建筑樁基新規(guī)范設計技術(shù)要點PPT課件

1、一般規(guī)定樁基礎應按下列兩類極限狀態(tài)設計1 承載能力極限狀態(tài)：樁基達到最大承載能力或整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形；2 正常使用極限狀態(tài)：樁基達到建筑物正常使用所規(guī)定的變形限值或達到耐久性要求的某項限值。 第1頁/共80頁樁基設計等級 根據(jù)建筑物規(guī)模和功能特征以及由于樁基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度區(qū)分。設計等級建筑類型甲級（1）重要的工業(yè)與民用建筑（2）30層以上或高度超過100m的高層建筑（3）體型復雜,層數(shù)相差超過10層的高低層連體建筑物（4）對樁基變形有特殊要求的建筑物（5）場地和地基條件復雜的一般建筑物（6）對相鄰既有工程影響較大的建筑物乙級除甲級、丙級以外的工業(yè)與民

2、用建筑物丙級場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下的民用建筑及一般工業(yè)建筑物第2頁/共80頁樁基承載能力計算和驗算要求 1 應根據(jù)樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算； 2 應對樁身和承臺承載力進行計算；對于樁身露出地面或樁側(cè)為可液化土、土的不排水剪切強度小于10kPa土層中的細長樁應進行樁身曲屈驗算；對于混凝土預制樁應按施工階段吊裝、運輸和錘擊作用進行強度驗算；對于鋼管樁應進行局部曲屈驗算； 3 當樁端平面以下存在軟弱下臥層時應進行軟弱下臥層承載力驗算； 4 對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩(wěn)定性驗算； 5 對于抗浮樁基，應進行基樁和群樁的抗拔承載力

3、計算； 6 對于抗震設防區(qū)的樁基應按現(xiàn)行建筑抗震設計規(guī)范的規(guī)定進行抗震承載力驗算。第3頁/共80頁樁基變形驗算要求根據(jù)建筑樁基的設計等級及長期荷載作用下樁基變形對上部結(jié)構(gòu)的影響程度、樁基裂縫對耐久性的影響程度決定。 應進行沉降驗算的樁基： 1）設計等級為甲級的建筑物樁基； 2）體形復雜、荷載分布不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設計等級為乙級的建筑物樁基。 可不進行沉降驗算的樁基： 1) 嵌巖樁和支承于其他堅硬持力層的樁基； 2) 設計等級為丙級的建筑物樁基； 3) 對沉降無特殊要求的單排樁條形承臺樁基； 4) 有可靠經(jīng)驗時，對地質(zhì)條件簡單、荷載均勻、且對沉降無特殊要求的樁基。 水平位移驗算： 對

4、受水平荷載作用的建筑物和構(gòu)筑物樁基，且對水平位移有嚴格限制時，應驗算其水平位移。第4頁/共80頁 抗裂度驗算: : 對于使用上需限制裂縫寬度的樁基應進行裂縫寬度驗算，對使用條件要求混凝土不得出現(xiàn)裂縫的樁基應進行抗裂度驗算。第5頁/共80頁基于差異沉降的樁筏基礎的優(yōu)化 Poulos也指出當表層附近的土層由相對較硬土體或密實砂土組成時，地基土可以提供全部或大部分承載力，此時基礎設計的重點是控制差異沉降和整體沉降。 大量計算分析和工程實踐表明，差異沉降越大，筏板的彎矩越大，上部結(jié)構(gòu)的次生應力也越大。因此，差異沉降控制是樁基設計，特別是以變形控制為基礎的樁基設計的關(guān)鍵。1. 差異沉降控制與變剛度調(diào)平設

5、計概念差異沉降控制與變剛度調(diào)平設計概念 控制差異沉降和整體沉降，除了前述選擇合適的筏板厚度外，對樁基剛度的調(diào)節(jié)也是一個主要手段?？紤]結(jié)構(gòu)荷載、地層分布和相互作用效應，通過調(diào)整樁徑、樁長、樁距等改變樁土剛度分布 , 以使建筑物沉降趨于均勻的設計方法稱為變剛度調(diào)平設計。 第6頁/共80頁變剛度調(diào)平設計原則變剛度調(diào)平設計原則: 宜以上部結(jié)構(gòu)-承臺-樁-土的共同作用分析為基礎,按變剛度調(diào)平設計原則設計的樁基:l.對于主裙樓連體建筑主裙樓連體建筑,當高層主體采用樁基時,裙房的地基或樁基剛度宜相對弱化,可采用天然地基、復合地基、疏樁或短樁基礎。2.對于框筒、框剪結(jié)構(gòu)高層建筑樁基框筒、框剪結(jié)構(gòu)高層建筑樁基,

6、應加強核心筒和內(nèi)部剪力墻區(qū)域樁基剛度(視條件適當增加樁長、樁徑、樁數(shù)、采用后注漿等措施),相對弱化核心筒外圍樁基剛度,并對后者按復合樁基設計。3.對于框筒、框剪結(jié)構(gòu)高層建筑框筒、框剪結(jié)構(gòu)高層建筑天然地基,承載力和沉降量滿足要求的條件下, 宜于核心筒區(qū)域設置增強剛度、減小沉降的樁。形成局部復合樁基局部復合樁基(非地震區(qū)和七度及其以下地震烈度設防區(qū))或剛性樁復合地基剛性樁復合地基。4.對于大體量筒倉、儲罐樁基大體量筒倉、儲罐樁基, 宜按內(nèi)強外弱原則布樁。第7頁/共80頁 天然地基和均勻布樁的初始豎向剛度是均勻分布的。設置于其上的有限剛度的基礎( 承臺)受均布荷載作用時, 由于地基土、樁土的相互作用

7、導致地基或樁群的豎向剛度分布發(fā)生內(nèi)弱外強變化,沉降變形出現(xiàn)內(nèi)大外小的碟形分布,基底反力出現(xiàn)內(nèi)小外大的馬鞍形分布。當上部結(jié)構(gòu)為荷載與剛度內(nèi)大外小的框筒結(jié)構(gòu)時, 碟形沉降會更趨明顯。 為避免上述負面效應, 突破傳統(tǒng)設計理念, 通過調(diào)整地基或基樁的剛度分布, 促使差異沉降減到最小, 基礎或承臺內(nèi)力顯著降低。這就是變剛度調(diào)平概念設計。第8頁/共80頁(1)局部增強局部增強在采用天然地基時在采用天然地基時,突破純天然地基的傳統(tǒng)突破純天然地基的傳統(tǒng)觀念觀念,對荷載集度高的區(qū)域如核心筒等實施局部對荷載集度高的區(qū)域如核心筒等實施局部增強處理增強處理,包括采用局部樁基或局部剛性樁復合包括采用局部樁基或局部剛性樁

8、復合地基。地基。(2)樁基變剛度樁基變剛度當整體采用樁基時當整體采用樁基時,對于框筒、框剪結(jié)構(gòu)對于框筒、框剪結(jié)構(gòu),采用變樁距、變樁徑、變樁長采用變樁距、變樁徑、變樁長(多層持力層多層持力層)布樁布樁。對于荷載集度高的內(nèi)部樁群對于荷載集度高的內(nèi)部樁群,除考慮荷載因素外除考慮荷載因素外,尚應考慮相互作用影響予以增強尚應考慮相互作用影響予以增強;對于外圍區(qū)應對于外圍區(qū)應適當弱化適當弱化,按復合樁基設計。按復合樁基設計。第9頁/共80頁(3) 主裙連體變剛度 對于主群連體建筑, 基礎應按增強主體 ( 采用樁基 ) 、弱化裙房 ( 采用天然地基、疏短樁基、復合地基)的原則設計。(4) 上部結(jié)構(gòu) -基礎

9、-地基 ( 樁土 ) 協(xié)同工作分析 在概念設計的基礎上, 進行上部結(jié)構(gòu)-基礎-地基 協(xié)同工作分析計算, 進一步優(yōu)化布樁, 并確定承臺內(nèi)力與配筋?；诓町惓两档脑O計方法：通過調(diào)節(jié)樁長、樁位布置和樁基于差異沉降的設計方法：通過調(diào)節(jié)樁長、樁位布置和樁徑以及板厚，可達到樁筏基礎變剛度調(diào)平設計的目的徑以及板厚，可達到樁筏基礎變剛度調(diào)平設計的目的。第10頁/共80頁第11頁/共80頁南銀大廈沉降等值線計算與實測比較第12頁/共80頁第13頁/共80頁第14頁/共80頁 主樓平面及基樁布置圖第15頁/共80頁法蘭克福展覽會大樓第16頁/共80頁第17頁/共80頁第18頁/共80頁樁基設計的荷載與抗力 樁基設

10、計時，所采用的荷載效應最不利組合與相應的抗力限值應符合下列規(guī)定： 1 按基樁承載力確定樁數(shù)時，傳至承臺底面的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的標準組合。相應的抗力應采用基樁承載力特征值。 2 計算樁基變形時，傳至承臺底面的荷載效應應按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應的準永久組合，不應計入風荷載和地震作用，相應的限值為建筑物地基變形允許值。 由于靜荷載長期作用在地基基礎上，它是引起基礎沉降的主要因素?？勺兒奢d中普通可變荷載經(jīng)常出現(xiàn)且作用時間較長，變形計算中應予考慮。偶然荷載通常發(fā)生的機會不多，發(fā)生時作用的時間一般很短，產(chǎn)生的固結(jié)變形非常小，通常的沉降計算中不予考慮。 3 在確定承臺高度、樁身截面

11、、計算承臺內(nèi)力、確定配筋和驗算材料強度時，上部結(jié)構(gòu)傳來的荷載效應組合和相應的樁頂反力，應按承載能力極限狀態(tài)下的荷載效應基本組合，并采用相應的分項系數(shù)（各組合荷載采用標準值乘相應的分項系數(shù)，即荷載采用設計值） 。 當需要驗算承臺或樁身的抗裂度和裂縫寬度時，應按正常使用極限狀態(tài)荷載效應標準組合。 4 樁基礎設計安全等級、結(jié)構(gòu)設計使用年限和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)應按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定采用。第19頁/共80頁第20頁/共80頁復合樁基設計 軟土地基上8層及8層以下的混凝土和砌體結(jié)構(gòu)建筑物，當?shù)鼗休d力滿足要求時，為減小沉降可設置摩擦型疏樁，按樁土承臺共同作用計算復合疏樁基礎的承載力和沉降。第21頁/共80頁二、樁

12、基設計基本資料1 巖土工程勘察資料: 1) 按照國家標準巖土工程勘察規(guī)范(GB50021)要求整理的巖土工程勘察報告書； 2) 樁基按兩類極限狀態(tài)進行設計所需用巖土物理力學性能指標值； 3) 對建筑場地的不良地質(zhì)現(xiàn)象，如滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、土洞等，有明確的判斷、結(jié)論和防治方案； 4) 地下水位埋藏情況、類型和水位變化幅度及規(guī)律，地下水的腐蝕性評價，地下水浮力計算的設計水位； 5) 現(xiàn)場和其他可供參考的試樁資料及附近類似樁基工程經(jīng)驗資料； 6) 抗震設防區(qū)按設防烈度提供的液化地層資料； 有關(guān)地基土凍脹性、濕陷性、膨脹性評價 第22頁/共80頁樁基詳勘察特殊要求 勘探點間距 1） 對于端承型

13、樁（含嵌巖樁）：主要根據(jù)樁端持力層頂面坡度決定，宜為1224m。當相鄰兩個勘察點揭露出的樁端持力層層面坡度大于10%或持力層起伏較大、地層分布復雜時，應根據(jù)具體工程條件適當加密勘探點； 2） 對于摩擦型樁：宜按2030m布置勘探孔，但遇到土層的性質(zhì)或狀態(tài)在水平方向分布變化較大，或存在可能影響成樁的土層時，應適當加密勘探點； 復雜地質(zhì)條件下的柱下單樁基礎應按柱列線布置勘探點，并宜每樁設一勘探點。 第23頁/共80頁 勘探深度 1） 布置1/31/2的勘探孔為控制性孔，且設計等級為甲級的建筑樁基，場地至少應布置3個控制性孔，設計等級為乙級的建筑樁基應布置不少于2個控制性孔。控制性孔應穿透樁端平面以

14、下壓縮層厚度，一般性勘探孔應深入樁端平面以下35d。 2) 嵌巖樁的控制性鉆孔應深入預計嵌巖面以下不小于35d，一般性鉆孔應深入預計嵌巖面以下不小于13d。當持力層較薄時，應有部分鉆孔鉆穿持力巖層。在巖溶、斷層破碎帶地區(qū)，應查明溶洞、溶溝、溶槽、石筍等的分布情況，鉆孔應鉆穿溶洞或斷層破碎帶進入穩(wěn)定土層，進入厚度應滿足上述控制性鉆孔和一般性鉆孔要求。 設計參數(shù) 在勘察深度范圍內(nèi)的每一地層，均應采取不擾動試樣進行室內(nèi)試驗或根據(jù)土質(zhì)情況選用有效的原位測試方法進行原位測試，提供設計所需參數(shù)。 第24頁/共80頁2 建筑場地與環(huán)境條件的有關(guān)資料:1) 建筑場地的平面圖，包括交通設施、高壓架空線、地下管線

15、和地下構(gòu)筑物的分布；2) 相鄰建筑物安全等級、基礎形式及埋置深度；3) 水、電及有關(guān)建筑材料的供應條件；4) 周圍建筑物及邊坡的防振、防噪音的要求；5) 泥漿排泄、棄土條件；建筑基坑支護形式及超越紅線資料。 第25頁/共80頁3 建筑物的有關(guān)資料:1) 建筑物的總平面布置圖；2) 建筑物的結(jié)構(gòu)類型、荷重及建筑物的使用或生產(chǎn)設備對基礎豎向及水平位移的要求；3) 建筑物的安全等級；4) 建筑物的抗震設防烈度和建筑（抗震）類別。4 施工條件的有關(guān)資料：1）施工機械設備條件，制樁條件、動力條件以及對地質(zhì)條件的適應性；2） 施工機械的進出場及現(xiàn)場運行條件。第26頁/共80頁三、樁的選型與布置 1. 1.

16、 基樁分類 2. 樁型與工藝選擇 3.基樁的布置 第27頁/共80頁四、特殊條件下的樁基 軟土地基的樁基設計原則：1 軟土中的樁基宜選擇中、低壓縮性的土層作為樁端持力層；對于設計等級為甲級建筑樁基，不應采用樁端置于軟弱土層上的摩擦樁；2 樁周圍軟土因自重固結(jié)、場地填土、地面大面積堆載、降低地下水位等原因而產(chǎn)生的沉降大于樁的沉降時，應視具體工程情況考慮樁側(cè)負摩阻力對基樁的影響；3 采用擠土樁時，應考慮擠土效應對成樁質(zhì)量、對鄰近建筑物、道路和地下管線等產(chǎn)生的影響，并采取相應技術(shù)措施；4 先成樁后開挖基坑時，必須考慮基坑挖土順序和控制一次開挖深度，防止土體側(cè)移對樁的影響；5 深厚軟土場地，不得采用大

17、片沉管灌注樁；當采用大片密集有擠土效應的基樁時，應采取有效的消減超孔壓和擠土效應的措施 第28頁/共80頁濕陷性黃土地區(qū)的樁基設計原則：1 基樁應穿透濕陷性黃土層，樁端應支承在壓縮性低的粘性土、粉土、中密和密實砂土以及碎石類土層中；2 濕陷性黃土地基中的單樁極限承載力，應按下列規(guī)定確定：1) 對于設計等級為甲級建筑樁基應按現(xiàn)場浸水載荷試驗并結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗確定；2)對于設計等級為乙級建筑樁基，應參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，并結(jié)合飽和狀態(tài)下的土性指標、經(jīng)驗參數(shù)公式估算結(jié)果綜合確定；對于設計等級為丙級建筑樁基，可按飽和狀態(tài)下的土性指標采用經(jīng)驗參數(shù)公式估算。3 自重濕陷性黃土地基中的單樁極限承載力，應根

18、據(jù)工程具體情況考慮負摩阻力的影響。第29頁/共80頁季節(jié)性凍土和膨脹土地基中的樁基設計原則：1 樁端進入凍深線或膨脹土的大氣影響急劇層以下的深度應滿足抗拔穩(wěn)定性驗算要求，且不得小于4倍樁徑及1倍擴大端直徑，最小深度應大于1.5m。2 為減小和消除凍脹或膨脹對建筑物樁基的作用，宜采用鉆、挖孔（擴底）灌注樁。3 確定基樁豎向極限承載力時，除不計入凍脹、膨脹深度范圍內(nèi)樁側(cè)阻力外，還應考慮地基土的凍脹、膨脹作用，驗算樁基的抗拔穩(wěn)定性和樁身受拉承載力。 為消除樁基受凍脹或膨脹作用的危害，可在凍脹或膨脹深度范圍內(nèi)，沿樁周及承臺作隔凍、隔脹處理。 第30頁/共80頁巖溶地區(qū)的樁基設計原則：1 巖溶地區(qū)的樁基

19、，宜采用鉆、挖孔樁。當單樁荷載較大，巖層埋深較淺時，宜采用嵌巖樁。2 樁端置于傾斜基巖面上的嵌巖樁，樁端應全斷面嵌入基巖。3 當巖面較為平整且上覆土層較厚時，嵌巖深度宜為0.2d或不小于0.2m。第31頁/共80頁坡地岸邊上的樁基設計原則：1 對建于坡地岸邊的樁基，不得將樁支承于邊坡潛在的塌滑體上，樁端應進入潛在滑裂面以下足夠深度的穩(wěn)定巖土層內(nèi)；樁身主筋應通長配置。2 建筑物樁基與邊坡應保持一定的水平距離，邊坡應按建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范GB50330進行整治，確保其穩(wěn)定性。建筑場地內(nèi)的邊坡必須是完全穩(wěn)定的邊坡，如有崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在時，應按照國家標準建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-

20、2002有關(guān)條款進行整治。3 不宜采用擠土樁；4應驗算最不利荷載效應組合下樁基的整體穩(wěn)定性和基樁水平承載力。 第32頁/共80頁地震設防區(qū)樁基設計原則：1 樁進入液化土層以下穩(wěn)定土層的長度（不包括樁尖部分）應按計算確定；對于碎石土，礫、粗、中砂，密實粉土，堅硬粘性土尚不應小于0.5m；對其它非巖石類土尚不應小于1.5m。2 承臺和地下室側(cè)墻周圍的回填土應采用具有良好壓實性的素填土或灰土、級配砂石分層夯實。3 當承臺周圍為可液化土或地基承載力特征值小于40kPa（或不排水抗剪強度小于15kPa）的軟土時，宜將承臺外一定范圍內(nèi)的土進行加固。 第33頁/共80頁可能出現(xiàn)負摩阻力的樁基設計原則（宜）：

21、1 對于填土建筑場地，宜先填土并保證填土的密實性，待填土地基沉降基本穩(wěn)定后成樁；2 對于地面大面積堆載的建筑物，應采取相應的處理措施，減少堆載引起的地面沉降及對建筑物樁基的影響；3 對于中性點以上的樁身表面進行處理，以減少負摩阻力；4 對于自重濕陷性黃土地基，可采用強夯、擠密土樁等先行處理，消除上部或全部土的自重濕陷；5 采用其他有效而合理的措施。 第34頁/共80頁五、樁基計算樁頂作用效應計算 對于一般建筑物和受水平力（包括力矩與水平剪力）較小的高大建筑物樁徑樁長相同的群樁基礎，應按下列公式計算群樁中復合基樁或基樁的樁頂作用效應。1.豎向力軸心豎向力作用下偏心豎向力作用下 nGFNkkk22

22、jiykjixkkkikxxMyyMnGFN第35頁/共80頁 2.水平力 當樁徑、樁長不相同時，各復合基樁或基樁的樁頂作用效應應考慮各樁的豎向、水平剛度的差異，按規(guī)范附錄B計算。 對于主要承受豎向荷載的抗震設防區(qū)低承臺樁基，同時滿足下列條件時，樁頂作用效應計算可不考慮地震作用：1） 按建筑抗震設計規(guī)范規(guī)定可不進行樁基抗震承載力驗算的建筑物；2 ）不位于坡地、岸邊或地震可能導致滑移、地裂地段的建筑物；3 ）樁端及樁身周圍無液化土層；4 ）承臺周圍無液化土、淤泥、淤泥質(zhì)土及地基承載力特征值小于100kPa的填土。nHHkik第36頁/共80頁 3. 基樁共同工作效應的影響 屬于下列情況之一的樁基

23、，計算各基樁的作用效應和樁身內(nèi)力時，可考慮承臺（包括地下墻體）與基樁共同工作和土的彈性抗力作用（計算方法和公式詳見附錄B）1）位于8度和8度以上抗震設防區(qū)和其他受較大水平力的高大建筑物，當其樁基承臺剛度較大或由于上部結(jié)構(gòu)與承臺的協(xié)同作用能增強承臺的剛度時；2） 受較大水平力及8度和8度以上地震作用的高承臺樁基。 第37頁/共80頁樁基豎向承載力驗算1荷載效應標準組合： 軸心豎向力作用下 偏心豎向力作用下 除滿足上式外，尚應滿足下式 Nk軸心豎向作用下樁頂荷載效應標準組合豎向力；Nikmax偏心豎向力作用下第i樁荷載效應標準組合最大豎向 力；R基樁或復合基樁豎向承載力特征值。 RNkRNik2

24、. 1max第38頁/共80頁2地震作用效應組合：軸心豎向力作用下 偏心豎向力作用下除滿足上式外，尚應滿足下式： RNk25. 1RNik5 . 1max第39頁/共80頁單樁豎向承載力特征值的確定 式中 Quk 單樁豎向極限承載力值（多種確定方法）； K安全系數(shù)，取2。 Ra 單樁豎向承載力特征值?；鶚敦Q向承載力特征值 1 對于端承型樁基、樁數(shù)少于4根的摩擦型樁基，其基樁豎向承載力特征值取單樁豎向承載力特征值： kuaQKR1 aRR 第40頁/共80頁 2 對于符合下列條件之一且樁數(shù)不少于4根的摩擦型樁基，宜考慮承臺效應確定其復合基樁的豎向承載力特征值。 1 ）上部結(jié)構(gòu)整體剛度較好的建（構(gòu)

25、）筑物（如剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土筒倉等）； 2 ）對于差異變形適應性較強的排架結(jié)構(gòu)和柔性構(gòu)筑物（如鋼板罐體）； 3 ） 對于按變剛度調(diào)平原則設計的樁基剛度相對弱化區(qū)。 考慮承臺效應的復合基樁豎向承載力特征值可按下式確定： 承臺效應系數(shù)，可按規(guī)范表5.2.4取值； fak 基底地基承載力特征值（1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內(nèi)的 加權(quán)平均值）；Ac 計算基樁所對應的承臺底凈面積。cakcaAfRRcpcAnAA第41頁/共80頁 3 當承臺底為可液化土、濕陷性土、高靈敏度軟土、欠固結(jié)土、新填土時，沉樁引起超孔隙水壓力和土體隆起時，不考慮承臺效應，取 =0c規(guī)范表5.2.4第42頁/共80頁

26、4 復合疏樁基礎基樁承載力特征值 對于軟土地區(qū)8層及8層以下多層建筑減沉摩擦型復合疏樁基礎，其復合基樁承載力特征值可按下式確定。 式中 單樁豎向承載力特征值調(diào)整系數(shù)，取1.11.2； 疏樁承臺效應系數(shù)， ， 按規(guī)范表5.2.4取 值。 cakcapAfRRcpcc1 . 1c第43頁/共80頁單樁豎向極限承載力 1單樁豎向極限承載力的確定的規(guī)定： 1） 一般情況下，單樁豎向極限承載力應通過單樁靜載試驗確定；試驗按建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范執(zhí)行； 2 ）對于大直徑端承型樁，也可通過深層平板（直徑0.8m）載荷試驗確定極限端阻力； 3 ）對于嵌巖樁，也可通過巖基平板（直徑0.3m）載荷試驗確定極限端阻力

27、，通過嵌巖短墩（直徑0.3m）確定極限側(cè)阻力和極限端阻力； 4） 樁側(cè)極限側(cè)阻力和極限端阻力宜通過埋設樁身軸力測試元件靜載試驗確定；可通過測試結(jié)果建立極限側(cè)阻力和極限端阻力與土層物理指標，以及與靜力觸探等土的原位測試指標間的經(jīng)驗關(guān)系。第44頁/共80頁2 設計采用的單樁豎向極限承載力應符合下列規(guī)定： 1 ）設計等級為甲級的建筑物樁基，應通過靜載試驗確定； 2 ）設計等級為乙級的建筑物樁基，應參照地質(zhì)條件相同的試樁資料，結(jié)合靜力觸探等原位測試和經(jīng)驗參數(shù)綜合確定；當缺乏可參照的試樁資料或地質(zhì)條件復雜時，應通過單樁靜載試驗確定； 3 ）設計等級為丙級的建筑物樁基，可根據(jù)原位測試和經(jīng)驗參數(shù)確定。 第4

28、5頁/共80頁3原位測試方法 1）當根據(jù)單橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁和預應力混凝土管樁單樁豎向極限承載力標準值時，如無當?shù)亟?jīng)驗，可按公式計算2）當根據(jù)雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值時，對于粘性土、粉土和砂土，如無當?shù)亟?jīng)驗時可按公式計算 4經(jīng)驗參數(shù)方法 1） 當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標準值時，宜按下列公式估算：ppkisikpkskukAqlquQQQ第46頁/共80頁 2）根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系，確定大直徑樁（ ）單樁極限承載力標準值時，可按規(guī)范5.3.6式計算： 3） 當根據(jù)土的物理指標與承載

29、力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定鋼管樁單樁豎向極限承載力標準值時，可按規(guī)范5.3.7式計算： 4） 嵌巖樁單樁豎向極限承載力，由樁周土總側(cè)阻力、嵌巖段總側(cè)阻力和總端阻力三部分組成。當根據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果確定單樁豎向極限承載力標準值時，按規(guī)范5.3.8式計算 mm 800d第47頁/共80頁 5）后注漿灌注樁的單樁極限承載力 后注漿灌注樁的單樁極限承載力，應通過靜載試驗確定。對于符合規(guī)范化后注漿技術(shù)要求的條件下，其后注漿單樁極限承載力可按下式估算： 式中 側(cè)阻力增強系數(shù)，可按規(guī)范表5.3.9取值，當在飽和土層中注漿時，對于樁底注漿和樁側(cè)注漿斷面以上810m范圍的樁側(cè)阻力進行增強修正；當在未飽和土層中注漿時，

30、僅對樁底以上45m和樁側(cè)注漿斷面上下各5m的樁側(cè)阻力進行增強修正；對于非增強影響范圍； 端阻力增強系數(shù)，可按規(guī)范表5.3.9取值。對于注漿量和注漿壓力未達到設計要求時，應取較低值。 ppkpisiksikuAqlquQsi0 . 1sip第48頁/共80頁 6）對于樁身周圍有液化土層的低承臺樁基，當承臺底面上下分別有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非軟弱土層時，土層液化對單樁極限承載力的影響可將液化土層極限側(cè)阻力乘以土層液化折減系數(shù)計算單樁極限承載力標準值。土層液化折減系數(shù)按規(guī)范表5.3.10確定。 特殊條件下樁基豎向承載力驗算 當樁端平面以下受力層范圍內(nèi)存在低于持力層承載力1/3的軟

31、弱下臥層時，應驗算軟弱下臥層的承載力。第49頁/共80頁樁側(cè)負摩阻力1.考慮樁側(cè)負摩阻力的條件 符合下列條件之一的樁基，當樁周土層產(chǎn)生的沉降超過基樁的沉降時，在計算基樁承載力時應考慮樁側(cè)負摩阻力。1）樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土層進入相對較硬土層時；2）樁周存在軟弱土層，鄰近樁側(cè)地面承受局部較大的長期荷載，或地面大面積堆載（包括填土）時；3）由于降低地下水位，使樁周土中有效應力增大，并產(chǎn)生顯著壓縮沉降時。 第50頁/共80頁2. 考慮樁側(cè)負摩阻力的驗算 樁周土沉降可能引起樁側(cè)負摩阻力時，應根據(jù)工程具體情況考慮負摩阻力對樁基承載力和沉降的影響；當缺乏可參照的工程經(jīng)驗時，可按下列規(guī)

32、定驗算： 1）對于摩擦型基樁取樁身計算中性點以上側(cè)阻力為零，按下式驗算基樁承載力： 2）對于端承型基樁除應滿足上式要求外，尚應考慮負摩阻力引起基樁的下拉荷載鱷，按下式驗算基樁承載力： 3）當土層不均勻或建筑物對不均勻沉降較敏感時，尚應將負摩阻力引起的下拉荷載計入附加荷載驗算樁基沉降。 本條中基樁的豎向承載力特征值R只計中性點以下部分側(cè)阻值及端阻值。RNkRQNngk6 . 1第51頁/共80頁抗拔承載力 驗算要求 承受拔力的樁基，應按下列公式同時驗算群樁基礎及其基樁的抗拔承載力，并按現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范(GB50010-2002)驗算樁身的受拉承載力。驗算樁身受拉承載力時，樁頂荷載應取基本組

33、合設計值。第52頁/共80頁第53頁/共80頁樁基沉降計算 樁基變形指標：1）沉降量；2）沉降差；3）傾斜：建筑物樁基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離之比值；4）局部傾斜：墻下條形承臺沿縱向某一長度范圍內(nèi)樁基礎兩點的沉降差與其距離之比值。 基本規(guī)定樁基變形指標應遵守以下規(guī)定選用：由于土層厚度與性質(zhì)不均勻、荷載差異、體型復雜、相互影響等因素引起的地基變形，對于砌體承重結(jié)構(gòu)應由局部傾斜控制；對于多層或高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)應由整體傾斜值控制，當其結(jié)構(gòu)為框架、框剪、框筒結(jié)構(gòu)時，尚應控制柱（墻）之間的差異沉降。 容許值 建筑物的樁基變形容許值如無當?shù)亟?jīng)驗時可按規(guī)范表5.5.4規(guī)定采用，對于表中未包括的建筑

34、物樁基容許變形值，可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)對樁基變形的適應能力和使用上的要求確定。 第54頁/共80頁 樁基最終沉降量計算 對于樁中心距小于或等于6倍樁徑的樁基,其最終沉降量計算可采用等效作用分層總和法。等效作用面位于樁端平面，等效作用面積為樁承臺投影面積，等效作用附加應力近似取承臺底平均附加壓力。等效作用面以下的應力分布采用各向同性均質(zhì)直線變形體理論。計算模式如圖5.5.5(同原規(guī)范)所示，樁基內(nèi)任意點的最終沉降量可用角點法按下式計算： 第55頁/共80頁第56頁/共80頁 圖5.5.5 樁基沉降計算示意圖第57頁/共80頁 計算矩形樁基變形時，樁基沉降計算式可簡化成下式：第58頁/共80頁 1 樁基

35、規(guī)范法實際上是實體基礎法，它不考慮樁基側(cè)面應力擴散作用，將承臺視作直接作用在樁端平面，即實體基礎的長、寬視作等同于承臺底長、寬，且作用在實體基礎底面上的附加應力也取為承臺底的附加應力。然后按矩形淺基礎的沉降計算方法計算實體基礎沉降。 2 對于群樁基礎下的地基土應力，按半無限體地表荷載作用的布西奈斯克解，將給出偏大的結(jié)果，因此規(guī)范將均質(zhì)土中明特林解群樁沉降與等效作用面上布西奈斯克解之比值e作為等代實體基礎基底附加應力的折減系數(shù)。3 當無當?shù)亟?jīng)驗時，樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù) 可按規(guī)范表取用。幾個問題：4 計算樁基沉降時，應考慮相鄰基礎的影響，采用疊加原理計算；樁基等效沉降系數(shù)可按獨立基礎計算。5 當樁

36、基形狀不規(guī)則時，可采用等代矩形面積計算樁基等效沉降系數(shù)，等效矩形的長寬比可根據(jù)承臺實際尺寸形狀確定。第59頁/共80頁 樁基沉降計算樁基沉降計算蓋德斯(Geddes）方法 1.群樁在地基土中豎向附加應力分布的近似計算群樁在地基土中豎向附加應力分布的近似計算 蓋德斯(Geddes，1966)根據(jù)半無限彈性體內(nèi)作用一集中力的明德林(Mindlin，1936)課題，將作用于樁端土上的壓應力簡化為一集中荷載；將通過樁側(cè)摩阻力作用于樁周土的剪應力簡化為沿樁軸線的線性荷載，并假定樁側(cè)摩阻力為沿深度呈矩形分布或正三角形分布(圖4-18)，分別給出了各自的土中豎向應力表達式。第60頁/共80頁3251331)

37、(21 ()( 3)(21 ()1 (8RczRczRczQz723522)(30)5)(3)()43( 3RczczRczczcczz221)43()1 ( 8)43()1 (8)1 (RREQw522322312)(62)(43()(RczczRczczRcz221)(czrR222)(czrR MindlinMindlin解解第61頁/共80頁ppzpKLQ2 735253331301513143313121121181BmmBmmmmAmBmAmKp樁端集中力 樁側(cè)阻力呈矩形分布 rrzrKLQ2552252442322232322221166411141442211212222218

38、1BmnmnmFnnmmBnmnnmmmAnFmnmmFnmBnnmnmAKr第62頁/共80頁ttrtKLQ2mFmBmFmAnFmnmnmnmBmnmmnmnFmnmmmnBmmnmmnmmnAmmnFmnmBmnmmAKt111226121126252627211252154412821212121422)2( 2141522252552222332323332232332232樁側(cè)阻力呈正三角形分布 ，2222222211/mnBmnAnmFLzmLrn計算沿樁軸線計算沿樁軸線(n0)的豎向應力時，取的豎向應力時，取n0.002近似代替。近似代替。第63頁/共80頁 對于樁側(cè)阻力為其它

39、圖式的分布，可采用矩形、正三角形分布豎向應力迭加求得。 將作用于單樁樁頂?shù)暮奢dQ分解為樁端荷載QpQ (為樁端荷載分擔比)，樁側(cè)荷載Qs，而Qs又可根據(jù)其分布圖式分解為矩形分布荷載QrQ (為矩形分布側(cè)阻分擔荷載之比)、隨深度線性增長的三角形分布荷載Qt(1)Q 。 QQpQsQpQrQt 側(cè)阻呈隨深度線性增長的梯形分布時，土中豎向應力表達式： 若已知荷載分配的參數(shù)、，則可利用上式，采用有限壓縮層地基模式按單向壓縮計算單樁的樁端沉降。trpttrrppzKKKLQKLQKLQKLQ12222第64頁/共80頁軟土地區(qū)減沉復合疏樁基礎的沉降計算 第65頁/共80頁第66頁/共80頁樁基水平承載力

40、與位移計算1. 水平承載力驗算 一般建筑物和水平荷載較小的高大建筑物單樁基礎和群樁中基樁應滿足： 式中 H1相應于荷載效應標準組合時，作用于基樁 樁頂處的水平力； Rh單樁基礎或群樁中基樁的水平承載力特征值。 hRH 1第67頁/共80頁2.單樁的水平承載力特征值的確定1） 對于受水平荷載較大的地基基礎設計等級為甲級的建筑物樁基，單樁的水平承載力特征值應通過單樁水平靜載試驗確定，試驗方法及承載力取值按建筑基樁檢測規(guī)范執(zhí)行。2） 對于鋼筋混凝土預制樁、鋼樁、樁身全截面配筋率不小于0.65%的灌注樁，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）所對應的荷

41、載為單樁水平承載力特征值。3）對于樁身配筋率小于0.65%的灌注樁，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。4） 當缺少單樁水平靜載試驗資料時，可按下列公式估算樁身配筋率小于0.65%的灌注樁的單樁水平承載力特征值。 ntmNgmtmhaAfNWfR1)2225. 1 (0第68頁/共80頁 對于混凝土護壁的挖孔樁，計算單樁水平承載力時，其設計樁徑取護壁內(nèi)直徑。5當樁的水平承載力由水平位移控制，且缺少單樁水平靜載試驗資料時，可按下式估算預制樁、鋼樁、樁身配筋率不小于0.65%的灌注樁單樁水平承載力特征值。式中 樁的水平變形系數(shù)； EI 樁身抗彎剛度； x0a 樁頂容許水平位移；

42、vx 樁頂水平位移系數(shù)，按規(guī)范表5.6.2取值。 驗算地震作用樁基的水平承載力時，應將上述方法確定的單樁水平承載力特征值乘以調(diào)整系數(shù)1.25。 axhaxEIR03第69頁/共80頁水平承載群樁效應 群樁基礎（不含水平力垂直于單排樁基縱向軸線和力矩較大的情況）的復合基樁水平承載力特征值應考慮由承臺、樁群、土相互作用產(chǎn)生的群樁效應，可按下式確定： 承受水平荷載較大的帶地下室的高大建筑物樁基，可考慮地下室側(cè)墻、承臺、排樁群、土共同作用，按規(guī)范附錄B方法計算基樁內(nèi)力和變位，與水平外力作用平面相垂直的單樁基礎按規(guī)范附錄B中附表B-3計算。 hahhRR第70頁/共80頁樁身承載力與抗裂計算1 1 樁身承載力與抗裂計算，除按本節(jié)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行外，尚應遵照國家標準混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范GB50010、鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范和建筑抗震設計規(guī)范GB50011有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。計算其樁身承載力時，可考慮鋼筋的承載作用。 第71頁/共80頁2 2 計算混凝土樁在軸心受壓荷載和偏心受壓荷載下的樁身承載力時，應將混凝土的軸心抗壓強度設計值和彎曲抗壓強度設計值分別乘以下列基樁施工工藝系數(shù)c： 混凝土預制樁、預應力混凝土管樁， 根據(jù)樁的接頭數(shù)取值，3個接頭數(shù)以上取低值； 干作業(yè)非擠土灌注樁； 泥漿護壁和套管護壁非擠土灌注樁、部分擠土灌注樁、擠土灌注樁， 軟土地區(qū)擠土灌注樁 。 0 . 19 . 0c9 .