建筑桩基技术规范(JGJ94-94)
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中华人民共和国行业标中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范
TechnicalCodeforBuildingPileFoundations JGJ94—94
中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范
TechnicalCodeforBuildingPileFoundations 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
目次
1总则
2术语、符号
2.1术语
2.2符号
3基本设计规定
3.1基本资料
3.2桩的选型与布置
3.3设计原则
3.4特殊条件下的桩基
4桩基构造
4.1桩的构造
4.2承台构造
5桩基计算
5.1桩顶作用效应计算
5.2桩基竖向承载力计算
5.3桩基沉降计算
5.4桩基水平承载力与位移计算
5.5桩身承载力与抗裂计算
5.6承台计算
6灌注桩施工
6.1施工准备
6.2一般规定
6.3泥浆护壁成孔灌注桩
6.4沉管灌注桩和内夯灌注桩
6.5干作业成孔灌注桩
7混凝土预制桩与钢桩的施工
7.1混凝土预制桩的制作
7.2混凝土预制桩的起吊、运输和堆存
7.3混凝土预制桩的接桩
7.4混凝土预制桩的沉桩
7.5钢桩(钢管桩、H型桩及其他异型钢桩)的制作
7.6钢桩的焊接
7.7钢桩的运输和堆存
7.8钢桩的沉桩
8承台施工
8.1一般规定
8.2基坑开挖和回填
8.3钢筋和混凝土施工
9桩基工程质量检查及验收
9.1成桩质量检查
9.2单桩承载力检测
9.3基桩及承台工程验收资料
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
附录C单桩竖向抗压静载试验
附录D单桩竖向抗拔静载试验
附录E单桩水平静载试验
附录F按倒置弹性地基梁计算墙下条形桩基承台梁
附录G附加应力系数α'、平均附加应力系数α
附录H桩基等效沉降系数Ψe计算参数表
附录I本规范用词说明
附加说明本规范主编单位、参加单位和主要起草人名单条文说明
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
qsik——单桩第i层土的极限侧阻力标准值;
qpk——单桩的极限端阻力标准值;
qck——承台底地基土极限阻力标准值;
QSk、Qpk——单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值;
Quk——单桩竖向极限承载力标准值;
Qck——相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值;
R——桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力设计值;
Uk——单桩抗拔极限承载力标准值;
Ugh——群桩中任一基桩的抗拔极限承载力标准值;
Rh1——复合基桩或基桩的水平承载力设计值;
Rh——单桩水平承载力设计值;
ps——静力触探单桥探头比贯入阻力值;
fs、qc——静力触探双桥探头平均侧阻力、平均端阻力;
m——桩侧地基土水平抗力系数的比例系数;
frc——岩石饱和单轴抗压强度;
ft、fc——混凝土抗拉、抗压强度设计值;
Es——土的压缩模量;
γ、γe——土的重度、有效重度。
2.2.2作用和作用效应
F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;
G——桩基承台和承台上土自重设计值;
Ni——第i复合基桩或基桩上的竖向力设计值;
Mx、My——作用于承台底面的外力对通过桩群形心的x、y轴的力矩;
H——作用于承台底面的水平力设计值;
Hl——作用于任一复合基桩或基桩的水平力设计值;
qnsk——单桩平均负摩阻力标准值;
Qnk——作用于单桩侧面的下拉荷载标准值;
Qngk——作用于群桩中任一基桩的下拉荷载标准值;
qf——切向冻胀力设计值;
s——桩基最终沉降量。
2.2.3几何参数
sa——桩中心距;
l——桩身长度;
d——桩身设计直径;
D——桩端扩底设计直径;
ds——钢管桩外直径;
u——桩身周长;
Ac——承台底净面积;
A——桩身截面面积;
Ap——桩端面积;
An——桩身换算截面积;
hn——桩的换算深度;
Lc——承台长度;
Bc——承台宽度;
zn——桩基沉降计算深度(从桩端平面算起)。
2.2.4计算系数
γ′o——建筑桩基重要性系数;
γs、γp——桩侧阻、桩端阻抗力分项系数;
γsp——桩侧阻端阻综合抗力分项系数;
γc——承台底土阻抗力分项系数;
εs、εp——桩侧阻、桩端阻群桩效应系数;
εsp——桩侧阻端阻综合群桩效应系数;
εc——承台底土阻力群桩效应系数;
εf——冻胀影响系数;
δs、δp——嵌岩段侧阻力、端阻力修正系数;
φs、φb——大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数;
λs——钢管桩侧阻挤土效应系数;
λp——敞口符桩端闭塞效应系数;
μ——承台底与基土间摩阻系数;
φe——桩基等效沉降系数;
φ——桩基沉降计算经验系数;
φc——基桩施工工艺系数;
αE——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值。
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20~30m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燉3~1燉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;
桩的最小中心距表3.2.3-1
注:D——圆桩直径或方桩边长。
(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。 灌注桩扩底端最小中心距表3.2.3-2
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。同一基础相邻桩的桩底标高差,对于非嵌岩端承型桩,不宜超过相邻桩的中心距;对于摩擦型桩,在相同土层中不宜超过桩长的1/10。
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。
建筑桩基安全等级表3.3.3
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
1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:
r0N≤fc²A(4.1.1-1)
式中r0——建筑桩基重要性系数,按表3.3.3确定安全等级,对于一、二、三级分别取r0=1.1,1.0,0.9;对于柱下单桩按提高一级考虑;对于柱下单桩的一级建筑桩 基取r0=1.2;
N——桩顶轴向压力设计值;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值,对于灌注桩应按5.5.2条折减;
A——桩身截面面积。
4.1.1.2桩顶水平力应符合下列公式规定:
(4.1.1-2)
式中H1——桩顶水平力设计值(kN);
ah——综合系数(kN),按表4.1.1采用;
d——桩身设计直径(m);
NG——按基本组合计算的桩顶永久荷载产生的轴向力设计值(kN);
ft——混凝土轴心抗拉强度设计值(kPa);
rm——桩身截面模量的塑性系数,圆截面rm=2;矩形截面rm=1.75;A——桩身截面面积,按m2计算。
注:当验算桩基受地震作用时,式(4.1.1-1)、(4.1.1-2)中ro=1。 综合系数αh(kN)表4.1.1略
注:当桩基受长期或经常出现的水平荷载时,按表中土层分类顺序降低一类取值,如Ⅲ类按Ⅱ类取值。
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/α(α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。
图4.1.5扩底桩构造
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)。图略
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,α/he,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。 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。
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。略
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。
4.1.14.2H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。略
4.1.16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;略
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10,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)。略
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412。
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
(5.1.1-1)
偏心竖向力作用下
(5.1.1-2)
5.1.1.2水平力:
H1=H/n(5.1.1-3)
式中F——作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;
G——桩基承台和承台上土自重设计值(自重荷载分项系数当其效应对结构不利时取1.2;有利时取1.0);并应对地下水位以下部分扣除水的浮力;
N——轴心竖向力作用下任一复合基桩或基桩的竖向力设计值;
Ni——偏心竖向力作用下第i复合基桩或基桩的竖向力设计值;
MX、My——作用于承台底面通过桩群形心的x、y轴的弯矩设计值;
xi、yi——第i复合基桩或基桩至x、y轴的距离;
H——作用于桩基承台底面的水平力设计值;
Hi——作用于任一复合基桩或基桩的水平力设计值;
n——桩基中的桩数。
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
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
γ0N≤R(5.2.1-1)
偏心竖向力作用下,除满足式(5.2.1-1)外,尚应满足下式
γ0Nmax≤1.2R(5.2.2-2)
式中R——桩基中复合基桩或基桩的竖向承载力设计值。
注:当上部结构内力分析中所考虑的γ0取值与本规范第4.1.1条的规定一致时,则作用效应项中不再代入γ0计算;不一致时,应乘以桩基与上部结构γ0的比值。
5.2.1.2地震作用效应组合:
轴心竖向力作用下
N≤1.25R(5.2.1-3)
偏心竖向力作用下,除满足式(5.2.1-3)外,尚应满足下式
Nmax≤1.5R(5.2.1-4)
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:
R=Qsk/γs+Qpkγp(5.2.2-1)
当根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时,基桩的竖向承载力设计值为: R=Quk/γsp(5.2.2-2)
5.2.2.2对于桩数超过3根的非端承桩桩基,宜考虑桩群、土、承台的相互作用效应,其复合基桩的竖向承载力设计值为:
R=ηsQsk/γs+ηpQpk/γp+ηcQck/γc(5.2.2-3)
当根据静载试验确定单桩竖向极限承载力标准值时,其复合基桩的竖向承载力设计值为: R=εspQsk/γsp+εcQck/γc(5.2.2-4)
Qck=qck²Ac/n(5.2.2-5)
当承台底面以下存在可液化土、湿陷性黄土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土,或可能出现震陷、降水、沉桩过程产生高孔隙水压和土体隆起时,不考虑承台效应,即取εc=0,εs、εp、εsp取表5.2.3.1中Bc/l=0.2一栏的对应值。
式中Qsk、QPk——分别为单桩总极限侧阻力和总极限端阻力标准值;
QCk——相应于任一复合基桩的承台底地基土总极限阻力标准值;
qck——承台底1/2承台宽度深度范围(≤5m)内地基土极限阻力标准值;
Ac——承台底地基土净面积;
Quk——单桩竖向极限承载力标准值;
εs、εp、εsp、εc——分别为桩侧阻群桩效应系数、桩端阻群桩效应系数、桩侧阻端阻综合群桩效应系数、承台底土阻力群桩效应系数,按本规范第5.2.3条确定;γS、γP、γSP、γc——分别为桩侧阻抗力分项系数、桩端阻抗力分项系数、桩侧阻端阻综合阻抗力分项系数、承台底土阻抗力分项系数,按表5.2.2采用。略
注:①根据静力触探方法确定预制桩、钢管桩承载力时,取γS=γP=γSP=1.6060。
②抗拔桩的侧阻抗力分项系数γs可取表列数值。
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εs、εp、εsp、εc可按下列规定确定:
5.2.3.1桩侧阻群桩效应系数εS、桩端阻群桩效应系数εp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εsp可按表5.2.3-1确定; 侧阻、端阻群桩效应系数εs、εp及侧阻端阻综合群桩效应系数εsp表5.2.3-1略 注:①BC、l分别为承台宽度和桩的入土长度,Sa为桩中心距,当不规则布桩时按本规范第5.3.9条确定;
②当sa/d>6时,取εs=εp=εsp=1;两向桩距sa不等时,Sa/d取均值;
③当桩侧为成层土时,εs可按主要土层或分别按各土层类别取值;
④对于孔隙比e>0.8的非饱和粘性土和松散粉土、砂类土中的挤土群桩,表列系数可提高5%,对于密实粉土、砂类土中的群桩,表列系数宜降低5%。
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:
(5.2.3)
式
中——承台内区(外围桩边包络区)、外区的净面积
,
,见图5.2.3;
——承台内、外区土阻力群桩效应系数,按表5.2.3-2取值。
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:
(5.2.6-1)
式中u——桩身周长;
qsik——用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧阻力标准值;
li——桩穿越第i层土的厚度;
α——桩端阻力修正系数;
psk——桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值(平均值);
Ap——桩端面积。
5.2.6.1qsik值应结合土工试验资料,依据土的类别、埋藏深度、排列次序,按图5.2.6折线取值;略
注:图5.2.6中,直线○A(线段gh)适用于地表下6m范围内的土层;折线○B(线段oabc)适用于粉土及砂土土层以上(或无粉土及砂土土层地区)的粘性土;折线 ○C(线段odef)适用于粉土及砂土土层以下的粘性土;折线○D(线段oef)适用于粉土、粉砂、细砂及中砂。
当桩端穿越粉土、粉砂、细砂及中砂层底面时,折线○D估算的qsik值需乘以表5.2.6-1中系数δs值;
系数δs值表5.2.6-1
注:①Ps为桩端穿越的中密~密实砂土、粉土的比贯入阻力平均值;psl为砂土、粉土的下卧软土层的比贯入阻力平均值;
②采用的单桥探头,圆锥底面积为15cm2,底部带7cm高滑套,锥角60°。 5.2.6.2桩端阻力修正系数α值按表5.2.6-2取值;
桩端阻力修正系数α值表5.2.6-2
注:桩入土深度15≤h≤30m时,α值按h值直线内插;h为基底至桩端全断面的距 离(不包括桩尖高度)。
5.2.6.3psb可按下式计算:
当psk1≤psk2时
psK=1/2(psk1+β²psk2)(5.2.6-2)
当psk1>psk2时
psK=psk2(5.2.6-3)
式中psk1——桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值;
psk2——桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值,如桩端持力层为密实的砂土层,其比贯入阻力平均值ps超过20MPa时,则需乘以表5.2.6-3中系数C予以折减后,再计算psk2及psk1值;
β——折减系数,按psk2/psk1值从表5.2.6-4选用。
系数C表5.2.6-3
折减系数β表5.2.6-4
注:表5.2.6-3、表5.2.6-4可内插取值。
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:
(5.2.7)
式中fsi——第i层土的探头平均侧阻力;
qc——桩端平面上、下探头阻力,取桩端平面以上4d(d为桩的直径或边长)范围内按土层厚度的探头阻力加权平均值,然后再和桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均; α——桩端阻力修正系数,对粘性土、粉土取2/3,饱和砂土取1/2;
βi——第i层土桩侧阻力综合修正系数,按下式计算:
粘性土、粉土:βi=10.04(fsi)-0.55
砂土:βi=5.05(fsi)-0.45
注:双桥探头的圆锥底面积为15cm2,锥角60°,摩擦套筒高21.85cm,侧面
2积300cm。
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:
(5.2.8)
式中qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,如无当地经验值时,可按表5.2.8-1取值;
qpk——极限端阻力标准值,如无当地经验值时,可按表5.2.8-2取值。
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:
(5.2.9)
式中qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,如无当地经验值时,可按表5.2.8-1取值,对于扩底桩变截面以下不计侧阻力;
qpk——桩径为800mm的极限端阻力标准,可采用深层载荷板试验确定;当不能进行深
层载荷板试验时,可采用当地经验值或按表5.2.8-1取值,对于干作业(清底干净)可按表5.2.9-1取值;
对于混凝土护壁的大直径挖孔桩,计算单桩竖向承载力时,其设计桩径取护壁外直径; ψsi、ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数,按表5.2.9-2取值。
干作业桩(清底干净,D=800mm)
注:①qpk取值宜考虑桩端持力层土的状态及桩进入持力层的深度效应,当进入持力层深度hb为:hb≤D,D<hb<4D,hb≥4D;qpk可分别取较低值、中值,较高值。
②砂土密实度可根据标贯击数N判定,N≤10为松散,10<N≤15为稍密,15<N≤30为中密,N>30为密实。
③当对沉降要求不严时,可适当提高qpk值。
大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数φsi、端阻力尺寸效应系数φp表5.2.9-2
注:表中D为桩端直径。
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:
(5.2.1
0-1)
当hb/ds<5时λp=0.16hb/ds²λs(5.2.10-2)
当hb/ds≥5时λp=0.8²λs(5.2.10-3)
式中qsik、qpk——取与混凝土预制桩相同值;
λp——桩端闭塞效应系数,对于闭口钢管桩λp=1,对于敞口钢管桩宜按式5.2.10-2、式5.2.10-3取值;
hb——桩端进入持力层深度;
ds——钢管桩外直径;
λs——侧阻挤土效应系数,对于闭口钢管桩λs=1,敞口钢管桩λs宜按表5.2.10确定。
敞口钢管桩侧阻挤土效应系数λs表5.2.10
对于带隔板的半敞口钢管桩,以等效直径de代替ds确定λs、λp;de=ds/n;其中n为桩端隔板分割数(见图5.2.10)。
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:
(5.2.11-1)
(5.2.11-2)
(5.2.11-3)
(5.2.11-4)
式中 Qsk、Qrk、QPk——分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、总极限端阻力标准值;
δsi——覆盖层第i层土的侧阻力发挥系数;当桩的长径比不大(l燉d<30),桩端置于新鲜或微风化硬质岩中且桩底无沉渣时,对于粘性土、粉土,取δsi=0.8,对于砂类土及碎石类土,取δsi=0.7;对于其他情况,取δsi=1;
qsik——桩周第i层土的极限侧阻力标准值,根据成桩工艺按表5.2.8-1取值; frc——岩石饱和单轴抗压强度标准值,对于粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值; hr——桩身嵌岩(中等风化、微风化、新鲜基岩)深度,超过5d时,取hr=5d;当岩层表面倾斜时,以坡下方的嵌岩深度为准;
δS、δP——嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数,与嵌岩深径比hr/d有关,按表5.2.11采用。
嵌岩段侧阻和端阻修正系数表5.2.11
注:①当嵌岩段为中等风化岩时,表中数值乘以0.9折减;
②岩石单轴抗压强度的标准值可按附录C中C.0.11条规定取值。
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φL按表5.2.12确定。 土层液化折减系数φL表5.2.12
注:①N63.5为饱和土标准贯入击数实测值;NCr为液化判别标准贯入击数临界值;
②对于挤土桩,当桩距小于4d,且桩的排数不少于5排、总桩数不少于25根时,土层液
化折减系数可取2/3~1。
当承台底非液化土层厚度小于1m时,土层化折减系数按表5.2.12中λN降低一档取值。
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:
(5.2.13-1)
(5.2.13
-2)
式中σz——作用于软弱下卧层顶面的附加应力,见图(5.2.13-a);
γZ——软弱层顶面以上各土层重度按土层厚度计算的加权平均值;
z——地面至软弱层顶面的深度;
qwuk——软弱下卧层经深度修正的地基极限承载力标准值;
γq——地基承载力分项系数,取γq=1.65;
A0、B0——桩群外缘矩形面积的长、短边长(见图5.2.13-a);
ζ——桩端硬持力层压力扩散角,按表5.2.13取值。
5.2.13.2对于桩距sa>6d、且硬持力层厚度t<(Sa—De)²cotζ/2的群桩基础(图5.2.13-b),以及单桩基础,按式(5.2.13-1)验算软弱下卧层的承载力时,其σZ按下式确定:
(5.2.13-3)
式中N——桩顶轴向压力设计值;
De——桩端等代直径,对于圆形桩端,De=D;方形桩,De=1.13b(b为桩的边长);按表5.2.13确定ζ时,B0=De。
桩端硬持力层压力扩散角ζ表5.2.13
注:①Es1、Es2为硬持力层、软下卧层的压缩模量;
②t<0.25B0时,ζ降低取值。
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:
(5.2.15-1)
5.2.15.2对于端承型基桩除应满足上式要求外,尚应考虑负摩阻力引起基桩的下拉
n荷载Qg(根据本规范第5.2.16条确定),按下式验算基桩承载力:
(5.2.15-2)
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:
(5.2.16-1)
当降低地下水位时:σ′i=γ′i²zi(5.2.16-2)
当地面有满布荷载时:σ′i=p+γ′i²zi(5.2.16-3)
式中(qnsi——第i层土桩侧负摩阻力标准值;
δn——桩周土负摩阻力系数,可按表5.2.16-1取值;
σ′i——桩周第i层土平均竖向有效应力;
γ′i——第i层土层底以上桩周土按厚度计算的加权平均有效重度;
zi——自地面起算的第i层土中点深度;
p——地面均布荷载。
负摩阻力系数δn表5.2.16-1
注:①在同一类土中,对于打入桩或沉管灌注桩,取表中较大值,对于钻(冲)挖孔灌沟桩,取表中较小值;②填上按其组成取表中同类土的较大值;
③当(qnsi计算值大于正摩阻力时,取正摩阻力值。
对于砂类土,也可按下式估算负摩阻力标准值:
(5.2.16-4)
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