1 场地稳定性和适宜性的评价,可能影响工程稳定的不良地质作用的描述和对工程危害程度的评价。划分建筑场地类别。
2 场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性;提供各层岩土的主要物理力学性质指标、原位测试成果图表。
3 提供管桩的摩阻力特征值、端阻力特征值和桩基沉降计算参数。若桩端持力层以下有软弱夹层时,应提供该软弱夹层的承载力特征值和压缩性指标。
4 评价沉桩的可能性,论证桩的施工条件及其对环境的影响。
5 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。 6.0.10 岩土工程勘察报告尚应包括下列内容:
1 对地基的均匀性进行评价,对桩端持力层选择提出建议,并预估单桩承载力特征值;当桩端持力层为倾斜岩土层时,应对桩基的稳定性进行评价,对桩基施工提出建议;对桩端持力层为残积土、强风化或中风化软岩及粘性土时,应对遇水易软化的可能性进行评价。
2 勘探点平面布置图、工程地质剖面图、工程地质柱状图,必要时提供持力层或关键地层等高线图和等厚度线图及岩芯彩色照片等。
7 管桩基础设计
7.1 一般规定
7.1.1 管桩的布置应符合下列规定:
1 管桩的中心距应符合表7.1.1的规定
表 7.1.1 管桩的最小中心距
管桩基础情况 摩擦桩 排数不少于3排且桩数不少于9根的端承摩擦桩 其他情况 桩的最小中心距 4.5D 4.0D 3.5D 注:①桩中心距指两根桩横截面中心之间的距离,D为管桩的外径; ②考虑桩土共同作用的减沉疏桩基础、复合桩基或深厚淤泥及淤泥质土中的桩基,桩距宜适当加大。 2 单个承台下的桩数不宜少于2根,当采用一柱一桩时桩径不应小于500mm,且不宜小于柱截面长边或直径。
3 布置桩位时,宜使桩基的承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合,且宜将桩布置于柱、墙下或基础梁下。需在底层门窗洞口下布桩时,除需计算基础梁强度外,尚应加强基础梁和墙体刚度。
4 对于框筒、框剪结构高层建筑桩基,宜加强核心筒区域的桩基刚度(如适当增加桩长、桩径、桩数等)。 7.1.2 桩端进入持力层的深度,对坚硬粘性土、密实砂类土、碎石类土、强风化岩不应小于1D,且不应小于500mm,当上述持力层倾斜度较大时,宜适当加大桩端进入持力层的深度。对其他土层宜为1~3D。
当存在软弱下卧层时,桩端下持力层的厚度应满足下卧层强度及变形要求,且不宜小于4D。 7.1.3 桩顶嵌入承台不应小于50mm,受水平力较大时,不应小于100mm。
7.1.4 受压管桩与承台连接采用插筋方式时,插入管桩顶填芯混凝土长度不宜少于1.2m,宜采用热轧带肋钢筋作连接钢筋,配筋率按桩外径实心截面计算不应小于0.6%。钢筋锚入承台内的长度应满足GB50010中钢筋锚固长度的要求。填芯采用补偿收缩混凝土,强度等级不应低于C30且不应低于承台和承台梁的混凝土强度等级。 7.1.5 一根桩的接头不宜超过3个(不包括锚杆静压管桩)。不宜利用截桩余下的部分作接长使用。
7.1.6 管桩上下节拼接可采用端板焊接连接、法兰连接或机械接头连接,接头应确保管桩内纵向钢筋与端板能有效传力,接头连接强度应大于管桩桩身强度。
7.1.7 管桩桩尖应根据场区地层和布桩情况设置,可采用闭口型或开口型桩尖。当桩端位于饱和砂类土或遇水易软化的土层时,以及桩具有抗拔功能时,应选用闭口桩尖,且在桩端浇注1.2m厚度以上的补偿收缩混凝土或中粗砂拌制的水泥砂浆,混凝土强度等级不宜低于C20,水泥砂浆强度等级不宜低于M15。
7.1.8 闭口桩尖分为平底型、平底十字型及锥形等,视沉桩需穿过的土层性质、打(压)桩力的大小而定,桩尖钢板厚度不宜小于16mm,且应满足沉桩过程对桩尖的刚度和强度要求。 7.1.9 承台与承台之间的连接应符合下列要求:
1 一柱一桩时,应在桩顶两个相互垂直方向上设置连系梁,两桩承台应在其短向设置连系梁。 2 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。
3 连系梁顶面宜与承台顶面位于同一标高,连系梁宽度不宜小于250mm,其高度可取承台中心距的1/10~1/15,且不宜小于400mm。
4 连系梁配筋应按计算确定,梁上、下部配筋均不应小于2根直径12mm钢筋,并满足最小配筋率要求。
7.2 桩顶作用效应计算
7.2.1 无特殊水平荷载作用的建筑物的群桩基础,应按下列公式计算群桩中单桩的桩顶作用效应。
1 竖向力 轴心竖向力作用下
Qk?偏心竖向力作用下
Fk?Gk (7.2.1-1) nQik?2 水平力
Fk?GkMxkYiMykXi (7.2.1-2) ??22n?Yj?XjHk (7.2.1-3) nHik?式中:
Fk——相应于荷载效应标准组合时,作用于承台顶面的竖向力;
Gk——桩基承台自重和承台上土自重标准值,对稳定的地下水位以下部分应扣除水的浮力;
Qk——相应于荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,任一单桩的竖向力; Qik——相应于荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,第i根单桩的竖向力;
Mxk、Myk——相应于荷载效应标准组合时,作用于承台底面,绕通过桩群形心的x、y主轴的力矩;
Xi、Xj、Yi、Yj——第i、j单桩截面形心至y、x轴的距离;
Hk——相应于荷载效应标准组合时,作用于桩基承台底面的水平力; Hik——相应于荷载效应标准组合时,作用于任一单桩的水平力; n——桩基中的桩数。
7.2.2 对于抗震设防区主要承受竖向荷载的桩基,其桩顶作用效应的计算应符合《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定。
7.3 桩基竖向承载力计算
7.3.1 单桩竖向承载力计算应符合下列表达式
1 荷载效应标准组合: 轴心竖向力作用下
Qk?Ra (7.3.1-1)
偏心竖向力作用下除满足上式外,尚应满足下式
Qkmax?1.2Ra (7.3.1-2)
式中:
Qkmax——相应于荷载效应标准组合时,偏心竖向力作用下单桩的最大竖向力;
Ra——单桩竖向承载力特征值。
2 地震作用效应和荷载效应标准组合: 轴心竖向力作用下
QEk?1.25Ra (7.3.1-3)
偏心竖向力作用下除满足上式外,尚应满足下式
QEkmax?1.5Ra (7.3.1-4)
式中:
QEk——地震作用效应和荷载效应标准组合下的平均单桩竖向力;
QEkmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下的最大单桩竖向力。
7.3.2 以单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向承载力时,单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按下式计算:
Ra?式中:
Quk——单桩竖向极限承载力; K——安全系数,取K=2。
1Quk (7.3.2) K7.3.3 当承台下的土层为稳定的非淤泥及淤泥质土层,对于符合下列条件之一的摩擦型桩基,可考虑承台效应,按复合桩基设计。
1 上部结构整体刚度较好的体型简单的建筑物; 2 对于差异变形适应性较强的排架结构和柔性构筑物; 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区; 4 软土地基的减沉复合疏桩基础。
考虑承台效应时承台底土的抗力可按下式确定:
Qas??cfakAj (7.3.3)
?c——承台效应系数,可按表7.3.3取值;
fak——承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内地基土承载力特征值的加权平均值;
Aj——承台底净面积。
表7.3.3 承台效应系数?c
Sa/D Bc/l ≤0.4 0.4~0.8 >0.8 单排桩条形承台 3 0.06~0.08 0.08~0.10 0.10~0.12 0.15~0.18 4 0.14~0.17 0.17~0.20 0.20~0.22 0.25~0.30 5 0.22~0.26 0.26~0.30 0.30~0.34 0.38~0.45 6 0.32~0.38 0.38~0.44 0.44~0.50 0.5~0.6 n>6 0.50~0.80 注:①表中Sa/D为桩中心距与桩径之比;Bc/l为承台宽度与有效桩长之比。非正方形布桩时,S?A,A为承a台面积,n为承台下桩数。 ②对于桩布置于墙下的箱、筏承台,ηc可按单排桩条形承台取值。 ③除非挤土植桩外,对饱和粘性土表内数据应按低值乘以0.8的系数。 ④当沉桩或基坑开挖引起承台底土隆起较大时,ηc=0。
7.4 单桩竖向抗压承载力
7.4.1 单桩竖向抗压极限承载力应通过单桩竖向抗压静载荷试验确定,试验按DB42/269有关规定执行并宜压至破坏,单栋建筑物同一类型桩的试验数量不应少于3根,预估总桩数少于50根时,不应少于2根。 7.4.2 在初步设计或根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗压承载力特征值时,宜按下列公式估算:
? (7.4.2) Ra?u?qsiali?qpaAG式中:
qsia——第i层土的侧阻力特征值,可按表7.4.2-1取值;当桩周存在液化土层时,应按JGJ94的有关规定进行折减;
qpa——端阻力特征值,按地区经验取值,武汉市及江汉平原可按表7.4.2-2取值;
?——桩端横截面面积(含土塞面积); AGu——桩身横截面周长;
li——桩侧第i层土中的桩长。
桩侧侧阻力和桩端端阻力宜埋设桩身轴力测试元件通过静载试验确定;可通过测试结果建立侧阻力和端阻力与土层物理指标,以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系。
表7.4.2-1 管桩的侧阻力特征值qsia(kPa) 土的名称 填土 淤泥 淤泥质土 土的状态 0.75<IL≤1 0.50<IL≤0.75 粘性土 0.25<IL≤0.50 0<IL≤0.25 IL≤0 红粘土 0.7<aw≤1 0.5<aw≤0.7 Ps≤1 粉土 1<Ps≤2.5 Ps>2.5 稍密 中密 密实 中密 密实 中密 密实 稍密 中密(密实) 中密、密实 中密、密实 10<N≤15 15<N≤30 N>30 15<N≤30 N>30 15<N≤30 N>30 5<N63.5≤15 15<N63.5 N63.5>10 N63.5>10 25<N≤35 35<N≤50 N≥35 N≥50 桩的侧阻力特征值 10~14 6~8 9~15 15~20 20~30 30~35 35~40 40~50 6~16 16~37 11~20 20~28 28~40 18~25 25~35 35~45 27~37 37~48 37~48 48~58 30~50 58~69 80~100 100~150 50~60 70~80 80~120 110~150 粉细砂 中砂 粗砂 砾砂 圆砾、角砾 碎石、卵石 软质岩残积土 硬质岩残积土 强风化软质岩 强风化硬质岩 注:aw为含水比,aw=w/w1。