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文档简介
目次
1总则.....................................................................................................1
2术语和符号........................................................................................2
2.1术语...............................................................................................................2
2.2符号...............................................................................................................2
3基本设计规定....................................................................................5
3.1一般规定.......................................................................................................5
3.2基本资料.......................................................................................................7
3.3桩的选型与布置...........................................................................................9
3.4特殊条件下的桩基.....................................................................................11
3.5耐久性规定.................................................................................................14
4基桩构造..........................................................................................16
4.1灌注桩.........................................................................................................16
4.2预应力混凝土空心桩.................................................................................17
4.3扩底搅拌.....................................................................................................18
5桩基计算..........................................................................................19
5.1桩顶作用效应计算.....................................................................................19
5.2桩基竖向承载力计算.................................................................................20
5.3单桩竖向极限承载力.................................................................................23
5.4特殊条件下桩基竖向极限承载力计算.....................................................32
5.5桩基沉降计算.............................................................................................35
5.6桩基水平承载力与位移计算.....................................................................37
5.7桩身承载力与裂缝控制计算.....................................................................37
6扩底搅拌混凝土灌注桩和后注浆施工..........................................41
6.1施工准备.....................................................................................................41
6.2一般规定.....................................................................................................42
6.3扩底搅拌混凝土灌注桩的施工.................................................................45
6.4混凝土灌注桩后注浆施工.........................................................................46
7扩底搅拌预应力混凝土空心桩后注浆施工..................................51
7.1施工准备.....................................................................................................51
7.2一般规定.....................................................................................................52
7.3扩底搅拌预应力混凝土空心桩后注浆施工.............................................53
8桩基工程质量检查及验收..............................................................56
8.1一般规定.....................................................................................................56
8.2施工前检验.................................................................................................56
8.3施工检验.....................................................................................................56
8.4施工后检验.................................................................................................57
8.5质量验收.....................................................................................................58
本规程用词说明....................................................................................59
引用标准名录........................................................................................60
附:条文说明........................................................................................61
Contens
1GenneralProvisions............................................................................1
2Terms...................................................................................................2
2.1Terms.............................................................................................................2
2.2Symbols.........................................................................................................2
3GeneralRequirements........................................................................5
3.1Gennera.........................................................................................................5
3.2BesicInformation..........................................................................................7
3.3Selectionandlayoutofpiles.........................................................................9
3.4Pilefoundationunderspecialconditions.....................................................11
3.5Durabilityprovisions...................................................................................14
4Structuredetailsoffoundationpile..................................................16
4.1Cast-in-placeconcretepile..........................................................................16
4.2Prestressedconcretehollowpile.................................................................17
4.3UnderreamedMixed....................................................................................18
5CalculationForPileFoundation.......................................................19
5.1CalculationofPileTopActionEffect..........................................................19
5.2CalculationofPileFoundationVerticalBearingCapacity..........................20
5.3Calculationofverticalultimatebearingcapacityofsinglepile..................23
5.4Calculationofverticalultimatebearingcapacityofpilefoundationunder
specialconditions......................................................................................................32
5.5CalculationofPileFoundationSettlement..................................................35
5.6Calculationofhorizontalbearingcapacityanddisplacementofpile
foundation..................................................................................................................37
5.7Calculationofpilebearingcapacityandcrackcontrol...............................37
6Constructionofunderreamedmixingconcretecast-in-place
PileandPostgrouting.............................................................................41
6.1PreparationforConstruction.......................................................................41
6.2Genneral......................................................................................................42
6.3Constructionofunderreamedmixingconcretecast-in-placepile.........45
6.4Constructionofconcretepostgroutingforcast-in-placepile.....................46
7Constructionofprestressedconcretehollowpilewithunderreamed
mixingPostgrouting...............................................................................51
7.1PreparationforConstruction.......................................................................51
7.2Genneral......................................................................................................52
7.3Constructionofprestressedconcretehollowpilewithunderreamed
mixingPostgrouting.........................................................................................53
8QualityInspectionandAcceptanceofPileFoundationConstruction.
.................................................................................................................56
8.1GenneralRules............................................................................................56
8.2InspectionBeforConstruction.....................................................................56
8.3InspectionDuringConstruction..................................................................56
8.4InspectionAfterConstruction.....................................................................57
8.5AcceptanceDocumentsforPileFoundation...............................................58
ExplanationofWordinginThisSpecification.......................................59
ListofQuotedStandards........................................................................60
Addition:ExplanationofProvisions......................................................61
1总则
1.0.1为使扩底搅拌混凝土桩在设计与施工中做到技术先进、经济
合理、安全适用、确保质量、保护环境,制定本规程。
1.0.2本规程适用于工业与民用建筑(包括构筑物)扩底搅拌混凝
土桩的设计与施工。
1.0.3扩底搅拌混凝土桩的设计与施工,应综合考虑地质条件、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扩底搅拌混凝土桩的设计与施工除符合本规程外,尚应符合
国家、行业和地方现行有关标准、规范的规定。
1
2术语和符号
2.1一般规定
2.1.1扩底搅拌混凝土桩ConcretePileWithUnderreamedMixed
扩底搅拌混凝土桩是在钻(挖)完成的桩孔中通过安装在钻具
底部的扩底搅拌设备,在桩底部注入水泥浆,边切削边搅拌形成大
于桩身直径的扩底搅拌体后,灌注混凝土和放入钢筋笼或插入混凝
土预制桩、预应力空心桩形成的桩基础。
2.2符号
2.2.1作用和作用效应
F—k——按荷载效应标准组合计算的作用于承台顶面的竖向
力;
G—k——桩基承台和承台上土自重标准值;
H—k——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的水平
力;
H—ik——按荷载效应标准组合计算的作用于第i基桩或复合
桩基的水平力;
Mxk、My—k——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的外力,
绕通过桩群形心的x、y主轴的力矩;
N———荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值;
N—k——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基
桩的平均竖向力;
N—ik——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i基桩或复合
桩基的竖向力;
Nkma—x——荷载效应标准组合偏心竖向作用力下,桩顶最大竖向
2
力;
NE—k——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩的平均竖
向力;
NEkma—x——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩的最大竖
向力。
2.2.2抗力和材料性能
Ft、f—c——混凝土抗拉、抗压强度设计值;
'
fy———纵向主筋抗压强度设计值;
fy、fp—y——普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值;
qs—ik——单桩第i层土的极限侧阻力标准值;
qp—k——单桩极限端阻力标准值;
Qs—k——单桩总极限侧阻力标准值;
Qp—k——单桩总极限端阻力标准值;
Qu—k——单桩竖向极限承载力标准值;
R———基桩或复合基桩竖向承载力特征值;
R—a——单桩竖向承载力特征值;
R—h——基桩水平承载力特征值;
Rh—a——单桩水平承载力特征值;
Tg—k——群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值;
Tu—k——群桩呈非整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值;
γ、γ—e——土的重度、有效重度。
2.2.3几何参数
A—D——扩底搅拌后桩端面积;
Ap—s——桩身截面面积;
A—s——纵向主筋截面面积;
As、Ap—y——普通钢筋、预应力钢筋的截面积;
D———桩端扩底搅拌设计直径;
d———桩身设计直径;
u———桩身周长;
3
—l——桩身长度;
—li——桩穿越第i层土的厚度;
xi,x—j——第i,j基桩或复合基桩至y轴的距离;
yi,y—j——第i,j基桩或复合基桩至x轴的距离;
n———桩基中的桩数。
2.2.4计算系数
ψsi、ψ—p——大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数;
ψ—c——基桩混凝土施工工艺系数;
K———安全系数,K=2。
4
3基本设计规定
3.1一般规定
3.1.1桩基础应按下列两类极限状态设计:
1承载力极限状态:桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生
不适于继续承载的变形;
2正常使用极限状态: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。
3.1.2根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基
和建筑物体形的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响
正常使用的程度,桩基设计等级的确定应符合表3.1.2规定。
表3.1.2建筑桩基设计等级
设计等级建筑类型
(1)重要的建筑;
(2)30层以上或高度超过100m的高层建筑;
(3)体形复杂且层数相差超过10层的高低层(含纯地下室)连体
建筑;
甲级
(4)20层以上框架—核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的
建筑;
(5)场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑;
(6)对相邻既有工程影响较大的建筑
乙级除甲级、丙级以外的建筑
丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑
3.1.3桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验
算:
1应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载
5
力计算和水平承载力计算;
2应对桩身和承台结构承载力进行计算;对于桩侧土不排水抗
剪强度小于10kPa且长径比大于50的桩,应进行桩身压屈验算;
对于混凝土预制桩应按吊装、运输和锤击或试压作用进行桩身承载力
验算;
3当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应进行软弱下卧层承载
力验算;
4对位于坡地、岸边的桩基,应进行整体稳定性验算;
5对于抗浮、抗拔桩基,应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算;
6对于抗震设防区的桩基,应进行抗震承载力验算。
3.1.4下列建筑桩基应进行沉降计算:
1设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩
基;
2设计等级为乙级的体形复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平
面以下存在软弱土层的建筑桩基。
3.1.5对受水平荷载较大,或对水平位移有严格限制的建筑桩基,
应计算其水平位移。
3.1.6应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级,验算桩
和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。
3.1.7桩基设计时,所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下
列规定:
1确定桩数和布桩时,应采用传至承台底面的荷载效应标准组
合;相应的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值;
2计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时,应采用荷载效应
准永久组合;计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时,应
采用水平地震作用、风载效应标准组合;
3验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时,应采用荷载效应
标准组合;抗震设防区,应采用地震作用效应和荷载效应的标准组合;
4在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时,应采用传至承
6
台顶面的荷载效应基本组合。当进行承台和桩身裂缝控制验算时,应
分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合;
5桩基结构设计安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系
数γ0应按现行有关建筑结构规范的规定采用,除临时性建筑外,重要
性系数γ0不应小于1.0;
6当桩基结构进行抗震验算时,其承载力调整系数γRE应按现
行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定采用。
3.1.8以减小差异沉降和承台内力为目标的变刚度调平设计,宜结
合具体条件按下列规定实施:
1对于主裙楼连体建筑,当高层主体采用桩基时,裙房(含纯
地下室)的地基或桩基刚度宜相对弱化,可采用天然地基、复合地基、
疏桩或短桩基础;
2对于框架-核心筒结构高层建筑桩基,应强化核心筒区域桩
基刚度(如适当增加桩长、桩径、桩数、采用后注浆等措施),相对
弱化核心筒外围桩基刚度(采用复合桩基,视地层条件减小桩长);
3对于框架-核心筒结构高层建筑天然地基承载力满足要求的
情况下,宜于核心筒区域局部设置增强刚度、减小沉降的摩擦型桩;
4对于大体量筒仓、储罐的摩擦型桩基,宜按内强外弱原则布桩;
5对上述按变刚度调平设计的桩基,宜进行上部结构—承台—桩
—土共同工作分析。
3.1.9对于本规程第4.1.4条规定应进行沉降计算的建筑桩基,在
其施工过程及建成后使用期间,应进行系统的沉降观测直至沉降稳
定。
3.2基本资料
3.2.1桩基设计应具备以下资料:
1岩土工程勘察文件:
1)桩基按两类极限状态进行设计所需用岩土物理力学参数
及原位测试参数;
7
2)对建筑场地的不良地质作用,如滑坡、崩塌、泥石流、岩
溶、土洞等,有明确判断、结论和防治方案;
3)地下水位埋藏情况、类型和水位变化幅度及抗浮设计水
位,土、水的腐蚀性评价,地下水浮力计算的设计水位;
4)抗震设防区按设防烈度提供的液化土层资料;
5)有关地基土冻胀性、湿陷性、膨胀性评价。
2建筑场地与环境条件的有关资料:
1)建筑场地现状,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、基础形式及埋置深度;
3)附近类似工程地质条件场地的桩基工程试桩资料和单桩
承载力设计参数;
4)周围建筑物的防振、防噪声的要求;
5)泥浆排放、弃土条件;
6)建筑物所在地区的抗震设防烈度和建筑场地类别。
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、荷载,建筑物的使用条件和设备对基
础竖向及水平位移的要求;
3)建筑结构的安全等级。
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,施工工艺对地
质条件的适应性;
2)水、电及有关建筑材料的供应条件;
3)施工机械的进出场及现场运行条件。
5供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。
3.2.2桩基的详细勘察除应满足现行国家标准《岩土工程勘察规
范》GB50021有关要求外,尚应满足下列要求:
1勘探点间距:
8
1)对于端承型桩:主要根据桩端持力层顶面坡度决定,宜为
12m~24m。当相邻两个勘察点揭露出的桩端持力层层面
坡度大于10%或持力层起伏较大、地层分布复杂时,应
根据具体工程条件适当加密勘探点;
2)对于摩擦型桩:宜按20m~35m布置勘探孔,但遇到土
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柱列线布置勘探点,
并宜每桩设一勘探点。
2勘探深度:
宜布置1/3~1/2的勘探孔为控制性孔。对于设计等级为甲级的
建筑桩基,至少应布置3个控制性孔;设计等级为乙级的建筑桩基
至少应布置2个控制性孔。控制性孔应穿透桩端平面以下压缩层厚
度;一般性勘探孔应深入预计桩端平面以下3~5倍桩身设计直径,
且不得小于3m;对于大直径桩,不得小于5m。
3在勘探深度范围内的每一地层,均应采取不扰动试样进行室
内试验或根据土质情况选用有效的原位测试方法进行原位测试,提
供设计所需参数。
3.3桩的选型与布置
3.3.1扩底搅拌混凝土桩可按下列规定分类:
1按承载性状分类:
1)摩擦型桩:
端承摩擦桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要
由桩侧阻力承受。
2)端承型桩:
端承桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载由桩端阻
力承受,桩侧阻力小到可忽略不计;
摩擦端承桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要
9
由桩端阻力承受。
2按成桩方法分类:
1)非挤土桩:干作业法钻(挖)孔扩底搅拌灌注桩、泥浆护
壁法钻(挖)孔扩底搅拌灌注桩、钻孔压浆扩底搅拌灌注
桩、钻孔压灌超流态扩底搅拌混凝土灌注桩、套管护壁法
钻(挖)孔扩底搅拌灌注桩、钻孔压灌超流态混凝土灌注
桩;
2)部分挤土桩:预钻孔扩底搅拌打入(静压)混凝土预制桩、
预钻孔扩底搅拌敞口预应力混凝土空心桩。
3按桩径(设计直径d)大小分类:
1)中等直径桩:300mm≤d≤800mm;
2)大直径桩:d≥800mm。
3.3.2扩底搅拌混凝土桩上部桩体的桩型与成桩工艺应根据建筑结
构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、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,按安全
适用、经济合理的原则选择。
1对于框架—核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础,宜选择
基桩尺寸和承载力可调性较大的桩型和工艺;
2抗震设防烈度为8度及以上地区,不宜采用预应力混凝土管
桩(PC)和预应力混凝土空心方桩(PS)。
3.3.3宜选择地层连续性较好、压缩性较低的黏性土、粉土和密实
程度较高的砂类土、碎石土(残积土)作为扩底搅拌混凝土桩的桩端
持力层。
3.3.4基础的形式分为独立单桩承台基础、两桩承台基础、多桩承
台基础和梁下排桩基础。
3.3.5设计灌注桩桩径宜采用400mm~1000mm,预应力混凝土空
心桩宜采用300mm~1000mm,桩端扩底搅拌直径宜采用600mm~
1600mm。
3.3.6基桩的布置宜符合下列条件:
10
1基桩的最小中心距应符合表3.3.5的规定;当施工中采取减
小挤土效应的可靠措施时,可根据当地经验适当减小;
表3.3.5基桩的最小中心距
排数不少于3排且桩数
土类与成桩工艺其他情况
不少于9根的摩擦型桩基
非挤土扩底搅拌桩2D且3.0d1.5D且3.0d
非饱和土、
2D且3.5d1.5D且3.0d
饱和非黏性土
部分挤土扩底搅拌桩
饱和黏性土2D且4.0d1.5D且3.5d
注:1d—圆桩直径或方桩边长,D—扩大端设计直径。
2当纵横向桩距不相等时,其最小中心距应满足“其他情况”一栏的规定。
3当为端承型桩时,非挤土扩底搅拌桩“其他情况”一栏可减少至2.5d。
2排列基桩时,宜使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作
用点重合,并使基桩受水平力和力矩较大方向有较大抗弯截面模量;
3对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏(含平板和梁板式承台)基
础,宜将桩布置于墙下;
4对于框架-核心筒结构桩筏基础应按荷载分布考虑相互影
响,将桩相对集中布置于核心筒和柱下,外围框架柱宜采用复合桩基,
有合适桩端持力层时,桩长宜减小;
5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,对于黏性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石土
不宜小于1d。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小
于3d。
3.4特殊条件下的桩基
3.4.1软土地基的桩基设计原则应符合下列规定:
1软土中的桩基宜选择中、低压缩性土层作为桩端持力层;
11
2桩周围软土因自重固结、场地填土、地面大面积堆载、降低
地下水位、大面积挤土沉桩等原因而产生的沉降大于基桩的沉降时,
应视具体工程情况分析计算桩侧负摩阻力对基桩的影响;
3采用挤土桩时,应采取消减孔隙水压力和挤土效应的技术措
施,减小挤土效应对成桩质量、邻近建筑物、道路、地下管线和基
坑边坡等产生的不利影响;
4先成桩后开挖基坑时,必须合理安排基坑挖土顺序和控制分
层开挖的深度,防止土体侧移对桩的影响。
3.4.2湿陷性黄土地区的桩基设计原则应符合下列规定:
1基桩应穿透湿陷性黄土层,桩端应支承在压缩性低的黏性
土、粉土、中密和密实砂土以及碎石土层中;
2湿陷性黄土地基中,设计等级为甲、乙级建筑桩基的单桩极
限承载力,宜以浸水载荷试验为主要依据;
3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
情况分析计算桩侧负摩阻力的影响。
3.4.3季节性冻土和膨胀土地基中的桩基设计原则应符合下列规
定:
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
满足抗拔稳定性验算要求,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;
2为减小和消除冻胀或膨胀对建筑物桩基的作用,宜采用钻
(挖)孔灌注桩;
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;
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坡地岸边上桩基的设计原则应符合下列规定:
1对建于坡地岸边的桩基,不得将桩支承于边坡潜在的滑动体
12
上。桩端应进入潜在滑裂面以下稳定岩土层内的深度应能保证桩基
的稳定;
2建筑桩基与边坡应保持一定的水平距离;建筑场地内的边坡
必须是完全稳定的边坡,当有崩塌、滑坡等不良地质现象存在时,
应按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》(GB50330)的规定
进行整治,确保其稳定性;
3新建坡地、岸边建筑桩基工程应与建筑边坡工程统一规划,
同步设计,合理确定施工顺序;
4不宜采用挤土桩;
5应验算最不利荷载效应组合下桩基的整体稳定性和基桩水
平承载力。
3.4.5抗震设防区桩基的设计原则应符合下列规定:
1桩进入液化土层以下稳定土层的长度(不包括桩尖部分)应
按计算确定;对于碎石土,砾、粗、中砂,密实粉土,坚硬黏性土
尚不应小于2~3倍桩身直径,对其它非岩石土尚不宜小于4~5
倍桩身直径;
2承台和地下室侧墙周围应采用灰土、级配砂石、压实性较好
的素土回填,并分层夯实,也可采用素混凝土回填;
3当承台周围为可液化土或地基承载力特征值小于40kPa(或
不排水抗剪强度小于15kPa)的软土,且桩基水平承载力不满足计
算要求时,可将承台外每侧1/2承台边长范围内的土进行加固;
4对于存在液化扩展的地段,应验算桩基在土流动的侧向作用
力下的稳定性。
3.4.6可能出现负摩阻力的桩基设计原则应符合下列规定:
1对于填土建筑场地,宜先填土并保证填土的密实性,软土场
地填土前应采取预设塑料排水板等措施,待填土地基沉降基本稳定
后方可成桩;
2对于有地面大面积堆载的建筑物,应采取减小地面沉降对建
筑物桩基影响的措施;
13
3对于自重湿陷性黄土地基,可采用强夯、挤密土桩等先行处
理,消除上部或全部土的自重湿陷;对于欠固结土宜采取先期排水
预压等措施;
4对于挤土沉桩,应采取消减超孔隙水压力、控制沉桩速率等
措施;
5对于中性点以上的桩身可对表面进行处理,以减少负摩阻
力。
3.4.7抗拔桩基的设计原则应符合下列规定:
1应根据环境类别及水土对钢筋的腐蚀、钢筋种类对腐蚀的敏
感性和荷载作用时间等因素确定抗拔桩的裂缝控制等级;
2对于严格要求不出现裂缝的一级裂缝控制等级,桩身应设置
预应力筋;对于一般要求不出现裂缝的二级裂缝控制等级,桩身宜
设置预应力筋;
3对于三级裂缝控制等级,应进行桩身裂缝宽度计算;
4当基桩抗拔承载力要求较高时,可采用桩侧后注浆等技术措
施。
3.5耐久性规定
3.5.1桩基结构的耐久性应根据设计使用年限、现行国家标准《混
凝土结构设计规范》GB50010的环境类别规定以及水、土对钢、
混凝土腐蚀性的评价进行设计。
3.5.2二类和三类环境中,设计使用年限为50年的桩基结构混凝
土应符合表3.5.2的规定。
表3.5.2二类和三类环境桩基结构混凝土耐久性的基本要求
最小水最低混凝土
最大水最大氯离子最大碱含量
环境类别泥用量强度
灰比含量(%)(kg/m3)
(kg/m3)等级
a0.60250C250.33.0
二
b0.55275C300.23.0
三0.50300C300.13.0
14
注:1氯离子含量系指其与水泥用量的百分率;
2预应力构件混凝土中最大氯离子含量为0.06%,最小水泥用量为300kg/m3;
最低混凝土强度等级应按表中规定提高两个等级;
3当混凝土中加入活性掺合料或能提高耐久性的外加剂时,可适当降低最小
水泥用量;
4当使用非碱活性骨料时,对混凝土中碱含量不作限制;
5当有可靠工程经验时,表中最低混凝土强度等级可降低一个等级。
3.5.3桩身裂缝控制等级及最大裂缝宽度应根据环境类别和水、土
介质腐蚀性等级按表3.5.3规定选用。
表3.5.3二类和三类环境桩基结构混凝土耐久性的基本要求
钢筋混凝土桩预应力混凝土桩
环境类别
裂缝控制等级ωlim裂缝控制等级ωlim
a三0.2(0.3)二0
二
b三0.2二0
三三0.2二0
3.5.4四类、五类环境桩基结构耐久性设计可按国家现行标准《港
口工程混凝土结构设计规范》JTJ267和《工业建筑防腐蚀设计规范》
GB50046等执行。
3.5.5对三、四、五类环境桩基结构,受力钢筋宜采用环氧树脂涂
层带肋钢筋。
15
4基桩构造
4.1灌注桩
4.1.1灌注桩应按下列规定配筋:
1配筋率:柱的正截面配筋率可取0.65%~0.2%(小直径桩取
高值,大直径桩取低值);对受荷载特别大的桩、抗拔桩应根据计
算确定配筋率,并不应小于上述规定值。
2配筋长度:
1)端承型桩和位于坡地、岸边的基桩应沿桩身等截面或变截
面通长配筋;
2)摩擦型灌注桩配筋长度不宜小于2/3桩长;当受水平荷
载时,配筋长度尚不应小于4.0/α(α为桩的水平变形系
数);
3)对于受地震作用的基桩,桩身配筋长度应穿越可液化土层
和软弱土层,进入稳定土层的深度不应小于本规程3.4.5
条规定;
4)受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的
桩,其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层,进入的
深度不应小于2~3倍桩身直径;
5)专用抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的
桩,应等截面或变截面通长配筋。
3对于受水平荷载的桩,主筋不宜小于8φ12;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。
4箍筋应采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为
200mm~300mm,受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩
基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内的
16
箍筋应加密,间距不应大于100mm;当桩身位于液化土层范围内时
箍筋应加密;当考虑箍筋受力时,箍筋配置应符合现行国家标准《混
凝土结构设计规范》GB50010的有关规定;当钢筋笼长度超过4m
时,应每隔1.5m~2.0m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。
4.1.2桩身混凝土及混凝土保护层厚度应符合下列要求:
1混凝土强度等级不得小于C25;混凝土预制桩桩尖强度不得
小于C30;
2灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm;水下灌注
桩主筋的混凝土保护层厚度不得小于50mm,压灌桩主筋的混凝土
保护层厚度不得小于70mm;
3四类、五类环境中桩身混凝土保护层厚度应符合国家现行标
准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ26、《工业建筑防腐蚀设
计规范》GB50046的相关规定。
4.2预应力混凝土空心桩
4.2.1预应力混凝土空心桩按截面形式可分为管桩、空心方桩,按
混凝土强度等级可分为预应力高强混凝土(PHC)桩、预应力混凝
土(PC)桩。离心成型的先张法预应力混凝土桩的截面尺寸、配筋、
桩身极限弯矩、桩身竖向受压承载力设计值等参数可按现行行业标
准《建筑桩基技术规范》JGJ94附录B确定。
4.2.2预应力混凝土空心桩桩尖型式宜根据地层性质选择闭口型
或敞口型;闭口型分为平底十字型和锥型。
4.2.3预应力混凝土空心桩质量要求,尚应符合国家现行标准《先
张法预应力混凝土管桩》GB/T13476、《先张法预应力混凝土薄壁
管桩》JC888和《预应力混凝土空心方桩》JG197及其他的有关标
准规定。
4.2.4预应力混凝土桩的连接可采用端板焊接连接、法兰连接、机
械啮合连接、螺纹连接。每根桩的接头数量不宜超过3个。
17
4.3扩底搅拌
4.3.1扩底搅拌及桩身的尺寸可按图4.4.1确定:
图4.4.1扩底搅拌混凝土灌注桩构造
1扩底直径与桩身直径的比D/d应根据承载力要求及扩底部
位所处持力层岩土性质确定,最大不宜超过2.0;
2扩底高度根据扩底直径、承载力要求及扩底部位所处持力层
岩土性质确定。hc/a的取值:粉土、黏性土不小于5,砂土不小于3;
3s值根据地层情况及选用的扩刀实际尺寸确定,一般为
600mm~1000mm;
4a/he取1/2。
18
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
高层建筑群桩基础,应按下列公式计算柱、墙、核心筒群桩中基桩
或复合基桩的桩顶作用效应:
1扩底直径与桩身直径的比D/d应根据承载力要求及扩底部
位所处持力层岩土性质确定,最大不宜超过2.0。
轴心竖向力作用下
FkGk
Nk(5.1.1-1)
n
偏心竖向力作用下
FkGkMxkyiMykxi
ik()
N225.1.1-2
nyjxj
2水平力
Hk
Hik(5.1.1-3)
n
式中F—k——荷载效应标准组合下,作用于承台顶面的竖向力;
G—k——桩基承台和承台上土自重标准值,对稳定的地下水位
以下部分应扣除水的浮力;
N—k——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基
桩的平均竖向力;
N—ik——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,第i基桩或复
合基桩的竖向力;
Mxk、My—k——荷载效应标准组合下,作用于承台底面,绕通过桩群
19
形心的x、y主轴的力矩;
xi、xj、yi、y—j——第i、j基桩或复合基桩至y、x轴的距离;
H—k——荷载效应标准组合下,作用于桩基承台底面的水平
力;
H—ik——荷载效应标准组合下,作用于第i基桩或复合基桩的
水平力;
n———桩基中的桩数。
5.1.2对于主要承受竖向载荷的抗震设防区低承台桩基,在同时满
足下列条件时,桩顶作用效应计算可不考虑地震作用:
1按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011规定可不
进行桩基抗震承载力验算的建筑物;
2建筑场地位于建筑抗震有利地段。
5.1.3承受较大水平力的桩基,计算各基桩的作用效应、桩身内力
和位移时,应考虑承台(包括地下墙体)与基桩协同作用和土的弹
性抗力作用,其计算方法可按现行行业标准《建筑桩基技术规范》
JGJ94附录C进行。
5.2桩基竖向承载力计算
5.2.1桩基竖向承载力计算应符合下列要求:
1荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
()
NkR5.2.1-1
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:
N1.2R(52.1-2)
kmax.
2地震作用效应和荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
()
NEk1.25R5.2.1-3
20
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下列要求:
()
NEkmax1.5R5.2.1-4
式中N—k——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基
桩的平均竖向力;
Nkma—x——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向
力;
NE—k——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基
桩的平均竖向力;
NEkma—x——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基
桩的最大竖向力;
R———基桩或复合基桩竖向承载力特征值。
5.2.2单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定:
1(5.2.2)
RaQuk
K
式中Qu—k——单桩竖向极限承载力标准值;
K———安全系数,取K=2。
5.2.3对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型桩基,或由于地
层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时,基桩竖向承载力特
征值应取单桩竖向承载力特征值。
5.2.4对于符合下列条件之一的摩擦型桩基,宜考虑承台效应确定
其复合基桩的竖向承载力特征值:
1上部结构整体刚度较好、体型简单的建(构)筑物;
2对于差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物;
3按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区;
4软土地区的减沉复合疏桩基础。
5.2.5考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列
公式确定:
a
不考虑地震作用时RRacfakAc(5.2.5-1)
1.25
21
考虑地震作用时RRacfakAc(5.2.5-2)
()
AcAnAps/n5.2.5-3
式中η—c——承台效应系数,可按表5.2.5取值;
fa—k——承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层
土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值;
A—c——计算基桩所对应的承台底净面积;
Ap—s——桩身截面积;
A———承台计算域面积。对于柱下独立桩基A为承台总面
积;对于桩筏基础,A为柱、墙筏板的1/2跨距和
悬臂边2.5倍筏板厚度所围成的面积;桩集中布置于
单片墙下的桩筏基础,取墙两边各1/2跨距围成的面
积,按条基计算ηc;
ξ—a——地基抗震承载力调整系数,应按现行国家标准《建筑
抗震设计规范》GB50011采用。当承台底为可液化
土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结
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