Fl?2?ox(bc?aoy)??oy(hc?aox)?hpfth0 (5.9.7-4)
??式中
(5.9.7-3)求得,?0x?a0x/h0,?0y?a0y/h0;?0x、?0x、?0y—— 由公式
?0y 均应满足0.25~1.0的要求;
hc、bc —— 分别为x、y方向的柱截面的边长;
aox、aoy——分别为、y方向柱边离最近桩边的水平距离。
x
图5.9.7 柱对承台的冲切计算示意
4 对于柱下矩形独立阶形承台受上阶冲切的承载力可按下列公式计算(图5.9.7):
Fl?2?1x(b1?a1y)??1y(h1?a1x)?hpfth10
(5.9.7-5)
式中
???1x、?1y—— 由公式5.9.7-3求得,?1x?a1x/h10,?1y?a1y/h10;?1x、
?1y 均应满足0.25~1.0的要求;
h1、b1 —— 分别为x、y方向承台上阶的边长;
a1x、a1y——分别为x、y方向承台上阶边离最近桩边的水平距离。
对于圆柱及圆桩,计算时应将其截面换算成方柱及方桩,即取换算柱截面边长,换算桩截面边长bp?0.8d(d为圆桩直径)。 bc?0.8dc(dc为圆柱直径)
对于柱下两桩承台,宜按深受弯构件(lo/h<5.0,lo=1.15 ln,ln为两桩净距)计算受弯、
受剪承载力,不需要进行受冲切承载力计算。
5.9.8 对位于柱(墙)冲切破坏锥体以外的基桩,可按下列规定计算承台受基桩冲切的承载力:
1 四桩以上(含四桩)承台受角桩冲切的承载力可按下列公式计算(图5.9.8-1):
Nl??1x(c2?a1y/2)??1y?c1?a1x/2??hpfth0 (5.9.8-1)
???1x?0.56 (5.9.8-2)
?1x?0.2 43
?1y?0.56 (5.9.8-3)
?1y?0.2
(a)锥形承台; (b)阶形承台
图5.9.8-1 四桩以上(含四桩)承台角桩冲切计算示意
式中 Nl——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合作用下角桩(含复合基桩)
反力设计值;
?1x,?1y——角桩冲切系数;
a1x、a1y—— 从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内
边缘的水平距离;当柱(墙)边或承台变阶处位于该45°线以内时,则取由柱(墙)边或承台变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线(图5.9.8-1);
h0——承台外边缘的有效高度;
?1x、?1y——角桩冲跨比,?1x?a1xh0,?1y其值均应满足0.25~?a1yh0,
1.0的要求。
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5.9.8-2):
底部角桩:
Nl??11?2c1?a11??hptg ?11??12ftho (5.9.8-4)
0.56 (5.9.8-5) ?11?0.2
图5.9.8-2 三桩三角形承台角桩冲切计算示意
顶部角桩:
44
Nl??12?2c2?a12??hptg(5.9.8-6)
?12?式中
?22ftho
0.56 (5.9.8-7) ?12?0.2?11、?12 —— 角桩冲跨比,?11?a11/h0,?12?a12/h0,其值均应满足0.25~1.0
a11、a12——从承台底角桩顶内边缘引45°冲切线与承台顶面相交点至角桩内边缘
的水平距离;当柱(墙)边或承台变阶处位于该45°线以内时,则
的要求;
取由柱(墙)边或承台变阶处与桩内边缘连线为冲切锥体的锥线。
3 对于箱形、筏形承台,可按下列公式计算承台受内部基桩的冲切承载力:
(a) (b)
5.9.8-3 基桩对筏形承台的冲切和墙对筏形承台的冲切计算示意
(a)受基桩的冲切 (b)受桩群的冲切
1)应按下式计算受基桩的冲切承载力(图5.9.8-3(a)):
Nl?2.8?bp?h0??hpfth0 (5.9.8-8)
2)应按下式计算受桩群的冲切承载力(图5.9.8-3(b)):
?Nli?2?0xby?a0y??oy?bx?a0x??hpfth0 (5.9.8-9) 式中
?????0x、?0y——由公式5.9.7-3求得, 其中?0x?a0x/h0,?0y?a0y/h0,?0x、
?0y均应满足0.25~1.0的要求;
桩的净反力设计值、冲切锥体内各基桩或复合基桩反力设计值之和。
Nl、?Nli——不计承台和其上土重,在荷载效应基本组合下,基桩或复合基
III受剪计算
5.9.9 柱(墙)下桩基承台,应分别对柱(墙)边、变阶处和桩边联线形成的贯通承台的斜截面的受剪承载力进行验算。当承台悬挑边有多排基桩形成多个斜截面时,应对每个斜截面的受剪承载力进行验算。
5.9.10 柱下独立桩基承台斜截面受剪承载力应按下列规定计算:
1 承台斜截面受剪承载力可按下列公式计算(图5.9.10-1):
45
V??hs?ftb0h0 (5.9.10-1)
??1.75 (5.9.10-2) ??18001/4?hs?() (5.9.10-3)
ho
图5.9.10-1 承台斜截面受剪计算示意
式中 V ——不计承台及其上土自重,在荷载效应基本组合下,斜截面的最大剪力
设计值;
ft—— 混凝土轴心抗拉强度设计值; b0——承台计算截面处的计算宽度; h0——承台计算截面处的有效高度;
?——承台剪切系数;按公式(5.9.10-2)确定;
?——计算截面的剪跨比,?x?ax/h0,?y?ay/h0,此处,ax,ay为柱边(墙
边)或承台变阶处至y、x方向计算一排桩的桩边的水平距离,当λ<0.25时,取λ=0.25;当λ>3时,取λ=3;
?hs– 受剪切承载力截面高度影响系数;当h0?800mm时,取
h0?800mm ;当h0?2000mm时,取h0?2000mm;其间按线性内
插法取值。
2 对于阶梯形承台应分别在变阶处(A1-A1,B1-B1)及柱边处(A2-A2,B2-B2)进行斜截面受剪承载力计算(图5.9.10-2)。
计算变阶处截面(A1-A1,B1-B1)的斜截面受剪承载力时,其截面有效高度均为h10,截面计算宽度分别为by1和bx1。
计算柱边截面(A2-A2,B2-B2)的斜截面受剪承载力时,其截面有效高度均为h10+ h20, 截面计算宽度分别为:
对A2-A2 by0?by1?h10?by2?h20h10?h20bx1?h10?bx2?h20h10?h20 (5.9.10-4)
对B2-B2 bx0? (5.9.10-5)
3 对于锥形承台应对变阶处及柱边处(A-A及B-B)两个截面进行受剪承载力计算(图
5.9.10-3),截面有效高度均为ho,截面的计算宽度分别为:
46
对A-A by0?[1?0.5by2h20(1?)]by1 (5.9.10-6) h0by1对B-B bx0?[1?0.5h20b(1?x2)]bx1 (5.9.10-7) h0bx1图5.9.10-2 阶梯形承台斜截面受剪计算示意 5.9.10-3 锥形承台斜截面受剪计算示意
5.9.11梁板式筏形承台的梁的受剪承载力可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010
计算。
5.9.12 砌体墙下条形承台梁配有箍筋,但未配弯起钢筋时,斜截面的受剪承载力可按下式
计算:
V≤0.7ftbh0?1.25fyvAsvh0 (5.9.12) s式中 V——不计承台及其上土自重,在荷载效应基本组合下,计算截面处的剪力设计值;
Asv—— 配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积; s——沿计算斜截面方向箍筋的间距; fyv——箍筋抗拉强度设计值;
b——承台梁计算截面处的计算宽度; h0——承台梁计算截面处的有效高度。
5.9.13 砌体墙下承台梁配有箍筋和弯起钢筋时,斜截面的受剪承载力可按下式计算:
V≤0.7ftbh0?1.25fyAsvh0?0.8fyAsbsin?s (5.9.13) s式中 Asb—— 同一截面弯起钢筋的截面面积; fy——弯起钢筋的抗拉强度设计值;
?s—— 斜截面上弯起钢筋与承台底面的夹角。
5.9.14柱下条形承台梁,当配有箍筋但未配弯起钢筋时,其斜截面的受剪承载力可按下式计算:
V≤
A1.75ftbh0?fysvh0 (5.9.14) ??1s式中 ?——计算截面的剪跨比,??a/h0,a为柱边至桩边的水平距离;当λ<1.5时,
取λ=1.5;当λ>3时,取λ=3。
47
目 录
1 总则 ?????????????????????????????????1 2 术语、符号???????????????????????????????2
2.1术语?????????????????????????????????2 2.2符号?????????????????????????????????3
3 基本设计规定 ?????????????????????????????5
3.1一般规定???????????????????????????????5 3.2基本资料???????????????????????????????6 3.3桩的选型与布置????????????????????????????7 3.4特殊条件下的桩基 ?????????????????????????? 8 3.5耐久性规定????????????????????????????? 10
4 桩基构造????????????????????????????????11
4.1基桩构造 ??????????????????????????????11 4.2承台构造?????????????????????????????? 13
5 桩基计算????????????????????????????????15
5.1 桩顶作用效应计算 ??????????????????????????15 5.2 桩基竖向承载力计算 ?????????????????????????16 5.3单桩竖向极限承载力??????????????????????????17 5.4特殊条件下桩基竖向承载力验算?????????????????????24 5.5桩基沉降计算 ????????????????????????????28 5.6 软土地基减沉复合疏桩基础 ??????????????????????31 5.7 桩基水平承载力与位移计算 ??????????????????????33 5.8 桩身承载力与裂缝控制计算 ??????????????????????36 5.9 承台计算 ??????????????????????????????38
6 灌注桩施工 ???????????????????????????????46
6.1 施工准备 ???????????????????????????????46 6.2一般规定 ??????????????????????????????46 6.3泥浆护壁成孔灌注桩??????????????????????????47 6.4 长螺旋钻孔压灌桩???????????????????????????50 6.5沉管灌注桩和内夯沉管灌注桩??????????????????????50 6.6干作业成孔灌注桩 ???????????????????????????53
15
6.7灌注桩后注浆 ?????????????????????????????54
7 混凝土预制桩与钢桩施工????????????????????????56
7.1 混凝土预制桩的制作 ?????????????????????????56 7.2 混凝土预制桩的起吊、运输和堆放 ???????????????????57 7.3 混凝土预制桩的接桩??????????????????????????57 7.4 锤击沉桩???????????????????????????????58 7.5 静压沉桩???????????????????????????????60 7.6 钢桩(钢管桩、H型桩及其他异型钢桩)施工 ????????????????61
8 承台施工 ????????????????????????????63
8.1 基坑开挖和回填????????????????????????????63 8.2 钢筋和混凝土施工???????????????????????????63
9 桩基工程质量检查及验收?????????????????????64
9.1 一般规定???????????????????????????????64 9.2 施工前检验??????????????????????????????64 9.3 施工检验???????????????????????????????64 9.4 施工后检验??????????????????????????????64 9.5 基桩及承台工程验收资料????????????????????????65 附录A 桩型与成桩工艺选择??????????????????????????66 附录B 预应力混凝土空心桩基本参数??????????????????????68 附录C 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?????????????????????????????????72 附录D Boussinesq解的附加应力系数?、平均附加应力系数? ??????????91 附录E 桩基等效沉降系数?e计算参数?????????????????????106 附录F 考虑桩径影响的Mindlin解应力影响系数?????????????????117 附录G 按倒置弹性地基梁计算砌体墙下条形桩基承台梁?????????????156 附录H 锤击沉桩锤重的选用????????????????????????158 本规范用词说明???????????????????????????????159 条文说明 ?????????????????????????????????160
16
1 总 则
1.0.1 为了在桩基设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于各类建筑(包括构筑物)桩基的设计、施工与验收。 1.0.3 桩基的设计与施工,应综合考虑工程地质与水文地质条件、上部结构类型、使用功能、荷载特征、施工技术条件与环境;并应重视地方经验,因地制宜,注重概念设计,合理选择桩型、成桩工艺和承台形式,优化布桩,节约资源;强化施工质量控制与管理。
1.0.4 在进行桩基设计与施工时,除应符合本规范外,尚应符合现行的有关标准的规定。
17
2 术语、符号
2.1 术 语
2.1.1桩基 piled foundation
由设置于岩土中的桩和与桩顶联结的承台共同组成的基础或由柱与桩直接联结的单桩基础。
2.1.2复合桩基composite piled foundation
由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。 2.1.3 基桩 foundation pile
桩基础中的单桩。
2.1.4 复合基桩 composite foundation pile
单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。
2.1.5 减沉复合疏桩基础 composite foundation with settlement-reducing piles 软土地基天然地基承载力基本满足要求的情况下,为减小沉降采用疏布摩擦型桩的复合桩基。
2.1.6单桩竖向极限承载力标准值 ultimate vertical bearing capacity of a single pile
单桩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承载力。 2.1.7 极限侧阻力标准值 ultimate shaft resistance
相应于桩顶作用极限荷载时,桩身侧表面所发生的岩土阻力。 2.1.8 极限端阻力标准值 ultimate tip resistance
相应于桩顶作用极限荷载时,桩端所发生的岩土阻力。
2.1.9 单桩竖向承载力特征值 characteristic value of the vertical bearing capacity of a single pile
单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值。
2.1.10 变刚度调平设计 optimized design of pile foundation stiffness to reduce differential
settlement
考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相互作用效应,通过调整桩径、桩长、桩距等改变基桩支承刚度分布,以使建筑物沉降趋于均匀、承台内力降低的设计方法。 2.1.11承台效应系数 pile cap coefficient
竖向荷载下,承台底地基土承载力的发挥率。
2.1.12 负摩阻力 negative skin friction ,negative shaft resistance
桩周土由于自重固结、湿陷、地面荷载作用等原因而产生大于基桩的沉降所引起的对桩表面的向下摩阻力。 2.1.13下拉荷载 down drag
作用于单桩中性点以上的负摩阻力之和。 2.1.14 土塞效应 plugging effect
敞口空心桩沉桩过程中土体涌入管内形成的土塞,对桩端阻力的发挥程度的影响效应。 2.1.15灌注桩后注浆post grouting for cast-in-situ pile
18
灌注桩成桩后一定时间,通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆,使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固,从而提高单桩承载力,减小沉降。
2.1.16 桩基等效沉降系数 equivalent settlement coefficient for calculating settlement of piled
foundations
弹性半无限体中群桩基础按Mindlin 解计算沉降量wM与按等代墩基Boussinesq 解计算沉降量wB之比,用以反映Mindlin解应力分布对计算沉降的影响。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
Fk—— 按荷载效应标准组合计算的作用于承台顶面的竖向力;
Gk—— 桩基承台和承台上土自重标准值;
Hk——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的水平力;
Hik——按荷载效应标准组合计算的作用于第i基桩或复合基桩的水平力;
绕通过桩群形心的x、Mxk、Myk——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的外力,
y主轴的力矩;
Nik——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;
n——作用于群桩中某一基桩的下拉荷载; Qgqf——基桩切向冻胀力。
2.2.2 抗力和材料性能
Es——土的压缩模量;
ft、fc——混凝土抗拉、抗压强度设计值; frk——岩石饱和单轴抗压强度标准值;
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; ps——静力触探单桥探头比贯入阻力;
qsik——单桩第i层土的极限侧阻力标准值; qpk——单桩极限端阻力标准值;
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;
R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值;
Ra——单桩竖向承载力特征值; Rha——单桩水平承载力特征值; Rh——基桩水平承载力特征值;
Tgk——群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值; Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值; ?、?e——土的重度、有效重度。
2.2.3几何参数
Ap——桩端面积;
Aps——桩身截面面积;
Ac——计算基桩所对应的承台底净面积; Bc——承台宽度;
19
5.8.3基桩成桩工艺系数?c应按下列规定取值:
1 混凝土预制桩、预应力混凝土空心桩:?c=0.85; 2 干作业非挤土灌注桩:?c=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:?c?0.7~0.8; 4 软土地区挤土灌注桩:?c?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?=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?折减。其稳定系数?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。
表5.8.4-1 桩身压屈计算长度lc 桩 顶 铰 接 桩底支于非岩石土中 桩底嵌于岩石内 桩 顶 固 接 桩底支于非岩石土中 桩底嵌于岩石内 h?4.0 ?h?4.0? h?4.0? h?4.0? h?4.0? h?4.0? h?4.0 ?h?4.0? lc?1.0? lc?0.7?4.0???l0????? lc?0.5?4.0???l0????? lc?0.5?4.0???l0????? lc?0.7?4.0???l0????? ?l0?h? lc?0.7??l0?h? lc?0.7??l0?h? lc?0.5??l0?h? 注:1 表中??5mbo; EI2 lo为高承台基桩露出地面的长度,对于低承台桩基,lo=0;
3 h为桩的入土长度,当桩侧有厚度为dl的液化土层时,桩露出地面长度lo和桩的入土长度h分别调整为l0?l0??ldl, h??h??ldl,?l按表5.3.12取值。 表5.8.4-2 桩身稳定系数?
?≤7 8.5 10.5 12 14 15.5 17 19 21 22.5 lc/b ≤8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 ? 1.00 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 lc/d 26 28 29.5 31 33 34.5 36.5 38 40 41.5 lc/b 48 30 32 34 36 38 40 42 44 46 ? 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.23 0.21 注: b为矩形桩短边尺寸,d为桩直径。 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
38
lc/d 24 28 0.56 43 50 0.19 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?,偏心距增大系数?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:
11 1 当t/d =~,d ≤600mm,最大锤击压应力小于钢材强度设计值时,可不进行
5080局部压屈验算;
2 当d >600mm,可按下式验算:
t/d?fy?/0.388E (5.8.6-1) 3 当d ≥900mm,除按(5.8.6-1)式验算外,尚应按下式验算:
t/d?式中 t、d——钢管桩壁厚、外径;
'fy?/14.5E (5.8.6-2)
E、fy——钢材弹性模量、抗压强度设计值。
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:
N?fyAs?fpyApy (5.8.7)
式中:N——荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值;
fy、fpy——普通钢筋、预应力钢筋的抗拉强度设计值; As、Apy——普通钢筋、预应力钢筋的截面面积。
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:
?ck??pc?0 (5.8.8-1)
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:
在荷载效应标准组合下: ?ck??pc?ftk
(5.8.8-2)
在荷载效应准永久组合下: ?cq??pc?0
(5.8.8-3)
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:
wmax?wlim (5.8.8-4)
式中 ?ck、?cq——荷载效应标准组合、准永久组合下正截面法向应力;
?pc——扣除全部应力损失后,桩身混凝土的预应力; ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值;
wmax——按荷载效应标准组合计算的最大裂缝宽度,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010计算;
wlim——最大裂缝宽度限值,按本规范表3.5.3取用。 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
39
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》GB 50010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:
σp =
?2eE?pH?Ac?1???AHEc??cEH??H??A??1?????AcE??p??Ec??c?? (5.8.12)
式中 ?p—桩的最大锤击压应力;
?—锤型系数;自由落锤为1.0;柴油锤取1.4;
e—锤击效率系数;自由落锤为0.6;柴油锤取0.8;
AH、Ac、A—锤、桩垫、桩的实际断面面积; EH、Ec、E—锤、桩垫、桩的纵向弹性模量; ?H、?c、?—锤、桩垫、桩的重度;
H—锤落距。
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。
表5.8.12 最大锤击拉应力σt建议值(kPa) 应力类别 桩轴向拉应力值 桩类 预应力混凝土管桩 混凝土及预应力混凝土桩 建议值 (0.33~0.5)σp (0.25~0.33)σp 出现部位 ①桩刚穿越软土层时; ②距桩尖(0.5~0.7)l处。 最大锤击压应力相应的截面 桩截面环向预应力混凝土管桩 0.25σp 拉应力或侧混凝土及预应力混凝土(0.22~0.25)σp 向拉应力 桩(侧向) 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。
40
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:
Mx??Niyi (5.9.2-1)
My??Nixi (5.9.2-2)
图5.9.2 承台弯矩计算示意
(a)矩形多桩承台; (b)等边三桩承台; (c)等腰三桩承台
式中 Mx、My—— 分别为绕X轴和绕Y轴方向计算截面处的弯矩设计值;
xi、yi——垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距离;
Ni——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下的第i基桩或复合基
桩竖向反力设计值。
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))
M?Nmax3(sa?c) (5.9.2-3) 34式中 M——通过承台形心至各边边缘正交截面范围内板带的弯矩设计值;
Nma——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下三桩中最大基桩或复合基桩x竖向反力设计值;
sa——桩中心距;
c——方柱边长,圆柱时c=0.8d(d为圆柱直径)。
2)等腰三桩承台(图5.9.2(c))
M1?Nmax0.75(sa?c1) (5.9.2-4)
234?? M2?Nmax0.75(?sa?c2) (5.9.2-5)
234??式中 M1、M2——分别为通过承台形心至两腰边缘和底边边缘正交截面范围内板带的
弯矩设计值;
sa—— 长向桩中心距;
?——短向桩中心距与长向桩中心距之比,当?小于0.5时,应按变截面的二桩承
41
台设计;
c1、c2——分别为垂直于、平行于承台底边的柱截面边长。
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。
5.9.4 柱下条形承台梁的弯矩可按下列规定计算:
1 可按弹性地基梁(地基计算模型应根据地基土层特性选取)进行分析计算;
2 当桩端持力层深厚坚硬且桩柱轴线不重合时,可视桩为不动铰支座,按连续梁计算。 5.9.5 砌体墙下条形承台梁,可按倒置弹性地基梁计算弯矩和剪力,并应符合附录G的要求。对于承台上的砌体墙,尚应验算桩顶部位砌体的局部承压强度。
II 受冲切计算
5.9.6桩基承台厚度应满足柱(墙)对承台的冲切和基桩对承台的冲切承载力要求。 5.9.7 轴心竖向力作用下桩基承台受柱(墙)的冲切,可按下列规定计算:
1 冲切破坏锥体应采用自柱(墙)边或承台变阶处至相应桩顶边缘连线所构成的锥体,锥体斜面与承台底面之夹角不应小于45°(图5.9.7)。 2 受柱(墙)冲切承载力可按下列公式计算:
Fl??hp?0umfth0 (5.9.7-1)
Fl?F??Qi
(5.9.7-2)
?0?冲切力设计值;
0.84 (5.9.7-3)
??0.2式中 Fl——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下作用于冲切破坏锥体上的
ft—— 承台混凝土抗拉强度设计值;
?hp——承台受冲切承载力截面高度影响系数,当h≤800mm时,βhp 取1.0,
h≥2000mm时,β
hp
取0.9, 其间按线性内插法取值;
um—— 承台冲切破坏锥体一半有效高度处的周长; h0——承台冲切破坏锥体的有效高度;
?0——柱(墙)冲切系数;
?——冲跨比,??a0/h0,a0为柱(墙)边或承台变阶处到桩边水平距离;当
λ<0.25时,取λ=0.25;当λ>1.0时,取λ=1.0;
F——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合作用下柱(墙)底的竖向荷
载设计值;
?Qi——不计承台及其上土重,在荷载效应基本组合下冲切破坏锥体内各基桩
或复合基桩的反力设计值之和。
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5.9.7):
42
式中 ul——桩群外围周长。
5.4.7 季节性冻土上轻型建筑的短桩基础,应按下列公式验算其抗冻拔稳定性:
?fqfuz0≤Tgk/2?NG?GgP (5.4.7-1)
?fqfuz0≤Tuk/2?NG?GP (5.4.7-2)
式中 ?f——冻深影响系数,按表5.4.7-1采用; qf——切向冻胀力,按表5.4.7-2采用; z0——季节性冻土的标准冻深;
Tgk——标准冻深线以下群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值,可按本规范
第5.4.6条确定;
Tuk——标准冻深线以下单桩抗拔极限承载力标准值,可按本规范第5.4.6条确定;
NG——基桩承受的桩承台底面以上建筑物自重、承台及其上土重标准值。
表5.4.7-1 ?f值 标准冻深(m) z0?2.0 1.0 2.0?z0?3.0 0.9 z0?3.0 0.8 ?f 表5.4.7-2 冻胀性分类 土类 黏性土、粉土 砂土、砾(碎)石(黏、粉粒含量>15%) qf(kPa)值 冻胀 60~80 20~30 强冻胀 80~120 40~80 特强冻胀 120~150 90~200 弱冻胀 30~60 <10 注:1 表面粗糙的灌注桩,表中数值应乘以系数1.1~1.3; 2 本表不适用于含盐量大于0.5%的冻土。
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:
uqeilei?Tgk/2?NG?GgP (5.4.8-1)
?u?qeieil?Tuk/2?NG?GP (5.4.8-2)
式中 Tgk——群桩呈整体破坏时,大气影响急剧层下稳定土层中基桩的抗拔极限承载力标准值,可按本规范第5.4.6条计算;
Tuk——群桩呈非整体破坏时,大气影响急剧层下稳定土层中基桩的抗拔极限承载力标
准值,可按本规范第5.4.6条计算;
qei——大气影响急剧层中第i层土的极限胀切力,由现场浸水试验确定; lei——大气影响急剧层中第i层土的厚度。
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
28
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。
表5.5.4 建筑桩基沉降变形允许值
变形特征 砌体承重结构基础的局部倾斜 各类建筑相邻柱(墙)基的沉降差 (1)框架、框架-剪力墙、框架-核心筒结构 (2)砌体墙填充的边排柱 (3)当基础不均匀沉降时不产生附加应力的结构 单层排架结构(柱距为6m)桩基的沉降量(mm) 桥式吊车轨面的倾斜(按不调整轨道考虑) 纵向 横向 Hg?24 允许值 0.002 0.002l0 0.0007l0 0.005l0 120 0.004 0.003 24?Hg?60 60?Hg?100 Hg?100 多层和高层建筑的整体倾斜 0.004 0.003 0.0025 0.002 0.008 0.006 0.005 0.004 0.003 0.002 350 250 150 200 Hg?20 高耸结构桩基的整体倾斜 20?Hg?50 50?Hg?100 100?Hg?150 150?Hg?200 200?Hg?250 Hg?100 高耸结构基础的沉降量(mm) 体型简单的剪力墙结构 高层建筑桩基最大沉降量(mm) 100?Hg?200 200?Hg?250 — 注:l0为相邻柱(墙)二测点间距离,Hg为自室外地面算起的建筑物高度。 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:
mnzij?ij?z?i?1?j??i?1?js????e?s'????e??p0j? (5.5.6)
j?1i?1Esi式中 s——桩基最终沉降量(mm);
s?——采用布辛奈斯克解,按实体深基础分层总和法计算出的桩基沉降量(mm);
?——桩基沉降计算经验系数,当无当地可靠经验时可按本规范第5.5.11条确定; ?e——桩基等效沉降系数,可按本规范第5.5.9条确定; m——角点法计算点对应的矩形荷载分块数;
29
p0j——第j块矩形底面在荷载效应准永久组合下的附加压力(kPa);
n——桩基沉降计算深度范围内所划分的土层数; Esi——等效作用面以下第i层土的压缩模量(MPa),采用地基土在自重压力至自重压力
加附加压力作用时的压缩模量;
图 5.5.6 桩基沉降计算示意图
zij、z?i?1?j——桩端平面第j块荷载作用面至第i层土、第i-1层土底面的距离(m);
?ij、??i?1?j——桩端平面第j块荷载计算点至第i层土、第i-1层土底面深度范围内平
均附加应力系数,可按本规范附录D选用。
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:
nz??z?i?1i?1s????e?s??4????e?p0?ii (5.5.7)
i?1Esi式中 p0——在荷载效应准永久组合下承台底的平均附加压力;
ai、ai?1——平均附加应力系数,根据矩形长宽比a/b及深宽比
zi2ziz2z,i?1?i?1,?bBcbBc可按本规范附录D选用。
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?z与土的自重应力?c应符合下列公式要求:
?z?0.2?c (5.5.8-1)
m?z??ajp0j (5.5.8-2)
j?1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?e可按下列公式简化计算:
?e=C0?nb?1 (5.5.9-1)
C1?nb?1??C2nb?n?Bc/Lc (5.5.9-2)
式中 nb——矩形布桩时的短边布桩数,当布桩不规则时可按式(5.5.9-2)近似计算,nb>1;
nb=1时,可按本规范式(5.5.14)计算;
C0、C1、C2——根据群桩距径比sa/d、长径比l/d及基础长宽比Lc/Bc,按本规范
附录E确定;
Lc、Bc、n——分别为矩形承台的长、宽及总桩数。
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: 圆形桩 sa/d?
(5.5.10-1) A/n?d
30
?? 方形桩 sa/d?0.886A/式中 A——桩基承台总面积;
?n?b (5.5.10-2)
?b——方形桩截面边长。
5.5.11 当无当地可靠经验时,桩基沉降计算经验系数?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。 表5.5.11 桩基沉降计算经验系数?
Es(MPa) 15 20 ≤1035 ≥50 0.9 0.65 ? 1.2 0.50 0.40 注:1Es为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值,可按下式计算:Es??Ai/?AiEsi,
式中Ai 为第i层土附加压力系数沿土层厚度的积分值,可近似按分块面积计算; 2 ?可根据Es内插取值。
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:
ns???i?1?ziEsi?zi?se (5.5.14-1)
?zi??j?1mQjl2j[?jIp,ij?(1??j)Is,ij] (5.5.14-2)
se??eQjljEcAps (5.5.14-3)
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:
s???i?1un?zi??zciEsi?zi?se (5.5.14-4)
?zci???ki?pck (5.5.14-5)
k?1 31
式中 m——以沉降计算点为圆心,0.6倍桩长为半径的水平面影响范围内的基桩数;
n——沉降计算深度范围内土层的计算分层数;分层数应结合土层性质,分层厚度不
应超过计算深度的0.3倍;
?zi——水平面影响范围内各基桩对应力计算点桩端平面以下第i层土1/2厚度处产
生的附加竖向应力之和;应力计算点应取与沉降计算点最近的桩中心点。
?zci——承台压力对应力计算点桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处产生的应力;
可将承台板划分为u个矩形块,可按本规范附录D采用角点法计算;
; ?zi——第i计算土层厚度(m)
,采用土的自重压力至土的自重压力加附加Esi——第i计算土层的压缩模量(MPa)
压力作用时的压缩模量;
当地下室埋深超Qj——第j桩在荷载效应准永久组合作用下,桩顶的附加荷载(kN);
过5m时,取荷载效应准永久组合作用下的总荷载为考虑回弹再压缩的等代附加荷载;
; lj——第j桩桩长(m)
Aps——桩身截面面积;
?j——第j桩总桩端阻力与桩顶荷载之比,近似取极限总端阻力与单桩极限承载力
之比;
Ip,ij,Is,ij——分别为第j桩的桩端阻力和桩侧阻力对计算轴线第i计算土层1/2厚度
处的应力影响系数,可按本规范附录F确定;
Ec——桩身混凝土的弹性模量;
pc,k——第k块承台底均布压力,可按pc.k??c,k?fak取值,其中?c,k为第k块承台
底板的承台效应系数,按本规范表5.2.5确定;fak为承台底地基承载力特
征值;
?ki——第k块承台底角点处,桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处的附加应力系
数,可按本规范附录D确定;
se——计算桩身压缩;
摩擦型桩,当l/d≤30时,取?e=2/3;?e——桩身压缩系数。端承型桩,取?e=1.0;
l/d≥50时,取?e=1/2;介于两者之间可线性插值;
?——沉降计算经验系数,无当地经验时,可取1.0。
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?z、由承台土压力引起的附加应力?zc与土的自重应力?c应符合下式要求:
?z??zc?0.2?c (5.5.15)
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:
Ac??n?Fk?Gk (5.6.1-1) fakFk?Gk??cfakAc (5.6.1-2)
Ra 32
式中:Ac-桩基承台总净面积;
fak-承台底地基承载力特征值; ?-承台面积控制系数,?≥0.60; n-基桩数;
?c-桩基承台效应系数,可按本规范表5.2.5取值。
5.6.2 减沉复合疏桩基础中点沉降可按下列公式计算:
s??(ss?ssp) (5.6.2-1)
ss?4p0?i?1mzi?i?z(i?1)?(i?1)Esi (5.6.2-2)
ssp?280po??pqsuEs?d (5.6.2-3) 2(sa/d)F?nRa (5.6.2-4) Ac式中:s——桩基中心点沉降量;
; ss——由承台底地基土附加压力作用下产生的中点沉降(图5.6.2)
ssp——由桩土相互作用产生的沉降;
po——按荷载效应准永久值组合计算的假想天然地基平均附加压力(kPa);
Esi——承台底以下第i层土的压缩模量,应取自重压力至自重压力与附加压力段的
模量值;
沉降计算深度按?z?0.1?c确定,?z可按m——地基沉降计算深度范围的土层数;
本规范第5.5.8条确定;
qsu、Es—桩身范围内按厚度加权的平均桩侧极限摩阻力、平均压缩模量;
d—桩身直径,当为方形桩时,d?1.27b(b为方形桩截面边长); sa/d—等效距径比,可按本规范第5.5.10条执行; zi,zi?1——承台底至第i层、第i?1层土底面的距离;
图5.6.2 复合疏桩基础沉降计算的分层示意图
?i,?i?1——承台底至第i层、第i?1层土层底范围内的角点平均附加应力系数;根
据承台等效面积的计算分块矩形长宽比a/b及深宽比zi/b=2zi/Bc,由本规范附录D确定;其中承台等效宽度Bc?BAc/L;B、L为建筑物基础外缘平面的宽度和长度;
F——荷载效应准永久值组合下,作用于承台底的总附加荷载(kN);
?p——基桩刺入变形影响系数;按桩端持力层土质确定,砂土为1.0,粉土为1.15,
33
黏性土为1.30。
?——沉降计算经验系数,无当地经验时,可取1.0。
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:
式中 Hik——在荷载效应标准组合下,作用于基桩i桩顶处的水平力;
Hik?Rh
(5.7.1)
Rh——单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值,对于单桩基础,可取单桩的水
平承载力特征值Rha。
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:
Rha?式中
0.75??mftW0??N?N?(1.25?22?g)?1??M??mftAn(5.7.2-1)
??? ? ? —— 桩的水平变形系数,按本规范第5.7.5条确定;
Rha—— 单桩水平承载力特征值,?号根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力
取“-”;
?m—— 桩截面模量塑性系数,圆形截面?m=2,矩形截面?m=1.75;
ft—— 桩身混凝土抗拉强度设计值;
W0—— 桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为:
?d22W0?d?2??E?1??gd032
?? 方形截面为:W0b2其中d为桩直径,d0为扣除保护b?2??E?1??gb026,
?Eb0为扣除保护层厚度的桩截面宽度;层厚度的桩直径;b为方形截面边长,
???为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
vM—— 桩身最大弯距系数,按表5.7.2取值,当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水
平力方向相垂直时,按桩顶铰接考虑;
表5.7.2 桩顶(身)最大弯矩系数?m和桩顶水平位移系数?x 桩顶约束情况 桩的换算埋深??h? 4.0 3.5 3.0 2.8 2.6 2.4 34
?M 0.768 0.750 0.703 0.675 0.639 0.601 ?x 2.441 2.502 2.727 2.905 3.163 3.526
铰接、自由
4.0 0.926 0.940 3.5 0.934 0.970 3.0 0.967 1.028 固 接 2.8 0.990 1.055 2.6 1.018 1.079 2.4 1.045 1.095 注:1 铰接(自由)的?M系桩身的最大弯矩系数,固接的?M系桩顶的最大弯矩系数;
2 当?h?4时取?h?4.0。
?g—— 桩身配筋率;
?d2 An—— 桩身换算截面积,圆形截面为:An?1???E?1??g4 ; 方形截面为:An?b21???E?1??g
????
?N—— 桩顶竖向力影响系数,竖向压力取0.5;竖向拉力取1.0;
N——在荷载效应标准组合下桩顶的竖向力(kN)。
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:
?3EI Rha?0.75x0a (5.7.2-2)
?x式中 EI—— 桩身抗弯刚度,对于钢筋混凝土桩,EI?0.85EcI0;其中I0为桩身换
算截面惯性矩:圆形截面为I0?W0d0/2;矩形截面为I0?W0b0/2;
x0a—— 桩顶允许水平位移;
?x—— 桩顶水平位移系数,按表5.7.2取值,取值方法同?M。
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:
Rh??hRha (5.7.3-1) 考虑(5.7.3-2)
地
震
作
用
且
sa/d
≤
6
时
:
?h??i?r??l
?sa????d? (5.7.3-3) ?i?0.15n1?0.10n2?1.90.015n2?0.45??hcm?x0a?Bc (5.7.3-4) ?l?2?n1?n2?Rha
R??x x0a?ha (5.7.3-5) 3??EI其他情况: (5.7.3-6)
2?h??i?r??l??b
?b?(5.7.3-8)
??Pcn1?n2?Rh (5.7.3-7)
Bc'?Bc?1?m? 35
Pc??cfak(A?nAps),
(5.7.3-9)
式中 ?h—— 群桩效应综合系数;
?i—— 桩的相互影响效应系数;
?r—— 桩顶约束效应系数(桩顶嵌入承台长度50~100mm时),按表5.7.3-1取值;
?l—— 承台侧向土抗力效应系数(承台侧面回填土为松散状态时取?l; ?0)
?b—— 承台底摩阻效应系数;
sa/d—— 沿水平荷载方向的距径比;
n1,n2—— 分别为沿水平荷载方向与垂直水平荷载方向每排桩中的桩数;
m—— 承台侧面土水平抗力系数的比例系数,当无试验资料时可按本规范表5.7.5
取值;
x0a—— 桩顶(承台)的水平位移允许值,当以位移控制时,可取x0a=10mm(对水
平位移敏感的结构物取x0a=6mm);当以桩身强度控制(低配筋率灌注桩)时,可近似按本规范式(5.7.3-5)确定;
Bc'—— 承台受侧向土抗力一边的计算宽度;
Bc——承台宽度; hc ——承台高度?m?;
? ——承台底与基土间的摩擦系数,可按表5.7.3-2取值; Pc ——承台底地基土分担的竖向总荷载标准值;
?c——按第5.2.5条确定;
A——承台总面积;
Aps——桩身截面面积。
换算深度?h 位移控制 强度控制 注:??5
表5.7.3-1 桩顶约束效应系数?r
2.4 2.58 1.44 2.6 2.34 1.57 2.8 2.20 1.71 3.0 2.13 1.82 3.5 2.07 2.00 ≥4.0 2.05 2.07 mb0,h为桩的入土长度。 EI表5.7.3-2 承台底与基土间的摩擦系数?
土的类别 可塑 黏性土 硬塑 坚硬 粉土 密实、中密(稍湿) 中砂、粗砂、砾砂 碎石土 软岩、软质岩 表面粗糙的较硬岩、坚硬岩 摩擦系数? 0.25~0.30 0.30~0.35 0.35~0.45 0.30~0.40 0.40~0.50 0.40~0.60 0.40~0.60 0.65~0.75 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??1/m?
??5mb0 (5.7.5) EI 36
式中 m—— 桩侧土水平抗力系数的比例系数; b0—— 桩身的计算宽度(m);
圆形桩:当直径d≤1m时,b0?0.9?1.5d?0.5?; 当直径d >1m时,b0?0.9?d?1?; 方形桩:当边宽b≤1m时,b0?1.5b?0.5; 当边宽b >1m时,b0?b?1。
EI—— 桩身抗弯刚度,按本规范第5.7.2条的规定计算;
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。
表5.7.5 地基土水平抗力系数的比例系数m值 预制桩、钢桩 灌 注 桩 相应单桩在地相应单桩在地m m 地 基 土 类 别 序号 面处水平位移面处水平位移MN/m4 MN/m4 (mm) (mm) 淤泥;淤泥质土;饱和湿陷性1 10 2~4.5 2.5~6 6~12 黄土 流塑(IL>1)、软塑(0.75 2 当水平荷载为长期或经常出现的荷载时,应将表列数值乘以0.4降低采用; 3 当地基为可液化土层时,应将表列数值乘以本规范表5.3.12中相应的系数ψl。 ???? 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: N??cfcAps?0.9fy'As' (5.8.2—1) 2 当桩身配筋不符合上述1款规定时: N??cfcAps (5.8.2—2) 式中 N——荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值; ?c——基桩成桩工艺系数,按第5.8.3条规定取值; fc ——混凝土轴心抗压强度设计值; ——纵向主筋抗压强度设计值; fy' '——纵向主筋截面面积。 As 37 百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读,70教育网,提供经典综合文库建筑桩基技术规范 JGJ94-2024在线全文阅读。
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