如何正确使用新的桩基规范进行设计讲义

如何正确使用新的桩基规范进行设计朱春明《建筑桩基技术规范》（JGJ94－2008）自2008年10月1日起实施，原行业标准《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）同时废止。有些设计人员参加了桩基新规范的学习，大多是自学规范。由于设计人员在设计中采用JCCAD，迫切了解JCCAD针对新规范作的修改，在规范修编的同时，程序也作了同步修改，并协助规范组作了一些力所能及的工作。近期，将举办“桩基新规范介绍及基础软件改进”学习班，目的是让广大的设计人员如何理解桩基新规范并正确进行基础设计。下面简单介绍有关内容。1桩基础规范增加及调整内容简介新桩基规范（JGJ94－2008）总结十几年的国内外的科研成果及JGJ94－94桩基规范实施中的经验，增加的内容有：（1）减少差异沉降和承台内力的变刚度调平设计。（2）桩基耐久性规定。（3）后注浆灌注桩承载力计算与施工工艺。（4）软土地基减沉复合疏桩基础设计。（5）考虑桩径因素的Mindlin应力解计算单桩、单排桩和疏桩基础的沉降。（6）抗压桩和抗拔桩桩身承载力计算。（7）长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工方法。（8）预应力混凝土空心桩承载力计算与沉降。调整的内容有：（1）基桩和复合基桩承载力设计取值与计算。（2）单桩侧阻力和端阻力经验参数。（3）嵌岩桩嵌岩段側阻和端阻综合经验系数。（4）等效作用分层总和法计算桩基沉降经验系数。适（骨5士）歉钻孔灌注卸桩孔底沉训渣厚度控兴制标准。识2卧安全系数衫设计法及累桩疏的隙“搂特征甘值位”掉200便2念年陪4糟月网1辉日开始实宰施的《建容筑地基基麻础设计规证范》痛（跳GB50驱00杨7输－放200鉴2亮）改变了些基础设计评的设计原硬则，从原胶来的可靠贱度分析设侮计法变成霞了现在的糕安全系数肌设计法，锯采垦用肥“凶特征妙值们”购来表示正栽常使用极堪限状态计锄算时采用蜂的地基承纪载力和单愚桩承载力热的值。采偿用准永久烂组合值计栗算沉降，黄采用标准魂组合校核地承载力，辩采用基本螺组合计算命承台、桩阅截面及配波筋顿。腥JCCA仓D未在岁200骂2碌年新规范昂版本中就袜实现了上连述各种类金型荷载组位合的自动键生成，根度据计算内脸容自动选终择荷载组址合类型。勤由于地基辜规范将（膜GB50播00州7游－检200席2糖）没有给摆出桩承载枕力的经验愤参数计算执方法，软鲜件利用涝《建筑桩膜基技术规禽范》傍（践JGJ9森4息－哥9享4而）御经验参数绳法姻计算出桩却极限承载把力标准值剥，将其啦除砌2堡后得到该司桩的特征纹值。及《建筑桩伪基技术规孟范》堪（素JGJ9透4肉－劝200重8宁）在页《建筑地市基基础设猾计规范》躁（童GB50往00投7简－流200寄2界）框架内走进行具体尺的修改，茅保留了原意极限承载油力标准值山经验参数据计算方法音，增加了弃将其馒除漠2汁后得到桩讲的特征值酬的规定。当这种计算短方法正好头与湖JCCA秃D贩传统的处快理方法一蛙致。帜这种对特训征值的处愉理方法主丢要是因为艇桩侧摩擦骆力与桩端富阻力发挥红机理不一酱样，且不静同步，从权严格的意窝义上不存饰在桩侧摩济擦力的特树征值与桩逼端阻力的然特征值，斑考核特征士值应从整购体安全度碌来评价。现按同样的艰方法，考稠核复合桩撑基的承载晌力特征值租也应从整等体安全度格来评价，般先计算出份桩与土的卸整体极限返承载力标澡准值，将耐其肠除金2馆后得到其温桩与土的安整体特征座值。融3租基绑桩承载力尸计算李单桩承载卸力包括单系桩侧阻力逆和单桩端婆阻力，桩您基新规范帐（存JGJ9孟4绍－诉200园8吵）调整了惯经验参数侄法计算桩栽极限侧阻予力和桩极介限端阻力聚。对经验困参数表格抖中的数据往进行调整壤是由于增坛加了统计跟样本，提欧高统计值辈的可靠性周。经验参锁数表格删搏除了沉管醋灌注桩的顶内容，主父要是考虑辉沉管灌注落桩是挤土丹桩。由于颠大量的工金程事故及凑挤土引起帐的负面效忠应，规范承不主张采配用沉管灌膜注桩并且稍删除了原顾规范表格殿中的内容世。不过考宇虑到现有免许多中仍尖包含沉管嫂灌注桩的瓣内容锣，俱JCCA门D恨保留了沉串管灌注桩碧的计算内蚂容。尿在嵌岩桩垦承载力计恒算时，如外何考虑桩袭侧摩阻力锅是一个有打争议的问陕题。一种诸意见认为垂嵌岩桩的箱端阻力很寿小，构成容嵌岩桩承辉载力的主蒸要是侧摩迫阻力；另烤一种意见内认为桩侧忘土的摩阻驰力在总承税载力中所睬占的比例形较小，一以般不超过金10%贞左右，在馒大约走10m皇厚的土层救中，桩侧逆土的摩阻职力所占的哑比例更低都，因此没汁有必要计搜入。桩基屿新规范考坚虑到实际泼上的嵌岩夜桩不一定吐是端承桩食，桩基新端规范软（紧JGJ9可4达－弱200姐8迹）调整木嵌岩桩嵌蜓岩段側阻客和端阻综区合经验系桑数。为了炕计算方便拐，在规范探正文中将述嵌岩桩嵌出岩段側阻观力和端阻抚力用嵌岩遮桩总极限眠阻力标准符值来表示绕，同时在亩条文说明跑中保留原耐规范分别怀计算嵌岩粮桩嵌岩段陵側阻力和滋端阻力的装公式。租上世纪九掠十年代初沟，后注浆鞠工艺开始看用于灌注哈桩，中国己建筑科学沾研究院地娃基所值研究开发示了泥浆护嫩壁灌注桩评桩底、桩出侧后注浆机专利技术汽（安专利号赢ZL94疾1659塔8.1很）拘，梦并制订了耳相应的企馅业标准。蚊后注浆灌却注桩不但屈能提高承哀载力还能祥减少沉降匀，同时是烘基础变刚呼度调平设抽计的一种绸手段。限桩基新规涝范唱（埋JGJ9悔4施－间200赴8扩）增加屿后注浆灌灭注桩承载切力计算与任施工工艺脚，提供了希承载力的截计算公式纷，给出了墙侧阻增强煮系数与端逐阻增强系货数的表格奴，大大有演利于后注梦浆工艺的书推广使用贞。后注浆津工艺对桩黄承载力增瓣强效果也断不是一成找不变的，也影响因素披与压浆压犹力、压浆搬时间、压姥浆量等有兰关。低4波复合删桩基计算撒复合桩基猜的概念在依JGJ9果4杠－崭9亿4愧桩基规范淘就已提出辽，不过只添出现在桩泊承台复合永基桩的承召载力计算驼中，由于株公式复杂衬在实施中艺少有人用酒。桩基新译规范败（疮JGJ9档4乡－逮200葡8幼）修改了驾公式，使无计算更加码方便，在线软土中减竭沉桩设计忌时用于桩惕数的确定园，沉降的伸计算。任桩土共同星作用问题尝一直受到善岩土界同捐行的重视鼓，是基础旁工程设计闹中人们反误复讨论、河反复争论该的一个热关点。桩基虑新规范担（论JGJ9廉4资－协200然8绣）中的复警合桩基为吵何不采用黎上海地基股规范蜡（残DGJ0障8砖－伸1颂1春－忙199仆9党）中减沉楼复合桩基冲的成果，馋主要原因济是：贱（模1乎）上海规解范的复合文桩基假设储将桩土共蓝同作用分申成两个阶尤段：当桩趋顶上全部塘荷载小于干各单桩极袄限承载力擦之和时，敲全部荷载新可近似认筒为全部由滩桩承受；戚当桩顶上咏全部荷载壁大于或等惕于单桩极倍限承载力蔑之和时，应多余的荷纪载由承台这下的土体吸承担，此哗时，承台绣下的土才围真正参与穿共同作用储。集（透2看）桩反力恼会根据发辣挥度的不隐同大于特槽征值，甚慧至达到特仁征值耕的浪2跑倍，这样含桩承载力拔校核会与加规范中桩嘉承载力校淘核相矛盾伐。在桩身茫强度设计莫时如何选页择单桩设多计荷载也生是问题。石（污3康）上海规岸范中复合拥桩基沉降耗等于桩引污起的沉降意加上土的近沉降，尽眼管在数学舒角度上保胀证与天然年地基沉降威及常规桩忧基沉降的闸连续性，烧但物理意虹义上不太接完美。所桩基新规搏范谁（狐JGJ9丛4拼－疑200稻8荐）考虑到枯上海地区隐的特殊性赔与全国复闪合桩基的挪使用情况畅，为了计盼算的方便瓣，规范规的定根据承伐台面积控而制系数计市算承台面盟积储，亭按承台效版应系数计潜算分担比速，根据分堆担比确定驶桩数。奸5剂桩基沉降翁计算激对于桩距歇小于和等贞于寇6尝倍桩径的息群桩，桩猫基新规范默（怠JGJ9抗4对－善200届8岔）的沉降拨计算保留容了原规范岗（乌JGJ9索4省－矮9饮4脉）的等效外分层总和而法，但是闯调整修正宜系数的确肾定方法。杠对于单柱覆单桩、双役桩、单排伸桩、桩距最大于谈6例倍桩径搭的疏桩基娇础，其沉福降不能采慎用等效作膝用分层总倚和法计算贸。赖桩基新规艳范细（织JGJ9叛4晓－鸡200吗8比）在肯跟定老mind毯li葱n促方法可以诚计算沉降辽的前提线下，指出威地基规范号及上海规仰范茂Gedd堤e思s富解的问题求。蝶Gedd饱e富s耻解假设桩棕侧摩擦力郑作用于桩竟轴线上，煤将桩端反打力用集中严力表示。赛由于半无恩限体力集蒙中力会引讯起局部解畅失真，在龙分层总和绝法计算沉绪降时，特渔别是计算饥单桩沉降匹时会引起颂失真。堪在钱JCCA百D萌实施地基阻规范及上雀海规范时弯已发现并挨解决问题乎，主要是叙要考虑其中尺寸效应良，桩侧摩浆擦力仍作踏用桩侧，斧桩端阻力崭仍以面荷敞载作用于射桩端，不志象手工计慨算一样进泪行简化。佛在这次新云规范附表旷计算中，扣我们协助堪规范组进棍行数值分验析及表格静整理。在楚计算承台鞠沉降时，照不能简单逆地以承台套形心作为非计算点，护当中心点怀是土不是耽桩时，沉专降会偏小稻，应找到商离中心最哄近处的桩种中心作为膝计算参考登点。休上海规范制中利治用禾mind齿li瑞n镰方法计算励沉降时提莲供了沉降极经验系数场，岂《建筑地彼基基础设肯计规范》炸（劫GB50匠00仆7慢－工200遣2垃）庙及《建筑榨桩基技术仁规范》敌（想JGJ9之4记－场200浙8盈）没有给叛出相应的怠系数，这矛给设计人语员提出难傍题，同时誉告诉大家慕经验系数泡是有地区喘性的。驶在赏JCCA洞D参计算沉降密时，提供阁了一个可称以修改的禾参沙数猎——阁“牲沉降计算艰修正系烤数迎”摧。惨JCCA布D冰会根据选啊择规范的睡不同，给竭出不同的塞计算结果代。背6达桩基础设狠计中的概甜念截设计塔桩基础设局计比一般礼基础要更巾复杂，它维不光关心涝基础底的粘土承载力勾，还要关妙心土层的尺竖向信息故，关心各盾持力层的炮承载力参截数及土层狗的分布。齿桩基础设惩计方案不坦是惟一的界，特别是爸桩位平面设位置不惟堆一，方案民的合理与句否与设计秧人员的综毒合专业知鸦识有关，眠其中包括标一些结构勿力学、岩洁土力学的企基本概念万及基础设犯计和施工厦的工程经全验。桩基尤础很规范中樱强调了概伯念设夕计开,睛下面神介绍衬应练用侧JCCA亦D搭在方案设弓计过程中套和计算结堤果判断时愚正常用到战的一些概蛙念姨：炕（渠1哄）基础设笨计的目的鬼是为上部匪结构提供跨一个可靠斯的平台，绣使上部结授构实际受狼力与分析森结果一致脂。如果基童础不能保兴证一定的贯刚度和强者度，上部集结构是不熔安全的。唯地基基础舟规范与桩结基规范等穿对基础沉励降与差异晨沉降都提厘出强制规虚定。费（亿2唱）基础类枪型可分两免大类，独舱立式基础范（独基，坛桩承台）住和整体式新基础（地劲基梁、筏伟板、箱基跑、桩梁、替桩筏、桩辫箱）。对稿于独立式存基础可以腰取荷载的送最大轴力参组合、最拥大弯矩组臣合、最大零剪力组合民计算；对扭于整体式矛基础每个臭柱子的最在大值不会培同时出现套，应对各妈种荷载组报合分别计悲算后进行冻统计。相叮比两种设搂计方法，酸整体式基怎础整体刚榴度大、计鹅算复杂，辫但对地基贿承载力的娱要求降低傲，桩数减墓少。惨（辨3呀）天然地刺基上的筏搂基与常规鼻桩筏基础做是两种典播型的绑整体式默基础形式朵。常规桩聚筏基础不泄考虑桩间吓土承载力伍的发挥，贡当减小桩镜数量后桩窃与土就能暮共同发挥恭作用，如幕桩基规范郑中的复合毁桩基。当属天然地基嚼上的筏基蛙沉降不能映满足设计取要求时，努可加少量歌桩来减小高沉降及提界高承载力表，如上海棉规范采用蝶沉降控制明复合桩基五。对天然闷地基进行绒人工处理间后（比如语采用播CF渗G衣桩或其它爹刚性桩）缘，就可变框成复合桩筝基（不设赠柔性垫层娱）或复合屋地基（设简柔性垫层泪）。单（征4筐）整体式防基础是一鹅个超静定鸡结构，基己底土、桩物反力及基膝础所受内生力与筏板轰刚度密切良相关，刚植度越大所搏受内力越森大。当局事部构件配瓶筋过大时牧，如增大狼尺寸不起吹作用，减膀小尺寸有杨时更有效声。徒（焰5强）相比上演部结构计葵算，基础春设计人员少的工程经蛋验起着重绒要作用。寇在桩筏有幕限元计算坏中，桩弹排簧刚度及周板底土反以力基床系息数的确定黑等均与沉贸降密切相嫂关，因此厕基础计算灾的关键是藏基础的沉奇降问题。衰合理的沉烛降量是筏辟板内力及晒配筋计算润的前提，厅在沉降量误合理性的秤判断过程忠中，工程固经验起着害重要的作妖用。艘（弄6杠）针对高茂层建筑桩云筏（箱）钉基础传统爆设计方法挣带来的碟宜形差异沉科降问题和馒主裙房的嚼差异沉降凡问题，新红桩基规范豪（催JGJ9虏4冰－己200乔8云）提出了渠变刚度调前平设计新瓦理念。其污基本思路汽是：考虑径地基、基买础与上部附结构的共茂同作用，骡对影响沉丘降变形场浴的主导因无素（桩土票支承刚度落分布）巨实施调整基，眉“杏抑强补稍弱脱”仔，促使沉逢降趋向均捷匀。具体患包括高层思建筑内部鼠的变刚度籍调平和主弄裙房间的托变刚度调酱平。对于乡荷载集中王、相互影训响大的核宰心区，实蹈施增大桩低长（当有乡两个以上换相对坚硬钟持力层时锄）或调整各桩径、桩胖距；对于共外围区，秧实施少布啄桩、布较拜短桩，发们挥承台承疑载作用。用调平设计冒过程就是节调整布桩贝，进行共冲同作用迭压代计算的泪过程。对饺于主裙房补的变刚度巡调平，主想导原则是碗强化主体勺，弱化裙思房。裙房割首选方案本是采用天雀然地基，岸必要时采怨取增沉措殖施。当主唯裙房差异扬沉降小于仿规范容许健值，不必含设沉降缝螺，连后浇幕带也可取俭消。最终同达邀到榴,枣筏板上部谎结构传来乞的荷载与培桩土反力稼不仅整体躺平得衡采,俯而且实现荒局部平衡救。由此，朋最大限度闯地减小筏收板内逮力晴,止使其厚度乞减薄变为删柔性薄板夏。逼（煤7体）虽然程腔序能自动而完成筏板锅的计算，规设计人员宋应有初步您的力学概算念。筏板牙计算模型封必须具备满荷载、基类础构件及蛾边界约束屑。荷载有烟多种形式馒，包括点均荷载（如鬼柱荷载）滩、线荷载冒（如墙荷衡载）、面俘荷载（如唉板面荷载经）；基础链构件可划傻分成多种现形式单元昼，包括梁嫩单元（如教明梁、暗象梁、筏板纵的肋）、旦板单元；碎边界约束纳可分为固稻定约束、银弹性约束蒙（如点弹