建筑桩基技术规范2018

建筑桩基技术规范2018为了贯彻国家的技术经济政策，确保桩基设计与施工的安全适用、技术先进、经济合理、质量保障，以及环境保护，本规范制定而成。本规范适用于建筑(包括构筑物)桩基的设计、施工和验收。在进行桩基设计和施工时，应综合考虑工程地质和水文地质条件、上部结构类型、使用功能、荷载特征、施工技术条件和环境。应重视地方经验，因地制宜，注重概念设计，合理选择桩型、成桩工艺和承台形式，优化布桩，节约资源，并加强施工质量控制和管理。除了符合本规范的要求外，还应符合国家现行有关标准和规范的规定。术语和符号是本规范中的重要部分。桩基是由设置于岩土中的桩和与桩顶连接的承台共同组成的基础或由柱与桩直接连接的单桩基础。复合桩基是由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。基桩是桩基础中的单桩。复合基桩是由单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。减沉复合疏桩基础是在软土地基天然地基承载力基本满足要求的情况下，为减小沉降采用疏布摩擦型桩的复合桩基。单桩竖向极限承载力是指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。极限侧阻力是指相应于桩顶作用极限荷载时，桩身侧表面所发生的岩土阻力。极限端阻力是指相应于桩顶作用极限荷载时，桩端所发生的岩土阻力。单桩竖向承载力特征值是指单桩竖向承载力的统计特征值。2.1.10优化桩基硬度以减少差异沉降的设计单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后得到承载力值。通过调整桩径、桩长和桩距等参数，改变基桩支承刚度分布，考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相互作用效应，设计使建筑物沉降趋于均匀、承台内力降低的方法。2.1.11承台效应系数在竖向荷载下，承台底部地基土的承载力发挥率。2.1.12负摩阻力由于桩周土的自重固结、湿陷和地面荷载作用等原因，产生大于基桩的沉降，从而对桩表面产生向下的摩阻力。2.1.13下拉荷载作用于单桩中性点以上的负摩阻力之和。2.1.14土塞效应在敞口空心桩沉桩过程中，土体涌入管内形成土塞，对桩端阻力的发挥程度产生影响。2.1.15灌注桩后注浆在灌注桩成桩后一定时间，通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆，使桩端、桩侧土体（包括沉渣和泥皮）得到加固，从而提高单桩承载力，减小沉降。2.1.16桩基等效沉降系数用于反映Mindlin解应力分布对计算沉降的影响，是弹性半无限体中群桩基础按Mindlin解计算沉降量ωM与按等代墩基Boussinesq解计算沉降量ωB之比。2.2符号2.2.1作用和作用效应Fk：按荷载效应标准组合计算的作用于承台顶面的竖向力；Gk：桩基承台和承台上土自重标准值；Hk：按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的水平力；Hik：按荷载效应标准组合计算的作用于第i基桩或复合基桩的水平力；Mxk、Myk：按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的外力，绕通过桩群形心的x、y主轴的力矩；Nik：荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i基桩或复合基桩的竖向力；Qgn表示作用于群桩中某一基桩的下拉荷载，qf表示基桩切向冻胀力。土的压缩模量Es，混凝土抗拉、抗压强度设计值ft、fc，岩石饱和单轴抗压强度标准值frk，静力触探双桥探头平均侧阻力fs和平均端阻力qc，以及桩侧地基土水平抗力系数比例系数m、静力触探单桥探头比贯入阻力ps，单桩第i层土的极限侧阻力标准值qsik，单桩极限端阻力标准值qpk，单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值Qsk、Qpk，单桩竖向极限承载力标准值Quk，基桩或复合基桩竖向承载力特征值R，单桩竖向承载力特征值Ra，单桩水平承载力特征值Rha，基桩水平承载力特征值Rh，群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值Tgk，群桩呈非整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值Tuk，土的重度γ和有效重度γe等均为抗力和材料性能参数。桩端面积Ap，桩身截面面积Aps，计算基桩所对应的承台底净面积Ac，承台宽度Bc，桩身设计直径d，桩端扩底设计直径D，桩身长度l，承台长度Lc，基桩中心距sa，桩身周长u，以及桩基沉降计算深度(从桩端平面算起)zn等均为几何参数。钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值αE，承台效应系数ηc，冻胀影响系数ηf，桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数ζ，大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数ψsi、ψp，桩端土塞效应系数λp，基桩抗拔系数λ，桩基沉降计算经验系数ψ，成桩工艺系数ψc，桩基等效沉降系数ψe，以及Boussinesq解的附加应力系数α和平均附加应力系数α均为计算系数。桩基础应按照承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体形的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度，应将桩基设计分为三个设计等级。在桩基设计时，应根据表3.1.2确定设计等级。3.1.3桩基的承载能力计算和稳定性验算应根据具体条件进行，包括以下方面：1.根据桩基的使用功能和受力特征，分别进行竖向承载力和水平承载力的计算；2.对桩身和承台结构的承载力进行计算，对于桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa且长径比大于50的桩，应进行桩身压屈验算；对于混凝土预制桩，应按吊装、运输和锤击作用进行桩身承载力验算；对于钢管桩，应进行局部压屈验算；3.当桩端平面以下存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层承载力验算；4.对位于坡地、岸边的桩基，应进行整体稳定性验算；5.对于抗浮、抗拔桩基，应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算；6.对于抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力验算。3.1.4下列建筑桩基应进行沉降计算：1.设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基；2.设计等级为乙级的体形复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基；3.软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。3.1.5对受水平荷载较大，或对水平位移有严格限制的建筑桩基，应计算其水平位移。3.1.6应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。3.1.7桩基设计时，所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下列规定：1.确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应的抗力应采用基桩或复合基桩承载力特征值。2.计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地震作用、风载效应标准组合。3.验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时，应采用荷载效应标准组合；抗震设防区，应采用地震作用效应和荷载效应的标准组合。4.在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，应采用传至承台顶面的荷载效应基本组合。当进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合。5.桩基结构安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数γ应按现行有关建筑结构规范的规定采用，除临时性建筑外，重要性系数γ应不小于1.0。6.对桩基结构进行抗震验算时，其承载力调整系数γRE应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定采用。3.1.8为减小差异沉降和承台内力，可采用变刚度调平设计，具体应按以下规定实施：1.对于主裙楼连体建筑，如果高层主体采用桩基，则裙房（包括纯地下室）的地基或桩基应相对弱化，可以采用天然地基、复合地基、疏桩或短桩基础。2.对于框架-核心筒结构的高层建筑桩基，应该增强核心筒区域桩基的刚度（例如增加桩长、桩径、桩数、采用后注浆等措施），相对弱化核心筒外围桩基的刚度（采用复合桩基，视地层条件减小桩长）。3.对于框架-核心筒结构的高层建筑，如果天然地基承载力满足要求，则宜在核心筒区域局部设置增强刚度、减小沉降的摩擦型桩。4.对于大体量筒仓、储罐的摩擦型桩基，应按内强外弱原则布桩。5.对于按变刚度调平设计的桩基，应进行上部结构-承台-桩-土共同工作分析。3.1.9.对于软土地基上的多层建筑物，如果天然地基承载力基本满足要求，则可采用减沉复合疏桩基础。3.1.10.对于需要进行沉降计算的建筑桩基，无论是在施工过程中还是建成后的使用期间，都应进行系统的沉降观测，直至沉降稳定。3.2基本资料3.2.1.桩基设计应具备以下资料：1.岩土工程勘察文件：a.桩基按两类极限状态进行设计所需用岩土物理力学参数及原位测试参数；b.对建筑场地的不良地质作用，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、土洞等，有明确的判断、结论和防治方案；c.地下水位埋藏情况、类型和水位变化幅度及抗浮设计水位，土、水的腐蚀性评价，地下水浮力计算的设计水位；d.抗震设防区按设防烈度提供的液化土层资料；e.有关地基土冻胀性、湿陷性、膨胀性评价。2.建筑场地与环境条件的有关资料：a.建筑场地现状，包括交通设施、高压架空线、地下管线和地下构筑物的分布；b.相邻建筑物安全等级、基础形式及埋置深度；c.附近类似工程地质条件场地的桩基工程试桩资料和单桩承载力设计参数；d.周围建筑物的防振、防噪声的要求；e.泥浆排放、弃土条件；f.建筑物所在地区的抗震设防烈度和建筑场地类别。3.建筑物的有关资料：a.建筑物的总平面布置图；b.建筑物的结构类型、荷载，建筑物的使用条件和设备对基础竖向及水平位移的要求；c.建筑结构的安全等级。4.施工条件的有关资料；a.施工机械设备条件，制桩条件，动力条件，施工工艺对地质条件的适应性；b.水、电及有关建筑材料的供应条件；c.施工机械的进出场及现场运行条件。5.供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。3.2.2桩基的详细勘察应满足现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021的相关要求，并满足以下要求：1.勘探点间距：-对于端承型桩（包括嵌岩桩），勘探点间距应根据桩端持力层顶面坡度决定，通常为12-24米。当相邻两个勘察点揭露出的桩端持力层层面坡度大于10％或持力层起伏较大、地层分布复杂时，应根据具体工程条件适当加密勘探点。-对于摩擦型桩，勘探点间距应为20-35米。但是，如果土层的性质或状态在水平方向分布变化较大，或存在可能影响成桩的土层，则应适当加密勘探点。-在复杂地质条件下的柱下单桩基础中，应按柱列线布置勘探点，并在每个桩下设立一个勘探点。2.勘探深度：-应将1/3-1/2的勘探孔布置为控制性孔。对于设计等级为甲级的建筑桩基，至少应布置3个控制性孔；对于设计等级为乙级的建筑桩基，至少应布置2个控制性孔。控制性孔应穿透桩端平面以下压缩层厚度；一般性勘探孔应深入预计桩端平面以下3-5倍桩身设计直径，且不得小于3米；对于大直径桩，不得小于5米。-嵌岩桩的控制性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于3-5倍桩身设计直径，一般性钻孔应深入预计桩端平面以下不小于1-3倍桩身设计直径。当持力层较薄时，应有部分钻孔钻穿持力岩层。在岩溶、断层破碎带地区，应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况，钻孔应钻穿溶洞或断层破碎带进入稳定土层，进入深度应满足上述控制性钻孔和一般性钻孔的要求。-在勘探深度范围内的每一地层，均应采取不扰动试样进行室内试验或根据土质情况选用有效的原位测试方法进行原位测试，以提供设计所需参数。3.3桩的选型与布置3.3.1基桩可按以下规定分类：1.按承载性状分类：-摩擦型桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计。-端承型桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计。2.按成桩方法分类：-非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩，套管护壁法钻（挖）孔灌注桩。-部分挤土桩：冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型钢桩。3在软土地基上采用的挤土桩应具备较好的侧阻力和摩阻力，同时应考虑桩身的抗弯和抗剪能力。4对于软土地基上的桩基，应根据实际情况选择合适的桩型和成桩工艺，同时应采取合理的加固措施，如灌浆加固、桩帽加固等。3.4.2高地应力地区的桩基设计应符合下列规定：1在高地应力地区，应选择合适的桩型和成桩工艺，同时应根据实际情况采取合理的加固措施，如加固帽、加固环等。2在高地应力地区，应注意桩身的抗弯和抗剪能力，同时应考虑桩端的承载力和桩侧的摩阻力。3在高地应力地区，应根据实际情况选择合适的桩布置方式，使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合，从而提高桩群的承载能力。3.4.3海洋工程中的桩基设计应符合下列规定：1在海洋工程中，应选择具备较好的耐腐蚀性和耐水侵蚀性的桩材料，如钢管桩、混凝土桩等。2在海洋工程中，应考虑海水侵蚀和海浪冲击等因素对桩基的影响，采取合理的加固措施，如加固帽、加固环等。3在海洋工程中，应根据实际情况选择合适的桩型和成桩工艺，同时应注意桩身的抗弯和抗剪能力，以及桩端的承载力和桩侧的摩阻力。3.在采用挤土桩和部分挤土桩时，必须采取技术措施来取消减孔隙水压力和挤土效应，并且要控制沉桩速率，以减小挤土效应对成桩质量、邻近建筑物、道路、地下管线和基坑边坡等的不利影响。4.在先成桩后开挖基坑的情况下，必须合理安排基坑挖土顺序和控制分层开挖的深度，以防止土体侧移对桩的影响。3.4.2在湿陷性黄土地区的桩基设计中，应遵循以下原则：1.基桩必须穿透湿陷性黄土层，桩端应支承在压缩性低的黏性土、粉土、中密和密实砂土以及碎石类土层中。2.对于设计等级为甲、乙级建筑桩基的单桩极限承载力，应以浸水载荷试验为主要依据。3.在自重湿陷性黄土地基中，单桩极限承载力的计算应考虑桩侧负摩阻力的影响，具体应根据工程情况进行分析。3.4.3在季节性冻土和膨胀土地基中的桩基设计中，应遵循以下原则：1.桩端进入冻深线或膨胀土的大气影响急剧层以下的深度时，应满足抗拔稳定性验算要求，且不得小于4倍桩径及1倍扩大端直径，最小深度应大于1.5m。2.为减小和消除冻胀或膨胀对桩基的影响，宜采用钻(挖)孔灌注桩。3.在确定基桩竖向极限承载力时，除不计入冻胀、膨胀深度范围内桩侧阻力外，还应考虑地基土的冻胀、膨胀作用，验算桩基的抗拔稳定性和桩身受拉承载力。4.为消除桩基受冻胀或膨胀作用的危害，可在冻胀或膨胀深度范围内，沿桩周及承台作隔冻、隔胀处理。3.4.4在岩溶地区的桩基设计中，应遵循以下原则：1.采用钻、冲孔桩是岩溶地区桩基的最佳选择。2.当单桩荷载较大，岩层埋深较浅时，宜采用嵌岩桩。3.当基岩面起伏很大且埋深较大时，宜采用摩擦型灌注桩。3.4.5在坡地、岸边桩基的设计中，应遵循以下原则：1.对于建于坡地、岸边的桩基，不得将桩支承于边坡潜在的滑动体上。桩端进入潜在滑裂面以下稳定岩土层内的深度，应能保证桩基的稳定。2.建筑桩基与边坡应保持一定的水平距离；建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡，当有崩塌、滑坡等不良地质现象存在时，应按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB50330的规定进行整治，确保其稳定性。3.新建坡地、岸边建筑桩基工程应与建筑边坡工程统一规划，同步设计，合理确定施工顺序。4.不宜采用挤土桩。5.应在最不利荷载效应组合下验算桩基的整体稳定性和基桩水平承载力。3.4.6在抗震设防区的桩基设计中，应遵循以下原则：1.桩的长度