工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程JGJ480Word格式.docx
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N0——作用于单桩桩顶的垂直恒载;
N1——作用于单桩桩顶的轴向压力;
N1max——作用于单桩桩顶的最大轴向压力;
Ni——作用于第i桩桩顶的轴向力;
Pμ——单桩轴向受压极限荷载;
Pα——单桩轴向受压容许承载力。
计算指标
E——钢筋的弹性模量;
Eh——混凝土的弹性模量;
f——桩周土的容许摩阻力;
fi——柱周第i层土的容许摩阻力;
Rj——土的容许端承力;
Rα——混凝土的轴心抗压设计强度;
Rl——混凝土的抗拉设计强度;
Rf——混凝土的抗裂设计强度;
τt——土的冻胀切力。
几何特征
A——桩身截面面积;
An——桩身换算截面面积;
A0——单桩桩底压力分布面积;
A——纵向钢筋面积;
Ft——冻土层中桩的侧表面积;
B——验算方向的房屋宽度;
b0——桩身计算宽度;
d——桩的设计直径;
d1——成桩直径;
de——套管外径;
d——钢筋直径;
d0——纵向钢筋圆环的直径;
e0——荷载偏心距;
h——桩的入土深度;
hn——承台埋深;
I——截面惯性矩;
I0——换算截面惯性矩;
l——桩长;
lc——桩的计算长度;
l0——高桩台基桩露出地面的长度;
Li——桩周第i层土的厚度;
s——桩的中心距;
W0——换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;
xi、yi——i桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离。
计算系数
K——桩身或承台强度设计安全系数;
Ky——单桩轴向受压承载力的安全系数;
KH——单桩水平承载力的安全系数;
Kf——抗裂设计安全系数;
C0——桩底面地基土竖向抗力系数;
Cb——承台底面地基土竖向抗力系数;
CR——岩石地基竖向抗力系数;
Cn——承台侧面地基土水平抗力系数;
C——桩侧地基土水平抗力系数;
m——地基土水平抗力系数的比例系数;
mo——地基土竖向抗力系数的比例系数;
mx——位移换算系数;
νM——桩顶(身)最大弯矩系数;
νx——桩顶水平位移系数;
ξN——桩身轴向压力传布系数;
ξM——桩身弯矩调整系数;
λ——抗拔容许摩阻力与受压容许摩阻力的比例系数;
ηxiηyi——第i桩在X、Y方向的弯矩分配系数;
ηⅠηⅡ——Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ截面的弯矩分配系数;
η——偏心距增大系数;
α——桩身变形系数;
αt——荷载性质系数;
αe——与偏心距有关的系数;
φ——桩身纵向弯曲系数;
φ——桩周各土层内摩擦角的加权平均值;
γ——桩身截面抵抗矩的塑性系数;
β——综合系数;
μ——摩擦系数;
μ——桩身配筋率;
n——桩数或钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
x——水平位移;
xcr——水平临界荷载对应的水平位移;
x0α——桩顶容许的水平位移。
第一章总则
第1-0-1条本规程适用于工业与民用建筑(包括房屋和构筑物)
灌注桩基础的设计与施工(不包括爆扩灌注桩)。
第1-0-2条灌注桩基础的设计和施工,要因地制宜,综合考虑地
基土层性质、地下水情况、场地条件与环境、施工设备性能、上部结
构类型、荷载大小与性质等因素,精心设计、精心施工,做到技术先
进、经济合理、确保质量。
第1-0-3条灌注桩按现有成孔工艺划分为:
一、钻、挖、冲孔灌注桩:
包括螺旋钻成孔、潜水钻成孔、机
动洛阳铲挖孔和冲击成孔的灌注桩;
二、钻孔扩底灌注桩;
三、沉管灌注桩:
包括锤击沉管、振动沉管和振动冲击沉管成孔
的灌注桩。
成孔工艺可参照附录一选取。
第1-0-4条采用本规程进行灌注桩基础设计、施工时,尚应符合
现行有关标准、规范的要求(若与《工业与民用建筑地基基础设计规
范》TJ7-74T、《地基和基础工程施工及验收规范》GBJ17-66(修订
本)中有关灌注桩部分的规定有不一致之处,按本规程执行)。
第1-0-5条关于试桩
一、灌注桩基础应尽量进行桩的垂直静载试验,以确定垂直承载
力。
属于下列情况之一者,必须进行桩的垂直静载试验。
1.重要的、有纪念性的大型建筑;
2.使用上、生产工艺上对基础沉降有特殊限制的建筑;
3.住宅群和工业建筑群;
4.缺乏施工经验和试桩资料时;
5.地质情况复杂,成桩质量有怀疑时。
二、属于下列情况之一者,应进行桩的水平静载试验:
1.经常受较大水平力的桩基础;
2.抗震设防为八度和八度以上的重要的、有纪念性的建筑、高
大建筑(八层以上的高层房屋、高度30米以上的工业厂房和高耸构
筑物,下同)和建筑群;
3.抗震设防为七度和七度以上的对基础水平位移有特殊限制的
建筑。
三、经常承受拔力的桩基应进行桩的抗拔试验。
四、对于地质条件、成桩工艺、桩径和桩长相近的桩基工程,垂直
、水平静载试桩和抗拔试桩的数量不得少于2根,并不宜少于1%。
五、水平静载试验可利用经垂直静载试验后的试桩,但不能用
工程桩进行。
第106条属于下列情况之一的采用灌注桩基础的建筑,应进行
系统的沉降观测:
1.重要的或有代表性的高大建筑;
2.使用或构造上对沉降有特殊限制的建筑;
3.使用灌注桩的经验尚不足时。
第二章灌注桩基础设计
第一节一般规定
第2-1-1条灌注桩基础设计应具备以下基本资料:
一、工程地质资料,其内容一般包括:
1.根据土层分布的均匀程度,按现行《工业与民用建筑工程
地质勘察规范》TJ21-77中对桩基勘察要求绘制的工程地质剖面
图、钻孔柱状图;
2.控制性钻孔的土的物理力学性质指标。
对于粘性土应包括天然容重、天然含水量、孔隙比、塑性指数、
液性指数、压缩模量、内摩擦角、粘聚力、地基土容许承载力;
对于砂土和碎石类土应包括颗粒级配、密实程度;
对于岩石应包括类别、风化程度、单轴极限抗压强度;
3.控制性钻孔附近静力触探贯入阻力沿深度的变化曲线(有
条件进行静力触探的地区);
4.附近地区可供参考的试桩资料;
5.地下水位及地下水化学分析结论;
6.有关地基土冻胀性的资料。
二、建筑场地与环境的条件:
包括地下管线和地下构筑物,施
工机械进出场和运行条件,水电源、防振、防噪声的要求,泥浆排
泄条件等。
三、建筑场地的总平面及建筑物基础平面图。
四、上部结构类型与形式、荷载大小及其分布和性质、生产工
艺与使用对基础沉降和水平位移的要求。
五、抗震设防等级。
六、施工机械的型号和性能。
第2-2-1条灌注桩的基本尺寸和布置应符合:
一、桩长与设计桩径比l燉d(简称长径比)一般应符合
表2-1-2-1规定。
桩的长径比表2-1-2-1
┌────┬──────────┬───────┐
│桩型│穿越一般粘土性砂土│穿越淤泥、自│
│││重湿陷性黄土│
├────┼──────────┼───────┤
│端承桩│1/d≤60│1/d≤60│
│摩擦桩│不限│不限│
└────┴──────────┴───────┘
二、桩的最小中心距s按表2-1-2-2采用
桩的最小中心距s表2-1-2-2
┌─────────┬─────┬───────────┐
│成孔工艺│一般情况│排列超过2排,桩数超过│
│││9根的摩擦柱基础│
├─────────┼─────┼───────────┤
│钻、挖、冲孔灌注桩│2.5d│3.0d│
│钻孔扩底灌注桩│1.5D││
├────┬────┼─────┼───────────┤
│沉管灌│穿越非饱│3.0d│3.5d│
│注桩│土和穿越│3.5d│4.0d│
││饱和土│││
└────┴────┴─────┴───────────┘
注:
d——桩身设计直径(钻直径或沉管外直径,下同),详见第2-3-4条。
D——扩大端设计直径,下同。
三、排列基桩时,应尽量使桩群形心与外荷载重心重合
,并应使桩基在受水平力和弯矩较大方向有较大的抵抗矩。
四、同一建筑物应避免同时采用端承桩和摩擦桩(用沉
降缝分开者例外)。
同一基础相邻桩的桩底标高差,对于
支承在非岩石类土上的端承桩,不宜超过桩的中心距;
对
于摩擦桩,在相同土层中不宜超过桩长的1燉10。
五、桩端进入硬持力层的深度,对于粘性土和砂土,不
宜小于2~3倍桩径;
对于碎石类土不宜小于1~2倍桩径。
当存在软下卧层时,桩基以下硬持力层厚度一般不宜小于5
倍桩径。
穿越软弱土层支承于倾斜基岩上的端承桩,当强风
化岩层厚度小于2倍桩径时,桩端应嵌入微风化或未风化基
岩层。
(桩径指设计桩径)
第2-1-3条在灌注桩基础的设计中,应根据具体情况进行下
列项目的计算:
一、验算作用于桩基的垂直荷载,使其不超过按第三
节确定的桩基容许垂直承载力,并验算桩身的强度。
二、对于承受水平力的桩基,必须验算桩基的水平承
载力,必要时应验算桩基的水平位移和桩身的裂缝宽度。
三、对于承受拔力的桩基,必须验算桩的抗拔稳定性
和桩身的抗拉强度,并根据具体情况验算桩身的裂缝宽度。
四、当建筑物对桩基的沉降有要求时,应作沉降验算。
五、当桩基下有软下卧层时,应对软下卧层的承载力
进行验算。
三、排列基桩时,应尽量使桩群形心与外荷载重心重
合,并应使桩基在受水平力和弯矩较大方向有较大的抵抗
矩。
四、同一建筑物应避免同时采用端承桩和摩擦桩(用
沉降缝分开者例外)。
穿越软弱土层支承于倾斜基岩上的端承桩,当强
风化岩层厚度小于2倍桩径时,桩端应嵌入微风化或未风
化基岩层。
第2-1-3条在灌注桩基础的设计中,应根据具体情
况进行下列项目的计算:
和桩身的抗拉强度,并根据具体情况验算桩身的裂缝宽
度。
四、当建筑物对桩基的沉降有要求时,应作沉降验
算。
取值。
第2-1-6条灌注桩基础的抗震设计宜按下列原则进行:
一、桩承台除使用要求可露出地面外,应埋入地下成
为低桩承台。
承台混凝土宜尽量采用原槽浇灌。
如采用支
模浇灌,侧面回填土应采用素土或灰土分层夯实。
当水平
力大且近承台底面的土层很松散时,可考虑采取夯辗加密
或作碎石垫层等措施增加基底抗力。
当承台下土层有自重
固结沉降(新填土的固结和降低地下水引起土的固结沉降
等)、自重湿陷、震陷(振陷)和液化可能时,则不考虑
承台底土抗力的作用。
二、当近承台底为可液化土层时,基桩应穿过可液化
土层嵌入稳定土层,其深度一般不小于4.0燉α(α根据第
2-3-14条确定),或不小于7~14倍桩径(硬土取低值,
软土取高值)。
如果液化层以上的非液化层厚度不小于4.0
燉α,足以稳固桩身时,则桩端进入稳定土层的深度,对
于粘性土和砂土可减至2~3倍桩径,对于碎石类土可减
至1~2倍桩径。
验算桩基的抗震能力时,液化层的摩阻
力和水平抗力系数均按零考虑。
三、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水平力,按抗滑桩的要求进行设
计。
四、作用于桩基的水平地震力,一般只考虑地面以上建
筑物重量产生的水平惯性力,按现行《工业与民用建筑抗
震设计规范》TJ11-78进行计算;
当考虑承台与基桩协同工
作和土的弹性抗力作用,进行桩基抗震计算时,应考虑承
台底面以上重量产生的水平惯性力。
第2-2-1条桩身配筋应根据外力的性质与大小,以及工
程地质等条件确定。
一、受水平力的桩基
1.当单桩桩顶水平力满足下列公式(2-2-1-1)时,
桩身可不配抗弯钢筋。
对于高大和较重要的建筑物,宜配置
桩顶连接构造筋,伸入桩身3~5d。
0.9N
H1≤βd25(1.5d2+0.5d1)(开方)[1+───(2-2-1-1)
γRA
式中
H1—单桩桩顶水平力(吨);
β—综合系数,按表(2-2-1)采用;
d—桩身设计直径(钻头或沉管外直径,下同)(米);
N1—单桩桩顶轴向压力(吨);
R—混凝土的抗拉设计强度(吨燉米2);
γ—桩身截面抵抗矩的塑性系数,圆截面γ=2;
A—桩身截面积;
按设计桩径计算(米2)。
2.当单桩桩顶水平力不满足公式(2-2-1-1)时,应按
计算配筋。
对于受水平力的一般建筑物和受水平力较小(如
七度和七度以下的水平地震力,下同)的高大建筑物的低桩
台桩基,当桩的设计直径为30~60厘米时,可按配筋率0.40
~0.65%(小桩径取高值,大桩径取低值)配筋。
3.在地基不致产生整体滑移的情况下,基桩的配筋长度
一般采用4.0燉α,当桩长小于4.0燉α时,应通长配筋。
对于高
桩台桩基或承台底为可液化土层时,桩身配筋长度应加长,
加长部分的长度相当于桩露出地面的长度或液化层厚度。
综合系数β表2-2-1
───────────────────┬───────────
上部土层的类别│桩身混凝土标号
[承台下2(d+1)(米)深度范围内]├─────┬─────
│150号│200号
───────────────────┼─────┼─────
淤泥,淤泥质土,饱和湿陷性黄土│2.5~2.9│3.1~3.5
流塑、软塑状一般粘性土,松散粉细││
砂,松散填土│2.9~3.5│3.5~4.1
可塑状一般粘性土,湿陷性黄土,稍││
密砂土,稍密,中密填土│3.5~4.2│4.1~5.0
硬塑、坚硬状一般粘性土,湿陷性黄│4.2~5.1│5.0~6.2
土,中密中粗砂,密实老填土││
中密、密实砾砂,碎石类土│5.1~6.4│6.2~7.7
───────────────────┴─────┴─────
当桩基受长期或经常出现的水平荷载时,则按表中土层类别降低一
类取值。
二、轴向受压桩:
当单桩桩顶轴向压力满足下列公式(2-2-1-2)时
可不配抗压钢筋。
N1≤0.48Rαd2(2-2-1-2)
式中Rα—混凝土的轴心抗压设计强度(吨/米2);
d—桩身设计直径(米)。
端承桩的抗压钢筋,应沿桩身通长配置。
三、抗拔桩:
专用抗拔桩一般应通长配筋。
因地震力、
冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩,按计算配通长或局部长
度的抗拉筋。
第2-2-2条桩身混凝土、钢筋和混凝土保护层厚度
应符合下列要求:
一、混凝土标号,不得低于150号,水下灌注混凝土时,
不得低于200号。
二、桩身配筋时,对于受水平力的桩,主筋不宜少于
610;
对于轴向承压或抗拔桩,主筋不宜少于410。
纵向主筋应沿桩身周边均匀布置,并尽量减少钢筋接头。
水
下灌注混凝土桩宜采用光圆钢筋。
三、箍筋采用6~8@200~300毫米,宜采用螺旋或
焊接环式箍筋。
抗水平力桩,桩顶箍筋应适当加密。
当钢
筋笼长度超过4米时,为加强其刚度和整体性,可每隔2米
左右设一道焊接加劲箍筋。
四、主筋的混凝土保护层厚度不应小于3厘米,水下
灌注混凝土桩,保护层厚度不得小于5厘米。
第2-2-3条桩承台的形式与基本尺寸一般应符合下列要求:
一、独立柱桩基和满堂桩基的承台,根据上部结构要
求和布桩形式,可采用三角形、矩形、多边形、圆形和环
形的现浇承台;
其尺寸根据上部结构要求和计算确定,但
其厚度不宜小于30厘米,周边与边桩的净距不宜小于0.5
二、条形基础的承台,可根据受力情况、地质情况和
施工条件,采用如下形式和构造:
1.现浇连续承台梁,其构造可参照图2-2-3-1(图略)。
2.现浇桩帽与预制梁相组合的承台梁,其构造可参照
图2-2-3-2(图略)。
当用于抗震或其它受水平力较大的桩基时,
须加强桩与预制梁的连接;
为节省钢材,预制承台梁宜作成
预应力连续梁;
1~3层砖混结构房屋
可采用钢筋砖过梁。
第2-2-4条承台混凝土与配筋应符合下列要求:
一、混凝土标号宜采用150~200号。
二、对于非预应力绑扎骨架钢筋混凝土承台梁,纵向
钢筋不宜小于10,箍筋不小于6,板式承台双向配筋不
宜小于8@200。
三、承台钢筋的混凝土保护层厚度,一般不小于5厘米。
第2-2-5条桩顶与承台的连接应符合下列要求:
一、桩顶嵌入承台的长度一般不小于5厘米,当有混
凝土垫层时亦不小于5厘米。
二、当桩身配筋时,主筋伸入承台的长度一般不小于
30d(d—钢筋直径)。
当桩顶构造符合上述要求时,除
单桩基础和垂直于外力作用平面的单排桩基础外,可按桩
顶为固接进行计算。
第2-2-6条属于下列情况之一的抗震桩基,应设置承
台拉梁:
一、上部土层属可液化土层或土质很不均匀的地基上
的框架柱独立桩基;
二、多层框架柱采用独立的单桩或双桩基础时;
三、上部土层属可液化土层的排架结构柱独立桩基。
对于上述前两种情况,应设置纵横向拉梁;
对于后一
种情况,应沿厂房纵向设置拉梁,当有承墙梁时,可将承
墙梁与承台连接,兼起拉梁作用。
第2-2-7条为消除或减少冻胀对桩承台的危害,可
采取以下处理措施:
一、在冻深较大(标准冻深大于1米)地区,当承台
下为弱冻胀、冻胀性土时,承台下应换填粗砂、中砂、炉
渣等松散材料,厚度不宜小于30厘米。
当承台下为强冻胀
性土时,承台下应预留10~15厘米空隙;
或换填粗砂、中砂、
炉渣等松散材料、并预留5~10厘米空隙。
承台四周应填
以粗砂、中砂、炉渣等松散材料,或在承台侧表面涂沥青、
包油毡作隔离层。
处理构造。
二、在冻深较小(标准冻深等于和小于1米)地区,承
台底位于冻深线以上时,承台下宜换填粗砂、中砂、炉渣等
松散材料,厚度一般不小于10厘米。
对于膨胀土地基,可根
据土的胀缩性、胀缩等级,采用上述类似措施进行承台的防
膨胀处理。
(I)桩顶荷载计算
第2-3-1条对于一般建筑物和受水平力较小的高大建筑
物的低桩台(承台顶面位于地面以下,下同)桩基,按下列
公式计算单桩桩顶荷载:
垂直力:
N+G
中心荷载下:
Ni=─────(2-3-1-1)
n
N+GMxgiMxxi
偏心荷载下:
Ni=───±
─────±
─────(2-3-1-2)
nn2n2
ΣyjΣyj
N
水平力:
H1=───(2-3-1-3)
式中N—作用于桩基承台顶面上的垂直荷载(吨);
G—桩基承台自重和承台上土重(吨),当按第2-3-6条之三计算时,
则不计此值;
Ni—作用于第i桩桩顶的轴向力(吨);
n—桩数;
Mx、My——作用于桩基上的外力对通过桩群形心的X、Y轴的外力矩(吨·
米);
xi、yi——第i桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离(米);
Σx2j、Σy2j——各桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离的平
方和(米2);
H——作用于桩基承台底面的水平力(吨)。
对于水平地震力,按现行《工业与民
用建筑抗震设计规范》计算。
第2-3-2条属于下列情况之一的桩基,计算各基桩桩顶荷载和桩身
内力时,可考虑承台(包括地下墙体)与基桩协同工作和土的弹性抗力
作用(计算方法和公式详见附录二)。
一、受8度和8度以上水平地震力和其它较大水平力
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;
二、受水平力的高桩台桩基(包括承台底有液化土层
的情况)。
第233条单桩的轴向受压容许承载力,应根据单
桩垂直静载试验所确定的极限荷载按下式计算:
Pu
Pα=──(233)
Ky
式中Pα——单桩轴向受压容许承载力(吨);
Pu——单桩轴向受压极限荷载(吨);
Ky——安全系数,一般取2。
当未能进行垂直静载试验时,可参考附近同类型工程
地质条件的静载试验资料或按第234条规定的经验公式
计算确定。
抗拔桩的轴向受拉容许承载力,一般应根据桩的抗拔试验
确定,当未能进行抗拔试验时,可按第238条规定的经
验公式计算确定。
除根据地基土的强度和变形条件,通过试验或经验计算确
定单桩轴向容许承载力外,尚应验算桩身强度。
第234条根据经验公式计算单桩轴向受压容许承
载力时,需考虑桩径、入土深度、桩型、施工方法和地基
土层性质等因素,可按下列公式计算:
Pα=πd1ΣLifi+ARj(234)
中d1——成桩直径(米),根据施工经验确定,当缺乏
经验时,可按下列方对于沉管灌注桩,一般取d1=de(de——套管外直径),
一次复打时取d1=(2)(开方)de
地下水位以上钻、挖、冲孔灌注桩容许摩阻力f(吨/米2)法确定:
对于钻、挖、冲孔灌注桩,按钻头直径增加下列数值:
螺旋粘1~2厘米
潜水钻3~5厘米
机动洛阳铲2~3厘米
冲击钻4~8厘米
表2341
──────────┬─────────┬────────
土的名称│土的状态│f
──────────┼─────────┼─────
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- 工业 民用建筑 灌注 桩基础 设计 施工 规程 JGJ480