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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:

5

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

8

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。

11

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;

12

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

13

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;

14

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

15

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。

16

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。

17

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

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