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文档简介

11范围1.0.1本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。1.0.2本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。1.0.3风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。规范性引用文件下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用标准,具随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。GB18306 中国地震动参数区划图GB风力发电机组安全要求GB50007 建筑地基基础设计规范GB50009 建筑结构荷载设计规范GB50010 混凝土结构设计规范GB50011 建筑抗震设计规范GB50021 岩土工程勘察规范GB50046 工业建筑防腐蚀设计规范GB50153 工程结构可靠度设计统一标准GB60223 建筑工程抗震设防分类标准GB50287 水力发电工程地质勘察规范GBJ146 粉煤灰混凝土应用技术规范FD002—2007风电场工程等级划分及设计安全标准DL/T5082 水工建筑物抗冰冻设计规范JB/T10300 风力发电机组设计要求JGJ24 民用建筑热工设计规程JGJ94 建筑桩基技术规范JGJ106 建筑基桩检测技术规范JTJ275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范3总 贝U3.0.1 为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度, 特制定本标准。3.0.2 风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济政策, 坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则,充分考虑结构的受力特点,做到安全适用、经济合理、技术先进。3.0.3本标准的地基基础设计采用极限状态设计方法,荷载和有关分项系数的取值应符合相关规定,以保证在规定的外部条件、设计工况和荷载条件下,使风电机组地基基础在设计使用年限50年内安全、正常工作。术语4.0.1风电场windpowerstation由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。通常称为风电场。4.0.2风力发电机组windturbinegeneratorsystem (WTGS将风的动能转换为电能的系统。4.0.3地基subgrade支承基础的土体或岩体。4.0.4基础foundation将上部结构的各种荷载传承到地基上的结构物。4.0.5基本组合fundamentalcombination承载能力极限状态计算时,永久作用和可变作用的组合。4.0.6偶然组合accidentalcombination承载能力极限状态计算时,永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合。4.0.7标准组合characteristic/nominalcombination正常使用极限状态计算时,采用标准值荷载的组合。4.0.8参考风速referencewindspeed用于确定WTG叙别的基本极端风速参数。与气候相关的其他设计参数均可由参考风速和其他基本等级参数计算得到。4.0.9极端风速extremewindspeedTs内的平均最高风速,它可能是 N年一遇(重现周期N年)。GB采用的重现周期N=50年和N=1年,采用的时限T=3s。4.0.10设计载荷状态designloadcase(DLC各种可能的设计状态与引起构件载荷的外部条件的组合。4.0.11荷载修正安全系数modifiedsafetyfactorofload考虑风电机组塔架基础所受上部结构的荷载不确定性和荷载模型偏差等因素而采用的修正安全系数 k。,其值为。4.0.12 地基承载力特征值characteristicvalueofsubgradebearingcapamty荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。4.0.13 单桩竖向极限承载力标准值 uhimateverticalbearingcapacityofsinglepile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。4.0.14单桩竖向承载力特征值characteristicvalueoftheverticalbearingcapacityofasinglepile单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值。4.0.15 地基变形允许值allowablesubsoildeformation为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。4.0.16标准冻深standardfrostpenetration在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻深的平均值。4.0.17基础环foundationstuboftubulartower用于塔筒与塔筒基础连接的预埋连接件。4.0.18轮毂高度hubheight风力发电机组风轮扫掠面积中心距地面的高度。4.0.19塔架tower基础以上支撑风力发电机组的高耸结构。4.0.20扩展基础spreadfoundation由台柱和底板组成使压力扩散的基础。4.0.21桩基础pilefoundation由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础。4.0.22 岩石锚杆基础rockfoundationwithanchorbars在岩石地基上,靠岩石锚杆、混凝土承台和岩石地基共同作用的基础。4.0.23 土岩组合地基soil-rockcompositesubgrade在地基主要受力层范围内,存在石芽密布并有出露的地基、大孤石或个别石芽出露的地基。4.0.24地基处理groundtreatment为提高地基的强度、刚度和稳定性而采取的处理措施。4.0.25复合地基compositesubgrade,compositefoundation由地基土和部分土体被增强或被置换而形成的增强体共同承担荷载的人工地基基本规定.1根据风电机组的单机容量、轮毂高度和地基复杂程度,地基基础分为三个设计级别,设计时应根据具体情况,按表选用。表5.0.1地基基础设计级别设计级别单机容量,轮毂高度和地基类型 「1单机容量大于轮毂高度大于80m复杂地质条件或软土地基2介于1级、3级之间的地基基础3单机容量小于轮毂高度小于60m地质条件简单的岩土地基注1:地基基础设计级别按表中指标划分分属不同级别时,按最高级别确定。注2:对1级地基基础,地基条件较好时,经论证基础设计级别可降彳『级。.2风电机组地基基础设计应符合下列规定:所有风电机组地基基础,均应满足承载力、变形和稳定性的要求。1级、2级风电机组地基基础,均应进行地基变形计算。3 级风电机组地基基础,一般可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算:)地基承载力特征值小于130kPa或压缩模量小于8MPa)软土等特殊性的岩土。5.0.3风电机组地基基础设计前,应进行岩土工程勘察,勘察内容和方法应符合GB50021的规定。5.0.4风电机组基础型式主要有扩展基础、桩基础和岩石锚杆基础,具体采用哪种基础应根据建设场地地基条件和风电机组上部结构对基础的要求确定,必要时需进行试算或技术经济比较。当地基土为软弱土层或高压缩性土层时,宜优先采用桩基础。5.0.5根据风电场工程的重要性和基础破坏后果(如危及人的生命安全、造成经济损失和产生社会影响等)的严重性,风电机组基础结构安全等级分为两个等级,见表。表5.0.5 风电机组基础结构安全等级基础结构安全等级基础的重要性基础破坏后果1级重要的基础很严重2级一般基础严重注;风电机组基础的安全等级还应与风电机组和塔架等上部结构的安全等级一致。5.0.6风电机组地基基础设计应进行下列计算和验算:地基承载力计算。地基受力层范围内有软弱下卧层时应验算其承载力。基础的抗滑稳定、抗倾覆稳定等计算。基础沉降和倾斜变形计算。基础的裂缝宽度验算。基础(桩)内力、配筋和材料强度验算。有关基础安全的其他计算(如基础动态刚度和抗浮稳定等)采用桩基础时,其计算和验算除应符合本标准外,还应符合GB50010和JGJ94等的规定。5.0.7鉴于风电机组主要荷载一一风荷载的随机性较大,且不易模拟,在与地基承载力、基础稳定性有关的计算中,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载应采用经荷载修正安全系数( k。)修正后的荷载修正标准值。k。取。5.0.8材料的疲劳强度验算应符合GB5。。1。的规定。5.0.9应对制造商提出的基础环与基础的连接设计进行复核。5.0.10根据基础的受力条件和上部结构要求,视风电机组制造商的要求对地基基础的动态刚度进行验算。5.。.11抗震设防烈度为9度及以上,或参考风速超过50m/s(相当于5。年一遇极端风速超过70m/s)的风电场,其地基基础设计应进行专门研究。5.0.12受洪(潮)水或台风影响的地基基础应满足防洪要求,洪(潮)水设计标准应符合FD002-2007的规定。5.0.13对可能受洪(潮)水影响的地基基础,在基础周围一定范围内应采取可靠永久防冲防淘保护措施。6地基特性岩土的分类风电场风电机组基础地基的岩土体可分为岩石、 碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土等。根据地质成因,土也可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。岩石地基除应确定岩石的地质名称和风化程度外,尚应进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分。岩石的坚硬程度、岩体完整程度和岩体的基本质量等级的划分应符合表表的规定。表6.1.3-1 岩石坚硬程度分类坚硬程度坚硬岩中硬岩较软岩软岩极软岩饱和单轴抗压强度R(MP3R>6060>R>3030>Rb>1515>Rb>5RW5表6.1.3-2 岩体完整程度分类岩体完整程度完整较完整完整性差较破碎破碎完整性指数>〜〜〜<注:完整性指数为岩体纵波速度与岩块纵波速度之比的平方,应注意其代表性。选定岩体和岩块测定波速时,表6.1.3-3 岩体基本质量等级分类岩体特性I坚硬岩,新鲜一微风化,岩体完整,整体状或巨厚层状结构n坚硬岩,微风化,岩体较完整,块状或次块状、厚层状结构中硬岩,新鲜,岩体完整,整体状或巨厚层状结构

m坚硬岩、弱风化,岩休完整性差,次块状、镶嵌状、中厚层状或互层状结构中硬岩,微风化,岩体较完整,块状或次块状、厚层、中厚层状或互层状结构较软岩,微风化一新鲜,岩体完整,整体状、块状、巨厚层状或厚层状结构续表岩体特性坚硬岩,弱风化一强风化,岩体较破碎,碎裂或块裂结构,互层或薄层状结构中便岩,弱风化,岩体完整性差,互层状或薄层状、碎裂或块裂结构较软岩,微风化〜弱风化,岩体较完整,中厚层状、互层状或薄层状结构软岩,新鲜一微风化,岩体完整〜较完整,厚层状或中厚层状结构V坚硬岩〜中硬岩,强风化,岩体破碎,散体结构较软岩〜软岩,强风化,岩体较破碎,薄层状,块裂或碎裂结构、散体状结构断层破碎带当缺乏饱和单轴抗压强度试验资料时,可按附录 A表和表,2划分岩石的坚硬程度和岩体的完整程度。岩石的风化程度和岩体的结构类型的划分可按附录B、附录C进行。当软化系数不大于时,应定为软化岩石;当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊性岩石,如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐溃化岩石等。碎石土为粒径大于2mm勺颗粒含量超过总质量50%勺土,并按表可进一步划分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。表6.1.6碎石土分类土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形及亚圆形为主粒役大于200mm的颗粒存量超过息质量的 50%块石棱角形为主卵石圆形及亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒含重超过总质重的 50%碎石棱角形为主圆砾圆形及亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒含重超过总质重的 50%角砾棱角形为主注;定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。

碎石土的密实度宜根据修正后的圆锥动力触探锤击数按表或表确定,也可根据附录D的规定定性鉴别。表6.1.7-1 碎石土密实度按分类重型动力触探锤击数密实度重型动力触探锤击数密实度<5松散10<<20中密5<<10稍密>20密实注;本表适用于平均粒径不大于 50mm且最大粒径小于100mm的碎石土表6.1.7-2 碎石土密实度按N20分类重型动力触探锤击数 N120密实度重型动力触探锤击数 N120密实度Nl20<3松散11<N120W14密实3<Ni20<6稍密N20>14很密6<Ni20<11中密注:本表适用于平均粒径大于 50mm或最大粒径大于100mm碎石土。砂土为粒径大于2mm勺颗粒含量不超过总质量50%,粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量50%的土,并按表可进一步划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。表6.1.8 砂土分类土的名称颗粒级配砾砂粒径大于2mm的颗粒含重占总质里25%〜50%粗砂粒径大于0.5mm的颗粒含重超过总质里的50%中砂粒径大于0.25mm的颗粒含址超过总质量的50%细砂粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量的85%粉砂粒径大于0.075mm的颗粒含景超过总质量的50%注:定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。砂土的密实度根据标准贯人试验锤击数实测值 N应按表的规定划分为松散、稍密、中密和密实表6.1.9砂土的密实度标准贯入试3锤击数N密实度标准贯入试3锤击数N密实度N<10松散15<N <30中密10<N <15稍密N>30密实注:当用静力触探探头阻力判定砂土的密实度时,可根据当地经验确定。粉土为粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50%,且塑性指数不大于10的土。黏性土为塑性指数大于10的土,根据塑性指数划分为粉质黏十和黏土。粉质黏土为塑性指数大于10,且不大于17的土;黏上为塑性指数大于17的土。注:塑性指数应由相应于76g圆锥仪沉人士中深度为10mm寸测定的液限计算而得。黏性土的状态可按表分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。表6.1.12黏性土的状态液性指数Il状态液性指数Il状态IlW0坚硬<1L<1软塑0<IlW硬塑IL>l流塑<1lW可塑注:当用静力触探探头阻力或标准贯人试验锤击数判定黏性上的状态时, 可根据当地经验确定。软土为天然孔隙比不小于,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。红黏土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性黏土,具液限一般大于50。经搬运、沉积后,红黏土仍保留其基本特征,液限大于45的土为次生红黏土。人工填土根据其成因和组成,可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土。素填土为由碎石土、砂土、粉土、黏性土等组成的填土。经过压实或夯实的素填土为压实填土。杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。膨胀土为土中黏粒成分主要由亲水矿物质组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性,是自由膨胀率不小于 40%的黏性土。湿陷性土为在浸水后产生附加沉降,是湿陷系数不小于的土。多年冻土为含有固态水,且冻结状态持续两年或两年以上的土。盐渍岩土为易溶盐含量大于%,并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性的岩土。岩土体工程特性指标土的工程特性指标包括强度指标、压缩性指标、静力触探探头阻力、标准贯人试验锤击数、载荷试验承载力等。土的工程特性指标代表值有标准值、平均值及特征值。抗剪强度应取标准值,压缩性指标应取平均值,载荷试验承载力应取特征值。设计取值时,宜考虑基础受荷载重复作用对土的工程特性指标的不利影响。用载荷试验确定地基土的承载力时,压板面积宜为〜 0.50mL试验要求应符合附录E的规定。土的抗剪强度指标,可采用原状土室内剪切试验、无侧限抗压强度试验、现场剪切试验、十字板剪切试验等方法测定。当采用室内剪切试验确定时,应选择三轴压缩试验中的不固结不排水剪切试验。经过预压固结的地基可采用固结不排水试验。每层土的试验数量不得少于六组。室内试验抗剪强度标准值&、0k可按附录F确定。土的压缩特性指标可采用原状土室内压缩试验、原位甲板载荷试验、旁压试验确定。地基土的压缩性可按几为100kPa、P2为200kPa时相对应的压缩系数值(*1-2)划分为低、中、高压缩性,并应按以下规定进行评价:当%1-2<时为低压缩性土。当w%1-2<时为中压缩性土。当%1-2>时为高压缩性土。饱和无黏性土和少黏性土的振动液化破坏, 应根据土层的天然结构、颗粒组成、松密程度、地震前和震时的受力状态、边界条件和排水条件以及地震历时等因素,结合现场勘察和室内试验综合分析判定,并应符合附录G的规定。地基岩体承载力特征值可根据岩石饱和单轴抗压强度、 岩体结构和裂隙发育程度,按表做相应折减后确定;对极软岩可通过三轴压缩试验或现场载荷试验确定其承载力特征值。表6.2.6 地基岩体承载力特征值fak单位:MPa岩石单轴饱和抗压强度R岩体承载力特征值 fak岩体完整,节理间距大丁1m岩体较完整,节理间距为〜0.3m岩体完整性较差,节理间距为〜0.1m岩体破碎,节理间距小于0.1m坚硬岩、中硬岩(R>30)(1/17〜1/20)R(1/11〜1/16)R(1/8〜1/10)R(1/7)Rb较软岩、软岩(R<30)(1/11〜1/16)R(1/8〜1/10)Rb(1/6〜1/7)R(1/5)Rb当岩体、结构面物理力学试验资料不足时,可根据经验按表、表选取岩体和结构面力学参数。表6,2.7-1地基岩体力学参数uU石体分级基础与岩体岩体变形模量fc(MPafc(mpafc(MPa)fC(MP3日(MPcJ)I>f>>c>>f>0>f>>c>>f>0>n>f>>c>>f>0>f>>c>>f>0>Ep>m>f>>C>>f>0>f>>c>>f>0>Ep>w>f>>C>>f>0>f>>c>>f>0>Ep>V>f>>C>>f>0>f>>c>>f>0>Ep>注1:表中岩体即地基基岩。注2:f、C为抗剪断强度,f、C为抗剪弧度。注3:表中参数限于硬质岩,软质岩应根据软化系数进行折减。表6.2.7-2 结构面、软弱层、断层的抗剪和抗剪强度类另I」抗剪断强度抗剪强度fc(MPca)fc(MPca)胶结的结构面〜~〜0无充填的结构面〜~~0岩块岩屑型〜〜~0岩屑夹泥型〜~~0泥灾岩屑型〜~~0泥〜~〜0注1:表中参数限于硬质岩中胶结或无充填的结构面。注2:软质岩中的结构画应进行折减。注3:胶结或无充填的结构面抗剪断强度应根据结构面的粗糙程度选取火值或小值。7荷载、荷载工况与荷载效应组合及分项系数

荷载7.1.1作用在风电机组地基基础上的荷载按随时间的变异可分为三类:永久荷载,如上部结构传来的竖向力 Fzk、基础自重G、回填土重G等0可变荷载,如上部结构传来的水平力 &和Fyk、水平力矩Mk和Mk、扭矩Mk,多遇地震作用Fei等。当基础处于潮水位以下时应考虑浪压力对基础的作用。偶然荷载,如罕遇地震作用Fe2等。根据GB50223的有关规定,风电机组地基基础的抗震设防分类定为丙类,应能抵御对应于基本烈度的地震作用,抗震设防的地震动参数按GBI8306确定。上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载效应宜用荷载标准值表示,为正常运行荷载、极端荷载和疲劳荷载三类。正常运行荷载为风力发电机组正常运行时的最不利荷载效应,极端荷载为 GB中除运输安装外的其他设计荷载状况 (DLC中的最不利荷载效应,疲劳荷载为GB中需进行疲劳分析的所有设计荷载状况 (DL。中对疲劳最不利的荷载效应。对于有地震设防要求的地区,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载还应包括风电机组正常运行时分别遭遇该地区多遇地震作用和罕遇地震作用的地震惯性力荷载。地基基础设计时应将同一工况两个水平方向的力和力矩分别合成为水平合力F水、水平合力矩陈,并按单向偏心计算。荷载工况与荷载效应组合地基基础设计的荷载应根据极端荷载工况、正常运行荷载工况、多遇地震工况、罕遇地震工况和疲劳强度验算工况等进行设计。极端荷载工况为上部结构传来的极端荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载;正常运行荷载工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载;多遇地震工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加多遇地震作用和基础所承受的其他有关荷载;罕遇地震工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加罕遇地震作用和基础所承受的其他有关荷载;疲劳强度验算工况为上部结构传来的疲劳荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载。按地基承载力确定扩展基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩基础桩数时,荷载效应应采用标准组合,且上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载标准值应按第8章和第9章的相关要求修正为荷载修正标准值。扩展基础的地基承载力采用特征值,且可按基础有效埋深和基础实际受压区域宽度进行修正。桩基础单桩承载力采用特征值,并按JGJ94确定。计算基础(桩)内力、确定配筋和验算材料强度时,荷载效应应采用基本组合,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载设计值由荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。基础抗倾覆和抗滑稳定的荷载效应应采用基本组合,但其分项系数均为,且上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载标准值应按第8章和第9章的相关要求修正为荷载修正标准值。验算地基变形、基础裂缝宽度和基础疲劳强度时,荷载效应应采用标准组合,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载直接采用荷载标准值。多遇地震工况地基承载力验算时,荷载效应应采用标准组合;截面抗震验算时,荷载效应应采用基本组合。表7.2.9地基基础设计内容、荷载效应组合、荷载工况和主要荷载设计内容何载效应组合荷载工况主要荷救正常运行荷载工况极端荷载工况疲劳强度验算工况多遇地震工况罕遇地震工况FrkMkFzkMkGGFe1Fe2(1)扩展基础地基承载力复核标准组合VV**VVVVV*(2)桩基础基桩承载力复核标准组合VV**VVVVV*(3)截面抗弯验算基本组合VV**VVVVV*(4)截面抗剪验算基本组合VV**VVV*(5)截面抗冲切验算基本组合VV**VVV*(6)抗滑稳定分析基本组合VV**VVVVVV*(7)抗倾覆稳定分析基本组合VV**VVVVV*(8)裂缝宽度验算标准组合VV**VVVVV*(9)变形验算标准组合V7V7**VVVV*(10)疲劳强度验算标准组合VVVVV(11)抗滑稳定验算(罕遇地震)偶然组合VVVVV7VVV(12)抗倾覆稳定验算(罕遇地震)偶然组合VV7V7V7V7V7V7注:*多遇地震工况需考虑多遇地震作用;**仅当多遇地震工况为基础设计的控制荷载工况时才进行该项验算。罕遇地震工况下,抗滑稳定和抗倾覆稳定验算的荷载效应应采用偶然组合。地震作用计算和地基基础抗震验算等应符合GB50011的规定,地基基础的有关抗震设计还应符合GB50007、JGJ94等的有关规定。地基基础设计内容、荷载效应组合、荷载工况和主要荷载的选取应按表采用。分项系数基础结构安全等级为一级、二级的结构重要性系数分别为和。对于基本组合,荷载效应对结构不利时,永久荷载分项系数为,可变荷载分项系数不小于;荷载效应对结构有利时,永久荷载分项系数为,可变作用分项系数为0。疲劳荷载和偶然荷载分项系数为。地震作用分项系数按GB5001舰定选取。对于标准组合和偶然组合,荷载分项系数均为。各设计内容的主要荷载的分项系数按表采用。混凝土和钢筋的材料性能分项系数分别采用和。 承载力抗震调整系数等未规定的其他材料性能分项系数,按所引用的规范采用。验算裂缝宽度时,混凝土抗拉强度和钢筋弹性模量等材料特性指标应采用标准值。表7.3.3 主要荷载的分项系数设计内容主要«FrkMkFzkMkGiG2FeiFe2(1)天然地基承载力复核(2)基桩承载力复核(3)截面抗弯验算H:V:续表设计内容主要«FrkMrkFzkMzkG1G2FeiFe2(4)截面抗剪验算H:1.3V:(5)截面抗冲切验算H:V:(6)抗滑稳定分析

(7)抗倾覆稳定分析(8)裂缝宽度验算(9)变形验算(10)疲劳强度验(11)抗滑稳定验算(罕遇地震)(12)抗倾覆稳定验算(罕遇地震)注:“/———“荷载效应对结构不利 /荷载效应对结构有利”。H水平方向惯性力。V——竖向,惯性力.8地基计算一般规定风电机组具有承受360°方向重复荷载和大偏心受力的特殊性,对地基基础的稳定性要求高,基础应按大块体结构设计。基础埋置深度的选择应考虑下列因素:基础的形式。作用在基础上的荷载大小和性质。地层结构和地下水埋深。地墓土冻胀和融陷的影响。基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。扩展基础除应满足地基承载力、变形和稳定性要求外,基底允许脱开面积还应满足表的要求。如不满足要求应采取加大基础底面积或埋深等措施。表8.1.4 各计算工况基底允许脱开面积指标计算工况基底脱开面积AI/基底面积A(100%)正常运行荷载工况多遇地震工况不允许脱开极端荷载工况25%对季节性冻土地区,当地基土具有冻胀性时,扩展基础埋深应大于土体的标准冻深(见附录H);对多年冻土地区,可遵照有关规范执行。对地震基本烈度为7度及以上且场地为饱和砂土、粉土的地区,应根据地基土振动液化的判别成果,通过技术经济比较采取稳定基础的对策和处理措施。地基承载力计算地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、 公式计算及结合实践经验等方法综合确定。当扩展基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,由载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,可按式()修正:fafak b(b3)dm(hm。⑸ (8.2.2)式中fa——修正后土体的地基承载力特征值;fak——地基承载力特征值,按8.2.1条的原则确定;"b、T]d——扩展基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按表确定;Y——扩展基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;表8.2.2 承载力修正系数表土的类型T]bT]d淤泥和淤泥质土0人工填土、e或Il不小于的黏性上0红黏土含水比a,0含水比a3&大面积压实填土压实系数大于、黏粒含量p c>10%的粉土0最大干密度大于21kN/m3的级配砂石0粉土黏粒含量P c>l0%的粉土黏粒含量Pc<10%的粉土e或Il均小于的黏性土粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)中砂、粗砂、砾砂和碎石土注1:全风化岩石可参照所风化成的相应土类取值,具他状态卜的岩石不修正。注2:地基承载力特征值按深层平板载荷试验确定时 “d取0,深层平板载荷试验按 GB50007执行。bs——扩展基础底面力矩作用方向受压宽度,当扩展基础底面受压宽度大于6m时按6m取值,Ym——扩展基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;hm 扩展基础埋置深度。岩石地基承载力特征值可按第条的规定确定。 岩石地基承载力不进行深宽修正。地基抗压计算地基抗压计算应符合下列要求:当承受轴心荷载时,应满足式(8.3.1-1)的要求:"fa ()式中Pk——荷载效应标准组合下,扩展基础底面处平均压力;fa——修正后地基承载力特征值。当承受偏心荷载时,除应满足式(8.3.1-1)的要求外,尚应满足式()的要求:PmaxWfa (8.3.1-2)式中Pkmax-―荷载效应标准组合下,扩展基础底面边缘最大压力值。

当扩展基础承受轴心荷载和在核心区内 (e<b/6)承受偏心荷载,基底面未脱开地基时(图),扩展基础底面的压力可按式()〜式()计算:1矩(方)形扩展基础承受轴心荷载时:PkNPk(832-1)式中N——荷载效应标准组合下,上部结构传至扩展基础顶面竖向力修正标准值,Z=koFZk;ko——考虑风电机组荷载不确定性和荷载模型偏差等因素的荷载修正安全系数,取;Gk——荷载效应标准组合下,扩展基础自重和扩展基础上覆土重标准值;A——扩展基石底面积,A=bl;b、l——基底面宽度、长度。图8.3.2 基底面未脱开地基的基底压力示意图2矩(方)形扩展基础在核心区(e<b/6)内,承受偏心荷载作用时:pkmaxNkGkMpkmaxNkGkMkAW(8.3.2-2)pkminNkGkMk(832-3)MkHhe NkGk(832-4)式中M——荷载效应标准组合下,上部结构传至扩展基础顶面力矩合力修正标准值,MI=koMk;Hk——荷载效应标准组合下,上部结构传至扩展基础顶面水平合力修正标准值,H=koFrk;P<min——荷载效应标准组合下,扩展基础底面边缘最小压力值;e——合力作用点的偏心距;hd——基础环顶标高至基础底面的高度。当扩展基础在核心区(e>b2(NkGk)pkmax3la(833-1)3aA (833-2)式中a——合力作用点至扩展基础底面最大压力边缘的距离,按(b/2)-e或(l/2)-e计算。图8.3.3 基底面部分脱开地基的基底压力示意图(PzPcz)faz(8.3.4-1)lb(PkPc)Pz (b2ztan)(l2ztan)(834-2)式中pz——荷载效应标准组合下,软弱下卧层顶面处附加压力;PCz 软弱下卧层顶面处土自重压力;faz——软弱下卧层顶面处经深度等修正后的地基承载力特征值;Pc——扩展基础底面处土的自重压力;z——扩展基础底面至软弱下卧层顶面的距离;6——地基压力扩散线与垂直线的夹角,按表8.3.4采用表8.3.4 地基压力扩散角。

E1E2z/b36°23510°25°1020°30°注1:日为上层土压缩模量;Es2为下层土压缩模量;注2:z/b<时取。=0°,必要时宜由试验确定; z/b>时。值不变。变形计算8.4.1基础变形应验算沉降值和倾斜率,其计算值不应大于地基变形允许值。8.4.2表8.4.2 地基变形允许值轮毂高度H沉降允许值(mm倾斜率允许值tan0高压缩性黏性土低、中压缩性黏性土,砂土H<6030010060"8020080<Hw100150Hh100100注:倾斜率系指基础倾斜方向实际受压区域两边缘的沉降差与其距离的比值,按下式计算:SiS2tanbs式中S、S2——基础倾斜方向实际受压区域两边缘的最终沉降值;bs——基础倾斜方向实际受压区域的宽度。8.4.3nssnssssi1「(g乙冏1)Esi(8.4.3-1)PokPokFzkGk(843-2)式中s——地基最终沉降值;'... ....s——按分层总和法计算出的地基沉降值;小s——沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,无地区经验时可采用表8.4.3的数值;n——地基沉降计算深度范围内所划分的土层数(图8.4.3);表8.4.3沉降计算经验系数小s基底附加压力Es(MPa)RkWfak(kPa)P0k<(kpa)注:Es为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值,应按下式计算 :E―A~s AEsi式中A——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。图8.4.3扩展基础沉降计算的分层示意图pok——荷载效应标准组合下,扩展基础底面处的附加压力,根据基底实际受压面积(As=bsl)计算;曰一一扩展基石底面下第i层土的压缩模量,应取土自重压力至土的自重压力与附加压力之和的压力段计算;Zi、Zi-i——扩展基石底面至第i、i-1层土底面的距离;ai、a一一一扩展基础底面计算点至第i、i-1层土底面范围内平均附加应力系数,可按附录J采用。8.4.4地基沉降计算深度乙nSn0.025 Sii1(8.4.4)

式中 Si——计算深度范围内,第i层土的计算沉降值;&——由计算深度向上取厚度为Z的土层计算沉降值,Z见图8.4.3表8.4.4Z值bb<22<b<44<b<8b>8Z稳定性计算扩展基础和岩石锚杆基础的稳定性应根据工程地质和水文地质条件进行抗滑、抗倾覆或抗浮稳定计算。抗滑稳定计算应根据地质条件分别进行沿基深层结构面的稳定计算。除罕遇工况外的其他荷载工况下,抗滑和抗倾覆稳定按下列公式验算。1抗滑稳定最危险滑动面上的抗滑动面上的抗滑力与滑动力应满足式(8.5.2-1)要求:-FR> (8.5.2-1)Fs式中 Fr-―荷载效应基本组合下,抗滑力;Fs——荷载效应基本组合下,滑动力修正值。2沿基础底面的抗倾覆稳定计算,其最危险计算工况应满足式(8.5.2-2)要求:M^> (8.5.2-2)Ms式中 M——荷载效应基本组合下,抗倾力矩;M——荷载效应基本组合下,倾覆力矩修正值。8.5.3根据GB500011的抗震设防目标,罕遇地震工况下抗滑和抗倾覆稳定应按下列公式验算。Fr1抗滑稳定最危险滑动面上的抗滑力与滑动力应满足式(8.5.3-1)Fr(8.5.3-1)

式中 FR-―荷载效应偶然组合下,抗滑力;'一… 一...一...Fs-―荷载效应偶然组合下,滑动力修正值2沿基础底面的抗倾覆稳定计算,其最危险计算工况应满足式MrMSMrMS(853-2)--/ -・式中 MR-―荷载效应偶然组合下,抗倾力矩;' . ..Ms--荷载效应偶然组合下,倾覆力矩修正值9基础设计一般规定9.1.1表9.1.1 混凝土结构的环境类别环境类别条件一a非严寒和非寒冷地区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境b严寒和寒冷地区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境三使用除冰盐的环境;严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境;滨海室外环境四海水环境五受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境注:严寒和寒冷地区的划分应符合 JGJ24的规定。基础设计应考虑地下水、环境水、基础周围土壤对其的腐蚀,必要时应遵照GB5004褥口JTJ275等有关规定采取有效的防腐措施。二类和三类环境中,基础混凝土裂缝宽度应满足下列规定:正常运行荷载工况:最大裂缝宽度不得超过 0.2mm极端荷载工况:最大裂缝宽度不得超过0.3mm四类和五类环境中的基础混凝土,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定。桩的抗裂和限裂设计应符合JGJ94的规定。混凝土强度等级应由按照标准方法制作养护的边长为150mm勺立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95麻证率的抗压强度标准值。混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk和设计值fc、ft及弹性模量Ec表9.1.5 混凝土强度标准值、设计值及弹性模量 单位:N/mrm种类符混凝土强度等级号C15C20C25C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80强度种类fckftkfcft弹性模量(X104)Ec钢筋强度标准值应不小于95%的保证率。普通钢筋的强度标准值按表确定,设计值和弹性模量按表确定。表9.1.6-1 普通钢筋强度标准值种类符号d(mm)r , 2、fyk(N/m)热扎钢筋HPB235(Q235)8〜20235HRB335(20MnSi)6〜50335HRR400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)6〜50400RRB400(20MnSi)8〜40400表9.1.6-2 普通钢筋强度设计值及弹性模量 单位:N/mm种类符号抗拉强度抗压强度弹性模量抗剪强度热扎钢筋HPB235(Q235)210210X105115HRB335(20MnSi)300300x105155HRR400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)360360Xl05180RRB400(20MnSi)360360Xl05195注:在钢筋混凝土结构中,轴心受厄和小偏心文拉构件的钢筋杭拉强度设计值大于 300N/mrm时,仍按取用300N/mmi。基础和桩身混凝土应具有较高的耐久性、抗裂性及施工和易性,并满足GB50010的要求。基础采用的混凝土强度等级不应低于C25级,垫层混凝土强度等级不应低于C15级。有抗冻要求的混凝土,抗冻等级应按照DLZT5082的规定确定。基础混凝土宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。当采用其他品种和标号时,应通过对比试验确定。基础混凝土中宜掺粉煤灰或其他优质掺合料。粉煤灰的质量应符合GBJ146的要求。基础混凝土应掺用引气剂和减水剂,根据要求,也可掺用调节混凝土凝结时间的其他种类外加剂。采用的外加剂和掺合料的种类及掺量应通过试验确定。凡符合国家标准的饮用水均可用于拌和与养护混凝土。未经处理的工业污水和生活污水不得用于拌和与养护混凝土。地表水、地下水和其他类型水在首次用于拌和与养护混凝土时,须按现行的有关标准,经检验合格方可使用。施工中在基础混凝土表面出现的裂缝应进行处理, 如在四类、五类环境中应及时进行处理。扩展基础矩形基础应验算基础环与基础交接处以及基础台柱边缘的受冲切承载力。受冲切承载力应符合下列规定:oFi 0.7hpftamho(9.2.1-1)atab(9.2.1-2)FiPjAi(9.2.1-3)式中Fl--荷载效应基本组合下,作用在A,上的地基净反力设计值;A--中切验算时取用的部分基底面积(图9.2.1中的阴影面积ABCDEF0Pj--扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时图9.2.1 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置1—冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面;2一冲切破坏锥体的底面线的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;hp——受冲切承载力截面高度影响系数,当ho<800mm寸,取;当hoA2000mm寸,取,其间按线性内插法取用;ft——混凝土轴心抗拉弓5度设计值,按表9.1.6采用;ho——基础冲切破坏锥体的有效高度;am——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度;at——受冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算基础环与基础交接处的受冲切承载力时,取基础环直径,当计算基础台柱边缘处的受冲切承载力时,取台柱宽;ab——受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,当受冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内(图9.2.1),计算基础环与基础交接处的受冲切承载力时,取基础环直径加两倍基础有效高度,当计算基础台柱边缘受冲切承载力时,取台柱宽加两倍该处有效高度。基础底板的配筋应按抗弯计算确定,并遵照GB50010规定计算配筋量。在轴心荷载或单向偏心荷载作用下,对于方形基础,当台阶的宽高比小于或等于(ai/h)和偏心矩小于或等于1/6基础宽度时[图(a)],任意截面的底板受弯可按简化公式()计算:- 12…、、, 2G、, …M1 'al[(2la)(pmaxp)(pmaxp)1]12 A(922-1)田9.2.2矩形基础底板的计算示意图a)偏心距小于或等于1/6基础宽度时;(b)偏心距大于1/6基础宽度时式中 M——荷载效应基本组合下,任意截面I-I处的弯矩设计值;Pmax-―荷载效应基本组合下,基础底面边缘最大地基反力设计值;P——荷载效应基本组合下,在任意截面I-I处基础底面地基反力设计值;G-―考虑荷载分项系数的基础自重及其上覆的土自重;a1——任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离;A——抗弯计算时的刽5分基底面积;——基础底面的边长。在单向偏心荷载作用下,对于方形基础,当台阶的宽高比小于或等于(a1/h)和偏心矩大于1/6基础宽度时[图9.2.2(b)],变高截面处的弯矩可按简化公式计算:M1 1a12(21a)(pmax2G) (9.2.2-2)6 A9.2.3 基础应按不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件,验算斜截面受剪承载力。斜截面受剪承载力应按式(9.2.3-1)计算:0V0.7hftbh。(9.2.3-1)式中Vfth式中Vfth0b9.3.2合。11NikNkGkn(923-2)——荷载效应基本组合下,构件斜截面上最大剪力设计值;h——受剪截面高度影响系数:当 h0<800mm时,取h800mm当h0>2000mm寸,取h0=2000mimt——混凝土轴心抗拉弓5度设计值,按表9.1.5采用;>——截面的有效高度;——矩形截面的宽度。9.2.4基础应根据条的规定,按所处环境类别和设计工况确定相应的裂缝控制要求及最大裂缝宽度限值,并采用荷载效应标准组合按 GB50010的规定验算裂缝宽度。桩基础9.3.1桩基础包括混凝上预制桩和混凝土灌注桩。桩基础应为4根及以上基桩组成的群桩基础。按桩的性状和竖向受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受,端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。群桩中基桩桩顶受力应分别考虑荷载效应标准组合和基本组标准组合下桩顶受力按式(9.3.2-1)〜式()计算:)轴心竖向力作用下:(932-1)2 )偏心竖向力作用下:NikNNikNk GknMYkxi2xj(932-2)3 )水平力作用下:HikHikHk(932-3)式中Nk——荷载效应标准组合下,作用于桩基承台顶面的竖向力修正标准值,Nk=koFzk,ko按8.3.2条规定取值;G——桩基承台和承台上土自重标准值,对稳定的地下水位以下部分扣除水的浮力;Nk——荷载效应标准组合轴心(偏心)竖向力作用下,第i基桩或复合基桩的竖向力;MYk——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,作用于承台底面,绕通过桩群形心的r主轴的合力矩修正标准值,Mk=ko(Mk+F*hd);x、xj——基桩或复合基桩至y轴的距离;Hk——荷载效应标准组合下,作用于桩基承台底面的水平力修正标准值,Hk=koFrk;Hk——荷载效应标准组合下,作用于第i基桩或复合基桩的水平力:n——桩基中的桩数;hd——基础环顶标高至承台底面的高度。2 基本组合下桩顶受力由荷载标准值乘以相应分项系数按式(932-1)〜式()计算。桩基础设计时,应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同工作,计算方法和公式可采用附录L进行计算。基桩承载力荷载效应标准组合计算应符合式 ()〜式()的要求:轴心竖向力作用下:N ik<R (9.3.4-1)偏心竖向力作用下,除满足式(9.3.4-1)外,尚应满足式()的要求:N ikmax< (934-2)水平力荷载作用下:H ikWR (934-3)式中Nk——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合桩基的平均竖向力;Nkmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力;

R墓桩或复合基桩竖向承载力特征值;Hik——在荷载效应标准组合下,作用于基桩i桩顶处的水平力;R——群桩中基桩水平承载力特征值。单桩竖向承载力特征值及。应按式()确定:1Ra Quk(9.3.5)式中Quk——单桩竖向极限承载力标准值;K-―安全系数,取K=2。设计采用的单桩竖向极限承载力标准值规定如下:1 级桩基础,应通过单桩静载试验确定。2 级桩基础,应通过单桩静载试验确定,仅当地质条件简单时,可参照地质条件相同的试桩资料,结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。3 级桩基础,可根据原位测试和经验参数综合确定。9.3.7单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值的确定应符合下列规定:单桩竖向静载试验按JGJ106执行。对于大直径端承型桩,也可通过深层平板(平板直径应与孔径一致)载荷试验确定极限端阻力。对于嵌岩桩,也可通过岩基平板(直径0.3m)载荷试验确定极限端阻力标准值,通过嵌岩短墩(直径0.3m)确定极限侧阻力标准和极限端阻力标准值。桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件静载试验确定,可通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及静力触探等土的原位测试指标间的经验关系。当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定基桩抗压极限承载力标准值时,宜按式()估算:QukQQukQskQpkqsikli qpkAp(9.3.8)式中 Qsk、Qpk——总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值;qsik——桩侧第j层土的极限侧阻力标准值,如无当地经验值时,可按附录K取值;qpk——极限端阻力标准值,如无当地经验值时,可按附承取值;li——桩穿越第i层土的厚度;u-一桩身周长;A——桩端面积。对于桩距不超过6d的群桩基础,桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层1/3的软弱下卧层时,可按式()、式()验算软弱下卧层的承载力(图:zm(lt)faz(939-1)(NkGk)2(AoB0)qsikliz (Ao2ttan)(&2ttan)(939-2)图9.3.9 软弱下卧层承载力验算式中 z——作用于软弱下卧层顶面的附加应力;m——软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度)的厚度加权平均值;t——硬持力层厚度;faz—―软弱下卧层经深度修正的地基极限承载力特征值,深度修正系数取;AB0——桩群外缘矩形面积的长、短边长;——桩端硬持力层压力扩散角,按表9.3.9取值。表9.3.9 桩端硬持力层压力扩散角 单位(°)Es1/Es2t=t>1412362351025

102030102030注1:国、Es2为硬持力层、软弱下卧层的压缩模量。注2;当仁时, 降低取值;介于和之间,可内插取值。9.3.10符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载力时应考虑桩侧负摩阻力。桩侧负摩阻力的计算应符合JGJ94的规定。桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时。桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载或填土,或地面大面积堆载(包括填土)时。由于降低地下水位,使桩周土中有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。承受拔力的桩基础,应同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩抗拔承载力,计算应符合极限状态计算式()、式():NikT2LGgp(9.3.11-1)NikTukGp2(9.3.11-2)式中 Mk——荷载效应标准组合下,基桩拔力;Tgk——群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值, 根据条确定;Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值, 根2条确定;Ggp——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数, 地下水位以下取浮重度;Gp——基桩自重,地下水位以下取浮重度,对于扩底桩应按表9.3.12-1确定桩、土柱体周长,计算桩、上自重。表9.3.12-1 扩底桩破坏表面周长晌自桩底起算的长度li0(4~10)d>(4~10)dUiDd注:li对于软土取低值,对于卵石、砾石取高值; li取值按内摩掠角增大而增加。9.3.12 群桩基础及其基桩的抗拔极限承载力的确定应符合下列规士7E:对于1级和2级桩基础,基桩的抗拔极限承载力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抗拔极限承载力标准值取值可按JGJ106执行;对于群桩的抗拔极限承载力应按以下规定验算。对于3级桩基础,如无当地经验时,群桩基础及基桩的抗拔极限承载力取值可按下列规定计算:1)群桩呈非整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按式(9.3.12-1)计算:Tuk iqsikuili(9.3.12-1)式中Ui——桩身周长,对于等直径桩取 u=d;对于扩底桩按表9.3.12-1取值;li——抗拔系数,按表9.3.12-2取值。2)群桩呈整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按式(9.3.12-2)计算: 1Tgk—Ul iqsiklin(9.3.12-2)式中ui——桩群外围周长。表9.3.12-2 抗拔系数土类i值砂土〜黏性土、粉土〜注:桩长l与桩径d之比小于20时,i取小值。9.3.13 单桩的水平承载力特征值的确定规定如下:1 对于受水平荷载较大的1级和2级桩基础,单桩的水平承载力特征值应通过单桩水平静力荷载试验确定,试验方法可按 JGJ106执对于钢筋混凝土预制桩、桩身全截面配筋率不小于%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75%为单桩水平承载力特征值。对于桩身配筋率小于%的灌注柱,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疽。4当缺少单桩水平静载试验资料时,可按式(9.3.13-1)估算桩身配筋率小于%的灌注桩的单桩水平承载力特征疽。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。TOC\o"1-5"\h\z0.75mftW0 NNik //、Rha m-J-^(1.2522g)(1—N-^^) (-1)vm mftAn式中 一一根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力取“-”;——桩的水平变形系数,按9.3.16条确定;m一一桩截面模量塑性系数,圆形截面 m=2;ft一一桩身混凝土抗拉强度设计值;W0一一桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为w0-d-[d22(E1)gd;],其中d为桩直径,d0为扣除保32 g护层的桩直径,e为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;vm——桩身最大弯矩系数,按表9.3.13取值;表9.3.13 桩顶(身)最大弯矩系数vm和桩顶水平位移系数vx表桩顶约束情况桩的换算埋深 hvmvx校接、自由,2A——桩身换算截面积为A=旦[1+(ae-1)pg];4N——桩顶竖向力影响系数,竖向压力取,竖向拉力取。5当桩的水平承载力由水平位移控制,且缺少单桩水平静载实验资料时,可按式(-2)估算预制桩、桩身配筋率不小于%勺灌注桩单桩水平承载力特征值;3_aEIha 0a(-2)Vx式中EI—一桩身抗弯刚度,对于钢筋混凝土桩, EI=,其中X为桩身换算截面惯性矩,圆形截面,Io=Wd/2;Vx VmO6验算永久荷载控制的桩基础的水平承载力时,应将 2~5款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数。9.3.14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、桩基、土相互作用产生的群桩效应,可按式(-1)~式()确定:(-1)(-2)(-3)(-4)(-5)T]i=T]h4h二4i4r+4l/s„、0.015n20.45(—d0.15n10.1011.92mx0aB'chc

l= RhavxX0a= ha—xa3EI式中i]h——群桩效应综合系数;“i—一桩的相互影响效应系数;T]r——桩顶约束效应系数(桩顶嵌入承台长度50〜100mmt),换算深度位移控制强度控制注:a5l换算深度位移控制强度控制注:a5ll(mbi,h为桩的入土长度。刀l表9.3.14 桩顶约束效应系数vr表-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刀1=0);SnSn/d一n1、n2—沿水平荷载方向与垂直于水平荷载方向每排桩中的桩数;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表9.3.16取值;xoa桩顶(承台)的水平位移容许值,当以位移控制时,可取x。=10mm(t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,可近似按式(9.3.14-5)xoaB'c承台受侧向土抗力一边的计算宽度, B'c=Bc+1,BcB'c宽度;hc——承台高度。9.3.15当作用于桩基上的外力主要为水平力时,应根据使用要求对桩顶变位的限制,对桩墓的水平承载力进行验算(计算方法和公式详见附录L)。当外力作用面的桩距较大时,桩基的水平承载力可视为各单桩的水平承载力的总和。当承台侧面的土未经扰动或回填密实时,应计算土抗力的作用。当水平推力较大时,宜设置斜桩。9.3.16确定:1桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数可按下列规定桩的水平变形系数a(1/m)可按式(9.3.16)确定:式中mmbo桩侧土水平抗力系数的比例系数;bo——桩身的计算宽度,对圆形桩,当直径dWim寸,b0=(d十),当直径d>1nfl寸,bo=(d+1)。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9.3.16取值。表9.3.16 地基土水平抗力系数的比例系数 m直预制桩灌注桩序号地基土类别m(MN/m)相应单桩在地面处水平位移(mm)m(mn/m4)相应单桩在地面处水乎位移(mm)l淤泥、淤泥质土、饱和湿陷性土2〜10〜66〜122流塑(11>1)、软塑<Il<1)状黏性土,e>粉土,松散粉细砂,松散、稍密填土〜6106〜144〜83可塑</1w状黏性土,湿陷性土,e=~粉土,中密填土,稍密细砂6〜101014〜353〜64硬塑(0<Ilw、坚硬(IlW0)状黏性土,湿陷性上,e<粉土,中密的中粗砂,密实老填土10〜221035〜1002〜55中密、密实的砾砂、碎石类土100〜300〜3注1:当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高(>%对: m值应适当降低;当预制桩的水平向位移小于 10mm时,m值可适当提图.注2:当水平荷载为长期或经常出现的荷载时,应将表列数值乘以降低采用。注2:当地基为可液化土层时,应按 JGJ94规定执行。桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。计算中应考虑荷载效应的基本组合,并应按桩的类型和成桩工艺的不同,分受压桩、抗拔桩和受水平作用桩等,遵照JGJ94有关规定进行计算。桩的主筋应遵照GB50010规定经计算确定,并应采用荷载效应标准值根据该规定验算桩身的裂缝宽度。对5.0.2条规定的桩基础和摩擦型桩基础,应进行沉降验算。桩基的沉降不得超过基础的沉降允许值,并应符合条的要求。计算桩基沉降时,最终沉降量宜按单向压缩分层总和法计算。地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变形体理论,按下列方法计算,计算应按附录M进行:实体深基础(桩距不大于6d)。其他方法,包括明德林应力公司方法。9.3.20应按有关规范的规定考虑特殊条件对桩基的影响。软土地区的桩基应考虑桩周土自重固结、蠕变及施工中挤土对桩基的影响;在深厚软土中不宜采用有大片密集有挤土效应的桩基。位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算。对于预制桩尚应进行运输、吊装和锤击等过程中的强度和抗裂验算。桩顶端的承台应采用钢筋混凝土重力式,并应满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构的要求。桩基承台配筋应按抗弯计算确定,并遵照GB50010规定计算配筋量。桩基承台的弯矩计算可按式()、式()简化计算的方法确定,群桩矩形承台计算截面取在

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