中华人民共和国行业标准建筑桩基技术规范JGJ 94- 2008 2
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 桩身混凝土强度等级不得小于C25,混凝土预制桩尖强度等级不得小于C30;
2 灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm,水下灌注桩的主筋混凝土保护层厚度不得小于50mm;
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》JTJ 267、《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046 的相关规定。
4.1.3 扩底灌注桩扩底端尺寸应符合下列规定(图4.1.3):
1 对于持力层承载力较高、上覆土层较差的抗压桩和桩端以上有一定厚度较好土层的抗拔桩,可采用扩底;扩底端直径与桩身直径之比D/d,应根据承载力要求及扩底端侧面和桩端持力层土性特征以及扩底施工方法确定;挖孔桩的D/d 不应大于3,钻孔桩 的D/d 不应大于2.5;
2 扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及土体自立条件确定,a/hc 可取1/4~1/2,砂土可取1/4,粉土、黏性土可取1/3~1/2;
3 抗压桩扩底端底面宜呈锅底形,矢高hb 可取(0.15~0.20)D。
Ⅱ 混凝土预制桩
4.1.4 混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm;预应力混凝土预制实心桩的截面边长不宜小于350mm。
4.1.5 预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30;预应力混凝土实心桩的混凝土强度等级不应低于C40;预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。
4.1.6 预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在使用中的受力等条件计算确定。采用锤击法沉桩时,预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%。静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.6%,主筋直径不宜小于φ14,打入桩桩顶以下4~5 倍桩身直径长度范围内箍筋应加密,并设置钢筋网片。
4.1.7 预制桩的分节长度应根据施工条件及运输条件确定;每根桩的接头数量不宜超过3个。
4.1.8 预制桩的桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,对于持力层为密实砂和碎石类土时,宜在桩尖处包以钢钣桩靴,加强桩尖。
Ⅲ 预应力混凝土空心桩
4.1.9 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本规范附录B 确定。
4.1.10 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。
4.1.11 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/T 13476、《先张法预应力混凝土薄壁管桩》JC 888 和《预应力混凝土空心方桩》JG 197及其他的有关标准规定。
4.1.12 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。
4.1.13 桩端嵌入遇水易软化的强风化岩、全风化岩和非饱和土的预应力混凝土空心桩,沉桩后,应对桩端以上2m 左右范围内采取有效的防渗措施,可采用微膨胀混凝土填芯或在内壁预涂柔性防水材料。
Ⅳ 钢 桩
4.1.14 钢桩可采用管型、H 型或其他异型钢材。
4.1.15 钢桩的分段长度宜为12~15m。
4.1.16 钢桩焊接接头应采用等强度连接。
4.1.17 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,并可按下列规定采用:
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。
2 H 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)。
4.1.18 钢桩的防腐处理应符合下列规定:
1 钢桩的腐蚀速率当无实测资料时可按表4.1.18 确定;
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,应满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构要求,尚应符合下列要求:
1 独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于500mm,边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于150mm。对于墙下条形承台梁,桩的外边缘至承台梁边缘的距离不应小于75mm。承台的最小厚度不应小于300mm。
2 高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小于400mm,墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚度不应小于200mm。
3 高层建筑箱形承台的构造应符合《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6 的规定。
4.2.2 承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝土耐久性的要求和抗渗要求。
4.2.3 承台的钢筋配置应符合下列规定:
1 柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置(图4.2.3-a),对四桩以上(含四桩)承台宜按双向均匀布置,对三桩的三角形承台应按三向板带均匀布置,且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内(图4.2.3-b)。纵向钢筋锚固长度自边桩内侧(当为圆桩时,应将其直径乘以0.8 等效为方桩)算起,不应小于35dg (dg 为钢筋直径);当不满足时应将纵向 钢筋向上弯折,此时水平段的长度不应小于25dg,弯折段长度不应小于10dg。承台纵向受力钢筋的直径不应小于12mm,间距不应大于200mm。柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。
2 柱下独立两桩承台,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010)中的深受弯构件配置纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受力钢筋端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。
3 条形承台梁的纵向主筋应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB 50010)关于最小配筋率的规定(图4.2.3-c),主筋直径不应小于12mm,架立筋直径不应小于10mm,箍筋直径不应小于6mm。承台梁端部纵向受力钢筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。
4 筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用时,考虑到整体弯曲的影响,在纵横两个方向的下层钢筋配筋率不宜小于0.15%;上层钢筋应按计算配筋率全部连通。
当筏板的厚度大于2000mm 时,宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm、间距不大于300mm 的双向钢筋网。
5 承台底面钢筋的混凝土保护层厚度,当有混凝土垫层时,不应小于50mm,无垫层时不应小于70mm;此外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。
4.2.4 桩与承台的连接构造应符合下列规定:
1 桩嵌入承台内的长度对中等直径桩不宜小于50mm;对大直径桩不宜小于100mm。
2 混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内,其锚入长度不宜小于35 倍纵向主筋直径。对于抗拔桩,桩顶纵向主筋的锚固长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)确定。
3 对于大直径灌注桩,当采用一柱一桩时可设置承台或将桩与柱直接连接。
4.2.5 柱与承台的连接构造应符合下列规定:
1 对于一柱一桩基础,柱与桩直接连接时,柱纵向主筋锚入桩身内长度不应小于35 倍纵向主筋直径。
2 对于多桩承台,柱纵向主筋应锚入承台不应小于35 倍纵向主筋直径;当承台高度不满足锚固要求时,竖向锚固长度不应小于20 倍纵向主筋直径,并向柱轴线方向呈90o弯折。
3 当有抗震设防要求时,对于一、二级抗震等级的柱,纵向主筋锚固长度应乘以1.15的系数;对于三级抗震等级的柱,纵向主筋锚固长度应乘以1.05 的系数。
4.2.6 承台与承台之间的连接构造应符合下列规定:
1 一柱一桩时,应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。当桩与柱的截面直径之比大于2 时,可不设联系梁。
2 两桩桩基的承台,应在其短向设置联系梁。
3 有抗震设防要求的柱下桩基承台,宜沿两个主轴方向设置联系梁。
4 联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁宽度不宜小于250mm,其高度可取承台中心距的1/10~1/15,且不宜小于400mm。
5 联系梁配筋应按计算确定,梁上下部配筋不宜小于2 根直径12mm 钢筋;位于同一轴线上的联系梁纵筋宜通长配置。
4.2.7 承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应灌注素混凝土,或采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层夯实,其压实系数不宜小于0.94。
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 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,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》(GB 50011)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的有利地段。
5.1.3 属于下列情况之一的桩基,计算各基桩的作用效应、桩身内力和位移时,宜考虑承台(包括地下墙体)与基桩协同工作和土的弹性抗力作用,其计算方法可按本规范附录C 进行:
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层建筑,当其桩基承台刚度较大或由于上部结构与承台协同作用能增强承台的刚度时;
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
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
N kR (5.2.1-1)
偏心竖向力作用下除满足上式外,尚应满足下式的要求:
Nkmax1.2 R (5.2.1-2)
2 地震作用效应和荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
N Ek 1.25R (5.2.1-3)
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:
NEkmax1.5 R (5.2.1-4)
式中 Nk --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;
Nkmax --荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力;
NEk --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;
NEkmax--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 R a应按下式确定
5.2.3 对于端承型桩基、桩数少于4 根的摩擦型柱下独立桩基、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 软土地基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:
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时,沉桩引起超
孔隙水压力和土体隆起时,不考虑承台效应,取ηc=0。
5.3 单桩竖向极限承载力
Ⅰ一般规定
5.3.1 设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定:
1 设计等级为甲级的建筑桩基,应通过单桩静载试验确定;
2 设计等级为乙级的建筑桩基,当地质条件简单时,可参照地质条件相同的试桩资料,结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定;其余均应通过单桩静载试验确定;
3 设计等级为丙级的建筑桩基,可根据原位测试和经验参数确定。
5.3.2 单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定:
1 单桩竖向静载试验应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 执行;
2 对于大直径端承型桩,也可通过深层平板(平板直径应与孔径一致)载荷试验确定极限端阻力;
3 对于嵌岩桩,可通过直径为0.3m 岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值,也可通过直径为0.3m 嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值;
4 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定。并通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系,以经验参数法确定单桩竖向极限承载力。
Ⅱ 原位测试法
5.3.3 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:
5.3.4 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,对于黏性土、粉土和砂土,如无当地经验时可按下式计算:
Ⅲ 经验参数法
5.3.5 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,宜按下式估算:
注:1 对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土,不计算其侧阻力;
2 aw 为含水比,aw = w/ wl ,w 为土的天然含水量,wl 为土的液限;
3 N 为标准贯入击数;N63.5 为重型圆锥动力触探击数;
4 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为frk≤15MPa 、frk>30MPa 的岩石。
5.3.6 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系,确定大直径桩单桩极限承载力标准值时,可按下式计算:
Ⅳ 钢管桩
5.3.7 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,可按下列公式计算:
5.3.8 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定敞口预应力混凝土空心桩单桩竖向极限承载力标准值时,可按下列公式计算:
Ⅵ 嵌岩桩
5.3.9 桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力,由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时,可按下列公式计算:
Ⅶ 后注浆灌注桩
5.3.10 后注浆灌注桩的单桩极限承载力,应通过静载试验确定。在符合本规范第6.7 节后注浆技术实施规定的条件下,其后注浆单桩极限承载力标准值可按下式估算:
注:干作业钻、挖孔桩,βp按表列值乘以小于1.0 的折减系数。当桩端持力层为黏性土或粉土时,折减系数取0.6;为砂土或碎石土时,取0.8。
5.3.11 后注浆钢导管注浆后可替代等截面、等强度的纵向主筋。
Ⅷ 液化效应
5.3.12 对于桩身周围有液化土层的低承台桩基,当承台底面上下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非软弱土层时,可将液化土层极限侧阻力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可按表5.3.12 确定
5.4 特殊条件下桩基竖向承载力验算
Ⅰ软弱下卧层验算
5.4.1 对于桩距不超过6d 的群桩基础,桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3 的软弱下卧层时,可按下列公式验算软弱下卧层的承载力(图5.4.1):
Ⅱ 负摩阻力计算
5.4.2 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,在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力:
1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时;
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;
3 由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。
5.4.3 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。
1 对于摩擦型基桩可取桩身计算中性点以上侧阻力为零,并可按下式验算基桩承载力:
Nk Ra (5.4.3-1)
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:本条中基桩的竖向承载力特征值Ra只计中性点以下部分侧阻值及端阻值。
5.4.4 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:
1 中性点以上单桩桩第i 层土负摩阻力标准值,可按下列公式计算:
:
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5.4.4-2 确定。
Ⅲ 抗拔桩基承载力验算
5.4.5 承受拔力的桩基,应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力:
5.4.6 群桩基础及其基桩的抗拔极限承载力的确定应符合下列规定:
1 对于设计等级为甲级和乙级建筑桩基,基桩的抗拔极限承载力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承载力标准值取值可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》(JGJ 106)进行。
2 如无当地经验时,群桩基础及设计等级为丙级建筑桩基,基桩的抗拔极限载力取值可按下
列规定计算:
1) 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:
5.4.8 膨胀土上轻型建筑的短桩基础,应按下列公式验算群桩基础呈整体破坏和非整体破坏的抗拔稳定性:
5.5 桩基沉降计算
5.5.1 建筑桩基沉降变形计算值不应大于桩基沉降变形允许值。
5.5.2 桩基沉降变形可用下列指标表示:
1 沉降量;
2 沉降差;
3 整体倾斜:建筑物桩基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离之比值;
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之比值。
5.5.3 计算桩基沉降变形时,桩基变形指标应按下列规定选用:
1 由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体型复杂、相互影响等因素引起的地基沉降变形,对于砌体承重结构应由局部倾斜控制;
2 对于多层或高层建筑和高耸结构应由整体倾斜值控制;
3 当其结构为框架、框架-剪力墙、框架-核心筒结构时,尚应控制柱(墙)之间的差异沉降。
5.5.4 建筑桩基沉降变形允许值,应按表5.5.4 规定采用。
5.5.5 对于本规范表5.5.4 中未包括的建筑桩基沉降沉降变形允许值,应根据上部结构对桩基沉降变形的适应能力和使用要求确定。
Ⅰ 桩中心距不大于6 倍桩径的桩基
5.5.6 对于桩中心距不大于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,等效作用附加压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5.5.6 所示,桩基任一点最终沉降量可用角点法按下式计算:
5.5.7 计算矩形桩基中点沉降时,桩基沉降量可按下式简化计算:
5.5.8 桩基沉降计算深度zn 应按应力比法确定,即计算深度处的附加应力σz 与土的自重应力σc 应符合下列公式要求:
式中aj--附加应力系数,可根据角点法划分的矩形长宽比及深宽比按本规范附录D 选用。
5.5.9 桩基等效沉降系数ψe 可按下列公式简化计算:
5.5.10 当布桩不规则时,等效距径比可按下列公式近似计算:
5.5.11 当无当地可靠经验时,桩基沉降计算经验系数ψ可按表5.5.11 选用。对于采用后注浆施工工艺的灌注桩,桩基沉降计算经验系数应根据桩端持力土层类别,乘以0.7(砂、砾、卵石)~0.8(黏性土、粉土)折减系数;饱和土中采用预制桩(不含复打、复压、引孔沉桩)时,应根据桩距、土质、沉桩速率和顺序等因素,乘以1.3~1.8 挤土效应系数,土的渗透性低,桩距小,桩
数多,沉降速率快时取大值。
5.5.12 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。
5.5.13 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尺寸和形状确定。
Ⅱ 单桩、单排桩、疏桩基础
5.5.14 对于单桩、单排桩、桩中心距大于6 倍桩径的疏桩基础的沉降计算应符合下列规定:
1 承台底地基土不分担荷载的桩基。桩端平面以下地基中由基桩引起的附加应力,按考虑桩径影响的明德林解附录F 计算确定。将沉降计算点水平面影响范围内各基桩对应力计算点产生的附加应力叠加,采用单向压缩分层总和法计算土层的沉降,并计入桩身压缩Se 。桩基的最终沉降量可按下列公式计算:
2 承台底地基土分担荷载的复合桩基。将承台底土压力对地基中某点产生的附加应力按布辛奈斯克解(附录D)计算,与基桩产生的附加应力叠加,采用与本条第1 款相同方法计算沉降。其最终沉降量可按下列公式计算:
5.5.15 对于单桩、单排桩、疏桩复合桩基础的最终沉降计算深度Zn,可按应力比法确定,即Zn处由桩引起的附加应力σz 、由承台土压力引起的附加应力σzc与土的自重应力σc 应符合下式要求:
5.6 软土地基减沉复合疏桩基础
5.6.1 当软土地基上多层建筑,地基承载力基本满足要求(以底层平面面积计算)时,可设置穿过软土层进入相对较好土层的疏布摩擦型桩,由桩和桩间土共同分担荷载。该种减沉复合疏桩基础,可按下列公式确定承台面积和桩数:
5.6.2 减沉复合疏桩基础中点沉降可按下列公式计算:
5.7 桩基水平承载力与位移计算
Ⅰ 单桩基础
5.7.1 受水平荷载的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基桩应满足下式要求:
5.7.2 单桩的水平承载力特征值的确定应符合下列规定:
1 对于受水平荷载较大的设计等级为甲级、乙级的建筑桩基,单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定,试验方法可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106 执行。
2 对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身正截面配筋率不小于0.65%的灌注桩,可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm(对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所对应的荷载的75%为单桩水平承载力特征值。
3 对于桩身配筋率小于0.65%的灌注桩,可取单桩水平静载试验的临界荷载的75%为单桩水平承载力特征值。
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特征值:
5 对于混凝土护壁的挖孔桩,计算单桩水平承载力时,其设计桩径取护壁内直径。
6 当桩的水平承载力由水平位移控制,且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%的灌注桩单桩水平承载力特征值:
7 验算永久荷载控制的桩基的水平承载力时,应将上述2~5 款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数0.80;验算地震作用桩基的水平承载力时,宜将按上述2~5 款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数1.25。
Ⅱ 群桩基础
5.7.3 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)的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,可按下列公式确定:
5.7.4 计算水平荷载较大和水平地震作用、风载作用的带地下室的高大建筑物桩基的水平位移时,可考虑地下室侧墙、承台、桩群、土共同作用,按附录C 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础可按本规范附录C 中表C-2 计算。
5.7.5 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:
1 桩的水平变形系数α(1/m)
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确定,当无静载试验资料时,可按表5.7.5 取值。
5.8 桩身承载力与裂缝控制计算
5.8.1 桩身应进行承载力和裂缝控制计算。计算时应考虑桩身材料强度、成桩工艺、吊运与沉桩、约束条件、环境类别诸因素,除按本节有关规定执行外,尚应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010、《钢结构设计规范》GB 50017 和《建筑抗震设计规范》GB 50011 的有关规定。
Ⅰ受压桩
5.8.2 钢筋混凝土轴心受压桩正截面受压承载力应符合下列规定:
1 当桩顶以下5d 范围的桩身螺旋式箍筋间距不大于100mm,且符合本规范第4.1.1 条规定时:
5.8.3 基桩成桩工艺系数ψc 应按下列规定取值:
1 混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩ψc =0.85;
2 干作业非挤土灌注桩:ψc =0.90;
3 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 = 0.7 ~ 0.8 ;
4 软土地区挤土灌注桩:ψc = 0.6 。
5.8.4 计算轴心受压混凝土桩正截面受压承载力时,一般取稳定系数φ=1.0。对于高承台基桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa 的软弱土层的基桩,应考虑压屈影响,可按本规范式(5.8.2-1)、(5.8.2-2)计算所得桩身正截面受压承载力乘以φ折减。其稳定系数φ 可根据桩身压屈计算长度lc 和桩的设计直径d(或矩形桩短边尺寸b)确定。桩身压屈计算长度可根据桩顶的约束情况、桩身露出地面的自由长度lo 、桩的入土长度h 、桩侧和桩底的土质条件应按表5.8.4-1确定。桩的稳定系数可按表5.8.4-2 确定。
5.8.5 计算偏心受压混凝土桩正截面受压承载力时,可不考虑偏心距的增大影响,但对于高承台基桩、桩身穿越可液化土或不排水抗剪强度小于10kPa 的软弱土层的基桩,应考虑桩身在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心距的影响,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的具体计算方法可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010执行。
5.8.6 对于打入式钢管桩,可按以下规定验算桩身局部压曲:
Ⅱ 抗拔桩
5.8.7 钢筋混凝土轴心抗拔桩的正截面受拉承载力应符合下式规定:
5.8.8 对于抗拔桩的裂缝控制计算应符合下列规定:
1 对于严格要求不出现裂缝的一级裂缝控制等级预应力混凝土基桩,在荷载效应标准组合下混凝土不应产生拉应力,应符合下式要求
2 对于一般要求不出现裂缝的二级裂缝控制等级预应力混凝土基桩,在荷载效应标准组合下的拉应力不应大于混凝土轴心受拉强度标准值,应符合下列公式要求:
3 对于允许出现裂缝的三级裂缝控制等级基桩,按荷载效应标准组合计算的最大裂缝宽度应符合下列规定:
5.8.9 当考虑地震作用验算桩身抗拔承载力时,应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 的规定,对作用于桩顶的地震作用效应进行调整。
Ⅲ 受水平作用桩
5.8.10 对于受水平荷载和地震作用的桩,其桩身受弯承载力和受剪承载力的验算应符合下列规定:
1 对于桩顶固端的桩,应验算桩顶正截面弯矩;对于桩顶自由或铰接的桩,应验算桩身最大弯矩截面处的正截面弯矩;
2 应验算桩顶斜截面的受剪承载力;
3 桩身所承受最大弯矩和水平剪力的计算,可按本规范附录C 计算;
4 桩身正截面受弯承载力和斜截面受剪承载力,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 执行;
5 当考虑地震作用验算桩身正截面受弯和斜截面受剪承载力时,应根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011 的规定,对作用于桩顶的地震作用效应进行调整。
Ⅳ 预制桩吊运和锤击验算
5.8.11 预制桩吊运时单吊点和双吊点的设置,应按吊点(或支点)跨间正弯矩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,可将桩身重力乘以1.5 的动力系数。
5.8.12 对于裂缝控制等级为一级、二级的混凝土预制桩、预应力混凝土管桩,可按下列规定验算桩身的锤击压应力和锤击拉应力:
1 最大锤击压应力σp可按下式计算:
2 当桩需穿越软土层或桩存在变截面时,可按表5.8.12 确定桩身的最大锤击拉应力。
3 最大锤击压应力和最大锤击拉应力分别不应超过混凝土的轴心抗压强度设计值和轴心抗拉强度设计值。
5.9 承台计算
Ⅰ 受弯计算
5.9.1 桩基承台应进行正截面受弯承载力计算。承台弯距可按本规范第5.9.2~5.9.5 条的规定计算,受弯承载力和配筋可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 的规定进行。
5.9.2 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:
1 两桩条形承台和多桩矩形承台弯矩计算截面取在柱边和承台变阶处(图5.9.2(a)),可按下列公式计算:
2 三桩承台的正截面弯距值应符合下列要求:
1)等边三桩承台(图5.9.2(b)
2)等腰三桩承台(图5.9.2(c))
5.9.3 箱形承台和筏形承台的弯矩可按下列规定计算:
1 箱形承台和筏形承台的弯矩宜考虑地基土层性质、基桩分布、承台和上部结构类型和刚度,按地基-桩-承台-上部结构共同作用原理分析计算;
2 对于箱形承台,当桩端持力层为基岩、密实的碎石类土、砂土且深厚均匀时;或当上部结构为剪力墙;或当上部结构为框架-核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时,箱形承台底板可仅按局部弯矩作用进行计算;
3 对于筏形承台,当桩端持力层深厚坚硬、上部结构刚度较好,且柱荷载及柱间距的变化不超过20%时;或当上部结构为框架-核心筒结构且按变刚度调平原则布桩时,可仅按局部弯矩作用进行计算。