工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程Word下载.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
Pu--单桩轴向受压极限荷载
Pa--单桩轴向受压容许承载力
计算指标
Eg--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--桩周第i层土的容许摩阻力
Rj--土的容许端承力
Ra--混凝土的轴心杭压设计强度
Ri--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
Ao--单桩桩底压力分布面积
Ag--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
bo--桩身计算宽度
d--桩的设计直径
d1--成桩直径
de--套管外径
dg--钢筋直径
do--纵向钢筋圆环的直径
eo--荷载偏心距
h--桩的入土深度
hn--承台埋深
I--截面惯性矩
Io--换算截面惯性矩
l--桩长
l0--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--桩身鹳承以强度设计安全系数
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--承以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--桩侧基土土水平抗力系数
m--地基土水平抗力系数的比例系数
m0--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
ν--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
ηiηb--Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ截面的弯矩分配系数
η--偏心工增大系数
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--桩周稆土层内摩擦角的权平均值
γ--桩身截面抵抗矩的塑性系数
β--综合系数
μ--摩擦系数
μq--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
xoa--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》TJ7-74、《地基和基础工程施工及验收规范》GBJ17-6
6(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小于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1.0.6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2.1.2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/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
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
注:
d--桩身设计直径(钻头直径或沉管外直径,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村,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1/10。
五、桩端进入持力层的深度,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,必要在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。
六、计算桩基承台的内力并验算其强度。
第2.1.4条季节性冻土和膨胀土地基灌注桩基础宜按下列原则设计:
一、为了消除土的冻胀或膨胀对建筑物的影响,灌注桩宜采用钻挖孔桩或钻孔扩底桩。
二、考虑到冻胀、膨胀对垂直承载力的影响,确定基桩垂直承载力时,不计冻胀、膨胀深度范围的桩侧摩阻力。
任何情况下,桩端进入冻深线或膨胀土地基的大气影响线以下的深度,不得小于
4倍桩径或1倍扩大端直径。
三、为消除桩基受冻长或膨胀的危害,宜在冻胀或膨胀深度范围沿桩周以及承台作隔冻、隔胀处理。
四、当桩身和承台未作隔冻、隔胀处理时,应验算冻胀、膨胀力作用下,桩基的抗拔稳定性和桩身的抗拉强度。
第2.1.5条湿陷性黄土地基灌注桩基础宜按下列原则设计:
一、对于自重湿陷性黄土地基,灌注桩一般宜采用沉管法或采用清底较好的钻、挖孔法施工。
二、考虑到湿陷对于垂直承载力的影响,在确定基桩轴向受压承载力时,一般情况下,除不计自重湿陷性土层范围的桩周正摩阻外,尚应考虑自重湿陷引起的负摩阻;
非自重湿陷性土层的摩阻力一般取浸水饱和状态下的数值。
三、承受长期水平力或经常出现水平力的桩基,其水平承载力和地基土水平抗力系数,一般按土在饱和状态下确定。
承受瞬时水平力(如地震力)时,则按浸水可能性取值。
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,侧面回填土应采肜天土或灰发层夯实。
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/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/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地段地桩基,应考虑滑移体对桩产生的水平力,按抗滑桩的要求设计。
四、作用于桩基的水平地震力,一般只考虑地面以下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。
第二节构造
(Ⅰ)桩身
第2.1.1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。
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--桩桩顶轴向压力(吨);
Ri--混凝土的抗拉设计强度(吨/米2);
γ--桩身截面抵抗矩的性系数,圆载面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/α,当桩长小于4.0/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
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式公式(2-2-1-2)时可不配抗压钢筋。
式中Ra--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、抗拔村桩:
专用抗拔桩一般应通长配筋。
因地震力、冻胀或膨胀作用而受拔力的桩,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6φ10;
对于轴向承压或抗拔桩,主筋不宜少于4φ10。
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φ6~8@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。
(Ⅱ)承台
第2.2.3条桩承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,但其厚宽不宜小于30厘米,周边与边桩的净距不宜小于0.5倍桩径。
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。
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。
当用于抗震一其它以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[2.2.3-2(a)];
1~3层砖混结构房屋可采用钢筋砖过梁[如图2.2.3-2(c)]。
图2.2.3.1现浇连续承台梁
(a)预应力连续承台梁(b)简支承台梁(c)钢筋砖过梁
图2.2.3.2现浇预制组合承台梁
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φ10,箍筋不小于φ6,板式承双向配筋不宜小于φ8@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,主筋伸入承台扣长度一般不小于30dg(dg--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。
处理构造参见图2.2.7。
图2.2.7承台防冻胀处理
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,采用上述尖似措施进行承台的防膨胀处理。
第三节桩基计算
(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:
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--作用于桩基上外力对通过桩群形必的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)。
(Ⅱ)桩基垂直承载力及其验算
第2.3.3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:
式中Pa--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2.3.4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2.3.8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2.3.4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:
式中d1--成桩直径(米),根据施工经验确定,当缺乏经验时,可按下列方法确定:
对于钻、挖、冲孔灌注桩,按钻直径增长下列数值:
螺旋钻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
对于沉管灌注桩,一般取d1=ds(de--套管外直径),一次复打时取d1=2de,对于流塑,软塑状粘性土应再乘以0.7~0.9的系数;
Li--桩周第i层土的厚度(米);
fi--桩周第i层土的容许摩阻力(吨/米2),按表2.3.4-1、表2.3.4-2或第22.3.5条采用;
地下水位以上钻、挖、冲孔灌注桩容许摩阻力f(吨/米2)表2.3.4-1
1.对地下水位以下钻、挖、冲孔中注桩,可根据成孔工艺对桩周上的影响,参照本表采用。
2.淤泥、淤泥质土可参考表2.3.4-2采用。
沉管灌注桩容许摩阻力f(吨/米2)表2.3.4-2
A--桩身横截面面积(米2),机扩桩按其水平投影面积计算;
Rj--土的容许端承力(吨/米2);
钻、挖、冲孔灌注桩按表2.3.4-3、表2.3.4-4或按第2.3.5条采用;
沉管灌注桩按表2.3.4-5采用或按第3.3.5条采用。
地下水位以上钻、挖、冲孔灌注桩容许端承力Rj(吨/米2)表2.3.4-3
表列值适用于孔底虚土≤10厘米。
地下水位以上钻、挖、冲孔灌注桩容许端承力Rj(吨/米2)表2.3.4-4
表列值适用于孔底回淤土≤30厘米。
沉管灌注桩容许端承力Rj(吨/米2)表2.3.4-5
第2.3.5条在积累了一定经验(包括与桩的静载试验对比)的地区,可采用静力触探和标准贯入度试验确定桩的轴向承载力参数。
第2.3.6条承压桩基应按下列规定验算桩基的垂直承载力:
一、当桩基受中心荷载时,按下列公式验算单桩的轴管受压容许承载力:
二、当桩基受偏心荷载时,单桩的轴向受压容许承载力除满足公式(2-3-6-1)外,尚应按下列公式验算:
公式(3-3-6-2)、(3-3-6-3)中:
N1max--单桩桩顶最大轴向压力,按第2-3-1条或第2-3-2条确定。
三、对于摩擦桩抵桩台基础,当承台下土体不致产生自重固结沉降(如新填土因结、降低地下水引起固结)或自重湿陷、振(震)陷时,可考虑由承台底地基土承受承台和承台上土重。
四、对于桩中小于6d,排列超过2排,桩数超过9根的摩擦桩群桩基础,除按公式(2-3-6-1)、(2-3-6-2)、(2-3-6-3)验算基桩的轴向承载力外,尚应将群桩基础视为假想实体深基础,验算其地基承载力和沉降。
五、对于桩距小于6d的桩基,当主要持力层范围内存在软弱下卧层时,应按假想实体深基础验算该下卧层的承载力。
第2.3.7条当桩周土体因自重固结、自重湿陷(黄土)或受地面大面积堆载等影响而产生大于桩的沉降时,应考虑由此而引起的桩侧负摩擦力对桩基受压承载力的影响。
第2.3.8条对于承受拔力的桩基,应按下列公式验算基桩的抗拔稳定性:
式中N′1--单桩桩顶的轴向拉力(吨);
λ--抗拔容许摩阻力与受压容许摩阻力的比例系数,
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- 工业 民用建筑 灌注 桩基础 设计 施工 规程