DL5219-2005T架空送电线路基础设计技术规定.doc

4 术术 语语 和和 符符 号号 4 1 术语 4 1 1 原状土基础 undisturbed soil foundation 利用机械 或人工 在天然土 岩 中直接钻 挖 成 所需要的基坑 将钢筋骨架和混凝土直接浇注于基坑内而 成的基础 通常指岩石基础 掏挖基础 钻 挖 孔 灌 注 桩基础 4 1 2 混凝土台阶式基础 rigid concrete foundation 基础底板的台阶高宽比不小于 1 0 基础底板内不配置受 力钢筋的混凝土基础 简称台阶基础 4 1 7 联合式基础 raft foundation 铁塔四个基础墩用一个底板连成整体且基础墩间用横梁 连接而成的基础 4 1 9 半掏挖基础 half digged foundation 基础底板在原状土内掏挖 掏挖部分以上按普通基础开 挖回填而成的基础 4 1 14 桩基础 pile foundation 由基桩或连接于桩顶承台共同组成的基础 桩基础分为 单桩基础和群桩基础 承台底面位于设计地面以下与土体接触 则称为低承台 桩基 承台底位于设计地面以上则称为高承台桩基 5 基基 本本 规规 定定 5 0 1 基础稳定 基础承载力采用荷载的设计值进行计算 地基的不均匀沉降 基础位移等采用荷载的标准值进行计 算 5 0 2 基础设计方案 应根据塔位具体条件推荐 不等高 基础 与铁塔长短腿配合使用 并应考虑自然地貌恢复方 案 见附录 B 5 0 3 基础型式选择 当有条件时应优先采用原状土 不 含桩基础 基础 5 0 4 基础设计必须保证地基的稳定和结构的强度 对处 于软弱地基的转角 终端杆塔的基础应进行地基的变形计 算 并使地基变形控制在使用的容许范围内 当地基土为 砂类土时 计算荷载可取短期荷载标准值 当地基土为粘 性土时 计算荷载可取长期荷载标准值 5 0 5 基础设计应考虑地下水位季节性变化的影响 位于 地下水位以下的基础重度和土体重度应按浮重度考虑 一 般混凝土基础的浮重度取 12kN m3 钢筋混凝土基础的浮重 度取 14kN m3 土的浮重度应根据土的密实度取 8kN m3 11kN m3 5 0 14 对大跨越杆塔及特殊重要的杆塔基础 当位于地震 烈度为 7 度及以上的地区且场地为饱和砂土和饱和粉土时 或对 220kV 及以上的耐张型转角塔基础 当位于地震烈度 为 8 度以上时 均应考虑地基液化的可能性 并采取必要 的稳定地基或基础的抗震措施 5 0 15 转角 60 度 终端塔的基础应采取预偏措施 预 偏后的基础顶面应在同一坡面上 5 0 17 基础的附加分项系数按表 5 0 17 确定 表表 5 0 17 基础附加分项系数基础附加分项系数 f 5 0 18 混凝土强度标准值按表 5 0 18 确定 表表 5 0 18 混凝土强度标准值混凝土强度标准值 N mm2 混凝土强度等级强度 种类 符号 C20C25C30C35C40 轴心 抗压 fck13 416 720 123 426 8 轴心 抗拉 ftk1 541 782 012 202 39 5 0 19 混凝土强度设计值按表 5 0 19 确定 表表 5 0 19 混凝土强度设计值混凝土强度设计值 N mm2 混凝土强度等级强度 种类 符号 C20C25C30C35C40 轴心 抗压 fc9 611 914 316 719 1 轴心 抗拉 ft1 101 271 431 571 71 5 0 20混凝土的弹性模量按表 5 0 20 确定 表表 5 0 21 普通钢筋强度设计值和弹性模量普通钢筋强度设计值和弹性模量 N mm2 种类符号 抗拉强 度 fy 抗压强 度 弹性模 量 Es 抗剪强 度 f HPB235 Q235 一210210 2 1 1 05 115 HRB335 20M nSi 二300300 2 0 1 05 155 HRB400 20M nSiV 20MnSi Nb 20MnTi 360360 2 0 1 05 180 热 轧 钢 筋 RRB400 20Mn Si R 360360 2 0 1 05 195 注 在钢筋混凝土结构中 轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋 抗拉强度设计值大于 300N mm2时 仍应按 300N mm2取用 5 0 22 基础采用的混凝土强度等级不应低于 C20 级 5 0 23 地脚螺栓的强度设计值按表 5 0 23 确定 表表 5 0 23 地脚螺栓的强度设计值地脚螺栓的强度设计值 N mm2 种类抗拉强度设计值 fg Q235160 35 号优质碳素钢190 45 号优质碳素钢 40Cr 215 450 注 45 号优质碳素钢因易断 焊接困难等原因 应慎用 当采 用时 要采取预热等措施 6 上拔稳定计算上拔稳定计算 6 1 适用条件 6 1 1 基础上拔稳定计算 应根据抗拔土体的状态分别采 用剪切法或土重法 剪切法适用于原状抗拔土体 土重法适用于回填抗拔土 体 6 1 2 剪切法 1 基础埋深与圆形底板直径之比 ht D 不大于 4 的非 松散砂类土 2 基础埋深与圆形底板直径之比 ht D 不大于 3 5 的 粘性土 6 1 3 土重法 1 基础埋深与圆形底板直径之比 ht D 小于 4 与方 形底板边长之比 ht B 不大于 5 的非松散砂类土 2 基础埋深与圆形底板直径之比 ht D 不大于 3 5 与方形底板边长之比 ht B 不 大于 4 5 的粘性土 6 2 剪切法 6 2 1 剪切法计算上拔稳定 按下述条件确定 相邻基础 影响按 6 2 3 条确定 1 当 ht hc时 见图 6 2 1 1 fTE E 0 4A1cw 0 8A2 s Qf 6 2 1 1 2 当 ht hc时 见图 6 2 1 2 fTE E 6 2 1 2 式中 f 基础附加分项系数 按表 5 0 17 确定 TE 基础上拔力设计值 kN E 水平力影响系数 根据水平力 HE与上拔力 TE的比 值按表 6 2 1 2 确定 A1 无因次系数 按图 6 2 1 3 确定 当 大于 20 时 按条文说明原型公式计算 ht 基础的埋置深度 m A2 无因次系数 按图 6 2 1 4 和图 6 2 1 5 确定 s 基础底面以上土的加权平均重度 见表6 3 1 2 kN m3 D 圆形底板直径 m V ht hc 范围内的基础体积 m3 hc 基础上拔临界深度 按表 6 2 1 1 确定 m Qf 基础自重力 kN 基底展开角 如图 6 2 1 1 所示 0 影响系数 当 0 45 时取 1 2 当 45 时取 1 0 cw 计算凝聚力 kPa c 按饱和不排水剪或相当于饱和不排水剪方法确定 的凝聚力 kPa Sr 地基土的实际饱和度 图图6 2 1 1 剪剪切切法法计计算算上上拔拔稳稳定定 1 图图6 2 1 2 剪剪切切法法 计计算算上上拔拔稳稳定定 2 表表 6 2 1 1 剪切法临界深度剪切法临界深度 hc 土的名称土的状态 基础上拔临界深度 hc 碎石 粗砂 中砂密实 稍密4 0D 3 0D 细砂 粉砂 粉土密实 稍密3 0D 2 5D 坚硬 可塑3 5D 2 5D 粘性土 可塑 软塑2 5D 1 5D 注 计算上拔时的临界深度 hc 即为土体整体破坏的计算深度 6 2 2 当基础埋入软塑粘性原状土中且上拔深度 ht 大于 临界深度 hc 时 上拔稳定尚应符合式 6 2 2 的要求 fTE 8D2cw Qf 6 2 2 6 2 3 尺寸相同的相邻基础 同时作用设计上拔力 当采 用图 6 2 3 计算简图 并按式 6 2 1 1 或式 6 2 1 2 计 算上拔稳定时 公式右侧各项计算的总和应乘以相邻基础 影响系数 E2 E2按表 6 2 3 1 确定 图图 6 2 3 相邻上拔基础剪切法计算简图相邻上拔基础剪切法计算简图 表表 6 2 3 1 相邻基础影响系数相邻基础影响系数 E2 相邻上拔基础中心距离 L m 影响系数 E2 L D 2 ht或 L D 2 hc 1 0 L D 和 ht或 hc 2 5D0 7 L D 和 2 5D ht或 hc 3 0D 0 65 L D 和 3 0D ht或 hc 4 0D 0 55 D 2 ht或 D 2 hc L D按插入法确定 注 与相邻抗拔土体剪切面有关的系数 当 ht 1 0D 时 可按表 6 2 3 2 查取 L 相邻上拔基础中心距离 m 表表 6 2 3 2 与相邻抗拔土体剪切面有关的系数与相邻抗拔土体剪切面有关的系数 土体内摩阻角 相邻抗拔土体剪切面有关的系 数 45 0 65 40 0 60 30 0 55 20 0 50 10 0 45 0 0 40 注 当 ht hc时 取 ht hc 6 2 4 土的内摩阻角 和凝聚力 c 应按下列方法确定 1 砂类土 可根据土工实验室或其他野外鉴定方法确定 也可根据勘测资料提供的砂土密实度按附录 J 表 J 1 确定 2 一般粘性土 可根据土工实验室的饱和不排水剪或相 当于饱和不排水剪的其他方法确定 也可根据勘测资料提 供的一般粘性土的塑性指数 Ip和天然孔隙比 e 按附录 J 表 J 2 确定 当用于初步设计估算土体抗拔力时 可按附录 J 表 J 3 确 定 6 3 土重法 台阶式 6 3 1 自立式铁塔基础上拔稳定 按式 6 3 1 1 计算 fTE E s 1 Vt Vt V0 Qf 6 3 1 1 式中 1 基础底板上平面坡角影响系数 当坡角 时 取 0 8 当坡角 45 时 取 1 0 Vt ht深度内土和基础的体积 m3 Vt 相邻基础影响的微体积 按 6 3 2 条确定 V0 ht深度内的基础体积 m3 1 当 ht hc时 图 6 3 1 1 1 方形底板 6 3 1 2 2 圆形底板 6 3 1 3 2 当 ht hc时 图 6 3 1 2 1 方形底板 6 3 1 4 2 圆形底板 6 3 1 5 式中 hc 按表 6 3 1 1 确定 上拔角 按表 6 3 1 2 取用 图图6 3 1 1 土土重重法法计计算算上上拔拔稳稳定定 1 图图 6 3 1 2 土土重重法法计计算算上上拔拔稳稳定定 2 表表 6 3 1 1 土重法临界深度土重法临界深度 hc 基础上拔临界深度 hc 土的名称土的天然状态 圆形底方形底 砂类土 粉土密实 稍密2 5D3 0B 坚硬 硬塑2 0D2 5B 可塑1 5D2 0B粘性土 软塑1 2D1 5B 注 1 长方形底板当长边 l 与短边 b 之比不大于 3 时 取 D 0 6 b l 注 2 土的状态按天然状态确定 表表 6 3 1 2 土重度和上拔角土重度和上拔角 6 3 2 尺寸相同的相邻基础 同时作用设计上拔力时 当 采用了图 6 3 2 计算简图 并按式 6 3 1 1 计算上拔稳定 时 Vt应按下述条件确定 1 正方形底板 当 L B 2httan 时 Vt 6 3 2 1 7 基础下压和地基计算基础下压和地基计算 7 1 基础下压计算 7 1 1 基础底面的压力 应符合下列要求 1 当轴心荷载作用时 应符合式 7 1 1 1 要求 P fa rf 7 1 1 1 式中 P 基础底面处的平均压力设计值 可按7 1 2 条确定 kPa fa 修正后的地基承载力特征值 按 7 2 条确定 地耐力 rf 地基承载力调整系数 取 0 75 2 当偏心荷载作用时 应满足式 7 1 1 1 和式 7 1 1 2 的要求 Pmax 1 2fa rf 7 1 1 2 式中 Pmax 基础底面边缘最大压力设计值 按 7 1 2 条确定 kPa 7 1 2 基础底面的压力 可按下列公式确定 1 当轴心荷载作用时 P 7 1 2 1 式中 F 上部结构传至基础顶面的竖向压力设计值 kN G 基础自重和基础上的土重 kN A 基础底面面积 m2 G 永久荷载分项系数 对基础有利时 宜取 G 1 0 不利时 应取 G 1 2 2 当偏心荷载作用时 7 1 2 2 7 1 2 3 式中 Mx My 作用于基础底面的 X 和 Y 方向的力矩设计值 kN m Wx Wy 基础底面绕 X 和 Y 轴的抵抗矩 m3 Pmin 基础底面边缘的最小压力设计值 kPa 7 2 地基承载力计算 7 2 1 地基承载力特征值应由荷载试验或其他原位测试 计算并结合工程实践经验等方法综合确定 在无资料时 未修正的地基承载力特征值 f 可参考附录 E 7 2 2 当基础宽度大于 3m 或埋置深度大于 0 5m 时 地基 承载力特征值尚应按下式修正 fa fak b b 3 d s h 0 5 7 2 2 式中 fa 修正后的地基承载力特征值 kPa fak 地基承载力特征值 按本标准第 7 2 1 条的原则 确定 kPa b d 基础宽度和埋深的地基承载力修正系数 按 基底下土的类别查表 7 2 2 确定 基础底面以下土的重度 地下水位以下取浮重 度 kN m3 b 基础底面宽度 当基宽小于 3m 时按 3m 取值 大于 6m 时按 6m 取值 对长方形底面取短边 圆形底面取 A 为底面面积 m 8 倾覆稳定计算倾覆稳定计算 8 2 窄基铁塔浅基础倾覆稳定计算 8 2 1 适用条件 1 基坑回填土必须满足分层夯实 每回填 300mm 夯实 为 200mm 要求 2 基础埋深与侧面宽度之比不大于 3 的整体式刚性基础 其基础极限倾覆力或极限倾覆力矩的计算 是假定土壤 达到极限平衡状态 见图 8 2 1 图图 8 2 1 窄基铁塔基础示意图窄基铁塔基础示意图 a 有台阶基础 b 无台阶基础 8 2 2 有台阶基础倾覆稳定计算 见图 8 2 2 应符合下列 公式要求 fS0H0 8 2 2 1 0 8a1afa且 y 0 8 2 2 2 8 2 2 3 8 2 2 4 b0 bK0 8 2 2 5 8 2 2 6 e 8 2 2 7 f tan 8 2 2 8 式中 a 底板侧面宽度 m a0 底板侧面的计算宽度 m 8 2 3 无台阶基础倾覆稳定计算 见图8 2 3 应符合下列公 式要求 fS0H0 8 2 3 1 0 8a1afa且 y 0 8 2 3 2 8 2 3 3 e 8 2 3 4 式中 G0 基础自重 kN 图图 8 2 2 有台阶基础倾覆有台阶基础倾覆 图图 8 2 3 无台阶基础倾覆无台阶基础倾覆 稳定计算简图稳定计算简图 稳定计算简图稳定计算简图 8 3 窄基铁塔深基础倾覆稳定计算 8 3 1 适用条件 基础埋深与侧面宽度之比大于 3 的整体 式刚性基础 见图 8 2 1 8 3 2 有台阶基础倾覆稳定计算 见图 8 3 2 应符合下列 公式要求 fS0H0 8 3 2 1 0 8a1a0 f a且 y 0 8 3 2 2 8 3 2 3 8 3 2 4 b0 bK0 8 3 2 5 8 3 2 6 e 8 3 2 7 f tan 9 构件承载力计算和构造要求构件承载力计算和构造要求 9 1 钢筋混凝土基础主柱正截面承载力计算 9 1 1 计算钢筋混凝土基础主柱承载力 当主柱埋于回填 土基坑并与底板固接时 可不考虑侧向土压力对内力计算 的有利因素 当主柱埋于原状土中时 应考虑侧向土压力 的作用 参照附录 G 9 1 2 钢筋混凝土矩形截面双向偏心受拉 双向拉弯 构 件 见图 9 1 2 其正截面为双向对称配筋时 纵向钢筋截 面面积应按式 9 1 2 1 式 9 1 2 2 式 9 1 2 3 计算 As 2TE 9 1 2 1 Asy 2TE 9 1 2 2 Asx 2TE 9 1 2 3 式中 As 正截面的全部纵向钢筋截面面积 m2 Asx 正截面平行于 X 轴两侧钢筋的截面面积 m2 Asy 正截面平行于 Y 轴两侧钢筋的截面面积 m2 e0 x TE沿 X 轴方向的偏心距 m e0y TE沿 Y 轴方向的偏心距 m Zx 平行于 Y 轴两侧纵向钢筋截面面积重心间距 m Zy 平行于 X 轴两侧纵向钢筋截面面积重心间距 m n 截面内纵向钢筋总根数 nx 平行于 X 轴方向一侧钢筋根数 ny 平行于 Y 轴方向一侧钢筋根数 ag 钢筋配筋调整系数 ag 1 1 图图 9 1 2 矩形截面双向偏心受拉正截面承载力计算简图矩形截面双向偏心受拉正截面承载力计算简图 9 2 混凝土基础主柱正截面承载力计算 9 2 1 混凝土受拉构件 见图 9 2 1 的正截面承载力应按 式 9 2 1 计算 0 59ft 9 2 1 式中 Ms 作用计算截面 X X 上的弯矩 N m Ah 计算截面混凝土面积 m2 W0 混凝土计算截面弹性抵抗矩 m3 l 受拉区混凝土塑性影响系数 h 截面高度 当 h 400 时取 h 400 当 h 1600 时 取 h 1600 ft 混凝土的轴心抗拉强度设计值 按表 5 0 19 取用 图图 9 2 1 混凝土基础主柱正截面承载力计算简图混凝土基础主柱正截面承载力计算简图 a 塔脚主材锚入底板中 b 底脚螺栓锚入底板中 9 3 钢筋混凝土基础底板正截面承载力计算 9 3 1 当台阶的宽高比不大于 2 5 和偏心距不大于 1 6 基础 宽度时 计算截面的弯矩可按下列公式计算 1 矩形底板中心受压或受拉 图 9 3 1 1 时 可按式 9 3 1 1 和式 9 3 1 2 计算 9 3 1 1 9 3 1 2 式中 P0 底板平均净压力设计值 P0 当计算上拔情况 时 P0 kPa b1和 l1 底板处柱截面的长度和宽度 m 2 矩形底板单向受弯 见图 9 3 1 2 时 可按式 9 3 1 3 和式 9 3 1 2 计算 9 3 1 3 当计算上拔情况时 式中 P1 底板 I 图 9 3 1 2 阴影部分 平均压力设计值 kPa pc 1 1 截面处反力 3 矩形底板双向受弯 见图 9 3 1 3 时 可按式 9 3 1 3 和式 9 3 1 4 计算 9 3 1 4 当计算上拔情况时 式中 P2 底板 II 图 9 3 1 3 阴影部分 平均压力设计值 kPa 2 2 截面处反力 图图 9 3 1 1 矩形底板轴向力时弯距计算简图矩形底板轴向力时弯距计算简图 图图 9 3 1 2 矩形底板单向受弯时弯距计算简图矩形底板单向受弯时弯距计算简图 图图 9 3 1 3 矩形底板双向受弯时弯距计算简图矩形底板双向受弯时弯距计算简图 9 3 3 底板在下压荷载作用下 当无上部纵向钢筋和腹筋 时 底板的受冲切承载力应满足下列要求 1 矩形截面柱作用于矩形底板时 见图 9 3 3 在柱与 基础交接处以及基础变阶处的受冲切承载力可按下列公式 计算 Fl 0 7 hpftamh0 9 3 3 1 Fl pjAl 9 3 3 2 9 3 3 3 式中 hp 受冲切承载力截面高度影响系数 当 h 不大于 0 8m 时 取 hp 1 0 当 h 不小于 2 0m 时 取 hp 0 9 其 间按线性内插法取用 at 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面上边长 当计算 柱与基础交接处的受冲切承载力时 取柱宽 当计算基础 变阶处的受冲切承载力时 取上阶宽 ab 冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范 围内的下边长 当冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内 见图 9 3 3 a b 计算柱与基础交接处的受冲切承 载力时 取柱宽加两倍基础有效高度 当计算基础变阶处 的受冲切承载力时 取上阶宽加两倍该处的基础有效高度 当冲切破坏锥体的底面在 L 方向落在基础底面以外 即 a 2h0 L 时 见图 9 3 3 c a L h0 基础冲切破坏锥体的有效高度 Al 考虑冲切荷载时取用的多边形面积 图 9 3 3 中 的阴影面积 pj 扣除基础自重及其上土重的荷载设计值作用下地 基土单位面积净反力 对偏心受压基础可取用基础边缘处 最大地基土单位面积净反力 am 冲切破坏锥体最不利一侧计算长度 Fl 作用在 Al上的地基土净反力设计值 图图 9 3 3 阶形基础受冲切承载力计算截面位置阶形基础受冲切承载力计算截面位置 a 柱与基础交接处 b 基础变阶处 c 基础变阶 处 1 冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面 2 冲切破坏锥体 的底面线 9 11 4 柱中纵向受力钢筋应符合下列规定 1 纵向受力钢筋的直径 d 不宜小于 12mm 全部纵向钢 筋配筋率不宜大于 5 圆柱中纵向钢筋宜沿周边均匀布置 根数不宜少于 8 根 且不应少于 6 根 2 柱内纵向钢筋的净距不应小于 50mm 3 在偏心受压柱中 垂直于弯矩作用平面的侧面上的纵 向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋 其中 距不应大于 300mm 4 纵向受力钢筋的接头应互相错开一个 或几个 同一 连接区段 根据接头型式应满足下列规定 1 焊接接头 同一连接区段长度为 35d d 为纵向受力 钢筋的较大直径 且不小于 500mm 的长度范围内 在同一 连接区段内 对纵向受拉钢筋的焊接接头面积百分比率不 应大于 50 纵向受压钢筋的接头面积百分比率可不受限 制 2 绑孔接头 同一连接区段长度为 1 3 倍搭接长度且 不小于 300mm 范围内 在同一连接区段内 纵向受拉钢筋 的焊接接头面积百分比率 对于梁 板类不应大于 25 对于柱类不应大于 50 9 11 5 柱中箍筋应符合下列规定 1 在柱中及其他受压构件中的周边箍筋应为封闭式 对 圆柱中的箍筋 搭接长度应满足 9 11 2 锚固长度 且末端 做成 135 弯钩 弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的 5 倍 也可焊成封闭环式 2 箍筋间距不应大于 400mm 及构件截面的短边尺寸 且不应大于 15d d 为纵向钢筋的最小直径 3 箍筋直径不应小于 d 4 且不应小于 6mm 当柱的宽 度不小于 800mm 时 箍筋直径不应小于 8mm d 为纵向钢 筋的最大直径 4 当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率大于 3 时 箍筋 直径不应小于 8mm 间距不应大于纵向受力钢筋最小直径 的 10 倍 且不应大于 200mm 搭接长度应满足 9 11 2 锚固 长度 箍筋末端应做成 135 弯钩且弯钩末端平直段长度不 应小于箍筋直径的 10 倍 箍筋也可焊成封闭环式 5 当柱截面短边尺寸大于 400mm 且各边纵向钢筋多于 3 根时 或当柱截面短边尺寸不大于 400mm 但各边纵向钢 筋多于 4 根时 应设置复合箍筋 6 柱中纵向受力钢筋搭接长度范围内应配置箍筋 其直 径不应小于搭接钢筋较大直径的 0 25 倍 当钢筋受拉时 箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的 5 倍 且不应大于 100mm 当钢筋受压时 箍筋间距不应大于搭接钢筋较小 直径的 10 倍 且不应大于 200mm 当受压钢筋直径 d 25mm 时 尚应在搭接接头两端面外 100mm 范围内各设 置两个箍筋 9 11 6 柱的截面尺寸不宜小于 450mm 9 11 7 基础底板的厚度应符合下列要求 1 浇制基础的底板厚度不小于 200mm 9 11 8 基础底板中的纵向受拉钢筋直径不应小于 8mm 间 距不应大于 200mm 9 11 9 承受拉力的地脚螺栓 直径不应小于 22mm 间距 不应小于 4 倍的地脚螺栓直径 9 11 10 钢筋混凝土电杆的受拉杆杆底与基础底板应采取 可靠的抗拉连接措施 11 钻 冲 挖 孔灌注桩基础钻 冲 挖 孔灌注桩基础 11 1 一般规定 11 1 1 钻 冲 挖 孔灌注桩基础 本规定仅包括钻 冲 挖孔灌注桩 简称灌注桩或桩 按结构布置分为单桩和桩 基 按埋置特点可分为低桩和高桩基础 选用时应根据杆 塔设计荷载和地质 水文情况以及施工设备等条件确定 11 1 2 灌注桩基础布置形式 桩直径及间距的要求如下 1 桩基布置可采用对称或其他排列形式 应使其受水平 力和力矩较大方向有较大的截面模量 其基本形式见附录 A 图 A 3 2 钻 冲孔桩的设计直径 宜根据施工钻具选定 一般 采用 d 0 8m 2 0m 挖孔桩的设计直径 一般不小于 1 2m 3 灌注桩的中心间距一般不小于其设计直径的 2 5 倍 但对排数不少于 3 排且桩数不少于 9 根的摩擦型钻 冲 挖 孔灌注桩 中心间距不小于其设计直径的 3 0 倍 对扩 底钻 冲 挖 孔桩 同时要求中心间距不小于 1 5D 当 D 不大于 2 0m 时 D 为扩大端设计直径 或 D 1 当 D 大 于 2 0m 时 11 1 3 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求 桩基需进行下列计算和验算 1 所有桩基均应进行承载能力极限状态的计算 计算内 容包括 1 根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向 抗压或抗拔 承载能力计算和水平承载能力计算 2 对桩身 连梁及承台承载力进行计算 对于桩身露 出地面或桩侧为可液化土 极限承载力小于 50kPa 或不排 水剪强度小于 10kPa 土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验 算 3 当桩端平面以下存在软弱下卧层时 应验算软弱下 卧层的承载力 4 对位于坡地 岸边的桩基应验算整体稳定性 5 按 DL T 5092 1999 规程应进行抗震验算的桩基 应验算抗震承载力 2 下列桩基应进行抗裂和裂缝宽度验算 根据使用条件 要求混凝土不得出现裂缝的桩基应进行抗裂验算 对使用 上需限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度验算 3 对某些有特殊变形要求的杆塔桩基 其地基的沉降量 可按 GB 50007 2002 附录 R 计算 地基变形的倾斜允许值 按表 7 3 1 取值 沉降量允许值可按 GB 50007 2002 表 5 3 4 中高耸结构基础的沉降量取值 4 应验算桩在设计地面处的水平变位 11 1 4 桩基承载能力极限状态的计算应采用作用效应的基 本组合和地震作用效应组合 当进行桩基的抗震承载能力计算时 荷载设计值和地震 作用设计值应符合 DL T 5092 1999 和 GB 50191 的规定 11 1 5 按正常使用极限状态验算桩基的水平变位时 应采 用作用效应的短期效应组合 验算抗裂 裂缝宽度时 应 根据使用要求和裂缝控制等级分别采用作用效应的短期效 应组合或短期效应组合考虑长期荷载的影响 对砂类地基 土可采用作用效应的短期效应组合验算地基沉降 对粘性 地基土可按荷载的长期效应组合 无冰 风速 5m s 及年平 均气温 验算地基沉降 11 2 桩基构造 11 2 1 桩 承台及连梁的混凝土强度等级不应低于 C20 11 2 2 灌注桩使用螺纹钢筋时清孔后泥浆比重不应大于 1 15 使用光面钢筋时不应大于 1 25 11 2 3 灌注桩桩身应按下列规定配筋 1 桩身主筋应经计算确定 当桩身直径为 300mm 2000mm 时 最小配筋率不宜小于 0 65 0 2 小桩径取高值 大桩径取低值 2 桩身主筋不宜小于 8 10 应沿桩周均匀布置 其 净距不应小于 60mm 应尽量减少主筋接头 其混凝土保护 层厚度不得小于 50mm 3 桩身主筋应通长配置 4 箍筋采用 6 8 间距 200mm 300mm 应采用螺 旋式箍筋 受水平荷载较大的桩基和抗震桩基 桩顶 3 5 d 范围内的箍筋应适当加密 当钢筋笼长度超过 4m 时 应每隔 2 0m 左右设置一道 12 18 焊接加劲箍 筋 11 2 4 扩底灌注桩扩底端尺寸宜按下列规定确定 见图 11 2 4 1 扩底端直径与桩身直径比 D d 应根据承载力要求及 扩底端部侧面和桩端持力层土性确定 最大不超过 3 0 2 扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及支护条件确定 a hc一般取 1 3 1 2 砂土取约 1 3 粉土 粘性土取约 1 2 3 扩底端底面一般呈锅底形 矢高 hb取 0 10 0 15 D 图图 11 2 4 扩底桩构造扩底桩构造 11 2 5 承台厚度一般取为桩径的 1 0 2 0 倍 11 2 6 边桩外侧与承台边缘的距离 对直径不大于 1m 的 桩不得小于 0 5 倍桩径且不小于 250mm 对直径大于 1m 的 桩不得小于 0 3 倍桩径且不小于 500mm 11 2 7 承台的受力钢筋应通长配置 钢筋直径不宜小于 10 钢筋净间距应满足 60mm 200mm 矩形承台板配筋宜 按双向均匀布置 对于三桩承台 应按三向板带均匀配置 最里面三根钢筋相交围成的三角形应位于塔脚底板截面范 围以内 11 2 8 桩与承台的连接宜符合下列要求 1 桩顶嵌入承台的长度 对于大直径桩不宜小于 100mm 对于中等直径桩不宜小于 50mm 2 桩顶主筋应伸入承台内 其锚固长度不宜小于主筋直 径的 30 倍 级钢 或 35 倍 级钢和 级钢 对于受 拔桩基应满足受拉钢筋锚固长度的要求并不应小于 40 倍主 筋直径 3 桩顶主筋宜外倾成喇叭形 大约与竖直线夹 15 角 并应设置箍筋或螺旋筋 其直径与桩身箍筋直径相同 间 距为 100mm 200mm 11 2 9 埋入土中的承台或连梁底面主筋的混凝土保护层厚 度不宜小于 70mm 当有混凝土垫层时 不应小于 40mm 11 2 10 埋入土中的承台或连梁的埋深应不小于 600mm 在季节性冻土及膨胀土地区 其埋深及处理措施 应按 GB 50007 2002 和 GBJ 112 等有关规定执行 11 2 11 连梁的高度可取为 0 8 1 0 倍的桩径 宽度可取 为 0 6 1 0 倍的桩径 且应有必要的抗弯刚度 11 2 12 连梁构造应符合 GB 50010 2002 第 10 2 节要求 连梁主筋应伸入桩内并与桩内主筋可靠连接 11 3 桩顶作用效应计算 11 3 1 桩基中的基桩桩顶所承受的轴向力 可按式 11 3 1 1 及 11 3 1 2 计算 1 轴心竖向力作用下 11 3 1 1 2 偏心竖向力作用下 11 3 1 2 式中 N 轴心竖向力作用下任一复合基桩或基桩的竖向 力设计值 当为负值时为拉力改称 T kN Ni i 桩桩顶承受的轴向压力 当为负值时为拉力 改称 Ti kN F 作用于桩基顶面的竖向力设计值 下压时取 正值 上拔时取负值 kN G 承台或连梁及其上部土自重的设计值 对地 下水位以下部分应扣除水的浮力 kN n 桩基中的桩数 MX MY 作用于桩基上的外力对通过桩群重心的 X Y 轴的力矩设计值 kN m xj yj j 桩至通过桩群重心的 Y X 轴的距离 m 注 注 式 11 3 1 2 适用于桩顶与承台铰接的情况 固结 时 可作为近似地估计 11 3 2 桩基中的单桩桩顶作用效应和桩身内力 可按附录 F 计算 11 4 桩下压承载力计算 11 4 1 单桩及桩基中复合基桩或基桩的下压承载力计算应 符合下述极限状态计算表达式 1 荷载效应基本组合 1 单桩及轴心下压力作用下桩基的复合基桩或基桩 N R 11 4 1 1 2 偏心下压力作用下桩基的复合基桩或基桩 除满足 式 11 4 1 1 外 尚应满足下式 Nmax 1 2R 11 4 1 2 式中 R 桩基中复合基桩或基桩的下压承载力设计值 对于无侧摩阻力或不计侧摩阻力的桩段 应把该段自重 设计值 水下部分应扣除浮力 加入上两式等号左侧 2 地震作用效应组合 1 单桩及轴心下压力作用下桩基的复合基桩或基桩 N 1 25R 11 4 1 3 2 偏心下压力作用下桩基的复合基桩或基桩 除满足 式 11 4 1 3 外 尚应满足下式 Nmax 1 5R 11 4 1 4 对于无侧摩阻力或不计侧摩阻力的桩段 应把该段自重 设计值 水下部分应扣除浮力 加入上两式等号左侧 11 4 2 单桩及桩基中复合基桩或基桩的下压承载力设计值 应符合下列规定 1 单桩及桩数不超过 3 根的桩基 基桩的下压承载力设 计值为 R Qsk s Qpk p 11 4 2 1 当根据静载试验确定单桩下压极限承载力标准值时 基 柱的下压承载力设计值为 R Quk sp 11 4 2 2 2 对于桩数超过 3 根的非端承桩复合桩基 宜考虑桩群 土和承台的相互作用效应 其复合基桩下压承载力设计值 为 R sQsk s pQpk p cQck c 11 4 2 3 当根据静载试验确定单桩下压极限承载力标准值时 其 复合基桩的下压承载力设计值为 R spQuk sp cQck c 11 4 2 4 Qck qckAc n 11 4 2 5 当承台底面以下存在可液化土 湿陷性黄土 高灵敏度 软土 欠固结土 新填土 或可能出现震陷 降水固结时 不考虑承台效应 即取 c 0 s p sp取表 11 4 3 1 中 Bc l 0 2 一栏的对应值 式中 Qsk Qpk 分别为单桩总极限侧阻力和总极限端阻 力标准值 Qck 相应于任一复合基桩的承台底地基土总极 限阻力标准值 qck 承台底 1 2 承台宽度深度范围 5m 内 地基土极限阻力标准值 Ac 承台底地基土净面积 Quk 单桩下压极限承载力标准值 s p sp c 分别为桩侧阻群桩效应系数 桩端阻 群桩效应系数 桩侧阻端阻综合群桩效应系数 承台底土 阻力群桩效应系数 按 11 4 3 确定 s p sp c 分别为桩侧阻抗力分项系数 桩端阻 抗力分项系数 桩侧阻端阻综合抗力分项系数 承台底土 阻抗力分项系数 按表 11 4 2 采用 表表 11 4 2 灌注桩竖向承载力抗力分项系数灌注桩竖向承载力抗力分项系数 s p sp 塔型静载试验 法 经验参数 法 c 直线杆塔1 101 101 10 耐张 0 转角 及悬垂 转角杆塔 1 301 301 30 转角 终端及大跨越塔1 601 601 60 注 抗拔桩的侧阻抗力分项系数 s可取表列数值 11 4 3 群桩效应系数 s p sp c可按下列规定确定 1 桩侧阻群桩效应系数 s 桩端阻群桩效应系数 p及根 据单桩静载试验确定单桩下压极限承载力时的桩侧阻端阻 综合群桩效应系数 sp可按表 11 4 3 1 确定 2 承台底土阻力发挥值与桩距 桩长 承台宽度 桩的 排列 承台内外区面积比等有关 承台底土阻力群桩效应 系数可按下式计算 11 4 3 式中 承台内区 外围桩边包络区 外区的净面积 Ac 见图 11 4 3 承台内 外区土阻力群桩效应系数 按表 11 4 3 2 取值 当承台下存在高压缩性软弱土层时 均按Bc l 0 2 取值 图图 11 4 3 承台底分区图承台底分区图 表表 11 4 3 1 侧阻 端阻群桩效应系数侧阻 端阻群桩效应系数 s p及侧阻端阻综及侧阻端阻综 合群桩效应系数合群桩效应系数 sp 土 名 称 粘性土粉土 砂土 效 应 系 数 Sa d Bc l 34563456 s 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 0 80 0 80 0 79 0 73 0 67 0 90 0 90 0 90 0 85 0 78 0 96 0 96 0 96 0 94 0 86 1 00 1 00 1 00 1 00 0 93 1 20 1 20 1 09 0 93 0 78 1 10 1 10 1 10 0 97 0 82 1 05 1 05 1 05 1 03 0 89 1 00 1 00 1 00 1 00 0 95 p 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 1 64 1 68 1 72 1 75 1 79 1 35 1 40 1 44 1 48 1 52 1 18 1 23 1 27 1 31 1 35 1 06 1 11 1 16 1 20 1 24 1 26 1 32 1 37 1 41 1 44 1 18 1 25 1 31 1 36 1 40 1 11 1 20 1 26 1 32 1 36 1 06 1 15 1 22 1 28 1 33 sp 0 20 0 40 0 93 0 93 0 93 0 89 0 97 0 97 0 98 0 95 0 99 1 00 1 01 0 99 1 01 1 02 1 02 1 03 1 21 1 22 1 13 1 01 1 11 1 12 1 13 1 03 1 06 1 07 1 08 1 07 1 01 1 02 1 03 1 04 0 60 0 80 1 00 0 840 890 940 970 880 910 961 00 注 1 Bc l 分别为承台宽度和桩的入土长度 Sa为桩中心距 当不规则布桩时 对圆桩可近似取为 式中 Ae为桩基承 台总面积 注 2 当 Sa d 6 时 取 s p sp 1 两向桩距 Sa不等时 Sa d 取均值 注 3 当桩侧为成层土时 s可按主要土层或分别按各土层类 别取值 注 4 对于密实粉土 砂类土中的群桩 表列系数宜降低 5 表表 11 4 3 2 承台内 外区土阻力群桩效应系数承台内 外区土阻力群桩效应系数 11 4 4 单桩下压极限承载力标准值应按下列规定确定 1 一级杆塔桩基 有条件时应采用现场静载荷试验 并 结合静力触探 标准贯入等原位测试方法综合确定 2 二级杆塔桩基应根据静力触探 标准贯入 经验参数 等估算 并参照地质条件相同的试桩资料 综合确定 当 缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时 应由现场静载 荷试验确定 3 对三级杆塔桩基 如无原位测试资料时 可利用承载 力经验参数估算 11 4 5 采用现场静载荷试验确定单桩下压极限承载力标准 值时 在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的 1 且 不应小于 3 根 工程总桩数在 50 根以内时不应小于 2 根 试验及单桩下压极限承载力取值按 JGJ 94 1994 附录 C 方 法进行 11 4 6 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系 确定单桩下压极限承载力标准值时 宜按下式计算 11 4 6 式中 qsik 桩侧第 i 层土的极限侧阻力标准值 如无当地经 验值时 可按表 11 4 6 1 取值 qpk 极限端阻力标准值 如无当地经验值时 可按表 11 4 6 2 取值 表表 11 4 6 1 桩的极限侧阻力标准值桩的极限侧阻力标准值 qsik kPa 土的名称土的状态 水下钻 冲 孔桩 干作业钻 挖 孔桩 填土 18 2618 26 淤泥 10 1610 16 淤泥质土 18 2618 26 粘性土 IL 1 0 75 IL 1 20 34 34 48 20 34 34 48 0 50 IL 0 75 0 25 IL 0 5 0 IL 0 25 IL 0 48 64 64 78 78 88 88 98 48 62 62 76 76 86 86 96 红粘土 0 7 w 1 0 5 w 0 7 12 30 30 70 12 30 30 70 粉土 e 0 9 0 75 e 0 9 e 0 75 22 40 40 60 60 80 20 40 40 60 60 80 粉细砂 稍密 中密 密实 22 40 40 60 60 80 20 40 40 60 60 80 中砂 中密 密实 50 72 72 90 50 70 70 90 粗砂 中密 密实 74 95 95 116 70 90 90 110 砾砂中密 密实116 135110 130 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 注 2 w为含水比 w L 表表 11 4 6 2 桩的极限端阻力标准值桩的极限端阻力标准值 qpk kPa 11 4 7 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 d 800mm 单桩下压极限承载力的标准值 时 可按下式计算 11 4 7 式中 qsik 桩侧第 i 层土的极限侧阻力标准值 如无当地 经验值时 可按表 11 4 6 1 取值 对于扩底桩变截面以下不 计侧阻力 qpk 桩径为 800mm 的极限端阻力标准值 可采用 深层载荷板试验确定 当不能进行深层载荷板试验时 可 采用当地经验值或按表 11 4 6 2 取值 对于干作业 清底干 净 可按表 11 4 7 1 取值 si p 大直径桩侧阻 端阻尺寸效应系数 按表 11 4 7 2 取值 对于混凝土护壁的大直径挖孔桩 计算单桩竖向 上拔 下压 承载力时 其设计桩径取护壁外直径 表表 11 4 7 1 干作业桩 清底干净 干作业桩 清底干净 D 800mm 极限端阻 极限端阻 力标准值力标准值 qpk kPa 土名称状态 0 25 IL 0 75 0 IL 0 2 5 IL 0 粘性土 800 1800 1800 240 0 2400 3000 0 75 e 0 9 e 0 75 粉土 1000 150 0 1500 200 0 稍密中密密实 粉砂500 700800 11001200 2000 细砂700 1100 1200 180 0 2000 2500 中砂 1000 200 0 2200 320 0 3500 5000 粗砂 1200 220 0 2500 350 0 4000 5500 砾砂 1400 240 0 2600 400 0 5000 7000 砂土 碎石 类土 圆砾 角砾 1600 300 0 3200 500 0 6000 9000 卵石 碎石 2000 300 0 3300 500 0 7000 11000 注 1 qpk取值宜考虑桩端持力层土的状态及桩进入持力层的深 度效应 当进入持力层深度 hb为 hb D D hb 4D hb 4D qpk可分别取较低值 中值 较 高值 注 2 砂土密实度可根据标贯击数 N 判定 N 10 为松散 10 N 15 为稍密 15 N 30 为中密 N 30 为密实 注 3 当对沉降要求不严时 可适当提高 qpk值 表表 11 4 7 2 大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数大直径灌注桩侧阻力尺寸效应系数 si端阻力端阻力 尺寸效应系数尺寸效应系数 p 土类别粘性土 粉土砂土 碎石类土 si1 p 注 表中 D 为桩端直径 11 5 桩上拔承载力计算 11 5 1 单桩及桩基中基桩的上拔承载力计算应符合下述极 限状态计算表达式 1 荷载效应基本组合 1 单桩 T Uk s Gp 11 5 1 1 2 桩基中的基桩应满足以下两式 Tmax Uk s Gp 11 5 1 2 T Ugk s Ggp 11 5 1 3 式中 Ugk 群桩呈整体破坏时基桩的上拔极限承载力标准值 Uk 单桩或基桩的上拔极限承载力标准值 Ggp 群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总 桩数 地下水位以下取浮重度 Gp 单桩 土 或基桩 土 自重设计值 地下水位 以下取浮重度 对于扩底桩应按表 11 5 2 1 确定桩 土柱体 周长 计算桩 土自重设计值 2 地震作用效应组合 1 单桩 T 1 25 Uk s Gp 11 5 1 4 2 桩基中的基桩应同时满足以下两式 Tmax 1 25 Uk s Gp 11 5 1 5 T 1 25 Ugk s Ggp 11 5 1 6 注 注 当进行抗震验算时 应按 11 4 9 规定的两类验算情 况分别计算 Uk及 Ugk的侧摩阻力应按该条规定的范围及 系数进行折减或扣除 同时应扣除 Gp和 Ggp中液化土层的 土重 11 5 2 单桩 群桩基础及其基桩的上拔极限承载力标准值 应按下列规定确定 1 对于一级杆塔桩基 有条件时单桩或基桩的上拔极限 承载力标准值应通过现场单桩上拔静载荷试验确定 单桩 上拔静载荷试验及上拔极限承载力标准值取值可按 JGJ 94 1994 附录 D 进行 2 对于二 三级杆塔桩基 如无当地经验时 单桩 群 桩基础及基桩的上拔极限承载力标准值可按下列规定计算 1 单桩或群桩