综合判定,即△-lgt取曲线尾部显著弯曲的前一级荷载为极限荷载。附录E单桩水平静载试验E.0.1试验目的:采用接近于水平受力桩的实际工作条件的试验方法确定单桩的水平承载力和地基土的水平抗力系数或对工程桩的水平承载力进行检验和评价;当埋设有桩身应力测量元件时,可测定出桩身应力变化,并由此求得桩身弯矩分布.E.0.2试验设备与仪表装置(图E-1)
E.0.2.1采用千斤顶施加水平力,水平力作用线应通过地面标高处(地面标高应与实际工程桩基承台底面标高一致)。在千斤顶与试桩接触处宜安置一球形铰座,以保证千斤顶作用力能水平通过桩身轴线;E.0.2.2桩的水平位移宜采用大量程百分表测量。每一试桩在力的作用水平面上和在该平面以上50cm左右各安装一或二只百分表(下表测量桩身在地面处的水平位移,上表测量桩顶水平位移,根据两表位移差与两表距离的比值求得地面以上桩身的转角)。如果桩身露出地面较短,可只在力的作用水平面上安装百分表测量水平位移;E.0.2.3固定百分表的基准桩宜打设在试桩侧面靠位移的反方向,与试桩的净距不少于1倍试桩直径。E.0.3试验加载方法:宜采用单向多循环加卸载法,对于个别受长期水平荷载的桩基也可采用慢速维持加载法(稳定标准可参照竖向静载试验)进行试验。E.0.4多循环加卸载试验法,按下列规定进行加卸载和位移观测;E.0.4.1荷载分级:取预估水平极限承载力的1/10-1/15作为每级荷载的加载增量。根据桩径大小并适当考虑土层软硬,对于直径300-1000mm的桩,每级荷载增量可取2.5-20kN;E.0.4.2加载程序与位移观测:每级荷载施加后,恒载4min测读水平位移,然后卸载至零,停测2min读残余水平位移,至此完成一个加卸载循环,如此循环5次便完成一级荷载的试验观测。加载时间应尽量缩短,测量位移的间隔时间应严格准确,试验不得中途停歇;E.0.4.3终止试验的条件:当桩身折断或水平位移超过30-40mm(软土取40mm)时,可终止试验。E.0.5单桩水平静载试验报告内容及资料整理E.0.5.1单桩水平静载试验概况:整理成表格形式(宜按表C-2)。对成桩和试验过程发生的异常现象应作补充说明;E.0.5.2单桩水平静载试验记录表(宜按表E-1)。
E.0.5.3绘制有关试验成果曲线:一般应绘制水平力-时间-位移(Ho-t-xo)、水平-力位移梯度(Ho-△xo/△Ho)或水平力-位移双对数(lgHo-lgxo)曲线,当测量桩身应力时,尚应绘制应力沿桩身分布和水平力-最大弯矩截面钢筋应力(Ho-σg)等曲线。E.0.6单桩水平临界荷载(桩身受拉区混凝土明显退出工作前的最大荷载)按下列方法综合确定:E.0.6.1取Ho-t-xo曲线出现突变(相同荷载增量的条件下,出现比前一级明显增大的位移增量)点的前一级荷载为水平临界荷载(图E-2a);E.0.6.2取Ho-△xo/△Ho曲线第一直线段的终点(图E-2b)或lgHo-lgxo曲线拐点所对应的荷载为水平临界荷载;E.0.6.2当有钢筋应力测试数据时,取Ho-σg第一突变点对应的荷载为水平临界荷载(图E-2c)。E.0.7单桩水平极限荷载可根据下列方法综合确定:E.0.7.1取Ho-t-xo曲线明显陡降的前一级荷载为极限荷载(附图E-2a);E.0.7.2取Ho-△xo/△Ho曲线第二直线段的终点对应的荷载为极限荷(载图E-2b);E.0.7.3取桩身折断或钢筋应力达到流限的前一级荷载为极限荷载。有条件时,可模拟实际荷载情况,进行桩顶同时施加轴向压力的水平静载试验。E.0.8地基土水平抗力系数的比例系数m可根据试验结果按下列公式确定:
附录F按倒置弹性地基梁计算墙下条形桩基承台梁
按倒置弹性地基梁计算墙下条形桩基连续承台梁时,先求得作用于梁上的荷载,然后按普通连续梁计算其弯矩和剪力。弯矩和剪力的计算公式根据附图F-1所示计算简图,分别按表F-1采用。
当门窗口下布有桩,且承台梁顶面至门窗口的砌体高度小于门窗口的净宽时,则应按倒置的简支梁计算该段梁的弯矩,即取门窗净宽的1.05倍为计算跨度,取门窗口下桩顶荷载为计算集中荷载进行计算。
附录H桩基等效沉降系数ψc计算参数表
附录I本规范用词说明一、为便于在执行本规范条文时区别对待,对于要求严格程度的不同的用词说明如下:1.表示很严格,非这样做不可的用词: 正面词采用“必须”; 反面词采用“严禁”。 2.表示严格,在正常情况下均应这样做的用词: 正面词采用“应”; 反面词采用“不应”或“不得”。 3.表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词: 正面词采用“宜”或“可”; 反面词采用“不宜”。二、条文中指明必须按其他标准、规范执行的写法为“按......执行”或“应符合......的规定”。 附加说明本规范主编单位参加单位和主要起草人名单主编单位:中国建筑科学研究院
参加单位:同济大学陕西省建筑科学研究设计院重庆建筑大学冶金部建筑研究总院福建省建筑科学研究院上海高桥石油化工公司设计院上海市基础工程公司广东省基础工程公司主要起草人:刘金砺黄强费鸿庆洪毓康黄求顺俞振全龚一鸣陈竹昌钟亮贾庆山桂业琨经永新陈启芬'
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