不可不知的桩基础知识(从勘察设计到选型构造)

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来源:网络 如有侵权请联系删除 一般性规定 一、《建筑地基基础设计规范》 1、摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍;扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍;当扩底直径大于2m时桩端净距不宜小于1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。 2、扩底灌注桩的扩底直径不应大于桩身直径的3倍。 3、桩底进入持力层的深度根据地质条件荷载及施工工艺确定宜为桩身直径的1~3倍。在确定桩底进入持力层;深度时尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度不宜小于0.5m。

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一般性规定

一、《建筑地基基础设计规范》


1、摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍;扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍;当扩底直径大于2m时桩端净距不宜小于1m。在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。

2、扩底灌注桩的扩底直径不应大于桩身直径的3倍。

3、桩底进入持力层的深度根据地质条件荷载及施工工艺确定宜为桩身直径的1~3倍。在确定桩底进入持力层;深度时尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度不宜小于0.5m。

4、布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。

5、预制桩的混凝土强度等级不应低于C30,灌注桩不应低于C20,预应力桩不应低于C40。

6、桩的主筋应经计算确定,打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%,静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%,灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%(小直径桩取大值)。

7 、配筋长度:

1) 受水平荷载和弯矩较大的桩配筋长度应通过计算确定;

2)桩基承台下存在淤泥淤泥质土或液化土层时配筋长度应穿过淤泥淤泥质土层或液化土层;

3) 坡地岸边的桩8度及8度以上地震区的桩抗拔桩嵌岩端承桩应通长配筋;

4) 桩径大于600mm的钻孔灌注桩构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。

8、桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm,主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径(I级钢)的30倍和钢筋直径(II级钢和III级钢)的35倍。对于大直径灌注桩当采用一柱一桩时可设置承台或将桩和柱直接连接桩和柱的连接可按本规范第8.2.6条高杯口基础的要求选择截面尺寸和配筋柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。

9、 在承台及地下室周围的回填中应满足填土密实性的要求。


二、《公路桥涵地基与基础设计规范》


5.1.1桩可按下列规定分类。

1、按承载性状分类。

1)摩擦桩:桩顶荷载主要由桩侧阻力承受,并考虑桩端阻力。

2)端承桩:桩顶荷载主要由桩端阻力承受,并考虑桩侧阻力。

2、按成桩方法分类。

1)非挤土桩:分为干作业法钻(挖)孔灌注桩、泥浆护壁法钻孔灌注桩、套管护壁法钻孔灌注桩。

2)部分挤土桩:分为冲孔灌注桩、挤扩孔灌注桩、预钻孔沉桩、敞口预应力混凝土管桩等。

3)挤土桩:分为沉桩(锤击、静压、振动沉入的预制桩及闭口预应力混凝土管桩等)。


5.1.2各类桩基须根据地质、水文等条件比较采用。

1、钻(挖)孔桩适用于各类土层(包括碎石类土层和岩石层),但应注意:

1)钻孔桩用于淤泥及可能发生流砂的土层时,宜先做试桩。

2)挖孔桩宜用于无地下水或地下水量不多的地层。

2、 沉桩可用于黏性土、砂土以及碎石类土等。


5.1.3各类桩基础的承台底面标高应符合下列要求:

1、冻胀土地区,承台底面在土中时,其埋置深度应符合第4.1.1条的有关规定。

2、有流冰的河流,其标高应在最低冰层底面以下不小于0.25m。

3、当有流筏、其他漂流物或船舶撞击时,承台底面标高应保证桩不受直接撞击损伤。

4 、承台底面标高宜参照第4.1.2条的原则确定。


5.1.4位于冻胀土地区的桩,桩间若需设横系梁,其位置应避开冻胀层,以免受冻胀力的作用。

5.1.5在同一桩基中,除特殊设计外,不宜同时采用摩擦桩和端承桩;不宜采用直径不同、材料不同和桩端深度相差过大的桩。


5.1.6对于具有下列情况的大桥、特大桥,应通过静载荷试验确定单桩承载力。

1、桩的入土深度远超过常用桩。

2、地质情况复杂,难以确定桩的承载力。

3、有其他特殊要求的桥梁用桩。


三、《建筑桩基技术规范》设计方法


3.1.1 桩基础应按下列两类极限状态设计:

1、承载能力极限状态:桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继续承载的变形。

2、正常使用极限状态:桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。


3.1.2 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型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,应将桩基设计分为表3.1.2所列的三个设计等级。桩基设计时,应根据表3.1.2确定设计等级。


设计等级建筑类型:

甲级

1、重要的建筑

2、30 层以上或高度超过100m 的高层建筑

3、体型复杂且层数相差超过10 层的高低层(含纯地下室)连体建筑

4、20 层以上框架-核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑

5、场地和地基条件复杂的7 层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑

6、对相邻既有工程影响较大的建筑

乙级 除甲级、丙级以外的建筑

丙级 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的 7 层及7 层以下的一般建筑。


3.1.3 桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算:

1、应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算;

2、应对桩身和承台结构承载力进行计算;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型复杂、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、桩基结构设计安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数γo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 o不应小于1.0。

6、当桩基结构进行抗震验算时,其承载力调整系数REγ应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011)的规定采用。


3.1.8 以减小差异沉降和承台内力为目标的变刚度调平设计,宜结合具体条件按下列规定实施:

1、对于主裙楼连体建筑,当高层主体采用桩基时,裙房(含纯地下室)的地基或桩基刚度宜相对弱化,可采用天然地基、复合地基、疏桩或短桩基础。

2、对于框架-核心筒结构高层建筑桩基,应强化核心筒区域桩基刚度(如适当增加桩长、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-核心筒结构高层建筑天然地基承载力满足要求的情况下,宜于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,宜按内强外弱原则布桩。

5、对上述按变刚度调平设计的桩基,宜进行上部结构—承台—桩—土共同工作分析。


3.1.9 软土地基上的多层建筑物,当天然地基承载力基本满足要求时,可采用减沉复合疏桩基础。


3.1.10 对于本规范第3.1.4 条规定应进行沉降计算的建筑桩基,在其施工过程及建成后使用期间,应进行系统的沉降观测直至沉降稳定。


桩基勘察

一、《建筑桩基技术规范》


3.2.2 桩基的详细勘察除应满足现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021 有关要求外,尚应满足下列要求:

1、 勘探点间距:

1)对于端承型桩(含嵌岩桩):主要根据桩端持力层顶面坡度决定,宜为12~24m。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。

2) 对于摩擦型桩:宜按20~35m 布置勘探孔,但遇到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时,应适当加密勘探点。

3) 复杂地质条件下的柱下单桩基础应按柱列线布置勘探点,并宜每桩设一勘探点。

2、勘探深度:

1) 宜布置 1/3~1/2的勘探孔为控制性孔。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,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3m;对于大直径桩,不得小于5m。

2) 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。

3、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,提供设计所需参数。


二、《岩土工程勘察规范》


4.9.1 桩基岩土工程勘察应包括下列内容;

1、查明场地各层岩土的类型、深度、分布、工程特性和变化规律;

2、当采用基岩作为桩的持力层时,应查明基岩的岩性、构造、岩面变化、风化程度,

确定其坚硬程度、完整程度和基本质量等级,判定有无洞穴、临空面、破碎岩体或软弱岩层;

3、查明水文地质条件,评价地下水对桩基设计和施工的影响,判定水质对建筑材料的腐蚀性;

4、查明不良地质作用,可液化土层和特殊性岩土的分布及其对桩基的危害程度,并提出防治措施的建议;

5、评价成桩可能性,论证桩的施工条件及其对环境的影响。


4.9.2 土质地基勘探点间距应符合下列规定:

1、对端承桩宜为12~24m,相邻勘探孔揭露的持力层层面高差宜控制为1~2m;

2、对摩擦桩宜为20~35m;当地层条件复杂,影响成桩或设计有特殊要求时,勘探点应适当加密;

3、复杂地基的一柱一桩工程,宜每柱设置勘探点。


4.9.3 桩基岩土工程勘察宜采用钻探和触探以及其他原位测试相结合的方式进行,对软土、粘性土、粉土和砂土的测试手段,宜采用静力触探和标准贯入试验;对碎石土宜采用重型或超重型圆锥动力触探。


4.9.4 勘探孔的深度应符合下列规定:

1、一般性勘探孔的深度应达到预计桩长以下3~5d(d为桩径),且不得小于3m;对大直径桩,不得小于5m;

2、 控制性勘探孔深度应满足下卧层验算要求;对需验算沉降的桩基,应超过地基变形计算深度;

3、钻至预计深度遇软弱层时,应予加深;在预计勘探孔深度内遇稳定坚实岩土时,可适当减小;

4、对嵌岩桩,应钻入预计嵌岩面以下3~5d,并穿过溶洞、破碎带、到达稳定地层;

5、对可能有多种桩长方案时,应根据最长桩方案确定。


4.9.5 岩土室内试验应满足下列要求:

1、 当需估算桩的侧阻力、端阻力和验算下卧层强度时,宜进行三轴剪切试验或无侧限抗压强度试验;三轴剪切试验的受力条件应模拟工程的实际情况;

2、对需估算沉降的桩基工程,应进行压缩试验,最大压力应大于上覆自重压力与附加压力之和;

3、 当桩端持力层为基岩时,应采取岩样进行饱和单轴抗压强度试验,必要时尚应进行软化试验;对软岩和极软岩,可进行天然湿度的单轴抗压强度试验。对无法取样的破碎和极破碎的岩石,宜进行原位测试。


4.9.6 单桩竖向和水平承载力,应根据工程等级、岩土性质和原位测试成果并结合当地经验确定。对地基基础设计等级为甲级的建筑物和缺乏经验的地区,应建议做静载荷试验试。验数量不宜少于工程桩数的1%,且每个场地不少于3 个。对承受较大水平荷载的桩,应建议进行桩的水平载荷试验;对承受上拔力的桩,应建议进行抗拔试验。

勘察报告应提出估算的有关岩土的基桩侧阻力。和端阻力必要时提出估。算的竖向和水平承载力和抗拔承载力。


4.9.7 对需要进行沉降计算的桩基工程,应提供计算所需的各层岩土的变形参数,并宜根据任务要求,进行沉降估算。


4.9.8 桩基工程的岩土工程勘察报告除应符合本规范第14 章的要求,并按第4.9.6条、第4.9.7 条提供承载力和变形参数外,尚应包括下列内容:

1、提供可选的桩基类型和桩端持力层;提出桩长、桩径方案的建议;

2、当有软弱下卧层时,验算软弱下卧层强度;

3、 对欠固结土和有大面积堆载的工程,应分析桩侧产生负摩阻力的可能性及其对桩基承载力的影响,并提供负摩阻力系数和减少负摩阻力措施的建议;

4、分析成桩的可能性,成桩和挤土效应的影响,并提出保护措施的建议;

5、持力层为倾斜地层,基岩面凹凸不平或岩土中有洞穴时,应评价桩的稳定性,并提出处理措施的建议。


桩的选型与布置

《建筑桩基技术规范》


3.3.1 基桩可按下列规定分类:

1、按承载性状分类:

1) 摩擦型桩:

摩擦桩: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;

端承摩擦桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。

2) 端承型桩:

端承桩: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;

摩擦端承桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。

2、 按成桩方法分类:

1) 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;

2) 部分挤土桩:长螺旋压灌灌注桩、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) 挤土桩:沉管灌注桩、沉管夯(挤)扩灌注桩、打入(静压)预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。

3 、按桩径(设计直径 d)大小分类:

1)小直径桩:d ≤250mm;

2)中等直径桩:250mm< d <800mm;

3)大直径桩: d ≥800mm。


3.3.2 桩型与成桩工艺应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等,按安全适用、经济合理的原则选择。选择时可按本规范附录A 进行。

1、对于框架-核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础,宜选择基桩尺寸和承载力可调性较大的桩型和工艺。

2、 挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时,应局限于多层住宅桩基。


3.3.3 基桩的布置宜符合下列条件:

1、基桩的最小中心距应符合表3.3.3-1 的规定;当施工中采取减小挤土效应的可靠措施时,可根据当地经验适当减小。

2、排列基桩时,宜使桩群承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合,并使基桩受水平力和力矩较大方向有较大抗弯截面模量。

3、对于桩箱基础、剪力墙结构桩筏(含平板和梁板式承台)基础,宜将桩布置于墙下。

4、对于框架-核心筒结构桩筏基础应按荷载分布考虑相互影响,将桩相对集中布置于核心筒和柱下,外围框架柱宜采用复合桩基,桩长宜小于核心筒下基桩(有合适桩端持力层时)。

5、应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土,不宜小于1d。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d。

6、对于嵌岩桩,嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定;对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d 且不小于0.5m,倾斜度大于30%的中风化岩,宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度;对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d,且不应小于0.2m。

软土、黄土、冻土、膨胀土、岩溶、坡岸下的桩基础



3.4.1 软土地基的桩基设计原则应符合下列规定:

1、软土中的桩基宜选择中、低压缩性土层作为桩端持力层;

2 、桩周围软土因自重固结、场地填土、地面大面积堆载、降低地下水位、大面积挤土沉桩等原因而产生的沉降大于基桩的沉降时,应视具体工程情况分析计算桩侧负摩阻力对基桩的影响;

3 、采用挤土桩时,应采取消减孔隙水压力和挤土效应的技术措施,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产生的不利影响;

4 、先成桩后开挖基坑时,必须合理安排基坑挖土顺序和控制分层开挖的深度,防止土体侧移对桩的影响。


3.4.2 湿陷性黄土地区的桩基设计原则应符合下列规定:

1、基桩应穿透湿陷性黄土层,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 、湿陷性黄土地基中,设计等级为甲、乙级建筑桩基的单桩极限承载力,宜以浸水载荷试验为主要依据;

3 、自重湿陷性黄土地基中的单桩极限承载力,应根据工程具体情况分析计算桩侧负摩阻力的影响。


3.4.3 季节性冻土和膨胀土地基中的桩基设计原则应符合下列规定:

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建筑物桩基的作用,宜采用钻(挖)孔灌注桩;

3、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 岩溶地区的桩基设计原则应符合下列规定:

1、岩溶地区的桩基,宜采用钻、冲孔桩;

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 坡地岸边上桩基的设计原则应符合下列规定:

1、对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。桩端应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 、应验算最不利荷载效应组合下桩基的整体稳定性和基桩水平承载力。


3.4.6 抗震设防区桩基的设计原则应符合下列规定:

1、 桩进入液化土层以下稳定土层的长度(不包括桩尖部分)应按计算确定;对于碎石土,砾、粗、中砂,密实粉土,坚硬黏性土尚不应小于2~3 倍桩身直径,对其它非岩石土尚不宜小于4~5 倍桩身直径;

2 、承台和地下室侧墙周围应采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土回填,并分层夯实,也可采用素混凝土回填;

3 、当承台周围为可液化土或地基承载力特征值小于40kPa(或不排水抗剪强度小于15kPa)的软土,且桩基水平承载力不满足计算要求时,可将承台外每侧1/2 承台边长范围内的土进行加固;

4、 对于存在液化扩展的地段,应验算桩基在土流动的侧向作用力下的稳定性。


3.4.7 可能出现负摩阻力的桩基设计原则应符合下列规定:

1 、对于填土建筑场地,宜先填土并保证填土的密实性,软土场地填土前应采取预设塑料排水板等措施,待填土地基沉降基本稳定后方可成桩;

2 、对于有地面大面积堆载的建筑物,应采取减小地面沉降对建筑物桩基影响的措施;

3 、对于自重湿陷性黄土地基,可采用强夯、挤密土桩等先行处理,消除上部或全部土的自重湿陷;对于欠固结土宜采取先期排水预压等措施;

4、 对于挤土沉桩,应采取消减超孔隙水压力、控制沉桩速率等措施;

5 、对于中性点以上的桩身可对表面进行处理,以减少负摩阻力。


3.4.8 抗拔桩基的设计原则应符合下列规定:

1 、应根据环境类别及水土对钢筋的腐蚀、钢筋种类对腐蚀的敏感性和荷载作用时间等因素确定抗拔桩的裂缝控制等级;

2 、对于严格要求不出现裂缝的一级裂缝控制等级,桩身应设置预应力筋;对于一般要求不出现裂缝的二级裂缝控制等级,桩身宜设置预应力筋;

3 、对于三级裂缝控制等级,应进行桩身裂缝宽度计算;

4 、当基桩抗拔承载力要求较高时,可采用桩侧后注浆、扩底等技术措施。 


桩基构造


一、《公路桥涵地基与基础设计规范》


5.2.1钻孔桩设计直径不宜小于0.8m;挖孔桩直径或最小边宽度不宜小于1.2m;钢筋混凝土管桩直径可采用0.4~0.8m,管壁最小厚度不宜小于80mm。


5.2.2混凝土桩。

1 、桩身混凝土强度等级:钻(挖)孔桩、沉桩不应低于C25;管桩填芯混凝土不应低于C15。

2 、钢筋混凝土沉桩的桩身,应按运输、沉入和使用各阶段内力要求通长配筋。桩的两端和接桩区箍筋或螺旋筋的间距须加密,其值可取40-50mm。

3、 钻(挖)孔桩应按桩身内力大小分段配筋。当内力计算表明不需配筋时,应在桩顶3.0-5.0m内设构造钢筋。

1)桩内主筋直径不应小于16mm,每桩的主筋数量不应少于8根,其净距不应小于80mm且不应大于350mm。

2)如配筋较多,可采用束筋。组成束筋的单根钢筋直径不应大于36mm,组成束筋的单根钢筋根数,当其直径不大于28mm时不应多于3根,当其直径大于28mm时应为2根。束筋成束后等代直径为de=√nd,式中n为单束钢筋根数,d为单根钢筋直径。

3)钢筋保护层净距不应小于60mm。

4)闭合式箍筋或螺旋筋直径不应小于主筋直径的1/4,且不应小于8mm,其中距不应太于主筋直径的15倍且不应大于300mm。

5)钢筋笼骨架上每隔2.0--2.5m设置直径16--32mm的加劲箍一道。

6)钢筋笼四周应设置突出的定位钢筋、定位混凝土块,或采用其他定位措施。

7)钢筋笼底部的主筋宜稍向内弯曲,作为导向。

4、 钢筋混凝土预制桩的分节长度应根据施工条件决定,并应尽量减少接头数量。接头强度不应低于桩身强度,接头法兰盘不应突出于桩身之外,在沉桩时和使用过程中接头不应松动和开裂。

5 、桩端嵌入非饱和状态强风化岩的预应力混凝土敞口管桩,应采取有效的预防渗水软化桩端持力层的措施。

6 、河床岩层有冲刷时,钻孔桩有效深度应考虑岩层最低冲刷标高。


5.2.3钢桩。

1、钢桩可采用管型或H型,其材质应符合现行国家有关规范、标准规定。

2、钢桩焊接接头应采用等强度连接。使用的焊条、焊丝和焊剂应符合现行国家有关规范、标准规定。

3、钢桩的端部形式,应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定。

1)钢管桩可采用下列桩端形式:

①敞口带加强箍(带内隔板、不带内隔板)、敞口不带加强箍(带内隔板、不带内隔板);

②闭口平底、锥底。

2)H型钢可采用下列桩端形式:

①带端板;

②不带端板、锥底、平底(带扩大翼、不带扩大翼)。

4、 钢桩的防腐处理应符合下列规定:

1)海水环境中,钢桩的单面年平均腐蚀速度可按表5.2.3取值,有条件时也可根据观场实测确定。其他条件下,在平均低水位以上,年平均腐蚀速度可取0.06mm/年;平均低水位以下,年平均腐蚀速度可取0.03mm/年。

2)钢桩防腐处理可采用外表面涂防腐层、增加腐蚀余量和阴极保护等方法;当钢管桩内壁同外界隔绝时,可不考虑内壁防腐。


5.2.4桩的布置和中距。

1 、群桩的布置可采用对称形、梅花形或环形。

2 、桩的中距应符合以下要求:

1)摩擦桩。

锤击、静压沉桩,在桩端处的中距不应小于桩径(或边长)的3倍,对于软土地基宜适当增大;振动沉入砂土内的桩,在桩端处的中距不应小于桩径(或边长)的4倍。桩在承台底面处的中距不应小于桩径(或边长)的1.5倍。

钻孔桩中距不应小于桩径的2.5倍。

挖孔桩中距可参照钻孔桩采用。

2)端承桩。

支承或嵌固在基岩中的钻(挖)孔桩中距,不应小于桩径的2.0倍。

3)扩底灌注桩。

钻(挖)孔扩底灌注桩中距不应小于1.5倍扩底直径或扩底直径加1.0m,取较大者。

3 边桩(或角桩)外侧与承台边缘的距离,对于直径(或边长)小于或等于1.0m的桩,不应小于0.5倍桩径(或边长),并不应小于250mm;对于直径大于1.0m的桩,不应小于0.3倍桩径(或边长),并不应小于500mm。


5.2.5承台和横系梁的构造。

1、 承台的厚度宜为桩直径的1.0倍及以上,且不宜小于1.5m,混凝土强度等级不应低于C25。

2 、当桩顶直接埋入承台连接时,应在每根桩的顶面上设l--2层钢筋网。当桩顶主筋伸入承台时,承台在桩身混凝土顶端平面内须设一层钢筋网,在每米内(按每一方向)设钢筋网1200--1500mm2,钢筋直径采用12~16mm,钢筋网应通过桩顶且不应截断。承台的顶面和侧面应设置表层钢筋网,每个面在两个方向的截面面积均不宜小于400mm2/m,钢筋间距不应大于400mm。

3 、当用横系梁加强桩之间的整体性时,横系梁的高度可取为0.8---1.0倍桩的直径,宽度可取为0.6--1.0倍桩的直径。混凝土的强度等级不应低于C25。纵向钢筋不应少于横系梁截面面积的0.15%;箍筋直径不应小于8mm,其间距不应大于400mm。


5.2.6桩与承台、横系梁的连接应符合下列要求。

1、 桩顶直接埋入承台连接:当桩径(或边长)小于0.6m时,埋入长度不应小于2倍桩径(或边长);当桩径(或边长)为0.6--1.2m时,埋入长度不应小于1.2m;当桩径(或边长)大于1.2m时,埋入长度不应小于桩径(或边长)。

2 、桩顶主筋伸入承台连接:桩身嵌入承台内的深度可采用100mm;伸入承台内的桩顶主筋可做成喇叭形(与竖直线夹角大约为15°)。伸入承台内的主筋长度,光圆钢筋不应小于30倍钢筋直径(设弯钩),带肋钢筋不应小于35倍钢筋直径(不设弯钩)。

3、 对于大直径灌注桩,当采用一柱一桩时,可设置横系梁或将桩与柱直接连接。

4 、管桩与承台连接时,伸入承台内的纵向钢筋如采用插筋,插筋数量不应少于4根,直径不应小于16mm,锚入承台长度不宜少于35倍钢筋直径,插入管桩顶填芯混凝土长度不宜小于1.0m。

5 、横系梁的主钢筋应伸入桩内,其长度不小于35倍主筋直径。


二、《建筑桩基技术规范》


Ⅰ 灌注桩


4.1.1 灌注桩应按下列规定配筋:

1 、配筋率:当桩身直径为300~2000mm 时,正截面配筋率可取0.65%~0.2%(小直径桩取高值);对受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率,并不应小于上述规定值;

2 、配筋长度:

1) 端承型桩和位于坡地岸边的基桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋;

2)桩径大于600mm 的摩擦型桩配筋长度不应小于2/3 桩长;当受水平荷载时,配筋长度尚不宜小于4.0/α,α 为桩的水平变形系数);

3)对于受地震作用的基桩,桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层,进入稳定土层的深度不应小于本规范第3.4.6 条规定的深度;

4) 受负摩阻力的桩、因先成桩后开挖基坑而随地基土回弹的桩,其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层,进入的深度不应小于2~3 倍桩身直径;

5) 专用抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩,应等截面或变截面通长配筋。

3、对于受水平荷载的桩,主筋不应小于8φ12;对于抗压桩和抗拔桩,主筋不应少于6φ10;纵向主筋应沿桩身周边均匀布置,其净距不应小于60mm;

4、 箍筋应采用螺旋式,直径不应小于6mm,间距宜为200~300mm;受水平荷载较大桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时,桩顶以下5d范围内的箍筋应加密,间距不应大于100mm;当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密;当考虑箍筋受力作用时,箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010 的有关规定;当钢筋笼长度超过4m 时,应每隔2m 设一道直径不小于12mm 的焊接加劲箍筋。


4.1.2 桩身混凝土及混凝土保护层厚度应符合下列要求:

1、桩身混凝土强度等级不得小于C25,(《建筑基础地基设计规范》中,混凝土强度等级不得小于C20),混凝土预制桩尖强度等级不得小于C30;

2、灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm,水下灌注桩的主筋混凝土保护层厚度不得小于50mm;(桥涵桩基保护层不小于60mm)

4.1.3 扩底桩构造

3、四类、五类环境中桩身混凝土保护层厚度应符合国家现行标准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267、工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046 的相关规定。

4.1.3 扩底灌注桩扩底端尺寸应符合下列规定(图4.1.3):

1、 对于持力层承载力较高、上覆土层较差的抗压桩和桩端以上有一定厚度较好土层的抗拔桩,可采用扩底;扩底端直径与桩身直径之比D/d,应根据承载力要求及扩底端侧面和桩端持力层土性特征以及扩底施工方法确定;挖孔桩的D/d 不应大于3,钻孔桩的D/d 不应大于2.5;

2 、扩底端侧面的斜率应根据实际成孔及土体自立条件确定,a/hc 可取 1/4~1/2,砂土可取1/4,粉土、黏性土可取1/3~1/2;

3 、抗压桩扩底端底面宜呈锅底形,矢高hb可取(0.15~0.20)D。



Ⅱ 混凝土预制桩


4.1.4混凝土预制桩的截面边长不应小于200mm;预应力混凝土预制实心桩的截面边长不宜小于350mm。


4.1.5预制桩的混凝土强度等级不宜低于C30;预应力混凝土实心桩的混凝土强度等级不应低于C40;预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm。


4.1.6预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在使用中的受力等条件计算确定。采用锤击法沉桩时,预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%。静压法沉桩时,最小配筋率不宜小于0.6%,主筋直径不宜小于φ14,打入桩桩顶以下4~5倍桩身直径长度范围内箍筋应加密,并设置钢筋网片。


4.1.7预制桩的分节长度应根据施工条件及运输条件确定;每根桩的接头数量不宜超过3个。


4.1.8预制桩的桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,对于持力层为密实砂和碎石类土时,宜在桩尖处包以钢钣桩靴,加强桩尖。


Ⅲ 预应力混凝土空心桩


4.1.9 预应力混凝土空心桩按截面形式可分为管桩、空心方桩,按混凝土强度等级可分为预应力高强混凝土(PHC)桩、预应力混凝土(PC)桩。离心成型的先张法预应力混凝土桩的截面尺寸、配筋、桩身极限弯矩、桩身竖向受压承载力设计值等参数可按本规范附录B 确定。


4.1.10预应力混凝土空心桩桩尖型式宜根据地层性质选择闭口型或敞口型;闭口型分为平底十字型和锥型。


4.1.11预应力混凝土空心桩质量要求,尚应符合国家现行标准《先张法预应力混凝土管桩》GB/T13476、《先张法预应力混凝土薄壁管桩》JC888 和《预应力混凝土空心方桩》JG197及其他的有关标准规定。


4.1.12预应力混凝土桩的连接可采用端板焊接连接、法兰连接、机械啮合连接、螺纹连接。每根桩的接头数量不宜超过3 个。


4.1.13桩端嵌入遇水易软化的强风化岩、全风化岩和非饱和土的预应力混凝土空心桩,沉桩后,应对桩端以上2m 左右范围内采取有效的防渗措施,可采用微膨胀混凝土填芯或在内壁预涂柔性防水材料。


Ⅳ 钢 桩


4.1.14 钢桩可采用管型、H 型或其他异型钢材。

4.1.15 钢桩的分段长度宜为12~15m。

4.1.16 钢桩焊接接头应采用等强度连接。


4.1.17 钢桩的端部形式,应根据桩所穿越的土层、桩端持力层性质、桩的尺寸、挤土效应等因素综合考虑确定,并可按下列规定采用:

1、 钢管桩可采用下列桩端形式:

1) 敞口:带加强箍(带内隔板、不带内隔板);不带加强箍(带内隔板、不带内隔板)。

2) 闭口:平底;锥底。

2 、H 型钢桩可采用下列桩端形式:

1) 带端板;

2) 不带端板:锥底;平底(带扩大翼、不带扩大翼)。


4.1.18 钢桩的防腐处理应符合下列规定:

1、 钢桩的腐蚀速率当无实测资料时可按表4.1.18 确定;

2、钢桩防腐处理可采用外表面涂防腐层、增加腐蚀余量及阴极保护;当钢管桩内壁同外界隔绝时,可不考虑内壁防腐。


承台构造


4.2.1 桩基承台的构造,应满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构要求,尚应符合下列要求:

1、独立柱下桩基承台的最小宽度不应小于500mm,边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不应小于150mm。对于墙下条形承台梁,桩的外边缘至承台梁边缘的距离不应小于75mm。承台的最小厚度不应小于300mm。

2、高层建筑平板式和梁板式筏形承台的最小厚度不应小于400mm,墙下布桩的剪力墙结构筏形承台的最小厚度不应小于200mm。

3、高层建筑箱形承台的构造应符合《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6 的规定。


4.2.2 承台混凝土材料及其强度等级应符合结构混凝土耐久性的要求和抗渗要求。


4.2.3 承台的钢筋配置应符合下列规定:

1 、柱下独立桩基承台纵向受力钢筋应通长配置(图4.2.3-a),对四桩以上(含四桩)承台宜按双向均匀布置,对三桩的三角形承台应按三向板带均匀布置,且最里面的三根钢筋围成的三角形应在柱截面范围内(图4.2.3-b)。纵向钢筋锚固长度自边桩内侧(当为圆桩时,应将其直径乘以0.8 等效为方桩)算起,不应小于35dg (dg为钢筋直径);当不满足时应将纵向钢筋向上弯折,此时水平段的长度不应小于25dg,弯折段长度不应小于10dg。承台纵向受力钢筋的直径不应小于12mm,间距不应大于200mm。柱下独立桩基承台的最小配筋率不应小于0.15%。

2 、柱下独立两桩承台,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)中的深受弯构件配置纵向受拉钢筋、水平及竖向分布钢筋。承台纵向受力钢筋端部的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。关于最小配筋率的规定(图4.2.3-c),主筋直径不应小于12mm,架立筋直径不应小于10mm,箍筋直径不应小于6mm。承台梁端部纵向受力钢筋的锚固长度及构造应与柱下多桩承台的规定相同。

3、筏形承台板或箱形承台板在计算中当仅考虑局部弯矩作用时,考虑到整体弯曲的影响,在纵横两个方向的下层钢筋配筋率不宜小于0.15%;上层钢筋应按计算配筋率全部连通。当筏板的厚度大于2000mm 时,宜在板厚中间部位设置直径不小于12mm、间距不大于300mm 的双向钢筋网。

4、承台底面钢筋的混凝土保护层厚度,当有混凝土垫层时,不应小于50mm,无垫层时不应小于70mm;此外尚不应小于桩头嵌入承台内的长度。


4.2.4 桩与承台的连接构造应符合下列规定:

1、桩嵌入承台内的长度对中等直径桩不宜小于50mm;对大直径桩不宜小于100mm。

2、混凝土桩的桩顶纵向主筋应锚入承台内,其锚入长度不宜小于35倍纵向主筋直径。对于抗拔桩,桩顶纵向主筋的锚固长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010)确定。

3、对于大直径灌注桩,当采用一柱一桩时可设置承台或将桩与柱直接连接。


4.2.5 柱与承台的连接构造应符合下列规定:

1、对于一柱一桩基础,柱与桩直接连接时,柱纵向主筋锚入桩身内长度不应小于35 倍纵向主筋直径。

2、对于多桩承台,柱纵向主筋应锚入承台不应小于35 倍纵向主筋直径;当承台高度不满足锚固要求时,竖向锚固长度不应小于20倍纵向主筋直径,并向柱轴线方向呈90º弯折。

3、当有抗震设防要求时,对于一、二级抗震等级的柱,纵向主筋锚固长度应乘以1.15的系数;对于三级抗震等级的柱,纵向主筋锚固长度应乘以1.05的系数。


4.2.6 承台与承台之间的连接构造应符合下列规定:

1、一柱一桩时,应在桩顶两个主轴方向上设置联系梁。当桩与柱的截面直径之比大于2时,可不设联系梁。

2、 两桩桩基的承台,应在其短向设置联系梁。

3、 有抗震设防要求的柱下桩基承台,宜沿两个主轴方向设置联系梁。

4、联系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高。联系梁宽度不宜小于250mm,其高度可取承台中心距的1/10~1/15,且不宜小于400mm。

5 、联系梁配筋应按计算确定,梁上下部配筋不宜小于2 根直径12mm 钢筋;位于同一轴线上的联系梁纵筋宜通长配置。


4.2.7 承台和地下室外墙与基坑侧壁间隙应灌注素混凝土,或采用灰土、级配砂石、压实性较好的素土分层夯实,其压实系数不宜小于0.94。


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