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文檔簡介
PAGE35PAGE15建筑樁基計算技術(shù)方案1.1樁頂作用效應計算1.1.1對于一般建筑物和受水平力(包括力矩與水平剪力)較小的高層建筑群樁基礎(chǔ),應按下列公式計算柱、墻、核心筒群樁中基樁或復合基樁的樁頂作用效應:1豎向力軸心豎向力作用下(1.1.1-1)偏心豎向力作用下(1.1.1-2)2水平力(1.1.1-3)式中——荷載效應標準組合下,作用于承臺頂面的豎向力;——樁基承臺和承臺上土自重標準值,對穩(wěn)定的地下水位以下部分應扣除水的浮力;——荷載效應標準組合軸心豎向力作用下,基樁或復合基樁的平均豎向力;——荷載效應標準組合偏心豎向力作用下,第i基樁或復合基樁的豎向力;、——荷載效應標準組合下,作用于承臺底面,繞通過樁群形心的、主軸的力矩;、、、——第、基樁或復合基樁至、軸的距離;——荷載效應標準組合下,作用于樁基承臺底面的水平力;——荷載效應標準組合下,作用于第i基樁或復合基樁的水平力;——樁基中的樁數(shù)。1.1.2對于主要承受豎向荷載的抗震設防區(qū)低承臺樁基,在同時滿足下列條件時,樁頂作用效應計算可不考慮地震作用:1按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011)規(guī)定可不進行樁基抗震承載力驗算的建筑物;2建筑場地位于建筑抗震的有利地段。1.1.3屬于下列情況之一的樁基,計算各基樁的作用效應、樁身內(nèi)力和位移時,宜考慮承臺(包括地下墻體)與基樁協(xié)同工作和土的彈性抗力作用,其計算方法可按本規(guī)范附錄C進行:1位于8度和8度以上抗震設防區(qū)和其他受較大水平力的高層建筑,當其樁基承臺剛度較大或由于上部結(jié)構(gòu)與承臺協(xié)同作用能增強承臺的剛度時;2受較大水平力及8度和8度以上地震作用的高承臺樁基。1.2樁基豎向承載力計算1.2.1樁基豎向承載力計算應符合下列要求:1荷載效應標準組合:軸心豎向力作用下(1.2.1-1)偏心豎向力作用下除滿足上式外,尚應滿足下式的要求:(1.2.1-2)2地震作用效應和荷載效應標準組合:軸心豎向力作用下(1.2.1-3)偏心豎向力作用下,除滿足上式外,尚應滿足下式的要求:(1.2.1-4)式中——荷載效應標準組合軸心豎向力作用下,基樁或復合基樁的平均豎向力;——荷載效應標準組合偏心豎向力作用下,樁頂最大豎向力;——地震作用效應和荷載效應標準組合下,基樁或復合基樁的平均豎向力;——地震作用效應和荷載效應標準組合下,基樁或復合基樁的最大豎向力;——基樁或復合基樁豎向承載力特征值。1.2.2單樁豎向承載力特征值應按下式確定:(1.2.2)式中——單樁豎向極限承載力標準值;K——安全系數(shù),取K=2。1.2.3對于端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型柱下獨立樁基、或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應時,基樁豎向承載力特征值應取單樁豎向承載力特征值。1.2.4對于符合下列條件之一的摩擦型樁基,宜考慮承臺效應確定其復合基樁的豎向承載力特征值:1上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好、體型簡單的建(構(gòu))筑物;2對差異沉降適應性較強的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物;按變剛度調(diào)平原則設計的樁基剛度相對弱化區(qū);軟土地基的減沉復合疏樁基礎(chǔ)。1.2.5考慮承臺效應的復合基樁豎向承載力特征值可按下列公式確定:不考慮地震作用時(1.2.5-1)考慮地震作用時(1.2.5-2)(1.2.5-3)式中——承臺效應系數(shù),可按表1.2.5取值;——承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內(nèi)各層土的地基承載力特征值按厚度加權(quán)的平均值;——計算基樁所對應的承臺底凈面積;——為樁身截面面積;——為承臺計算域面積。對于柱下獨立樁基,為承臺總面積;對于樁筏基礎(chǔ),為柱、墻筏板的1/2跨距和懸臂邊2.5倍筏板厚度所圍成的面積;樁集中布置于單片墻下的樁筏基礎(chǔ),取墻兩邊各1/2跨距圍成的面積,按條基計算;——地基抗震承載力調(diào)整系數(shù),應按現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011采用。當承臺底為可液化土、濕陷性土、高靈敏度軟土、欠固結(jié)土、新填土時,沉樁引起超孔隙水壓力和土體隆起時,不考慮承臺效應,取。表1.2.5承臺效應系數(shù)3456>6≤0.40.06~0.080.14~0.170.22~0.260.32~0.380.50~0.800.4~0.80.08~0.100.17~0.200.26~0.300.38~0.440.10~0.120.20~0.220.30~0.340.44~0.50單排樁條形承臺0.15~0.180.25~0.300.38~0.450.50~0.60注:1表中為樁中心距與樁徑之比;為承臺寬度與樁長之比。當計算基樁為非正方形排列時,,為承臺計算域面積,為總樁數(shù)。2對于樁布置于墻下的箱、筏承臺,可按單排樁條基取值。3對于單排樁條形承臺,當承臺寬度小于1.5d時,按非條形承臺取值。4對于采用后注漿灌注樁的承臺,宜取低值。5對于飽和黏性土中的擠土樁基、軟土地基上的樁基承臺,宜取低值的0.8倍。1.3單樁豎向極限承載力Ⅰ一般規(guī)定1.3.1設計采用的單樁豎向極限承載力標準值應符合下列規(guī)定:1設計等級為甲級的建筑樁基,應通過單樁靜載試驗確定;2設計等級為乙級的建筑樁基,當?shù)刭|(zhì)條件簡單時,可參照地質(zhì)條件相同的試樁資料,結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗參數(shù)綜合確定;其余均應通過單樁靜載試驗確定;3設計等級為丙級的建筑樁基,可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗參數(shù)確定。1.3.2單樁豎向極限承載力標準值、極限側(cè)阻力標準值和極限端阻力標準值應按下列規(guī)定確定:1單樁豎向靜載試驗應按現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106執(zhí)行;2對于大直徑端承型樁,也可通過深層平板(平板直徑應與孔徑一致)載荷試驗確定極限端阻力;3對于嵌巖樁,可通過直徑為0.3m巖基平板載荷試驗確定極限端阻力標準值,也可通過直徑為0.3m嵌巖短墩載荷試驗確定極限側(cè)阻力標準值和極限端阻力標準值;4樁的極限側(cè)阻力標準值和極限端阻力標準值宜通過埋設樁身軸力測試元件由靜載試驗確定。并通過測試結(jié)果建立極限側(cè)阻力標準值和極限端阻力標準值與土層物理指標、巖石飽和單軸抗壓強度以及與靜力觸探等土的原位測試指標間的經(jīng)驗關(guān)系,以經(jīng)驗參數(shù)法確定單樁豎向極限承載力。Ⅱ原位測試法1.3.3當根據(jù)單橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值時,如無當?shù)亟?jīng)驗,可按下式計算:(1.3.3-1)當時(1.3.3-2)當時(1.3.3-3)式中、——分別為總極限側(cè)阻力標準值和總極限端阻力標準值;——樁身周長;——用靜力觸探比貫入阻力值估算的樁周第層土的極限側(cè)阻力;——樁周第層土的厚度;——樁端阻力修正系數(shù),可按表1.3.3-1取值;——樁端附近的靜力觸探比貫入阻力標準值(平均值);——樁端面積;——樁端全截面以上8倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值;——樁端全截面以下4倍樁徑范圍內(nèi)的比貫入阻力平均值,如樁端持力層為密實的砂土層,其比貫入阻力平均值超過20MPa時,則需乘以表1.3.3-2中系數(shù)C予以折減后,再計算及值;——折減系數(shù),按表1.3.3-3選用。圖1.3.3曲線注:1值應結(jié)合土工試驗資料,依據(jù)土的類別、埋藏深度、排列次序,按圖1.3.3折線取值;圖1.3.3中,直線(A)(線段gh)適用于地表下6m范圍內(nèi)的土層;折線(B)(oabc)適用于粉土及砂土土層以上(或無粉土及砂土土層地區(qū))的黏性土;折線(c)(線段odef)適用于粉土及砂土土層以下的黏性土;折線(D)(線段oef)適用于粉土、粉砂、細砂及中砂。2為樁端穿過的中密~密實砂土、粉土的比貫入阻力平均值;為砂土、粉土的下臥軟土層的比貫入阻力平均值;3采用的單橋探頭,圓錐底面積為15cm2,底部帶7cm高滑套,錐角600。4當樁端穿過粉土、粉砂、細砂及中砂層底面時,折線(D)估算的值需乘以表1.3.3-4中系數(shù)值;表1.3.3-1樁端阻力修正系數(shù)值樁長(m)l<1515≤l≤3030<l≤600.750.75~0.900.90注:樁長15≤l≤30m,值按l值直線內(nèi)插;l為樁長(不包括樁尖高度)表1.3.3-2系數(shù)C20~3035>40系數(shù)C5/62/31/2表1.3.3-3折減系數(shù)7.512.515/62/31/2注:表1.3.3-2、表1.3.3-3可內(nèi)插取值。表1.3.3-4系數(shù)值≤57.5≥101.000.500.331.3.4當根據(jù)雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值時,對于黏性土、粉土和砂土,如無當?shù)亟?jīng)驗時可按下式計算:(1.3.4)式中——第層土的探頭平均側(cè)阻力(kPa);——樁端平面上、下探頭阻力,取樁端平面以上為樁的直徑或邊長)范圍內(nèi)按土層厚度的探頭阻力加權(quán)平均值(kPa),然后再和樁端平面以下范圍內(nèi)的探頭阻力進行平均;——樁端阻力修正系數(shù),對于黏性土、粉土取2/3,飽和砂土取1/2;——第層土樁側(cè)阻力綜合修正系數(shù),黏性土、粉土:;砂土:。注:雙橋探頭的圓錐底面積為15cm2,錐角600,摩擦套筒高21.85cm,側(cè)面積300cm2。Ⅲ經(jīng)驗參數(shù)法1.3.5當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標準值時,宜按下式估算:(1.3.5)式中——樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力標準值,如無當?shù)亟?jīng)驗時,可按表1.3.5-1取值;——極限端阻力標準值,如無當?shù)亟?jīng)驗時,可按表1.3.5-2取值。表1.3.5-1樁的極限側(cè)阻力標準值(kPa)土的名稱土的狀態(tài)混凝土預制樁泥漿護壁鉆(沖)孔樁干作業(yè)鉆孔樁填土22~3020~2820~28淤泥14~2012~1812~18淤泥質(zhì)土22~3020~2820~28黏性土流塑軟塑可塑硬可塑硬塑堅硬IL>10.75<IL≤10.50<IL≤0.750.25<IL≤0.500<IL≤0.25IL≤024~4040~5555~7070~8686~9898~10521~3838~5353~6868~8484~9696~10221~3838~5353~6666~8282~9494~104紅黏土0.7<≤113~3212~3012~300.5<≤0.732~7430~7030~70粉土稍密中密密實e>0.90.75≤e≤0.9e<0.7526~4646~6666~8824~4242~6262~8224~4242~6262~82粉細砂稍密中密密實10<N≤1515<N≤30N>3024~4848~6666~8822~4646~6464~8622~4646~6464~86中砂中密密實15<N≤30N>3054~7474~9553~7272~9453~7272~94粗砂中密密實15<N≤30N>3074~9595~11674~9595~11676~9898~120礫砂稍密中密(密實)5<N63.5≤15N63.5>1570~110116~13850~90116~13060~100112~130圓礫、角礫中密、密實N63.5>10160~200135~150135~150碎石、卵石中密、密實N63.5>10200~300140~170150~170全風化軟質(zhì)巖30<N≤50100~12080~10080~100全風化硬質(zhì)巖30<N≤50140~160120~140120~150強風化軟質(zhì)巖N63.5>10160~240140~200140~220強風化硬質(zhì)巖N63.5>10220~300160~240160~260注:1對于尚未完成自重固結(jié)的填土和以生活垃圾為主的雜填土,不計算其側(cè)阻力;2為含水比,,w為土的天然含水量,wl為土的液限;3N為標準貫入擊數(shù);N63.5為重型圓錐動力觸探擊數(shù);4全風化、強風化軟質(zhì)巖和全風化、強風化硬質(zhì)巖系指其母巖分別為frk≤15MPa、frk>30MPa的巖石。1.3.6根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系,確定大直徑樁單樁極限承載力標準值時,可按下式計算:(1.3.6)式中——樁側(cè)第層土極限側(cè)阻力標準值,如無當?shù)亟?jīng)驗值時,可按本規(guī)范表1.3.5-1取值,對于擴底樁變截面以上長度范圍不計側(cè)阻力;——樁徑為800mm的極限端阻力標準值,對于干作業(yè)挖孔(清底干凈)可采用深層載荷板試驗確定;當不能進行深層載荷板試驗時,可按表1.3.6-1取值;、——大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應系數(shù),按表1.3.6-2取值?!獦渡碇荛L,當人工挖孔樁樁周護壁為振搗密實的混凝土時,樁身周長可按護壁外直徑計算。表1.3.6-1干作業(yè)挖孔樁(清底干凈,D=800mm)極限端阻力標準值(kPa)土名稱狀態(tài)黏性土0.25<IL≤0.750<IL≤0.25IL≤0800~18001800~24002400~3000粉土0.75≤e≤0.9e<0.751000~15001500~2000砂土碎石類土稍密中密密實粉砂500~700800~11001200~2000細砂700~11001200~18002000~2500中砂1000~20002200~32003500~5000粗砂1200~22002500~35004000~5500礫砂1400~24002600~40005000~7000圓礫、角礫1600~30003200~50006000~9000卵石、碎石2000~30003300~50007000~11000注:1當樁進入持力層的深度hb分別為:hb≤D,D<hb≤4D,hb>4D時,qpk可相應取低、中、高值。2砂土密實度可根據(jù)標貫擊數(shù)判定,N≤10為松散,10<N≤15為稍密,15<N≤30為中密,N>30為密實。3當樁的長徑比時,宜取較低值。4當對沉降要求不嚴時,可取高值。表1.3.6-2大直徑灌注樁側(cè)阻尺寸效應系數(shù)、端阻尺寸效應系數(shù)土類型黏性土、粉土砂土、碎石類土PAGE35PAGE29 表1.3.5-2樁的極限端阻力標準值qpk(kPa)土名稱樁型土的狀態(tài)混凝土預制樁樁長l(m)泥漿護壁鉆(沖)孔樁樁長l(m)干作業(yè)鉆孔樁樁長l(m)lllllllllll黏性土軟塑IL210~850650~14001200~18001300~1900150~250250~300300~450300~450200~400400~700700~950可塑IL850~17001400~22001900~28002300~3600350~450450~600600~750750~800500~700800~11001000~1600硬可塑IL1500~23002300~33002700~36003600~4400800~900900~10001000~12001200~1400850~11001500~17001700~1900硬塑IL2500~38003800~55005500~60006000~68001100~12001200~14001400~16001600~18001600~18002200~24002600~2800粉土中密950~17001400~21001900~27002500~3400300~500500~650650~750750~850800~12001200~14001400~1600密實<1500~26002100~30002700~36003600~4400650~900750~950900~11001100~12001200~17001400~19001600~2100粉砂稍密10<N≤151000~16001500~23001900~27002100~3000350~500450~600600~700650~750500~9501300~16001500~1700中密、密實N>151400~22002100~30003000~45003800~5500600~750750~900900~11001100~1200900~10001700~19001700~1900細砂中密、密實N>152500~40003600~50004400~60005300~7000650~850900~12001200~15001500~18001200~16002000~24002400~2700中砂4000~60005500~70006500~80007500~9000850~10501100~15001500~19001900~21001800~24002800~38003600~4400粗砂5700~75007500~85008500~100009500~110001500~18002100~24002400~26002600~28002900~36004000~46004600~5200礫砂中密、密實N>15角礫、圓礫N63.5>10碎石、卵石N63.5>10全風化軟質(zhì)巖30<N≤50全風化硬質(zhì)巖30<N≤50強風化軟質(zhì)巖N63.5>10強風化硬質(zhì)巖N63.5>10注:1砂土和碎石類土中樁的極限端阻力取值,宜綜合考慮土的密實度,樁端進入持力層的深徑比hb/d,土愈密實,hb/d愈大,取值愈高;2預制樁的巖石極限端阻力指樁端支承于中、微風化基巖表面或進入強風化巖、軟質(zhì)巖一定深度條件下極限端阻力。3全風化、強風化軟質(zhì)巖和全風化、強風化硬質(zhì)巖指其母巖分別為frk≤15MPa、frk>30MPa的巖石。Ⅳ鋼管樁1.3.7當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定鋼管樁單樁豎向極限承載力標準值時,可按下列公式計算:(1.3.7-1)當<5時,(1.3.7-2)當≥5時,(1.3.7-3)式中、——分別按本規(guī)范表1.3.5-1、1.3.5-2取與混凝土預制樁相同值;——樁端土塞效應系數(shù),對于閉口鋼管樁,對于敞口鋼管樁按式(1.3.7-2)、(1.3.7-3)取值;——樁端進入持力層深度;d——鋼管樁外徑。對于帶隔板的半敞口鋼管樁,應以等效直徑代替d確定;;其中為樁端隔板分割數(shù)(圖1.3.7)。圖1.3.7隔板分割Ⅴ混凝土空心樁1.3.8當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定敞口預應力混凝土空心樁單樁豎向極限承載力標準值時,可按下列公式計算:(1.3.8-1)當<5時,(1.3.8-2)當≥5時,(1.3.8-3)式中、——分別按本規(guī)范表1.3.5-1、1.3.5-2取與混凝土預制樁相同值;——空心樁樁端凈面積:管樁:;空心方樁:;——空心樁敞口面積:;——樁端土塞效應系數(shù);d、b——空心樁外徑、邊長;——空心樁內(nèi)徑。Ⅵ嵌巖樁1.3.9樁端置于完整、較完整基巖的嵌巖樁單樁豎向極限承載力,由樁周土總極限側(cè)阻力和嵌巖段總極限阻力組成。當根據(jù)巖石單軸抗壓強度確定單樁豎向極限承載力標準值時,可按下列公式計算:(1.3.9-1)(1.3.9-2)(1.3.9-3)式中、——分別為土的總極限側(cè)阻力、嵌巖段總極限阻力;——樁周第層土的極限側(cè)阻力,無當?shù)亟?jīng)驗時,可根據(jù)成樁工藝按本規(guī)范表1.3.5-1取值;——巖石飽和單軸抗壓強度標準值,黏土巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值;——嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù),與嵌巖深徑比、巖石軟硬程度和成樁工藝有關(guān),可按表1.3.9采用;表中數(shù)值適用于泥漿護壁成樁,對于干作業(yè)成樁(清底干凈)和泥漿護壁成樁后注漿,應取表列數(shù)值的1.2倍。表1.3.9嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)嵌巖深徑比00.51.02.03.04.01.06.07.08.0極軟巖、軟巖0.600.800.951.181.351.481.571.631.661.70較硬巖、堅硬巖0.450.650.810.901.001.04注:①極軟巖、軟巖指≤15MPa,較硬巖、堅硬巖指>30MPa,介于二者之間可內(nèi)插取值。②為樁身嵌巖深度,當巖面傾斜時,以坡下方嵌巖深度為準;當為非表列值時,可內(nèi)差取值。Ⅶ后注漿灌注樁1.3.10后注漿灌注樁的單樁極限承載力,應通過靜載試驗確定。在符合本規(guī)范第6.7節(jié)后注漿技術(shù)實施規(guī)定的條件下,其后注漿單樁極限承載力標準值可按下式估算:(1.3.10)式中——后注漿非豎向增強段的總極限側(cè)阻力標準值;——后注漿豎向增強段的總極限側(cè)阻力標準值;——后注漿總極限端阻力標準值;——樁身周長;——后注漿非豎向增強段第層土厚度;——后注漿豎向增強段內(nèi)第層土厚度:對于泥漿護壁成孔灌注樁,當為單一樁端后注漿時,豎向增強段為樁端以上12m;當為樁端、樁側(cè)復式注漿時,豎向增強段為樁端以上12m及各樁側(cè)注漿斷面以上12m,重疊部分應扣除;對于干作業(yè)灌注樁,豎向增強段為樁端以上、樁側(cè)注漿斷面上下各6m;、、——分別為后注漿豎向增強段第土層初始極限側(cè)阻力標準值、非豎向增強段第土層初始極限側(cè)阻力標準值、初始極限端阻力標準值;根據(jù)本規(guī)范第1.3.5條確定;、——分別為后注漿側(cè)阻力、端阻力增強系數(shù),無當?shù)亟?jīng)驗時,可按表1.3.10取值。對于樁徑大于800mm的樁,應按本規(guī)范表1.3.6-2進行側(cè)阻和端阻尺寸效應修正。表1.3.10后注漿側(cè)阻力增強系數(shù)、端阻力增強系數(shù)土層名稱淤泥淤泥質(zhì)土黏性土粉土粉砂細砂中砂粗砂礫砂礫石卵石全風化巖強風化巖1.2~1.31.4~1.81.6~2.01.7~2.12.0~2.52.4~3.01.4~1.82.2~2.52.4~2.82.6~3.03.0~3.53.2~4.02.0~2.4注:干作業(yè)鉆、挖孔樁,按表列值乘以小于1.0的折減系數(shù)。當樁端持力層為黏性土或粉土時,折減系數(shù)取0.6;為砂土或碎石土時,取0.8。1.3.11后注漿鋼導管注漿后可替代等截面、等強度的縱向主筋。Ⅷ液化效應1.3.12對于樁身周圍有液化土層的低承臺樁基,當承臺底面上下分別有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非軟弱土層時,可將液化土層極限側(cè)阻力乘以土層液化折減系數(shù)計算單樁極限承載力標準值。土層液化折減系數(shù)可按表1.3.12確定。表1.3.12土層液化折減系數(shù)自地面算起的液化土層深度dL(m)λN≤0.6dL≤1010<dL≤2001/30.6<λN≤0.8dL≤101/310<dL≤202/30.8<λN≤1.0dL≤1010<dL≤202/31.0注:①N為飽和土標貫擊數(shù)實測值;為液化判別標貫擊數(shù)臨界值;為土層液化指數(shù);②對于擠土樁當樁距小于4d,且樁的排數(shù)不少于5排、總樁數(shù)不少于25根時,土層液化系數(shù)可取2/3~1;樁間土標貫擊數(shù)達到時,取。當承臺底非液化土層厚度小于1m時,土層液化折減系數(shù)按表1.3.12中降低一檔取值。1.4特殊條件下樁基豎向承載力驗算Ⅰ軟弱下臥層驗算1.4.1對于樁距不超過6d的群樁基礎(chǔ),樁端持力層下存在承載力低于樁端持力層承載力1/3的軟弱下臥層時,可按下列公式驗算軟弱下臥層的承載力(圖1.4.1):(1.4.1-1)(1.4.1-2)式中——作用于軟弱下臥層頂面的附加應力;——軟弱層頂面以上各土層重度(地下水位以下取浮重度)的厚度加權(quán)平均值;——硬持力層厚度;——軟弱下臥層經(jīng)深度z修正的地基承載力特征值;、——樁群外緣矩形底面的長、短邊邊長;——樁周第層土的極限側(cè)阻力標準值,無當?shù)亟?jīng)驗時,可根據(jù)成樁工藝按本規(guī)范表1.3.5-1取值; ——樁端硬持力層壓力擴散角,按表1.4.1取值。表1.4.1樁端硬持力層壓力擴散角135104060100200120230250300注:①、為硬持力層、軟弱下臥層的壓縮模量;②當時,?。?o,必要時,宜通過試驗確定;當0.25Bo<t<0.50Bo時,可內(nèi)插取值。圖1.4.1軟弱下臥層承載力驗算Ⅱ負摩阻力計算1.4.2符合下列條件之一的樁基,當樁周土層產(chǎn)生的沉降超過基樁的沉降時,在計算基樁承載力時應計入樁側(cè)負摩阻力:1樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土、液化土層進入相對較硬土層時;2樁周存在軟弱土層,鄰近樁側(cè)地面承受局部較大的長期荷載,或地面大面積堆載(包括填土)時;3由于降低地下水位,使樁周土有效應力增大,并產(chǎn)生顯著壓縮沉降時。1.4.3樁周土沉降可能引起樁側(cè)負摩阻力時,應根據(jù)工程具體情況考慮負摩阻力對樁基承載力和沉降的影響;當缺乏可參照的工程經(jīng)驗時,可按下列規(guī)定驗算。1對于摩擦型基樁可取樁身計算中性點以上側(cè)阻力為零,并可按下式驗算基樁承載力:(1.4.3-1)2對于端承型基樁除應滿足上式要求外,尚應考慮負摩阻力引起基樁的下拉荷載,并可按下式驗算基樁承載力:(1.4.3-2)3當土層不均勻或建筑物對不均勻沉降較敏感時,尚應將負摩阻力引起的下拉荷載計入附加荷載驗算樁基沉降。注:本條中基樁的豎向承載力特征值只計中性點以下部分側(cè)阻值及端阻值。1.4.4樁側(cè)負摩阻力及其引起的下拉荷載,當無實測資料時可按下列規(guī)定計算:1中性點以上單樁樁周第層土負摩阻力標準值,可按下列公式計算:(1.4.4-1)當填土、自重濕陷性黃土濕陷、欠固結(jié)土層產(chǎn)生固結(jié)和地下水降低時:當?shù)孛娣植即竺娣e荷載時:(1.4.4-2)式中——第層土樁側(cè)負摩阻力標準值;當按式(1.4.4-1)計算值大于正摩阻力標準值時,取正摩阻力標準值進行設計;——樁周第i層土負摩阻力系數(shù),可按表1.4.4-1取值;——由土自重引起的樁周第層土平均豎向有效應力;樁群外圍樁自地面算起,樁群內(nèi)部樁自承臺底算起;——樁周第i層土平均豎向有效應力;、——分別為第i計算土層和其上第m土層的重度,地下水位以下取浮重度;、——第i層土、第m層土的厚度;——地面均布荷載。表1.4.4-1負摩阻力系數(shù)土類飽和軟土0.15~0.25黏性土、粉土0.25~0.40砂土0.35~0.50自重濕陷性黃土0.20~0.35注:1在同一類土中,對于擠土樁,取表中較大值,對于非擠土樁,取表中較小值;2填土按其組成取表中同類土的較大值;2考慮群樁效應的基樁下拉荷載可按下式計算:(1.4.4-4)(1.4.4-5)式中——中性點以上土層數(shù);——中性點以上第i土層的厚度;——負摩阻力群樁效應系數(shù);、——分別為縱橫向樁的中心距;——中性點以上樁周土層厚度加權(quán)平均負摩阻力標準值;——中性點以上樁周土層厚度加權(quán)平均重度(地下水位以下取浮重度)。對于單樁基礎(chǔ)或按式(1.4.4-5)計算的群樁效應系數(shù)>1時,取=1。3中性點深度應按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確定,也可參照表1.4.4-2確定。表1.4.4-2中性點深度持力層性質(zhì)黏性土、粉土中密以上砂礫石、卵石基巖中性點深度比0.5~0.60.7~0.80.91.0注:1、——分別為自樁頂算起的中性點深度和樁周軟弱土層下限深度;2樁穿過自重濕陷性黃土層時,可按表列值增大10%(持力層為基巖除外);3當樁周土層固結(jié)與樁基固結(jié)沉降同時完成時,?。?當樁周土層計算沉降量小于20mm時,應按表列值乘以0.4~0.8折減。Ⅲ抗拔樁基承載力驗算1.4.5承受拔力的樁基,應按下列公式同時驗算群樁基礎(chǔ)呈整體破壞和呈非整體破壞時基樁的抗拔承載力:(1.4.5-1)(1.4.5-2)式中——按荷載效應標準組合計算的基樁拔力;——群樁呈整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值,可按本規(guī)范第1.4.6條確定;——群樁呈非整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值,可按本規(guī)范第1.4.6條確定;——群樁基礎(chǔ)所包圍體積的樁土總自重除以總樁數(shù),地下水位以下取浮重度;——基樁自重,地下水位以下取浮重度,對于擴底樁應按本規(guī)范表1.4.6-1確定樁、土柱體周長,計算樁、土自重。1.4.6群樁基礎(chǔ)及其基樁的抗拔極限承載力的確定應符合下列規(guī)定:1對于設計等級為甲級和乙級建筑樁基,基樁的抗拔極限承載力應通過現(xiàn)場單樁上拔靜載荷試驗確定。單樁上拔靜載荷試驗及抗拔極限承載力標準值取值可按現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》(JGJ106)進行。2如無當?shù)亟?jīng)驗時,群樁基礎(chǔ)及設計等級為丙級建筑樁基,基樁的抗拔極限載力取值可按下列規(guī)定計算:群樁呈非整體破壞時,基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式計算:(1.4.6-1)式中——基樁抗拔極限承載力標準值;——樁身周長,對于等直徑樁??;對于擴底樁按表1.4.6-1取值;——樁側(cè)表面第層土的抗壓極限側(cè)阻力標準值,可按本規(guī)范表1.3.5-1取值;——抗拔系數(shù),可按表1.4.6-2取值。表1.4.6-1擴底樁破壞表面周長自樁底起算的長度≤(4~10)d>(4~10)d注:對于軟土取低值,對于卵石、礫石取高值;取值按內(nèi)摩擦角增大而增加。表1.4.6-2抗拔系數(shù)土類值砂土0.50~0.70黏性土、粉土0.70~0.80注:樁長與樁徑之比小于20時,取小值。群樁呈整體破壞時,基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式計算:=(1.4.6-2)式中——樁群外圍周長。1.4.7季節(jié)性凍土上輕型建筑的短樁基礎(chǔ),應按下列公式驗算其抗凍拔穩(wěn)定性:≤(1.4.7-1)≤(1.4.7-2)式中——凍深影響系數(shù),按表1.4.7-1采用;——切向凍脹力,按表1.4.7-2采用;——季節(jié)性凍土的標準凍深;——標準凍深線以下群樁呈整體破壞時基樁抗拔極限承載力標準值,可按本規(guī)范第1.4.6條確定;——標準凍深線以下單樁抗拔極限承載力標準值,可按本規(guī)范第1.4.6條確定;——基樁承受的樁承臺底面以上建筑物自重、承臺及其上土重標準值。表1.4.7-1值標準凍深(m)1.00.90.8表1.4.7-2值凍脹性分類土類弱凍脹凍脹強凍脹特強凍脹黏性土、粉土30~6060~8080~120120~150砂土、礫(碎)石(黏、粉粒含量>15%)<1020~3040~8090~200注:1表面粗糙的灌注樁,表中數(shù)值應乘以系數(shù)1.1~1.3;2本表不適用于含鹽量大于0.5%的凍土。1.4.8膨脹土上輕型建筑的短樁基礎(chǔ),應按下列公式驗算群樁基礎(chǔ)呈整體破壞和非整體破壞的抗拔穩(wěn)定性:(1.4.8-1)(1.4.8-2)式中——群樁呈整體破壞時,大氣影響急劇層下穩(wěn)定土層中基樁的抗拔極限承載力標準值,可按本規(guī)范第1.4.6條計算;——群樁呈非整體破壞時,大氣影響急劇層下穩(wěn)定土層中基樁的抗拔極限承載力標準值,可按本規(guī)范第1.4.6條計算;——大氣影響急劇層中第層土的極限脹切力,由現(xiàn)場浸水試驗確定;——大氣影響急劇層中第層土的厚度。1.5樁基沉降計算1.1.1建筑樁基沉降變形計算值不應大于樁基沉降變形允許值。1.1.2樁基沉降變形可用下列指標表示:1沉降量;2沉降差;3整體傾斜:建筑物樁基礎(chǔ)傾斜方向兩端點的沉降差與其距離之比值;4局部傾斜:墻下條形承臺沿縱向某一長度范圍內(nèi)樁基礎(chǔ)兩點的沉降差與其距離之比值。1.1.3計算樁基沉降變形時,樁基變形指標應按下列規(guī)定選用:1由于土層厚度與性質(zhì)不均勻、荷載差異、體型復雜、相互影響等因素引起的地基沉降變形,對于砌體承重結(jié)構(gòu)應由局部傾斜控制;2對于多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)應由整體傾斜值控制;3當其結(jié)構(gòu)為框架、框架-剪力墻、框架-核心筒結(jié)構(gòu)時,尚應控制柱(墻)之間的差異沉降。1.1.4建筑樁基沉降變形允許值,應按表1.1.4規(guī)定采用。表1.1.4建筑樁基沉降變形允許值變形特征允許值砌體承重結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的局部傾斜0.002各類建筑相鄰柱(墻)基的沉降差(1)框架、框架-剪力墻、框架-核心筒結(jié)構(gòu)(2)砌體墻填充的邊排柱(3)當基礎(chǔ)不均勻沉降時不產(chǎn)生附加應力的結(jié)構(gòu)0.0020.00070.005單層排架結(jié)構(gòu)(柱距為6m)樁基的沉降量(mm)120橋式吊車軌面的傾斜(按不調(diào)整軌道考慮)縱向橫向0.0040.003多層和高層建筑的整體傾斜0.0040.0030.00250.002高聳結(jié)構(gòu)樁基的整體傾斜0.0080.0060.0050.0040.0030.002高聳結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的沉降量(mm)350250150體型簡單的剪力墻結(jié)構(gòu)高層建筑樁基最大沉降量(mm)—200注:為相鄰柱(墻)二測點間距離,為自室外地面算起的建筑物高度。1.1.5對于本規(guī)范表1.1.4中未包括的建筑樁基沉降沉降變形允許值,應根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對樁基沉降變形的適應能力和使用要求確定。Ⅰ樁中心距不大于6倍樁徑的樁基1.1.6對于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基,其最終沉降量計算可采用等效作用分層總和法。等效作用面位于樁端平面,等效作用面積為樁承臺投影面積,等效作用附加壓力近似取承臺底平均附加壓力。等效作用面以下的應力分布采用各向同性均質(zhì)直線變形體理論。計算模式如圖1.1.6所示,樁基任一點最終沉降量可用角點法按下式計算:(1.1.6)式中——樁基最終沉降量(mm);——采用布辛奈斯克解,按實體深基礎(chǔ)分層總和法計算出的樁基沉降量(mm);——樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù),當無當?shù)乜煽拷?jīng)驗時可按本規(guī)范第1.1.11條確定;——樁基等效沉降系數(shù),可按本規(guī)范第1.1.9條確定;——角點法計算點對應的矩形荷載分塊數(shù);——第塊矩形底面在荷載效應準永久組合下的附加壓力(kPa);——樁基沉降計算深度范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù);——等效作用面以下第層土的壓縮模量(MPa),采用地基土在自重壓力至自重壓力加附加壓力作用時的壓縮模量;圖1.1.6樁基沉降計算示意圖、——樁端平面第塊荷載作用面至第層土、第-1層土底面的距離(m);、——樁端平面第塊荷載計算點至第層土、第-1層土底面深度范圍內(nèi)平均附加應力系數(shù),可按本規(guī)范附錄D選用。1.1.7計算矩形樁基中點沉降時,樁基沉降量可按下式簡化計算:(1.1.7)式中——在荷載效應準永久組合下承臺底的平均附加壓力;、——平均附加應力系數(shù),根據(jù)矩形長寬比及深寬比,,可按本規(guī)范附錄D選用。1.1.8樁基沉降計算深度應按應力比法確定,即計算深度處的附加應力與土的自重應力應符合下列公式要求:(1.1.8-1)(1.1.8-2)式中——附加應力系數(shù),可根據(jù)角點法劃分的矩形長寬比及深寬比按本規(guī)范附錄D選用。1.1.9樁基等效沉降系數(shù)可按下列公式簡化計算:=(1.1.9-1)(1.1.9-2)式中——矩形布樁時的短邊布樁數(shù),當布樁不規(guī)則時可按式(1.1.9-2)近似計算,>1;=1時,可按本規(guī)范式(1.1.14)計算;、、——根據(jù)群樁距徑比、長徑比及基礎(chǔ)長寬比,按本規(guī)范附錄E確定;、、——分別為矩形承臺的長、寬及總樁數(shù)。1.1.10當布樁不規(guī)則時,等效距徑比可按下列公式近似計算:圓形樁(1.1.10-1)方形樁(1.1.10-2)式中——樁基承臺總面積;——方形樁截面邊長。1.1.11當無當?shù)乜煽拷?jīng)驗時,樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)可按表1.1.11選用。對于采用后注漿施工工藝的灌注樁,樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)應根據(jù)樁端持力土層類別,乘以0.7(砂、礫、卵石)~0.8(黏性土、粉土)折減系數(shù);飽和土中采用預制樁(不含復打、復壓、引孔沉樁)時,應根據(jù)樁距、土質(zhì)、沉樁速率和順序等因素,乘以1.3~1.8擠土效應系數(shù),土的滲透性低,樁距小,樁數(shù)多,沉降速率快時取大值。表1.1.11樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)≤10152035≥501.20.90.650.500.40注:1為沉降計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當量值,可按下式計算:,式中為第層土附加壓力系數(shù)沿土層厚度的積分值,可近似按分塊面積計算;2可根據(jù)內(nèi)插取值。1.1.12計算樁基沉降時,應考慮相鄰基礎(chǔ)的影響,采用疊加原理計算;樁基等效沉降系數(shù)可按獨立基礎(chǔ)計算。1.1.13當樁基形狀不規(guī)則時,可采用等代矩形面積計算樁基等效沉降系數(shù),等效矩形的長寬比可根據(jù)承臺實際尺寸和形狀確定。Ⅱ單樁、單排樁、疏樁基礎(chǔ)對于單樁、單排樁、樁中心距大于6倍樁徑的疏樁基礎(chǔ)的沉降計算應符合下列規(guī)定:1承臺底地基土不分擔荷載的樁基。樁端平面以下地基中由基樁引起的附加應力,按考慮樁徑影響的明德林解附錄F計算確定。將沉降計算點水平面影響范圍內(nèi)各基樁對應力計算點產(chǎn)生的附加應力疊加,采用單向壓縮分層總和法計算土層的沉降,并計入樁身壓縮。樁基的最終沉降量可按下列公式計算:(1.1.14-1)(1.1.14-2)(1.1.14-3)承臺底地基土分擔荷載的復合樁基。將承臺底土壓力對地基中某點產(chǎn)生的附加應力按布辛奈斯克解(附錄D)計算,與基樁產(chǎn)生的附加應力疊加,采用與本條第1款相同方法計算沉降。其最終沉降量可按下列公式計算:(1.1.14-4)(1.1.14-5)式中——以沉降計算點為圓心,0.6倍樁長為半徑的水平面影響范圍內(nèi)的基樁數(shù);——沉降計算深度范圍內(nèi)土層的計算分層數(shù);分層數(shù)應結(jié)合土層性質(zhì),分層厚度不應超過計算深度的0.3倍;——水平面影響范圍內(nèi)各基樁對應力計算點樁端平面以下第i層土厚度處產(chǎn)生的附加豎向應力之和;應力計算點應取與沉降計算點最近的樁中心點?!信_壓力對應力計算點樁端平面以下第i計算土層1/2厚度處產(chǎn)生的應力;可將承臺板劃分為u個矩形塊,可按本規(guī)范附錄D采用角點法計算;——第i計算土層厚度(m);——第i計算土層的壓縮模量(MPa),采用土的自重壓力至土的自重壓力加附加壓力作用時的壓縮模量;——第j樁在荷載效應準永久組合作用下,樁頂?shù)母郊雍奢d(kN);當?shù)叵率衣裆畛^5m時,取荷載效應準永久組合作用下的總荷載為考慮回彈再壓縮的等代附加荷載;——第j樁樁長(m);——樁身截面面積;——第j樁總樁端阻力與樁頂荷載之比,近似取極限總端阻力與單樁極限承載力之比;——分別為第j樁的樁端阻力和樁側(cè)阻力對計算軸線第i計算土層厚度處的應力影響系數(shù),可按本規(guī)范附錄F確定;——樁身混凝土的彈性模量;——第k塊承臺底均布壓力,可按取值,其中為第k塊承臺底板的承臺效應系數(shù),按本規(guī)范表1.2.5確定;為承臺底地基承載力特征值;——第k塊承臺底角點處,樁端平面以下第i計算土層1/2厚度處的附加應力系數(shù),可按本規(guī)范附錄D確定;——計算樁身壓縮;——樁身壓縮系數(shù)。端承型樁,取=1.0;摩擦型樁,當l/d≤30時,取=2/3;l/d≥50時,?。?/2;介于兩者之間可線性插值;——沉降計算經(jīng)驗系數(shù),無當?shù)亟?jīng)驗時,可取1.0。1.1.15對于單樁、單排樁、疏樁復合樁基礎(chǔ)的最終沉降計算深度Zn,可按應力比法確定,即Zn處由樁引起的附加應力、由承臺土壓力引起的附加應力與土的自重應力應符合下式要求:(1.1.15)1.6軟土地基減沉復合疏樁基礎(chǔ)1.6.1當軟土地基上多層建筑,地基承載力基本滿足要求(以底層平面面積計算)時,可設置穿過軟土層進入相對較好土層的疏布摩擦型樁,由樁和樁間土共同分擔荷載。該種減沉復合疏樁基礎(chǔ),可按下列公式確定承臺面積和樁數(shù):(1.6.1-1)(1.6.1-2)式中:-樁基承臺總凈面積;-承臺底地基承載力特征值;-承臺面積控制系數(shù),≥0.60;-基樁數(shù);-樁基承臺效應系數(shù),可按本規(guī)范表1.2.5取值。1.6.2減沉復合疏樁基礎(chǔ)中點沉降可按下列公式計算:(1.6.2-1)(1.6.2-2)(1.6.2-3)(1.6.2-4)式中:——樁基中心點沉降量;——由承臺底地基土附加壓力作用下產(chǎn)生的中點沉降(圖1.6.2);——由樁土相互作用產(chǎn)生的沉降;——按荷載效應準永久值組合計算的假想天然地基平均附加壓力(kPa);——承臺底以下第層土的壓縮模量,應取自重壓力至自重壓力與附加壓力段的模量值;——地基沉降計算深度范圍的土層數(shù);沉降計算深度按確定,可按本規(guī)范第1.1.8條確定;、—樁身范圍內(nèi)按厚度加權(quán)的平均樁側(cè)極限摩阻力、平均壓縮模量;—樁身直徑,當為方形樁時,(b為方形樁截面邊長);—等效距徑比,可按本規(guī)范第1.1.10條執(zhí)行;——承臺底至第層、第層土底面的距離;圖1.6.2復合疏樁基礎(chǔ)沉降計算的分層示意圖——承臺底至第層、第層土層底范圍內(nèi)的角點平均附加應力系數(shù);根據(jù)承臺等效面積的計算分塊矩形長寬比a/b及深寬比zi/b=2zi/Bc,由本規(guī)范附錄D確定;其中承臺等效寬度;、為建筑物基礎(chǔ)外緣平面的寬度和長度;——荷載效應準永久值組合下,作用于承臺底的總附加荷載(kN);——基樁刺入變形影響系數(shù);按樁端持力層土質(zhì)確定,砂土為1.0,粉土為1.15,黏性土為1.30?!两涤嬎憬?jīng)驗系數(shù),無當?shù)亟?jīng)驗時,可取1.0。1.7樁基水平承載力與位移計算Ⅰ單樁基礎(chǔ)1.7.1受水平荷載的一般建筑物和水平荷載較小的高大建筑物單樁基礎(chǔ)和群樁中基樁應滿足下式要求:(1.7.1)式中——在荷載效應標準組合下,作用于基樁樁頂處的水平力;——單樁基礎(chǔ)或群樁中基樁的水平承載力特征值,對于單樁基礎(chǔ),可取單樁的水平承載力特征值Rha。1.7.2單樁的水平承載力特征值的確定應符合下列規(guī)定:1對于受水平荷載較大的設計等級為甲級、乙級的建筑樁基,單樁水平承載力特征值應通過單樁水平靜載試驗確定,試驗方法可按現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》JGJ106執(zhí)行。2對于鋼筋混凝土預制樁、鋼樁、樁身正截面配筋率不小于0.65%的灌注樁,可根據(jù)靜載試驗結(jié)果取地面處水平位移為10mm(對于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所對應的荷載的75%為單樁水平承載力特征值。3對于樁身配筋率小于0.65%的灌注樁,可取單樁水平靜載試驗的臨界荷載的75%為單樁水平承載力特征值。4當缺少單樁水平靜載試驗資料時,可按下列公式估算樁身配筋率小于0.65%的灌注樁的單樁水平承載力特征值:(1.7.2-1)式中——樁的水平變形系數(shù),按本規(guī)范第1.7.5條確定;——單樁水平承載力特征值,號根據(jù)樁頂豎向力性質(zhì)確定,壓力取“+”,拉力取“-”;——樁截面模量塑性系數(shù),圓形截面=2,矩形截面=1.75;——樁身混凝土抗拉強度設計值;——樁身換算截面受拉邊緣的截面模量,圓形截面為:方形截面為:,其中d為樁直徑,為扣除保護層厚度的樁直徑;b為方形截面邊長,為扣除保護層厚度的樁截面寬度;為鋼筋彈性模量與混凝土彈性模量的比值;——樁身最大彎距系數(shù),按表1.7.2取值,當單樁基礎(chǔ)和單排樁基縱向軸線與水平力方向相垂直時,按樁頂鉸接考慮;表1.7.2樁頂(身)最大彎矩系數(shù)和樁頂水平位移系數(shù)樁頂約束情況樁的換算埋深鉸接、自由4.03.53.02.82.62.40.7680.7500.7030.6750.6390.6012.4412.5022.7272.9053.1633.526固接4.03.53.02.82.62.40.9260.9340.9670.9901.0181.0450.9400.9701.0281.0551.0791.095注:1鉸接(自由)的系樁身的最大彎矩系數(shù),固接的系樁頂?shù)淖畲髲澗叵禂?shù);2當時取。——樁身配筋率;——樁身換算截面積,圓形截面為:;方形截面為:——樁頂豎向力影響系數(shù),豎向壓力取0.5;豎向拉力取1.0;——在荷載效應標準組合下樁頂?shù)呢Q向力(kN)。5對于混凝土護壁的挖孔樁,計算單樁水平承載力時,其設計樁徑取護壁內(nèi)直徑。6當樁的水平承載力由水平位移控制,且缺少單樁水平靜載試驗資料時,可按下式估算預制樁、鋼樁、樁身配筋率不小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值:(1.7.2-2)式中——樁身抗彎剛度,對于鋼筋混凝土樁,;其中為樁身換算截面慣性矩:圓形截面為;矩形截面為;——樁頂允許水平位移;——樁頂水平位移系數(shù),按表1.7.2取值,取值方法同。7驗算永久荷載控制的樁基的水平承載力時,應將上述2~5款方法確定的單樁水平承載力特征值乘以調(diào)整系數(shù)0.80;驗算地震作用樁基的水平承載力時,宜將按上述2~5款方法確定的單樁水平承載力特征值乘以調(diào)整系數(shù)1.25。Ⅱ群樁基礎(chǔ)1.7.3群樁基礎(chǔ)(不含水平力垂直于單排樁基縱向軸線和力矩較大的情況)的基樁水平承載力特征值應考慮由承臺、樁群、土相互作用產(chǎn)生的群樁效應,可按下列公式確定:(1.7.3-1)考慮地震作用且sa/d≤6時:(1.7.3-2)(1.7.3-3)(1.7.3-4)(1.7.3-5)其他情況:(1.7.3-6)(1.7.3-7)(1.7.3-8),(1.7.3-9)式中——群樁效應綜合系數(shù);——樁的相互影響效應系數(shù);——樁頂約束效應系數(shù)(樁頂嵌入承臺長度50~100mm時),按表1.7.3-1取值;——承臺側(cè)向土抗力效應系數(shù)(承臺側(cè)面回填土為松散狀態(tài)時?。?;——承臺底摩阻效應系數(shù);——沿水平荷載方向的距徑比;,——分別為沿水平荷載方向與垂直水平荷載方向每排樁中的樁數(shù);——承臺側(cè)面土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù),當無試驗資料時可按本規(guī)范表1.7.5取值;——樁頂(承臺)的水平位移允許值,當以位移控制時,可取=10mm(對水平位移敏感的結(jié)構(gòu)物取=6mm);當以樁身強度控制(低配筋率灌注樁)時,可近似按本規(guī)范式(1.7.3-5)確定;——承臺受側(cè)向土抗力一邊的計算寬度;——承臺寬度; ——承臺高度; ——承臺底與基土間的摩擦系數(shù),可按表1.7.3-2取值; ——承臺底地基土分擔的豎向總荷載標準值;——按第1.2.5條確定;A——承臺總面積;——樁身截面面積。表1.7.3-1樁頂約束效應系數(shù)換算深度2.42.62.83.03.5≥4.0位移控制2.582.342.202.132.072.05強度控制1.441.571.711.822.002.07注:,為樁的入土長度。表1.7.3-2承臺底與基土間的摩擦系數(shù)土的類別摩擦系數(shù)黏性土可塑0.25~0.30硬塑0.30~0.35堅硬0.35~0.45粉土密實、中密(稍濕)0.30~0.40中砂、粗砂、礫砂0.40~0.50碎石土0.40~0.60軟巖、軟質(zhì)巖0.40~0.60表面粗糙的較硬巖、堅硬巖0.65~0.751.7.4計算水平荷載較大和水平地震作用、風載作用的帶地下室的高大建筑物樁基的水平位移時,可考慮地下室側(cè)墻、承臺、樁群、土共同作用,按附錄C方法計算基樁內(nèi)力和變位,與水平外力作用平面相垂直的單排樁基礎(chǔ)可按本規(guī)范附錄C中表C-2計算。1.7.5樁的水平變形系數(shù)和地基土水平抗力系數(shù)可按下列規(guī)定確定:1樁的水平變形系數(shù)(1.7.5)式中——樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù);——樁身的計算寬度(m);圓形樁:當直徑d≤1m時,;當直徑d>1m時,;方形樁:當邊寬b≤1m時,;當邊寬b>1m時,。——樁身抗彎剛度,按本規(guī)范第1.7.2條的規(guī)定計算;2樁側(cè)土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù),宜通過單樁水平靜載試驗確定,當無靜載試驗資料時,可按表1.7.5取值。表1.7.5地基土水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)值序號地基土類別預制樁、鋼樁灌注樁相應單樁在地面處水平位移(mm)相應單樁在地面處水平位移(mm)1淤泥;淤泥質(zhì)土;飽和濕陷性黃土2~4.5102.5~66~122流塑(>1)、軟塑(0.75<≤1)狀黏性土;e>0.9粉土;松散粉細砂;松散、稍密填土4.5~6.0106~144~83可塑(0.25<≤0.75)狀黏性土、濕陷性黃土;e=0.75~0.9粉土;中密填土;稍密細砂6.0~101014~353~64硬塑(0<≤0.25)、堅硬(≤0)狀黏性土、濕陷性黃土;e<0.75粉土;中密的中粗砂;密實老填土10~221035~1002~55中密、密實的礫砂、碎石類土100~3001.5~3注:1當樁頂水平位移大于表列數(shù)值或灌注樁配筋率較高(≥0.65%)時,值應適當降低;當預制樁的水平向位移小于10mm時,值可適當提高;2當水平荷載為長期或經(jīng)常出現(xiàn)的荷載時,應將表列數(shù)值乘以0.4降低采用;3當?shù)鼗鶠榭梢夯翆訒r,應將表列數(shù)值乘以本規(guī)范表1.3.12中相應的系數(shù)ψl。1.8樁身承載力與裂縫控制計算1.8.1樁身應進行承載力和裂縫控制計算。計算時應考慮樁身材料強度、成樁工藝、吊運與沉樁、約束條件、環(huán)境類別諸因素,除按本節(jié)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行外,尚應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010、《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50017和《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011的有關(guān)規(guī)定。Ⅰ受壓樁1.8.2鋼筋混凝土軸心受壓樁正截面受壓承載力應符合下列規(guī)定:1當樁頂以下5d范圍的樁身螺旋式箍筋間距不大于100mm,且符合本規(guī)范第4.1.1條規(guī)定時:(1.8.2—1)2當樁身配筋不符合上述1款規(guī)定時:(1.8.2—2)式中——荷載效應基本組合下的樁頂軸向壓力設計值;——基樁成樁工藝系數(shù),按第1.8.3條規(guī)定取值; ——混凝土軸心抗壓強度設計值; ——縱向主筋抗壓強度設計值;——縱向主筋截面面積。1.8.3基樁成樁工藝系數(shù)應按下列規(guī)定取值:1混凝土預制樁、預應力混凝土空心樁:=0.85;2干作業(yè)非擠土灌注樁:=0.90;3泥漿護壁和套管護壁非擠土灌注樁、部分擠土灌注樁、擠土灌注樁:;4軟土地區(qū)擠土灌注樁:。1.8.4計算軸心受壓混凝土樁正截面受壓承載力時,一般取穩(wěn)定系數(shù)=1.0。對于高承臺基樁、樁身穿越可液化土或不排水抗剪強度小于10kPa的軟弱土層的基樁,應考慮壓屈影響,可按本規(guī)范式(1.8.2-1)、(1.8.2-2)計算所得樁身正截面受壓承載力乘以折減。其穩(wěn)定系數(shù)可根據(jù)樁身壓屈計算長度和樁的設計直徑d(或矩形樁短邊尺寸b)確定。樁身壓屈計算長度可根據(jù)樁頂?shù)募s束情況、樁身露出地面的自由長度、樁的入土長度、樁側(cè)和樁底的土質(zhì)條件應按表1.8.4-1確定。樁的穩(wěn)定系數(shù)可按表1.8.4-2確定。表1.8.4-1樁身壓屈計算長度樁頂鉸接樁頂固接樁底支于非巖石土中樁底嵌于巖石內(nèi)樁底支于非巖石土中樁底嵌于巖石內(nèi)注:1表中;2為高承臺基樁露出地面的長度,對于低承臺樁基,=0;3為樁的入土長度,當樁側(cè)有厚度為的液化土層時,樁露出地面長度和樁的入土長度分別調(diào)整為,,按表1.3.12取值。表1.8.4-2樁身穩(wěn)定系數(shù)≤78.510.5121411.517192122.524≤8101214161820222426281.000.980.950.920.870.810.750.700.650.600.56262829.5313334.536.5384041.54330323436384042444648500.520.480.440.400.360.320.290.260.230.210.19注:b為矩形樁短邊尺寸,d為樁直徑。1.8.5計算偏心受壓混凝土樁正截面受壓承載力時,可不考慮偏心距的增大影響,但對于高承臺基樁、樁身穿越可液化土或不排水抗剪強度小于10kPa的軟弱土層的基樁,應考慮樁身在彎矩作用平面內(nèi)的撓曲對軸向力偏心距的影響,應將軸向力對截面重心的初始偏心矩乘以偏心矩增大系數(shù),偏心距增大系數(shù)的具體計算方法可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010執(zhí)行。1.8.6對于打入式鋼管樁,可按以下規(guī)定驗算樁身局部壓曲:1當t/d=~,d≤600mm,最大錘擊壓應力小于鋼材強度設計值時,可不進行局部壓屈驗算;2當d>600mm,可按下式驗算:(1.8.6-1)3當d≥900mm,除按(1.8.6-1)式驗算外,尚應按下式驗算:(1.8.6-2)式中、d——鋼管樁壁厚、外徑;、——鋼材彈性模量、抗壓強度設計值。Ⅱ抗拔樁1.8.7鋼筋混凝土軸心抗拔樁的正截面受拉承載力應符合下式規(guī)定:(1.8.7)式中:——荷載效應基本組合下樁頂軸向拉力設計值;、——普通鋼筋、預應力鋼筋的抗拉強度設計值;、——普通鋼筋、預應力鋼筋的截面面積。1.8.8對于抗拔樁的裂縫控制計算應符合下列規(guī)定:1對于嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的一級裂縫控制等級預應力混凝土基樁,在荷載效應標準組合下混凝土不應產(chǎn)生拉應力,應符合下式要求:(1.8.8-1)2對于一般要求不出現(xiàn)裂縫的二級裂縫控制等級預應力混凝土基樁,在荷載效應標準組合下的拉應力不應大于混凝土軸心受拉強度標準值,應符合下列公式要求:在荷載效應標準組合下:(1.8.8-2)在荷載效應準永久組合下:(1.8.8-3)3對于允許出現(xiàn)裂縫的三級裂縫控制等級基樁,按荷載效應標準組合計算的最大裂縫寬度應符合下列規(guī)定:(1.8.8-4)式中、——荷載效應標準組合、準永久組合下正截面法向應力;——扣除全部應力損失后,樁身混凝土的預應力;——混凝土軸心抗拉強度標準值;——按荷載效應標準組合計算的最大裂縫寬度,可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010計算;——最大裂縫寬度限值,按本規(guī)范表3.1.3取用。1.8.9當考慮地震作用驗算樁身抗拔承載力時,應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011的規(guī)定,對作用于樁頂?shù)牡卣鹱饔眯M行調(diào)整。Ⅲ受水平作用樁1.8.10對于受水平荷載和地震作用的樁,其樁身受彎承載力和受剪承載力的驗算應符合下列規(guī)定:1對于樁頂固端的樁,應驗算樁頂正截面彎矩;對于樁頂自由或鉸接的樁,應驗算樁身最大彎矩截面處的正截面彎矩;2應驗算樁頂斜截面的受剪承載力;3樁身所承受最大彎矩和水平剪力的計算,可按本規(guī)范附錄C計算;4樁身正截面受彎承載力和斜截面受剪承載力,應按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010執(zhí)行;5當考慮地震作用驗算樁身正截面受彎和斜截面受剪承載力時,應根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011的規(guī)定,對作用于樁頂?shù)牡卣鹱饔眯M行調(diào)整。Ⅳ預制樁吊運和錘擊驗算1.8.11預制樁吊運時單吊點和雙吊點的設置,應按吊點(或支點)跨間正彎矩與吊點處的負彎矩相等的原則進行布置。考慮預制樁吊運時可能受到?jīng)_擊和振動的影響,計算吊運彎矩和吊運拉力時,可將樁身重力乘以1.5的動力系數(shù)。1.8.12對于裂縫控制等級為一級、二級的混凝土預制樁、預應力混凝土管樁,可按下列規(guī)定驗算樁身的錘擊壓應力和錘擊拉應力:1最大錘擊壓應力σp可按下式計算:σp=(1.8.12)式中—樁的最大錘擊壓應力;—錘型系數(shù);自由落錘為1.0;柴油錘取1.4;—錘擊效率系數(shù);自由落錘為0.6;柴油錘取0.8;、、—錘、樁墊、樁的實際斷面面積;、、—錘、樁墊、樁的縱向彈性模量;、、—錘、樁墊、樁的重度;—錘落距。2當樁需穿越軟土層或樁存在變截面時,可按表1.8.12確定樁身的最大錘擊拉應力。表1.8.12最大錘擊拉應力σt建議值(kPa)應力類別樁類建議值出現(xiàn)部位樁軸向拉應力值預應力混凝土管樁(0.33~0.5)σp①樁剛穿越軟土層時;②距樁尖(0.5~0.7)l處。混凝土及預應力混凝土樁(0.25~0.33)σp樁截面環(huán)向拉應力或側(cè)向拉應力預應力混凝土管樁0.25σp最大錘擊壓應力相應的截面混凝土及預應力混凝土樁(側(cè)向)(0.22~0.25)σp3最大錘擊壓應力和最大錘擊拉應力分別不應超過混凝土的軸心抗壓強度設計值和軸心抗拉強度設計值。1.9承臺計算Ⅰ受彎計算1.9.1樁基承臺應進行正截面受彎承載力計算。承臺彎距可按本規(guī)范第1.9.2~1.9.5條的規(guī)定計算,受彎承載力和配筋可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》GB50010的規(guī)定進行。1.9.2柱下獨立樁基承臺的正截面彎矩設計值可按下列規(guī)定計算:1兩樁條形承臺和多樁矩形承臺彎矩計算截面取在柱邊和承臺變階處(圖1.9.2(a)),可按下列公式計算:
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