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文档简介
四川省工程建设地方标准
四川省大直径素混凝土桩复合地基技术规程
Technicalspecificationforcompositefoundationwith
largediameterplainconcretepilesinSichuanprovince
DBJ51/T061-2016
主编单位:中国建筑西南勘察设计研究院有限公司
四川省建筑科学研究院
批准部门:四川省住房和城乡建设厅
施行日期:2017年1月1日
前言
根据四川省住房和城乡建设厅《关于下达四川省工程建
设地方标准〈大直径素混凝土置换灌注桩复合地基技术规范〉
编制计划的通知》(建标〔2013〕142号)的要求,由中国建
筑西南勘察设计研究院有限公司会同有关单位组成的规范编
制组经过广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国内
外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,制定本规程。
本规程共分8章和9个附录,主要技术内容包括:1总
则;2术语和符号;3基本规定;4补充勘察;5设计;6施
工;7检验与检测;8验收与监测及附录。
本规程由四川省住房和城乡建设部负责管理,由中国建
筑西南勘察设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。
执行过程中,请各使用单位注意收集相关资料和总结经验,并
及时将意见或建议寄送中国建筑西南勘察设计研究院有限公
司(地址:四川省成都市龙潭经济城航天路33号,电话:
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目次
1总则········································································1
2术语和符号·································································2
2.1术语··································································2
2.2符号··································································3
3基本规定·····································································8
4补充勘察···································································12
4.1一般规定····························································12
4.2技术要求····························································12
4.3技术成果····························································15
5设计······································································17
5.1一般规定····························································17
5.2桩型选择与布设·················································19
5.3强度计算····························································21
5.4变形计算····························································26
5.5褥垫层································································29
5.6构造和辅助措施·················································30
6施工······································································33
6.1一般规定····························································33
6.2施工准备····························································35
6.3成孔施工····························································36
6.4混凝土灌注·························································43
7
6.5褥垫层································································46
7检验与检测·······························································48
7.1一般规定····························································48
7.2施工前检验·························································49
7.3施工中检验与检测··············································50
7.4施工后检验与检测··············································51
8验收与监测·······························································56
8.1一般规定····························································56
8.2验收································································56
8.3沉降观测····························································59
8.4监测································································60
附录A卵石土、砂土压缩模量确定方法·····················62
附录B竖向基准基床系数测定静载荷试验要点··············63
附录C岩石分类··························································64
附录D平板静载荷试验要点·······································66
附录E处理后桩间土承载力静载荷试验要点··············70
附录F灌注桩极限侧阻力测试试验要点·····················72
附录G大直径灌注桩桩端阻力静载荷试验要点············80
附录H复合地基承载力静载荷试验要点·····················82
附录J复合地基增强体承载力静载荷试验要点···········85
本规程用词说明·····························································87
引用标准名录·································································89
附:条文说明·································································91
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1总则
1.0.1为了在大直径素混凝土桩复合地基的设计与施工中贯彻执
行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、质量合格、经
济合理、环保节能,制定本规程。
1.0.2本规程适用于四川省内建筑与市政基础设施工程大直径素
混凝土桩复合地基的勘察、设计、施工、检验与验收。
1.0.3大直径素混凝土桩复合地基的设计与施工,应综合考虑工
程水文地质条件、上部结构类型和荷载分布特征、施工技术条件与
环境影响,并重视地区经验,因地制宜地选择适宜的增强体类型和
施工工艺,强化施工质量及安全控制。
1.0.4大直径素混凝土桩复合地基工程除应符合本规程外,尚应
符合国家现行有关标准的规定。
1
2术语和符号
2.1术语
2.1.1复合地基compositefoundation
天然地基的部分岩土体被增强或被置换,形成的由地基岩土体
和竖向增强体共同承担荷载的人工地基。
2.1.2大直径素混凝土桩largediameterplainconcretepiles
由机械或人工成孔灌注,直径大于600mm、长径比大于等于6、
长度不小于4m的混凝土增强体,或等体积置换岩土体的素混凝土
柱体,以及构造型配筋的混凝土增强体的统称。
2.1.3大直径素混凝土桩复合地基compositefoundationwith
largediameterplainconcretepiles
大直径素混凝土桩与桩间各类岩土体及各类桩顶褥垫层协同作
用形成的人工地基。
2.1.4褥垫层cushion
在基础下设置的不同厚度、不同材料叠合、填筑密实的协调增
强体与桩间岩土荷载分配及变形的填筑材料。
2.1.5加筋垫层reinforcedcushion
铺设有单层或多层水平向加筋材料的褥垫层。
2.1.6复合地基承载力特征值characteristicvalueofcomposite
foundationbearingcapacity
由载荷试验测定的复合地基压力变形关系曲线线性变形阶段内
规定变形所对应的压力值,最大值为比例界限值;或通过分别测试
2
桩间岩土承载力特征值和单桩承载力特征值,并依据线性变形阶段
内规定一致变形所对应的岩土承载力特征值和单桩承载力特征值,
采用设计方法复核计算获取的复合地基的承载力。
2.1.7复合土层压缩模量compressionmodulusofcompositesoil
综合反映经处理后复合岩土体变形特性的指标。复合岩土层的
压缩模量等于该层天然地基压缩模量与其经处理的天然地基承载力
提高比例的乘积。
2.1.8基床系数coefficientofsubgradereaction
单位地基面积上引起单位沉降所需施加的力,即地基上任一点
所受的应力与该点地基的沉降量的比值。简称基床系数。
2.1.9试验性施工experimentalconstruction
复合地基设计或施工前,为校核地层参数符合性、检验选用设
备及处理方案的适宜性和确定施工工艺控制参数等进行的施工及相
关测试的工程活动。
2.2符号
2.2.1作用与效应
p——实测荷载-沉降关系曲线上比例界限压力;
p1,p2——单桩复合地基静载荷试验的荷载-沉降曲线呈线性变
化阶段的选取计算点压力强度的平均值;
py——单桩载荷试验的荷载-沉降曲线呈线性变化阶段最大变形
量对应的压力强度,利用深井载荷试验和桩侧摩阻力试验
在相同变形条件下计算获取的单桩承载力的压强;
pip——基础各划分区块基底实测反力平均值;
3
p0——设计计算的基底平均压力值;
P——比例界限所对应的荷载;
Qi——桩身第i断面处轴力;
Qn——桩端的轴力;
s——比例界限所对应的荷载对应的沉降,复合地基计算变形量;
s——按分层总和法计算的复合土层变形量;
s1——复合地基下天然地基计算变形量,荷载-沉降曲线上对应
p1处的稳定沉降量;
s2——褥垫层压缩变形量,荷载-沉降曲线上对应p2处的稳定沉
降量;
[s]——建筑物在正常使用极限状态下的变形允许值;
sip——基础各划分区块的实测基础沉降平均值;
sip——采用分层总和法计算的基础沉降平均值;
sy——载荷试验荷载-沉降曲线上呈线性变化阶段的最大变形量
或约定变形量;
σsi——桩身第i断面处的钢筋应力;
i——第i断面处的应变平均值,长期监测时应消除桩身徐变
的影响;
εsi——桩身第i断面处的钢筋应变。
2.2.2性能指标
fsk——基础底面以下3倍桩径范围内天然地基承载力特征值的
最低值;
Ra——单桩竖向承载力特征值;
4
qsia——基础底面以下第i层土的桩侧阻力特征值;
qsi——桩第i断面与i+1断面间的侧摩阻力;
qpa——基础底面以下第i层土的桩端阻力特征值;
qp——桩的端阻力;
fcu——桩体混凝土试块(边长150mm立方体)标准养护28d
后的抗压强度平均值;
fspa——深度修正后的复合地基承载力特征值;
fspk——复合地基承载力特征值;
Es——钢筋弹性模量,kPa;
Eas——变形计算深度范围内压缩模量的当量值;
Ei——第i断面处桩身材料弹性模量;
Esi——基底以下第i层土的压缩模量值;
Esj——加固土层以下第j层土的压缩模量值;
E0——变形模量。
2.2.3几何参数
b——承压板的边长或直径;
d——桩设计直径、荷载试验承压板直径;
de——单桩分担的地基处理面积的等效圆直径;
d0——基础埋置深度;
l——桩身长度;
li——第i断面与第i+1断面之间的桩长,第i层桩间岩土层的
厚度;
n——桩侧注浆导管断面数;
5
u——等直径桩身周长;
up——桩身周长,设有扩大段时应分段计算;
Ai——基底以下第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值,第
i断面处桩身截面面积;
Aj——加固土层以下第j层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
A0——桩端面积;
Ap——桩身截面积,桩端面积或扩大端面积;
Gc——注浆量。
2.2.4计算参数
m——面积置换率、基础长度与基础宽度的比值;
Kp——依据实测基底反力和基础沉降计算的复合地基平均基床
系数;
Ks——依据实测基础沉降和设计基底平均压力计算的复合地基
平均基床系数;
Ksp——依据单桩复合地基静载荷试验资料计算的复合地基平
均基床系数;
Ksy——依据单桩载荷试验和桩间土载荷试验计算的复合地基
平均基床系数;
I0——刚性承压板形状对沉降的影响系数;
I1——承压板埋深z时的修正系数;
I2——与土的泊松比有关的系数;
——桩端端阻力发挥系数;
p——桩端注浆量经验系数;
6
s——桩侧注浆量经验系数;
——桩间土承载力发挥系数、与波松比关联系数;
——单桩承载力发挥系数;
——岩土的泊松比;
m——基础底面以上土厚度的加权平均重度;
ζ——复合地基承载力与桩间土天然承载力中的比值;
Eas——变形计算经验系数;
c——依据实测基础沉降资料获取的地方沉降修正系数。
7
3基本规定
3.0.1大直径素混凝土桩复合地基适用于分布稳定且能提供竖向
承载力、侧阻力和端阻力以及具有稳定性的可塑、硬塑状黏土、砂
卵石、软岩及其组合场地的地基处理。缺乏地区经验时,应通过试
验性施工确定其适用性。
3.0.2遇有下列情况之一时,不应直接采用大直径素混凝土桩复
合地基:
1天然地基承载力特征值小于150kPa;
2未完成固结的新近填土地基;
3同一基础单元下天然地基承载力特征值相差3倍及以上的
地基;
4抗震设防8度以上或液化土的场地。
3.0.3大直径素混凝土桩复合地基设计使用年限应不低于建(构)
筑物设计使用年限。
3.0.4大直径素混凝土桩复合地基设计等级应符合表3.0.4的规定。
表3.0.4大直径素混凝土桩复合地基设计等级
设计等级地基特征
处理后复合地基承载力特征值大于等于800kPa;
处理后地基承载力提高系数大于3.0;
增强体设计桩径大于1.0m(包括人工挖孔护壁厚);
甲级桩间和桩端置于性状明显不同的岩土层;
桩端平面以下普遍存在软弱夹层;
中等及以上膨胀、软化基岩、腐蚀性等特殊性土地基;
坡顶、岸边等潜在不稳定的地基
8
续表
设计等级地基特征
乙级除甲级和丙级以外的设计等级
处理后地基承载力特征值小于450kPa,且桩底置于同一岩土层;
丙级
桩端置于分布均匀的坚硬或较坚硬土层、完整或较完整的基岩层
注:满足表中任何一条即划分为该等级。
3.0.5拟采用大直径素混凝土桩复合地基工程应具备下列条件:
1场地岩土工程勘察、场地与环境条件资料;
2基础平面图和剖面图、复合地基承载力及变形指标等设计
要求;
3施工机械设备条件和场地施工条件。
3.0.6拟采用大直径素混凝土桩复合地基的场地岩土工程勘察资
料应满足下列要求:
1报告深度应满足现行国家标准《岩土工程勘察规范》
GB50021、《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72、《建筑桩基技术规
范》JGJ94和《筏形与箱形基础技术规范》JGJ6等的有关规定;
2提供各岩土层的承载力、压缩模量或变形模量、波松比、
不同桩型的桩侧阻力和桩端端阻力等设计所需的岩土参数;
3不同成孔工艺可行性及对地基扰动、邻近建筑和环境的影
响评价;
4提供可能作为持力层的岩土层顶面高程等值线图;
5明确岩体的工程分类、完整性与风化分级,提供岩体钻孔
取芯率或RQD指标、点荷载试验指标、声波测试成果、岩块抗压
强度、软化系数及其随深度变化的工程地质特性资料。
3.0.7拟采用大直径素混凝土桩复合地基场地已有岩土勘察资料
9
不能满足要求、复合地基设计等级为甲级、结构设计有特殊要求或
工程需要时应进行补充勘察;实施过程中现场条件与勘察资料出现
明显差异时,应进行施工勘察。
3.0.8大直径素混凝土桩复合地基设计文件应明确复合地基承载
力、复合地基压缩模量或变形模量、单桩承载力或桩侧阻力及桩端
阻力、桩间土承载力或复合地基基床系数等指标要求。
3.0.9大直径素混凝土桩复合地基宜采用级配的碎石、天然级配
的砂卵石、混合土及其与薄层素混凝土或加筋材料叠合的褥垫层。
当桩间分布有膨胀性土或易软化岩层时,褥垫层应选择具有隔水、
封闭基底作用的材料。
3.0.10大直径素混凝土桩复合地基设计和施工中采用新型材料
或构件、新成桩工艺或必要时,应进行专项论证。
3.0.11大直径素混凝土桩复合地基设计等级为甲级、地质条件复
杂或设计有要求时,应进行试验性施工。
3.0.12大直径素混凝土桩复合地基施工前应编制有针对性的施
工组织设计或施工方案。大直径素混凝土桩宜采用机械钻孔、人工
挖孔及联合方式等成桩施工工艺;采用人工挖孔进行增强体施工时,
应制定切实可行的安全专项方案。
3.0.13膨胀土、软岩等遇水软化的地基,应结合成孔工艺、施工
顺序等对基底进行及时封闭。
3.0.14大直径素混凝土桩复合地基施工完成后,应根据设计要求
及相关规范进行桩身完整性、桩间土承载力、单桩承载力或单桩复
合地基承载力检测。
3.0.15单桩承载力静荷载试验的试验设备能力不易满足最大加
载要求时,宜通过分别测试桩的侧阻力和桩端阻力并按设计计算方
法确定单桩承载力特征值。
10
3.0.16大直径素混凝土桩复合地基承载力的确定应符合下列规定:
1单桩复合地基静荷载试验加载量小于12000kN时,应通过
单桩复合地基承载力试验确定;
2单桩复合地基静荷载试验加载量大于等于12000kN时,宜
通过桩间土承载力、单桩承载力测试结果按设计方法计算确定。
3.0.17对检测不满足设计要求的大直径素混凝土桩复合地基,应
由复合地基设计单位会同相关单位根据实际检测情况商定处理方
案,并对处理后的复合地基重新进行检测。
3.0.18大直径素混凝土桩复合地基的施工阶段和使用阶段应进
行建筑主体的沉降变形观测,直至变形速率满足国家现行有关标准
规定的稳定标准为止。
3.0.19复合地基设计等级为甲级、设计有要求和工程需要的大直
径素混凝土桩复合地基,宜从试验性施工阶段直至使用阶段进行增
强体、桩间土及基础的应力和应变监测。
3.0.20大直径素混凝土桩复合地基应在施工单位自检合格及第
三方检测合格的基础上进行验收。
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4补充勘察
4.1一般规定
4.1.1补充勘察前应根据工程已有岩土工程勘察资料和拟采用复
合地基设计要求编制针对性的勘察方案。
4.1.2补充勘察应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》
GB50021、《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72、《建筑桩基技术规
范》JGJ94和《筏形与箱形基础技术规范》JGJ6等的有关规定和设
计要求。
4.1.3补充勘察方案应经复合地基设计单位确认后实施。
4.2技术要求
4.2.1补充勘察除满足本规程第3.0.6条要求外,尚应符合下列要求:
1进一步查明拟建场地各岩土层的类型、成因、空间分布变
化规律和工程特性;
2进一步查明填土的填筑时间及材料成分等;
3进一步查明场地水文地质条件、地下水类型及腐蚀性,并
实测地下水水位;
4对拟选作桩端持力层的土层应进一步核查其承载力及变形
特性,对拟作桩端持力层的岩层应进一步核查其岩性、构造、风化
程度和坚硬程度及完整性;
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5进一步核查不良地质作用,提供洞穴、冲沟、破碎岩体或
软弱夹层、可液化层和特殊性岩土的分布及其危害程度,并提出处
理措施建议;
6对成桩工艺、成桩可能性及有关岩土问题提出处理建议。
4.2.2勘探孔布置和间距应符合下列规定:
1勘察孔应按柱轴线方向布置;
2摩擦型桩、端承摩擦型桩勘探孔间距宜为10m~15m,端
承型桩、摩擦端承型桩勘探孔间距宜为8m~12m;
3拟布置有4根以上桩的独立基础、复合地基设计等级为甲
级的,单列相邻5根桩之间至少布置1个勘探钻孔;
4膨胀土、遇水软化岩基以及成桩扰动破坏岩土结构性且不
易恢复的场地,勘探孔间距不应大于10m;
5相邻勘探点所揭露的拟作为持力层的层面坡度大于10%或
存在可能影响成桩质量的岩土层时,应适当加密勘探点;
6基岩裂隙发育、裂隙水丰富的场地,勘探孔间距不宜大于
拟布置桩间距的4倍。
4.2.3勘探孔深度应符合下列规定:
1一般性勘探孔应进入预计桩端平面以下3倍桩径,且不得
小于5m。
2控制性钻孔应深入预计桩端平面以下5倍桩径,且不得小
于8m;对膨胀土、遇水软化岩基以及成桩破坏岩土结构且不易恢
复的地层,应深入桩端平面以下不小于10m。
3当持力层中存在软弱夹层、遇断层破碎带时,钻孔深度应
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穿透软弱层进入相对完整岩土层以下深度不少于5倍桩径。
4勘探孔深度应满足复合地基变形验算的厚度要求。
4.2.4勘察试验应根据场地岩土的类别采用标准贯入试验、动力
触探试验和旁压试验等原位测试方法,并应符合下列规定:
1对复合地基性能有显著影响的各主要土层逐层进行测试。
2预计作为桩端持力层的黏性土层每1m测试一次,对卵石
土应连续进行测试。
3遇有厚度较大且分布均匀的硬塑~坚硬黏性土层时,每2m
测试一次;当土层性质不均匀时,应加密测试数量。
4对预计作为桩端持力层采用N120或旁压试验进行测试的全
风化或强风化岩层,击数达到或超过50击时,应记录实际贯入击数
和深度。
5对饱和黏性土和结构特征明显的土层,宜采用十字板剪切
试验测定灵敏度,并评价施工对其结构性及其环境的不利影响。
4.2.5桩端拟置于基岩时,应结合钻孔资料进行钻孔声波测试;
测试孔数量应能控制整个场地,且不少于3孔。
4.2.6砂卵石层和风化岩层勘探孔应采用植物胶等有效的护壁方
法钻进,岩芯采取率应大于85%。
4.2.7勘探深度范围内每一岩土层应采取原状试样进行室内试
验。遇水软化的岩基应进行软化试验,结构特征明显的土层应进行
灵敏度试验。岩土取样应符合下列规定:
1当土层性质不均匀时,应增加取样数量;
2取样孔数量不应少于勘探孔总数的1/3;
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3预计作为桩端持力层的岩土层每1m一组;
4遇有厚度较大且分布均匀的硬塑~坚硬黏性土层或基岩每
2m一组。
4.2.8复合地基设计等级为甲级和设计有要求时,对拟选为桩端
持力层的岩土层,勘察时宜通过深层载荷试验确定相关参数。
4.3技术成果
4.3.1补充勘察文字报告除符合相关技术标准规定外,尚应包括
下列主要内容:
1提供不同成桩工艺的桩极限侧阻力和极限端阻力等参数;
2提供水、土腐蚀等级和遇水软化的岩基软化系数,并提出
耐久性处置措施建议;
3按本规程附录A和相应试验成果确定岩土体变形指标,并
按本规程附录B确定基准基床系数;
4按本规程附录C进行岩石分类,提出不同风化程度岩基面
高程等高值突变区域及处理建议;
5对满足本规程3.0.2条情况、浅部存在软弱层的场地,提出
处理建议;
6评价岩土层对成桩工艺及成桩灌注混凝土质量的影响,提
出减少施工扰动地基、影响环境的预防措施建议;
7评价地下水对桩体施工的影响及控制地下水的措施;
8抗震设防区按设防烈度提供拟建场地的抗震设计条件,包
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括场地土的类型、建筑场地类别、地基土有无液化等的判定,评价
液化程度(等级)及其危害程度并提出处理建议;
9对存在特殊性岩土、洞穴、破碎岩体或软弱夹层等场地,评
价其危害程度并提出处理建议。
4.3.2补充勘察报告图件除符合相关技术标准规定外,尚应包括
下列主要内容:
1原位测试试验及必要的对比测试成果;
2可作为桩端持力层的各层岩土层顶板高程等值线图。
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5设计
5.1一般规定
5.1.1大直径素混凝土桩复合地基设计应具备下列资料:
1符合本规程第3章、第4章规定的岩土工程勘察资料;
2建设工程资料应包括下列内容:
1)工程总平面布置图;
2)工程结构类型、荷载分布和工程使用条件及安全等级;
3)对应于荷载效应标准组合时的基底压力和对应于荷载效
应永久组合时的基底压力;
4)工程基础平面图及地下结构剖面图;
5)结构设计要求的承载力和变形控制值,以及设备对基础
竖向及水平位移的要求。
3场地及环境条件资料应包括下列内容:
1)地下管线及障碍物的分布;
2)可能受桩施工影响的邻近结构物的地基及基础情况等;
3)场地周围地表水汇流、排泄条件和渗漏情况;
4)轨道交通、地下结构情况。
4施工条件应包括下列内容:
1)施工机械设备条件、动力条件以及对地质条件的适应性;
2)水、电及有关建筑材料的供应条件;
3)施工机械设备的进出场及现场运行条件。
5类似工程经验或试验性施工资料。
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5.1.2对岩溶、滑坡、液化等不良地质作用以及不稳定的边坡、
涉水等不良地质条件的场地,复合地基施工前应按国家现行有关标
准和工程需要完成整治和处理。
5.1.3符合本规程3.0.2条和遇有下列情况之一时,应对拟作为桩
间土的地基进行预先处理:
1可能产生负摩阻力的场地;
2存在天然或人工洞穴、既有建筑基础、承压水等地段;
3使用期间地表可能大面积堆载的场地;
4其他不适合直接作为桩间土的场地。
5.1.4大直径素混凝土桩复合地基设计计算和验算应符合下列
规定:
1承载力计算和软弱下卧层承载力验算;
2复合地基及其软弱下卧层变形计算;
3对持力层坡度大于10%或桩端位于不同持力层、位于坡地
和涉水地段应进行最不利荷载效应组合下的局部稳定性及整体稳定
性验算;
4复合地基均匀性分析;
5桩身抗压强度验算;
6受水平荷载时,桩身水平承载力验算。
5.1.5设计采用的单桩竖向承载力应符合下列规定:
1遇有下列情况之一时,应通过试验性施工的单桩静载荷试
验确定,在同一条件下的试验桩数量不应少于3根;
1)复合地基设计等级为甲级;
2)地质条件复杂的乙级;
3)缺少地区经验的丙级;
4)设计有特殊要求的工程。
18
2地质条件简单设计等级为乙级的工程,可参照地质条件相
似的试验性施工资料并结合地区经验确定;
3复合地基设计等级为丙级的工程,可根据工程经验确定;
4初步设计时可参照勘察报告进行估算,并最终通过试验桩
验证确定。
5.1.6复合地基设计文件应包括下列内容:
1设计总说明,包括工程概况、设计要求、场地地质条件、
设计依据、计算参数及施工工艺选择、质量控制标准及检验项目等
要求;
2施工工艺、施工程序、材料等要求;
3特殊场地条件处置、预先处理设计、地下水控制等;
4复合地基性能检测和监测项目及方法、环境安全监测内容
及技术要求;
5图件应包括环境条件平面、布桩平面、主要地层布桩后剖
面、特殊部位处理详图等。
5.2桩型选择与布设
5.2.1桩承载类型应综合地基条件、上部结构类型、荷载分布特
征等因素进行确定,并符合下列规定:
1同一结构单元的桩型、桩径应相同,桩径宜为800~
1400mm;
2上硬下软地基宜以摩擦型为主,并适度考虑软弱地层的桩
端阻力作用;
3上软下硬地基宜以端承型为主,并适度考虑软弱地层的侧
阻力作用;
19
4受水平荷载时宜采用构造性配筋或计算配筋的混凝土灌注
桩,并验算水平承载力。
5.2.2桩成孔工艺应综合地基、施工、环境等条件因素进行确定,
并符合下列要求:
1工艺成熟、对地层扰动小、成桩质量可靠;
2对周边环境、基坑边坡稳定等不利影响较小;
3进行桩间土预先处理的场地应采取与复合地基机理同类型
的工艺;
4同一结构单元的施工工艺宜相同;
5场地地质条件复杂时应通过试验性施工确定。
5.2.3桩端持力层选择宜符合下列规定:
1分布均匀、承载力相对高、压缩性相对小、无软弱下卧层
的岩土层;
2坡地、岸边等地段应选用潜在滑动面以下、不受水位波动
影响的岩土层;
3岩溶或溶蚀场地应选用相对均匀稳定且承载力及厚度满足
稳定和变形要求的岩土层;
4同一结构单元不宜选用承载力、压缩性等差异较大的岩
土层。
5.2.4桩端进入持力层的深度应符合下列要求:
1卵石层人工挖孔桩不应小于1倍桩径,钻孔灌注桩不宜小
于2倍桩径;
2强风化岩层不应小于2倍桩径,中等风化岩层不宜小于1
倍桩径;
3经处理后的特殊性岩土、岩溶以及液化地基不应小于3倍
桩径。
20
5.2.5桩位布置应符合下列规定:
1同一结构单元的桩应使桩群形心与上部标准荷载组合的合
力作用点相重合;
2应采用相同桩径均匀布桩,上部结构荷载分布和桩周岩土
层厚度变化较大时,应采用变刚度方式布桩;
3条形基础、多桩独立基础等应按梅花形布桩,独立基础桩
数量不少于3根;
4承担竖向荷载的边桩中心线应在基础外缘线之外,其与基
础外缘线的距离不大于2/3倍桩径;
5抗震设防场地和岩土构成复杂、软弱结构面组合不利、岩
体风化带变异较大和邻近边坡等场地,应在基础荷载附加应力扩散
范围内设置1~2排保护桩。
5.2.6桩最小中心距宜满足表5.2.6的要求。成桩扰动影响明显时,
桩中心距可适当加大。
表5.2.6桩最小中心距比值
桩中心距与桩身直径比
桩中心距与桩身直径比
岩土类型的最小值
的最大值
人工挖孔机械钻孔
施工扰动不利影响显著的
3.02.84
岩土层
施工扰动不利影响较小的
2.52.53.5
岩土层
5.3强度计算
5.3.1复合地基承载力特征值应通过现场复合地基承载力试验确
21
定。初步设计时可按下式计算:
fspk=mRa/Ap+(1-m)fsk(5.3.1)
式中fspk——复合地基承载力特征值,kPa;
——单桩承载力发挥系数,宜按地区经验取值,无经验时可
取0.85~0.95,褥垫层较厚时取小值;
22
m——面积置换率,m=d/de;
d——桩身直径,m;
de——单桩分担的地基处理面积的等效圆直径[按等边三角形
布桩时,取1.05s0;按正方形布桩时,取1.13s0;按矩
形布桩时,取1.13sxsy值。其中s0、sx、sy分别是桩
间距、纵向桩间距、横向桩间距(m)],m;
Ra——单桩竖向承载力特征值,kN;
2
Ap——桩身截面积,m;
——桩间土承载力发挥系数,宜按地区经验取值,无经验时可
取0.75~0.90,天然地基承载力较高、施工扰动小或桩
身范围全基岩时取大值;
fsk——基础底面以下3倍桩径范围内天然地基承载力特征值最
低值(kPa),当浅层地基为上硬下软且硬层厚度超过3
倍桩径时,可取5倍桩径范围内天然地基承载力特征值厚
度加权平均值。
5.3.2单桩竖向承载力特征值确定应符合下列规定:
l具有可靠单桩载荷试验成果时,取单桩竖向极限承载力的
0.5倍;
2无单桩载荷试验资料时,宜按下式估算:
22
Ra=up∑qsiali+qpaAp(5.3.2)
式中Ra——单桩竖向承载力特征值,kN;
up——桩身周长(m),设有扩大段时应分段计算;
qsia,qpa——基础底面以下第i层上的桩侧阻力、桩端阻力特
征值(kPa),宜依据现场试验或地勘报告等资料
取值,无相关资料时可按表5.3.2-1、5.3.2-2取值;
li——第i层桩间岩土层的厚度,m;
——桩端端阻力发挥系数,应按地区经验确定,缺少地区经验
时,可根据成桩工艺取0.75~0.9,桩端土为低压缩性土
时取大值;
Ap——桩端面积或扩大端面积,m。
表5.3.2-1桩侧阻力特征值qsia(单位:kPa)
岩土名称岩土状态钻孔桩人工挖孔灌注桩
e>0.912~2015~25
粉土0.75≤e≤0.920~3025~35
e<0.7530~4035~45
IL>110~2015~25
0.75<IL≤120~2525~30
0.50<IL≤0.7525~3530~35
黏性土
0.25<IL≤0.535~4040~45
0<IL≤0.2545~5050~55
IL≤050~5555~60
23
续表
岩土名称岩土状态钻孔桩人工挖孔灌注桩
稍密15~2025~30
细砂中密20~3025~35
密实30~4035~45
中密25~3530~35
中砂
密实35~4535~45
中密35~4535~45
粗砂
密实45~5545~55
砾砂中密、密实55~6555~65
松散40~5045~45
稍密60~7055~65
卵石
中密70~8065~75
密实80~9075-85
全风化40~5050~60
软质岩强风化50~8060~90
中风化120~150150~180
3单桩竖向承载力特征值不应大于按桩身混凝土强度等级确
定的承载力。
表5.3.2-2桩端阻力特征值qpa(单位:kPa)
岩土名称岩土状态钻孔灌注桩人工挖孔灌注桩
黏土硬塑400~600600~800
稍密500~10001000~1500
卵石中密1000~12001500~2500
密实1200~15002500~4000
全风化500~800800~1200
软质岩强风化1200~18002000~2200
中风化2000~25002200~2400
24
5.3.3桩体混凝土强度应按下列公式计算确定,并取其最大值:
fcu≥4[Ra/Ap](5.3.3-1)
fcu≥(4Ra/Ap)[1+m(d0-0.5)/fspa](5.3.3-2)
式中fcu——桩体混凝土试块(边长150mm立方体)标准养护28d
立方体抗压强度平均值,kPa;
3
m——基础底面以上土厚度的加权平均重度(kN/m),地下
水位以下取浮重度;
d0——基础埋置深度,m;
——单桩承载力发挥系数,宜按地区经验取值,无经验时可
取0.85~0.95;
Ra——单桩竖向承载力特征值,kN;
2
Ap——桩身截面积,m;
fspa——深度修正后的复合地基承载力特征值,kPa。
5.3.4遇有符合本规程第3.0.2条、第5.1.3条的情况时,预先处
理地基设计应符合下列规定:
1对浅部存在软弱土或欠固结土,宜先采用夯实、挤密方法
或低强度桩复合地基等处理;
2对液化地基,可采用碎石桩或砂石桩等方法处理;
3对处理欠固结土、液化土的增强体,其桩长应穿越欠固结
土层、液化土层;
4采用桩土复合地基处理时,其持力层、桩型及施工工艺的
确定应符合本规程第5.2节的相关规定。
5处理地基承载力特征值和复合土层的压缩模量,应采用复
合地基静载荷试验确定,初步设计时,可采用现行行业标准《建筑
地基处理技术规范》JGJ79中多桩型复合地基的有关规定计算。
25
5.3.5复合地基承载力深宽修正可按现行行业标准《建筑地
基处理技术规范》JGJ79有关规定执行。当筏板基础周边具有一定
深度基坑支护桩约束、整体刚度具有进行荷载再分担效果的大底盘
筏板基础时,深度修正系数依据工程经验适度提高。
5.4变形计算
5.4.1复合地基变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计
规范》GB50007和《建筑地基处理技术规范》JGJ79的有关规定执
行;对以端承型为主且桩端下存在软弱层的复合地基,复合地基设
计等级为甲级或对沉降有严格要求时可按现行行业标准《建筑桩基
技术规范》JGJ94进行沉降计算。
5.4.2复合土层压缩模量采用复合地基承载力对天然地基承载力
的提高倍数的方法确定,复合地基承载力对天然地基承载力的提高
倍数宜按下式计算:
ζ=fspk/fak(5.4.2)
式中ζ——复合地基承载力与桩间土天然承载力之比;
fspk——复合地基承载力特征值,kPa;
fsk——基础底面以下3倍桩径范围内天然地基承载力特征值
最低值(kPa),当浅层地基为上硬下软且硬层厚度超
过3倍桩径时,可取5倍桩径范围内天然地基承载力
特征值厚度加权平均值,其下各层取各自的天然地基
承载力特征值。
5.4.3复合地基变形应按下列公式计算:
s=Eass(5.4.3-1)
26
Eas=(∑Ai+∑Aj)/(∑Ai/Esi+∑Aj/Esj)(5.4.3-2)
式中s——复合地基计算变形量,mm;
s——按分层总和法计算的复合土层变形量,mm;
Eas——变形计算经验系数,根据沉降观测资料及经验确定,
无经验时可按表5.4.3取值;
Eas——变形计算深度范围内压缩模量的当量值,应按(5.4.3-2)
计算:
Ai——基底下土层第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
Aj——加固土层以下第j层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
Esi——基底下第i层土的压缩模量值(MPa),桩长范围内按复
合土层的压缩模量取值;
Esj——加固土层以下第j层土的压缩模量值,MPa。
表5.4.3沉降计算经验系数Eas
Eas(MPa)≤4.07.015.020.035.0
Eas1.000.700.400.250.20
5.4.4复合地基计算变形值应小于建筑物正常使用极限状态时的
允许变形值,并应满足下式要求:
s+s1+s2≤[s](5.4.4)
式中s——复合土层计算变形量(mm),按本规程第5.4.3条计算;
s1——复合地基下天然地基计算变形量(mm),按国家现行
标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定进
行计算;
s2——褥垫层压缩变形量(mm),按现行国家标准《建筑地
基基础设计规范》GB50007有关规定进行计算;
27
[s]——建筑物在正常使用极限状态下的变形允许值,各类建
筑物的地基变形允许值按现行国家标准《建筑地基基
础设计规范》GB50007规定采用对于框架结构,应由
相邻柱基的沉降差控制(对于多层或高层建筑,应由
倾斜控制,必要时尚应控制平均沉降量)。
5.4.5复合地基基床系数可采用下列方法计算确定,并宜通过两
种或多种方法相互验证:
1当有实测基底反力和基础沉降资料时,可按下式计算确定:
Kps=pip/sip(5.4.5-1)
式中Kp——依据实测基底反力和基础沉降计算的复合地基平均基
3
床系数,kN/m;
pip——基础各划分区块基底实测反力平均值,kPa;
sip——基础各划分区块实测基础沉降平均值,m。
2当有由大量实际工程实测沉降数据资料统计分析获取的沉
降经验系数时,可按下式计算确定:
Ks=p0/(csip)(5.4.5-2)
式中Ks——依据实测基础沉降和设计基底平均压力计算的复合地
3
基平均基床系数,kN/m;
p0——设计计算的基底平均压力值,kPa;
sip——采用分层总和法计算的基础沉降平均值,m;
c——依据实测基础沉降资料获取的地方沉降修正系数。
3当有单桩复合地基静载荷试验资料时,可按下式计算确定;
Ksp=[(p2-p1)/(s2-s1)]/[(m0+0.5)/1.5m0](5.4.5-3)
式中Ksp——依据单桩复合地基静载荷试验资料计算的复合地基
28
3
平均基床系数,kN/m;
p1,p2——单桩复合地基静载荷试验的荷载-沉降曲线呈线性
变化阶段的选取计算点压力强度的平均值,kPa;
s1,s2——单桩复合地基静载荷试验的荷载-沉降曲线上对应
p1、p2处的稳定沉降量,m;
m0——基础长度与基础宽度的比值;
4当有单桩载荷试验和桩间土载荷试验资料时,可采用下式
计算确定:
Ksy=py/sy(5.4.5-4)
式中Ksy——依据单桩载荷试验和桩间土载荷试验计算的复合地
3
基平均基床系数,kN/m;
sy——载荷试验荷载-沉降曲线上呈线性变化阶段的最大变形
量或约定变形量,m;
py——单桩载荷试验的荷载-沉降曲线呈线性变化阶段的最大
变形量对应的压力强度,或利用深井载荷试验和桩侧
摩阻力试验在相同变形条件下计算获取的单桩承载力
的压强,kPa。
5.4.6当两种以上方法确定的基床系数相差较大时,宜根据上部
结构刚度及基础刚度结合工程经验采用平均值或最小值。
5.5褥垫层
5.5.1褥垫层材料选择应符合下列规定:
1宜用中砂、粗砂、级配砂石或碎石等,可就地取材采用原
槽砂卵石,最大粒径不宜大于30mm;
29
2当单桩承载力较高时或沉降较大时,可在褥垫层中铺设塑
料
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