施工手冊(第四版)第七章地基處理與樁基工程7-2-10樁基承載力評定

1、7-2-10 樁基承載力評定7-2-10-1按土的物理指標(biāo)與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁的承載力1一般直徑單樁豎向極限承載力特征值，可按下式計算：QukQskQpkUqsikli qpkAp（7-36）式中Qsk單樁總極限側(cè)阻力特征值；Qpk單樁總極限端阻力特征值；U樁身周長；qsik樁側(cè)第i 層土的極限側(cè)阻力特征值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按表7-101 取值；li樁穿越第i 層土的厚度；qpk極限端阻力特征值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按表7-102 取值；Ap樁端面積。樁的極限側(cè)阻力特征值qsik（ kPa）表 7-101土的名稱土的狀態(tài)混凝土預(yù)制水下鉆（沖）干作業(yè)鉆孔樁孔樁沉管灌筑樁樁填土2

2、028182615221826淤泥111710169131016淤泥質(zhì)土2028182615221826IL 121362034162820340.75 IL 13650344828403448粘性土0.50 IL 0.7550664864405248620.25 IL 10.566826478526362760 I L 0.258291788863727686IL 091101889872808696紅粘土0.7 aw113321230102512300.5 aw 0.73274307025683070e 0.92244224016322040粉土0.75 e 0.9426440603250

3、4060e 0.756485608050676080稍密2242224016322040細粉砂中密4263406032504060密實6385608050676080中砂中密5474507242585070密實7495729058757090粗砂中密7495749558757090密實9511695116759290110礫砂中密、密實11613811613592110110130注： 1對于尚未完成自重固結(jié)的填土和以生活垃圾為主的雜填土，不計算其側(cè)阻力；2 aw 為含水量， aw w/wL ；3對于預(yù)制樁，根據(jù)土層埋深h，將 qsik 乘以下表修正系數(shù)。土層埋深 h（ m） 51020 30

4、修正系數(shù)0.81.01.11.2樁的極限端阻力特征值 qpk（kPa）表 7-102土的名稱樁型預(yù)制樁入土深度（ m）水下鉆（沖）孔樁入土深度（m）土的狀態(tài)h 99 h 1616 h 30h 3051015h 300.75 IL 121084063013001100170013001900100150150250250300300450粘性土0.50IL 0.7584017001500210019002500230032002003003504504505505507500.25IL 0.50150023002300300027003600360044004005007008008009009

5、0010000 I L 0.2525003800380051005100590059006800750850100012001200140014001600粉土0.75 e0.98401700130021001900270025003400250350300500450650650850e 0.751500230021003000270036003600440055080065090075010008501000粉砂稍密8001600150021001900250021003000200400350500450600600700中密、密實1400220021003000300038003800

6、46004005007008008009009001100細砂中密、密實2500380036004800440057005300650055065090010001000120012001500中砂中密、密實36005100510063006300720070008000850950130014001600170017001900粗砂中密、密實5700740074008400840095009500103014001500200022002300240023002500礫砂中密、密實63001050015002500角礫、圓礫中密、密實74001160018002800碎石、卵石中密、密實84

7、001270020003000樁型沉管灌筑樁入土深度（ m）干作業(yè)鉆孔樁入土深度（m）土的名稱51015 1551015土的狀態(tài)0.75I L 14006006007507501000100014002004004007007009500.50 IL 0.7567011001200150015001800180020004206307409509501200粘性土13002200230027002700300030003500850110015001700170019000.25 IL 0.500 I L 0.252500290035003900400045004200500016001800

8、2200240026002800粉土0.75 e 0.91200160016001800180021002100260060010001000140014001600e 0.7518002200220025002500300030003500120017001400190016002100粉砂稍密80013001300180018002000200024005009001000140015001700中密、密實1300170018002400240028002800360085010001500170017001900細砂中密、密實1800220030003400350039004000490

9、0120014001900210022002400中砂中密、密實28003200440050005200550055007000180020002800300033003500粗砂中密、密實45005000670072007700820084009000290032004200460049005200礫砂中密、密實5000840032005300角礫、圓礫中密、密實59009200碎石、卵石中密、密實670010000注： 1砂土和碎石類土中樁的極限端阻力取值，要綜合考慮土的密實度，樁端進入持力層的深度比hb/d（hb 為樁端進入持力層的深度，d 為樁徑），土愈密實， hb/d 愈大，取值愈高

10、；2表中沉管灌筑樁系指帶預(yù)制樁尖沉管灌筑樁。2大直徑（ d800mm）單樁豎向極限承載力特征值，可按下式計算：QukQskQpk Usiqsikl si pqpkAp（7-37）式中qsik樁側(cè)第 i 層土的極限側(cè)阻力特征值，如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可按表12-131 取值，對于擴底變截面以下不計側(cè)阻力；qpk樁徑為 800mm 的極限端阻力特征，可采用深層載荷板試驗確定；當(dāng)不能進行深層載荷板試驗時， 可采用當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值或按表 7-101 取值，對于干作業(yè)（清底干凈）可按表 7-103 取值；si、p大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，按表7-104 取值。對于混凝土護壁的大直徑挖孔樁， 計算單樁豎向承載

11、力時， 其設(shè)計樁徑取護壁外直徑。U、l si、Ap 符號意義同上。干作業(yè)樁（清底干凈， D 800mm）極限端阻力特征值qpk（kPa）表 7-103土名稱狀態(tài)粘性土0.25 I L 10.750I L 0.25IL 080018001800240024003000粉土0.75e 0.9e 0.751000150015002000稍密中密密實粉砂500700800110012002000細砂70011001200180020002500砂土、100020002200320035005000中砂碎石120022002500350040005500粗砂類土140024002600400050007

12、000礫砂圓礫、角礫160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000注： 1 Qpk 取值宜考慮樁端持力層土的狀態(tài)及樁進入持力層的深度效應(yīng)，當(dāng)進入持力層深度 hb 為 hb D， D hb 4D ， hb 4D ； Qpk 可分別取較低值、中值、較高值；2砂土密實度可根據(jù)標(biāo)貫擊數(shù)N 判定， N 10 為松散， 10N 15 為稍密， 15N 30 為中密， N 30 為密實；3當(dāng)對沉降要求不嚴(yán)時，可適當(dāng)提高qpk 值。大直徑灌注樁側(cè)阻力及端阻力尺寸效應(yīng)系數(shù)si、p表 7-104土類別粘性土、粉土砂土、碎石類土si10.81() 3Dp

13、( 0.8)D14( 0.8)D13注：表中 D 為樁端直徑。7-2-10-2按單樁的靜載試驗確定承載力1荷載 -沉降（ Q-s）關(guān)系曲線圖的繪制（圖7-119）其橫坐標(biāo)為荷載 Q（kN ），以 1cm 代表 5kN；縱坐標(biāo)為沉降 s（mm），以 1cm代表 1cm；用于爆擴樁；以 1cm 代表 1mm，用于灌筑樁或預(yù)制樁。圖中應(yīng)標(biāo)明試樁的構(gòu)造尺寸和地質(zhì)剖面以及各層土的物理力學(xué)指標(biāo)。圖 7-119 樁靜載試驗的荷載 - 沉降（ Q-s）曲線1-第一拐點； 2-第二拐點2承載力特征值的確定（1）單樁豎向極限承載力Qu 可按下列方法綜合分析確定：1）根據(jù)沉降隨荷載的變化特征確定極限承載力：對于陡降

14、型Q-s 曲線，取發(fā)生明顯陡降起始點的荷載為極限荷載；2）根據(jù)沉降量確定極限承載力：對于緩變型Q-s 曲線，一般可取s40mm對應(yīng)的荷載值；對于大直徑可取s 0.030.06D（D 為樁端直徑，大樁徑取低值，小樁徑取高值）所對應(yīng)的荷載值；對于細長樁（l/d 80）可取 s6080mm 對應(yīng)的荷載值作為極限荷載；3）根據(jù)沉降隨時間的變化特征確定極限承載力：繪出各級荷載作用下的s-lgt曲線如圖 7-120 所示。在樁達到破壞以前某級荷載所繪出的s-lgt 曲線保持直線關(guān)系，如 ad，其斜率表明樁的沉降速率。 當(dāng)樁達到破壞時， s-lgt 曲線急劇變陡，如 eh，其中從 f 線起曲折比較明顯。在該

15、級荷載下，沉降速率驟增，尾部出現(xiàn)明顯的向下彎曲，表明土中塑性變形急劇發(fā)展，因此 f 線為樁的破壞標(biāo)志，可取其前一級荷載（即e 所對應(yīng)的荷載），定為極限荷載。圖 7-120 樁靜載試驗的沉降 - 時間對數(shù)（ s-lgt）曲線（2）單樁豎向承載力特征值的取值，按參加統(tǒng)計的試樁數(shù)取試驗求得的極限荷載的平均值，并要求其極差不得超過平均值的 30，可取其平均值的一半為單樁承載力特征值 Quk；若樁數(shù)為 3 根及 3 根以下的柱下承臺，取最小值為其極限承載力 Qu。當(dāng)極差超過時，應(yīng)查明原因，必要時宜增加試樁數(shù)。（3）對于爆擴樁和摩擦樁，除按上述方法確定Qu 外，還要按樁的沉降確定Qu 值。即在 Q-s 曲

16、線上取 s/D 1.5%（爆擴樁）或s/d3%（直徑小于 50cm 的摩擦樁）所對應(yīng)的荷載作為Qu，然后取兩個 Qu 中的較低值作為單樁的承載力特征值。（4）最后確定單樁豎向承載力，一般情況下單樁豎向承載力值按1.2 倍特征值確定。對樁數(shù)為3 根及 3 根以下的柱臺，取1.1 倍特征值為設(shè)計值。7-2-10-3按樁的抗拔試驗確定抗拔承載力抗拔力的大小取決于樁的埋置深度、 土層的抗剪強度、 樁的直徑（擴大頭直徑）等因素。按抗拔荷載試驗結(jié)果，繪出荷載 -變形（ U- ）曲線圖（圖 7-121）。圖 7-121 抗拔試驗的荷載 - 變形（ U-）曲線圖一般有三個階段的情況：第一階段荷載較小，曲線變化

17、平緩，呈直線或近似直線上升。第二階段荷載增大， 土體開始出現(xiàn)塑性變形， 表現(xiàn)出不太明顯的轉(zhuǎn)折后， 上升坡度增大。第三階段荷載達到最大值，土體被帶動，變形（拔伸量）成倍增加，土體受剪破壞。單樁豎向抗拔極限承載力的判定：（1）對于陡變形 U-曲線，取陡升起始點荷載為極限荷載；（2）對于緩變形U-曲線，根據(jù)上拔量和-lgt 曲線變化綜合判定，即-lgt 曲線尾部顯著彎曲的前一級荷載為極限荷載。7-2-10-4按樁的水平荷載試驗確定水平承載力按水平靜載荷試驗記錄可繪制樁頂水平荷載 -時間 -位移（ H0-T-x0）曲線（圖7-122） ,或繪制水平力 -位移（ H0-x0）曲線（圖 7-123）及水平

18、力 -位移梯度（ H0= x0/H0）曲線（圖 7-124），或水平力 -位移雙對數(shù)（ 1gH0-lgx 0）曲線，當(dāng)具有樁身應(yīng)力測量資料時， 尚可繪制應(yīng)力沿樁身分布和水平荷載與最大彎矩截面鋼筋應(yīng)力（ H0 -g）曲線（圖 7-125）。圖 7-122 單樁 H0-T-x0 曲線圖 7-123 單樁 H0-x0 曲線圖 7-124 單樁 H0-x0/H0 曲線圖 7-125 單樁 H0-g 曲線從以上曲線可求出單樁的水平臨界荷載和極限荷載。1單樁水平臨界荷載Hct，即相當(dāng)于樁身開裂，受拉區(qū)混凝土明顯退出工作前的樁頂最大水平荷載，按下列方法綜合確定：（1）取 H0-T-x 0 曲線（ H0-x0

19、 曲線）出現(xiàn)突變（相同荷載增量條件下，出現(xiàn)比前一級明顯增大的位移增量）點的前一級荷載（圖7-122、圖 7-123）為水平臨界荷載。（2）取 H0 x0 / H0 曲線第一直線段的終點所對應(yīng)的荷載（圖7-124）為水平臨界荷載。（3）取 H0-g 曲線第一突變點對應(yīng)的荷載（圖7-125）為水平臨界荷載。2單樁水平極限荷載Hu 是相當(dāng)于樁身應(yīng)力達到強度極限時的樁頂最大水平荷載，可根據(jù)下列方法綜合確定：（1）取 H0-T-x0 曲線（ H0-x0 曲線）明顯陡降的前一級荷載（圖7-122、圖7-123）為極限荷載。（2）取 H0 x0 / H0 曲線第二直線段終點對應(yīng)的荷載（圖7-123）為極限荷

20、載。（3）取樁身折斷或鋼筋應(yīng)力達到流限的前一級荷載（圖 7-125）為極限荷載。對于樁身配筋率小于0.65%的灌筑樁，可取單樁水平靜載試驗的臨界荷載為單樁水平承載力特征值Rh。對于混凝土預(yù)制樁、 樁身全截面配筋率不小于0.65的灌筑樁，可根據(jù)靜載試驗結(jié)果取地面處水平位移為10mm（對于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm）所對應(yīng)的荷載為單樁水平承載力特征值Rh。7-2-11 打（沉）樁施工的安全技術(shù)措施1打樁前，應(yīng)對鄰近施工范圍內(nèi)的原有建筑物、地下管線等進行檢查，對有影響的工程，應(yīng)采取有效的加固措施或隔振措施，以確保施工安全。2機具進場要注意危橋、陡坡、陷地和防止碰撞電桿、房屋等，以免造成事故

21、。3打樁機行走道路必須平整、堅實，必要時宜鋪設(shè)道渣，經(jīng)壓路機碾壓密實。場地四周應(yīng)挖排水溝以利排水，保證移動樁機時的安全。4在施工前應(yīng)先全面檢查機械，發(fā)現(xiàn)有問題時及時解決，檢查后要進行試運轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁帶病作業(yè)。機械操作必須遵守安全技術(shù)操作要求，由專人操作，并加強機械的維護保養(yǎng)，保證機械各項設(shè)備和部件、零件的正常使用。5吊裝就位時，起吊要慢，拉住溜繩，防止樁頭沖擊樁架，撞壞樁身；加強檢查，發(fā)現(xiàn)不安全情況，及時處理。6在打樁過程中遇有地坪隆起或下陷時，應(yīng)隨時對機架及路軌調(diào)平或墊平。7機械司機，在施工操作時要集中精力，服從指揮信號，不得隨便離開崗位，并經(jīng)常注意機械運轉(zhuǎn)情況，發(fā)現(xiàn)異常情況要及時糾正。要防止機

22、械傾斜、傾倒，樁錘不工作時，突然下落等事故的發(fā)生。8打樁時樁頭墊料嚴(yán)禁用手撥正，不要在樁錘未打到樁頂即起錘或過早剎車，以免損壞樁機設(shè)備。9鉆孔灌筑樁在已鉆成的孔尚未澆筑混凝土前，必須用蓋板封嚴(yán)；鋼管樁打樁后必須及時加蓋臨時樁帽；預(yù)制混凝土樁送樁入土后的樁孔，必須及時用砂子或其他材料填灌，以免發(fā)生人身事故。10沖抓錐或沖孔錘操作時， 不準(zhǔn)任何人進入落錘區(qū)施工范圍內(nèi)，以防砸傷。11成孔鉆機操作時，注意鉆機安定平穩(wěn)，以防止鉆架突然傾倒或鉆具突然下落而發(fā)生事故。12施工現(xiàn)場的一切電源、 電路的安裝和拆除必須由持證電工操作；電器必須嚴(yán)格接地、接零和使用漏電保護器。13人工挖孔樁尚應(yīng)采用以下特殊安全措施：

23、（1）人工挖孔樁孔內(nèi)必須設(shè)置應(yīng)急軟爬梯供人員上下井，使用的電葫蘆、吊籠等應(yīng)安全可靠并配有自動卡緊保險裝置，不得使用麻繩和尼龍繩吊掛或腳踏井壁凸緣上下。電葫蘆宜用按鈕式開關(guān)，使用前必須檢驗其安全起吊能力。（2）每日開工前必須檢測井下有毒有害氣體，并應(yīng)有足夠的安全防護措施。樁孔開挖深度超過10m 時，應(yīng)有專門向井下送風(fēng)設(shè)備，風(fēng)量不宜少于25L/s。（3）孔口四周必須設(shè)置護欄，一般加0.8m 高圍欄圍護。（4）挖出的土石方應(yīng)及時運離孔口， 不得堆放在孔口四周 lm 范圍內(nèi)，機動車輛的通行不得對井壁的安全造成影響。（5）挖孔樁各孔內(nèi)用電必須分閘，嚴(yán)禁一閘多用?？咨想娎|必須架空 2.0m 以上，嚴(yán)禁拖地

24、和埋壓土中， 孔內(nèi)電纜、電線必須有防磨損、 防潮、防斷等措施。照明應(yīng)采用安全礦燈或 12V 以下的安全燈。并遵守施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范（JGJ 46-88）的規(guī)定。主要參考文獻1 江正榮編著建筑施工工程師手冊（第二版）北京：中國建筑工業(yè)出版社， 20022 顧曉魯，錢鴻縉等主編地基與基礎(chǔ)（第二版）北京：中國建筑工業(yè)出版社， 19933 地基處理手冊編寫委員會地基處理手冊北京：中國建筑工業(yè)出版社， 19884 巖土工程施工方法編寫組 巖土工程施工方法 沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 19905 郭繼武編地基與基礎(chǔ)北京：中國建筑工業(yè)出版社，19866 張述勇，郭秋生編土力學(xué)及地基基礎(chǔ) 北京：中國

25、建筑工業(yè)出版社， 19937 周漢榮主編土力學(xué)地基與基礎(chǔ)武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，19938 葉書麟，韓杰等編著地基處理與托換技術(shù) 北京：中國建筑工業(yè)出版社，19949 盧肇鈞，曾國熙等編地基處理新技術(shù) 北京：中國建筑工業(yè)出版社， 198910 中國建筑科學(xué)研究院主編建筑地基處理技術(shù)規(guī)范（JGJ 79-91）北京：中國計劃出版社， 199211 張永鉤強夯法的發(fā)展和推廣應(yīng)用的幾點建議施工技術(shù)，1993 （9）12 江正榮強夯加固濕陷性黃土及軟弱地基的試驗與應(yīng)用有色冶金建筑，1991 （2）13甘興友鋼冷軋板廠房承載板地坪粉煤灰填筑施工 有色冶金建筑， 1992（ 1）14吳春林，閻明禮等水泥粉煤灰碎石樁的特性及其應(yīng)用 建筑技術(shù)， 1992（ 1）15江正榮噴粉樁施工工藝、應(yīng)用與