Gp——管桩自重,地下水位以下应扣除水浮力(kN)。 2)群桩呈整体破坏时:
Rta?式中:ul——群桩外围周长(m); n——桩基中的桩数;
1ul??iqsiali?G'p (5.2.8-2) n' Gp——群桩基础所包围体积的桩土总自重标准值除以桩数,地下水位以下应扣除水
浮力(kN)。
表5.2.8 抗拔系数λi
土(岩)的类别 粘性土、粉土 砂土 λi值 0.70~0.80 0.50~0.70 5.2.9 管桩桩身结构承载力应按下列公式计算:
1 管桩轴心受压时
Q≤?cfcA (5.2.9-1)
式中:Q——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值;
fc——管桩混凝土轴心抗压强度设计值,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》
GB50010取值;
A——管桩桩身横截面面积;
?c——工作条件系数,取0.55~0.65,对于沿江等复杂地质条件地区宜取低值,对于其
他地质条件较好地区宜取高值。 2 管桩轴心受拉时
1)单节桩:
a.当裂缝控制等级为一级时,应按下式计算:
Qt≤fpy Apy (5.2.9-2a)
式中:Qt——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向上拔力设计值; fpy——管桩预应力钢筋的抗拉强度设计值; Apy——管桩预应力钢筋的截面面积。
2)多节桩:
Qt?0.8lwheftw (5.2.9-2b)
式中:lw——焊缝长度,lw=π(d1+d2)/2(d1为焊缝外径,d2为焊缝内径);
he——焊缝计算厚度,he=0.75la(la为焊缝坡口根部至焊缝表面的最小距离); ftw——焊缝抗拉强度设计值,可取170N/mm2。
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对两节及以上的管桩,应取按式(5.2.9-2a)、(5.2.9-2b)计算的较小值。 3 桩身受弯矩作用时
M≤Rm (5.2.9-3a)
式中:M——相应于荷载效应基本组合时的单桩弯矩设计值; Rm——桩身的抗弯承载力特征值。
管桩桩身正截面受弯承载力设计值因符合下列规定:
sin??t (5.2.9-3b) sin??sin???AprpM??1fcA(r1?r2)?fpy?(f??p0)Aprppy2???0.55?p0Ap?0.45fpyAp (5.2.9-3c) ??'?1fcA?fpyAp?0.45(fpy??p0)Ap?t?0.45(1??) (5.2.9-3d)
式中:?——矩形应力图中,混凝土受压区面积和全截面面积的比值;
?t——纵向受拉预应力钢筋面积与全部纵向预应力钢筋面积的比值;
?1——矩形应力图中,纵向受拉预应力钢筋达到屈服强度的钢筋面积与全部纵向预应力钢
筋截面面积的比值;
rp——预应力钢筋重心所在圆周的半径;
A——管桩截面面积;
Ap——全部纵向预应力钢筋的截面面积;
?p0——预应力钢筋合力点处混凝土法向应力等于零时预应力钢筋应力;
r1、r2——抗拔管桩截面的内、外半径(mm);
?——管桩预应力钢筋的抗压强度设计值。 fpy4 管桩桩身横向受剪承载力设计值应符合下列规定:
V?式中:V——剪力设计值;
t——管桩壁厚;
I——管桩截面对中心轴的惯性矩;
tI(?ce?2?tft)2??ce2 (5.2.9-4) S0S0——管桩半个圆环的面积对中心轴的面积矩;
?t——混凝土抗拉强度变异性调整系数,?t=0.7。
5 偏心受压的管桩,桩身正截面受压承载力宜符合下列规定:
N???1Afc??p0Ap??f'pyAp??t(fpy??p0)Ap (5.2.9-5a)
sin??tsin??sin???AprpN?ei??1fcA(r1?r2)?fpy?(f??p0)Aprp (5.2.9-5b)
py2????t?0.45(1??) (5.2.9-5c)
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式中:ei——初始偏心距。 管桩桩身裂缝控制应符合下列要求:
a.当裂缝控制等级为一级时,应按下式计算:
Qt≤σpcA (5.2.9-a)
式中:Qt——相应于作用的基本组合时,轴心竖向力作用下桩基中单桩所受上拔力;
b.当裂缝控制等级为二级时,应按下式计算:
Qt≤(σpc+ft)A (5.2.9-b)
式中:ft——管桩混凝土轴心抗拉强度设计值。 4.2.10 下列建筑物的管桩基础应进行沉降验算:
1 2 基础;
3
摩擦型管桩基础。
地基基础设计等级为甲级的管桩基础;
结构体系复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱下卧层的地基基础设计等级为乙级的管桩
4.2.11 管桩基础沉降计算应按国家现行相关标准的规定执行,管桩基础沉降变形允许值按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94中建筑桩基沉降变形允许值执行,并不得超过建筑物的沉降允许值。
4.2.12 管桩基础设计时,可结合本地区经验,采用桩、土、承台的共同工作原理进行设计计算。 4.2.13 当管桩桩周土体因自重固结或受开挖、受地面大面积堆载等因素影响时,应考虑由此引起的桩侧负摩擦力、不平衡推力对管桩承载力、沉降和稳定性的影响,并应通过试验或计算确定。
5.3 构造要求
5.3.1 管桩顶部填芯混凝土应符合下列规定:
1 对承压桩,填芯深度不得小于3倍桩径,且不得小于1.5m; 对抗拔桩,填芯深度应按计算确定,且不得小于3.0m;
对桩顶承担较大水平力的桩,填芯深度应按计算确定,且不得小于6倍桩径并不得少于3m,桩间应设置厚度为150mm的C15混凝土垫层;
2 管桩顶的填芯混凝土应灌注饱满,振捣密实,下封层不得漏浆;
3 填芯混凝土强度等级应比承台提高一级,且不应低于C30,填芯混凝土应采用无收缩混凝土或掺入微膨胀剂的混凝土。 5.3.2
管桩与承台连接要求:
1 管桩与承台连接时,桩顶嵌入承台深度不应小于50mm,且不应大于100mm;
2 对于承压桩,可利用桩的纵向钢筋或另加插筋锚入承台内。当采用桩的纵向钢筋直接与承20
台锚固时,锚固长度不应小于50倍钢筋直径,且不应小于500mm。当采用插筋时,插筋作为连接钢筋的数量应根据桩径选取,钢筋插入管桩内的长度应与桩顶填芯混凝土深度相同,锚入承台内的长度不应小于35倍钢筋直径,并应符合国家工程建设标准设计图集《预应力混凝土管桩》10G409的有关规定;
3 对于抗拔桩,宜另补锚固钢筋,其数量应根据计算确定,钢筋插入管桩内的长度宜与桩顶填芯混凝土长度相同,锚入承台内的长度不应小于40倍钢筋直径;
4 截桩、接桩、不截桩桩顶与承台连接应按照图集《预应力混凝土管桩》10G409设计。 5.3.3
抗拔桩的桩顶填芯混凝土深度和连接钢筋总公称截面面积应按下列公式计算:
La?Qt (5.3.3-1) fn?upnQt (5.3.3-2) fyAs?式中:La——桩顶填芯混凝土深度,按计算确定且不得小于2.0m; As——管桩内孔连接钢筋总公称截面面积;
Qt——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向上拔力设计值;
fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值,宜由现场试验确定。当缺乏试验资料时,
可采用C30的掺微膨胀剂的填芯混凝土,fn取0.30~0.35MPa;
upn——管桩内孔圆周长; fy——钢筋的抗拉强度设计值。 5.3.4
管桩接头应符合下列规定:
1 每根桩的接头数量不宜超过3个;
2 桩的接头处的抗弯能力不应低于桩身的抗弯能力,接头强度不应低于桩身强度; 3 管桩的连接尚应符合本规程第6.3节规定。 5.3.5 5.3.6
抗拔桩宜选用AB型以上型号的管桩。
桩尖的选用应根据工程地质条件确定,常用桩尖规格及构造应按本规程附录D确定。
5.3.7 在地下水、地基土对混凝土、钢筋和钢构件有腐蚀作用时,应采取防腐措施。
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6 管桩基础施工
6.1 一般规定
6.1.1 管桩基础施工前,应具备下列文件和资料:
l 拟建场地的工程地质、水文地质资料;
2 拟建场地周边建(构)筑物、道路和地下各类管线等有关资料; 3 经审查批准的施工图设计文件;
4 现场的试桩资料或附近类似桩基工程的经验资料; 5 管桩的产品合格证及质保资料;
6 沉桩机械的产品合格证书、产品说明书、桩机相关技术参数等。 6.1.2 管桩基础施工前应做好下列准备工作:
1 组织有关单位会审图纸,形成图纸会审记录;
2 场地完成三通一平、排水畅通,并满足沉桩所需的地面承载力; 3 处理场内影响管桩施工的高空及地下障碍物; 4 编制施工组织设计或管桩施工专项方案; 5 设置高程控制点和轴线定位点;
6 选定进场的沉桩设备,其性能应满足设计的技术要求; 7 对桩基施工作业人员进行技术及安全交底; 8 管桩及所需材料按计划分批进场且验收合格。
6.1.3 在对工程环境条件分析后确定桩基施工可能影响附近建(构)筑物、道路、地下管线正常使用和安全时,应采取有效的减少振动和挤土影响的措施,必要时应对建(构)筑物进行加固,对道路和地下管线采取保护措施或增加隔离措施,并设置观测点进行专业监测。当在紧靠相邻工程的基坑边坡或围护结构的场地沉桩时,应考虑沉桩对其影响,必要时应采取相应的措施。
6.1.4 应根据设计要求、岩土特性、施工场地周边环境,选择合适的沉桩机械,并应符合下列要求:
1 对于锤击机械:
1)桩锤应采用柴油锤、液压锤,不得采用自由落锤;
2)桩锤大小的选择应与桩径和沉桩难易程度相结合,配套使用,大桩应选用重锤; 3)桩架必须具有足够的承载力、刚度和稳定性。 2 对于静压机械:
1)压桩机的每件配重必须核实,并将其质量标记在该件配件外露表面; 2)静力压桩机的最大压桩力,应小于桩机的自重及配重之和的0.9倍。 22