5.5.11 当无当地可靠经验时,桩基沉降计算经验系数?可按表5.5.11选用。对于采用后注浆施工工艺的灌注桩,桩基沉降计算经验系数应根据桩端持力土层类别,乘以0.7(砂、砾、卵石)~0.8(黏性土、粉土)折减系数;饱和土中采用预制桩(不含复打、复压、引孔沉桩)时,应根据桩距、土质、沉桩速率和顺序等因素,乘以1.3~1.8挤土效应系数,土的渗透性低,桩距小,桩数多,沉降速率快时取大值。 表5.5.11 桩基沉降计算经验系数?
Es(MPa) 15 20 ≤1035 ≥50 0.9 0.65 ? 1.2 0.50 0.40 注:1Es为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值,可按下式计算:Es??Ai/?AiEsi,
式中Ai 为第i层土附加压力系数沿土层厚度的积分值,可近似按分块面积计算; 2 ?可根据Es内插取值。
5.5.12 计算桩基沉降时,应考虑相邻基础的影响,采用叠加原理计算;桩基等效沉降系数可按独立基础计算。
5.5.13 当桩基形状不规则时,可采用等代矩形面积计算桩基等效沉降系数,等效矩形的长宽比可根据承台实际尺寸和形状确定。
Ⅱ 单桩、单排桩、疏桩基础
5.5.14 对于单桩、单排桩、桩中心距大于6倍桩径的疏桩基础的沉降计算应符合下列规
定:
1 承台底地基土不分担荷载的桩基。桩端平面以下地基中由基桩引起的附加应力,按考虑桩径影响的明德林解附录F计算确定。将沉降计算点水平面影响范围内各基桩对应力计算点产生的附加应力叠加,采用单向压缩分层总和法计算土层的沉降,并计入桩身压缩se。桩基的最终沉降量可按下列公式计算:
s???i?1n?zi?zi??j?1EsimQj?zi?se (5.5.14-1)
l2j[?jIp,ij?(1??j)Is,ij] (5.5.14-2)
(5.5.14-3)
se??eQjljEcAps2 承台底地基土分担荷载的复合桩基。将承台底土压力对地基中某点产生的附加应力按
布辛奈斯克解(附录D)计算,与基桩产生的附加应力叠加,采用与本条第1款相同方法计算沉降。其最终沉降量可按下列公式计算:
s???i?1un?zi??zciEsi?zi?se (5.5.14-4)
?zci???ki?pck (5.5.14-5)
k?1式中 m——以沉降计算点为圆心,0.6倍桩长为半径的水平面影响范围内的基桩数;
n——沉降计算深度范围内土层的计算分层数;分层数应结合土层性质,分层厚度不
应超过计算深度的0.3倍;
?zi——水平面影响范围内各基桩对应力计算点桩端平面以下第i层土1/2厚度处产
生的附加竖向应力之和;应力计算点应取与沉降计算点最近的桩中心点。
?zci——承台压力对应力计算点桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处产生的应力;
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可将承台板划分为u个矩形块,可按本规范附录D采用角点法计算;
; ?zi——第i计算土层厚度(m)
,采用土的自重压力至土的自重压力加附加Esi——第i计算土层的压缩模量(MPa)
压力作用时的压缩模量;
Qj——第j桩在荷载效应准永久组合作用下,桩顶的附加荷载(kN);当地下室埋深
超过5m时,取荷载效应准永久组合作用下的总荷载为考虑回弹再压缩的等代附加荷载;
; lj——第j桩桩长(m)
Aps——桩身截面面积;
?j——第j桩总桩端阻力与桩顶荷载之比,近似取极限总端阻力与单桩极限承载力
之比;
Ip,ij,Is,ij——分别为第j桩的桩端阻力和桩侧阻力对计算轴线第i计算土层1/2厚度
处的应力影响系数,可按本规范附录F确定;
Ec——桩身混凝土的弹性模量;
pc,k——第k块承台底均布压力,可按pc.k??c,k?fak取值,其中?c,k为第k块承台
底板的承台效应系数,按本规范表5.2.5确定;fak为承台底地基承载力特
征值;
?ki——第k块承台底角点处,桩端平面以下第i计算土层1/2厚度处的附加应力系
数,可按本规范附录D确定;
se——计算桩身压缩;
端承型桩,取?e=1.0;摩擦型桩,当l/d≤30时,取?e=2/3;?e——桩身压缩系数。
l/d≥50时,取?e=1/2;介于两者之间可线性插值;
?——沉降计算经验系数,无当地经验时,可取1.0。
5.5.15 对于单桩、单排桩、疏桩复合桩基础的最终沉降计算深度Zn,可按应力比法确定,即Zn处由桩引起的附加应力?z、由承台土压力引起的附加应力?zc与土的自重应力?c应符合下式要求:
?z??zc?0.2?c (5.5.15)
5.6 软土地基减沉复合疏桩基础
5.6.1 当软土地基上多层建筑,地基承载力基本满足要求(以底层平面面积计算)时,可设置穿过软土层进入相对较好土层的疏布摩擦型桩,由桩和桩间土共同分担荷载。该种减沉复合疏桩基础,可按下列公式确定承台面积和桩数:
Ac??n?Fk?Gk (5.6.1-1) fakFk?Gk??cfakAc (5.6.1-2)
Ra式中:Ac-桩基承台总净面积;
fak-承台底地基承载力特征值; ?-承台面积控制系数,?≥0.60; n-基桩数;
?c-桩基承台效应系数,可按本规范表5.2.5取值。
5.6.2 减沉复合疏桩基础中点沉降可按下列公式计算:
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s??(ss?ssp) (5.6.2-1)
ss?4p0?i?1mzi?i?z(i?1)?(i?1)Esi (5.6.2-2)
ssp?280po??pqsuEs?d (5.6.2-3) 2(sa/d)F?nRa (5.6.2-4) Ac式中:s——桩基中心点沉降量;
; ss——由承台底地基土附加压力作用下产生的中点沉降(图5.6.2)
ssp——由桩土相互作用产生的沉降;
po——按荷载效应准永久值组合计算的假想天然地基平均附加压力(kPa);
Esi——承台底以下第i层土的压缩模量,应取自重压力至自重压力与附加压力段的
模量值;
沉降计算深度按?z?0.1?c确定,?z可按m——地基沉降计算深度范围的土层数;
本规范第5.5.8条确定;
qsu、Es—桩身范围内按厚度加权的平均桩侧极限摩阻力、平均压缩模量;
d—桩身直径,当为方形桩时,d?1.25b(b为方形桩截面边长);
sa/d—等效距径比,可按本规范第5.5.10条执行; zi,zi?1——承台底至第i层、第i?1层土底面的距离;
图5.6.2 复合疏桩基础沉降计算的分层示意图
?i,?i?1——承台底至第i层、第i?1层土层底范围内的角点平均附加应力系数;根
据承台等效面积的计算分块矩形长宽比a/b及深宽比zi/b=2zi/Bc,由本规范附录D确定;其中承台等效宽度Bc?BAc/L;B、L为建筑物基础外缘平面的宽度和长度;
F——荷载效应准永久值组合下,作用于承台底的总附加荷载(kN);
?p——基桩刺入变形影响系数;按桩端持力层土质确定,砂土为1.0,粉土为1.15,
黏性土为1.30。
?——沉降计算经验系数,无当地经验时,可取1.0。
5.7 桩基水平承载力与位移计算
Ⅰ 单桩基础
5.7.1 受水平荷载的一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩基础和群桩中基桩应满足
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下式要求:
式中 Hik——在荷载效应标准组合下,作用于基桩i桩顶处的水平力;
Hik?Rh
(5.7.1)
Rh——单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值,对于单桩基础,可取单桩的水
平承载力特征值Rha。
5.7.2 单桩的水平承载力特征值的确定应符合下列规定: 1 对于受水平荷载较大的设计等级为甲级、乙级的建筑桩基,单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定,试验方法可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106执行。
2 对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身正截面配筋率不小于0.65%的灌注桩,可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm(对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所对应的荷载的75%为单桩水平承载力特征值。
3 对于桩身配筋率小于0.65%的灌注桩,可取单桩水平静载试验的临界荷载的75%为单桩水平承载力特征值。
4 当缺少单桩水平静载试验资料时,可按下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩的单桩水平承载力特征值:
Rha?式中
0.75??mftW0??N?N(1.25?22?g)?1???fA?Mmtn?(5.7.2-1)
??? ? ? —— 桩的水平变形系数,按本规范第5.7.5条确定;
Rha—— 单桩水平承载力特征值,?号根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力
取“-”;
?m—— 桩截面模量塑性系数,圆形截面?m=2,矩形截面?m=1.75;
ft—— 桩身混凝土抗拉强度设计值;
W0—— 桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为:
?d22W0?d?2??E?1??gd032
b2b?2??E?1??gb02其中d为桩直径,d0为扣除保护 方形截面为:W0?6,
?Eb0为扣除保护层厚度的桩截面宽度;层厚度的桩直径;b为方形截面边长,
为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
vM—— 桩身最大弯距系数,按表5.7.2取值,当单桩基础和单排桩基纵向轴线与水
平力方向相垂直时,按桩顶铰接考虑;
????表5.7.2 桩顶(身)最大弯矩系数?m和桩顶水平位移系数?x 桩顶约束情况 桩的换算埋深??h? ?M ?x 4.0 0.768 2.441 3.5 0.750 2.502 3.0 0.703 2.727 铰接、自由 2.8 0.675 2.905 2.6 0.639 3.163 2.4 0.601 3.526 4.0 0.926 0.940 3.5 0.934 0.970 3.0 0.967 1.028 固 接 2.8 0.990 1.055 2.6 1.018 1.079 2.4 1.045 1.095 注:1 铰接(自由)的?M系桩身的最大弯矩系数,固接的?M系桩顶的最大弯矩系数;
2 当?h?4时取?h?4.0。
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?g—— 桩身配筋率;
?d2 An—— 桩身换算截面积,圆形截面为:An?1???E?1??g4 ; 方形截面为:An?b21???E?1??g
????
?N—— 桩顶竖向力影响系数,竖向压力取0.5;竖向拉力取1.0;
N——在荷载效应标准组合下桩顶的竖向力(kN)。
5 对于混凝土护壁的挖孔桩,计算单桩水平承载力时,其设计桩径取护壁内直径。
6 当桩的水平承载力由水平位移控制,且缺少单桩水平静载试验资料时,可按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩单桩水平承载力特征值:
?3EI Rha?0.75x0a (5.7.2-2)
?x式中 EI—— 桩身抗弯刚度,对于钢筋混凝土桩,EI?0.85EcI0;其中I0为桩身换
算截面惯性矩:圆形截面为I0?W0d0/2;矩形截面为I0?W0b0/2;
x0a—— 桩顶允许水平位移;
?x—— 桩顶水平位移系数,按表5.7.2取值,取值方法同?M。
7 验算永久荷载控制的桩基的水平承载力时,应将上述2~5款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数0.80;验算地震作用桩基的水平承载力时,宜将按上述2~5款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数1.25。
Ⅱ 群桩基础
5.7.3 群桩基础(不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况)的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,可按下列公式确定:
Rh??hRha (5.7.3-1) 考虑(5.7.3-2)
地
震
作
用
且
sa/d
≤
6
时
:
?h??i?r??l
?sa????d? (5.7.3-3) ?i?0.15n1?0.10n2?1.90.015n2?0.45??hcm?x0a?Bc (5.7.3-4) ?l?2?n?n?R 12haR??x x0a?ha (5.7.3-5)
?3?EI其他情况: (5.7.3-6)
2?h??i?r??l??b
?b?(5.7.3-8)
??Pcn1?n2?Rh (5.7.3-7)
Bc'?Bc?1?m?Pc??cfak(A?nAps)
,
(5.7.3-9)
式中 ?h—— 群桩效应综合系数;
?i—— 桩的相互影响效应系数;
?r—— 桩顶约束效应系数(桩顶嵌入承台长度50~100mm时),按表5.7.3-1取值;
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