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文檔簡介
.第二章地基相關規(guī)范的理解與應用目前,有關地基基礎工程的規(guī)范眾多,有國家標準、行業(yè)標準、產(chǎn)品標準、地方標準,不完全統(tǒng)計,全國有關地基基礎的規(guī)范超過100本,且每年還在增加。如此多的規(guī)范,給工程技術人員提供了方便。如不能正確理解和使用,則可能帶來了一定的負擔,更可能出現(xiàn)應用錯誤。本章介紹了規(guī)范應用中的一些注意事項。注:建設部相應規(guī)范,設計人掌握好‘度’(上海),保護好自己。禁忌2.1不能整體把握相關的地基基礎規(guī)范地基基礎相關規(guī)范是進行勘察、設計、施工、檢測的依據(jù),一定要正確的理解和掌握,而不是簡單、教條摳表面文字,應從以下幾方面對規(guī)范進行理解:1編制的目的毋庸置疑,規(guī)范編制的最終目的是確保擬建工程的安全,不同的規(guī)范從不同的角度去實現(xiàn)。如各種勘察規(guī)范,通過具體規(guī)定來達到準確的描述擬建場地的水文地質(zhì)情況、場地的均勻性等,為后續(xù)設計、施工提供準確的資料,即從勘察的角度來保證擬建筑物安全的目的;各種地基基礎的設計規(guī)范通過對具體設計的規(guī)定、參數(shù)選取、具體計算規(guī)定等,從設計的角度來保證擬建筑物的安全;施工規(guī)范的規(guī)定是通過對每種施工工藝的適用條件、施工控制要點等規(guī)定,使施工質(zhì)量滿足設計要求,來保證擬建筑物的安全;檢測規(guī)范通過相應的規(guī)定,如檢測數(shù)量、檢測要求、檢測標準等,使檢測盡可能體現(xiàn)整體的安全情況,確保擬建筑物的安全。確保擬建筑物的安全和正常使用是規(guī)范編制的最終目的,規(guī)范的其它內(nèi)容都是為實現(xiàn)此目的服務的。切記不能為滿足規(guī)范而滿足規(guī)范,而應為工程的安全合理利用規(guī)范。2編制的原則和指導思想編制原則和指導思想是規(guī)范的精髓,如《建筑地基基礎設計規(guī)范》1.0.3條規(guī)定對編制原則和指導思想為“地基基礎設計,應堅持因地制宜、就地取材、保護環(huán)境和節(jié)約資源的原則;根據(jù)巖土工程勘察資料,綜合考慮結構類型、材料情況與施工條件等因素,精心設計”?!督ㄖ痘夹g規(guī)范》1.0.3條也對編制原則和指導思想進行了類似的規(guī)定。如將規(guī)范的原則和指導思想合理的應用到實際工程中,則是對規(guī)范最好的理解和應用。3適用范圍每一本規(guī)范都有其適用范圍,如《建筑地基基礎設計規(guī)范》1.04條規(guī)定“建筑地基基礎的設計除應符合本規(guī)范的規(guī)定外,尚應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定?!督ㄖ鶚稒z測技術規(guī)范》的1.02條規(guī)定“本規(guī)范適用于建筑工程基樁的承載力和樁身完整性檢測與評價”。因此,我們在選擇規(guī)范時,一定要了解其適用范圍。一些產(chǎn)品標準做了更詳細的規(guī)定,如《預應力混凝土管樁》規(guī)定了預應力混凝土管樁的在高地震設防烈度、三、四場地條件的應用條件。(補充)4和其它規(guī)范的關系隨著專業(yè)分工的細化,一本規(guī)范不可能解決所在專業(yè)的所有問題,需要其它規(guī)范配合。如地基基礎設計中需考慮多本規(guī)范,如荷載、混凝土、抗震、耐久性等規(guī)范。禁忌2.2不注重理解規(guī)范條文規(guī)定的目的和要解決的問題規(guī)范的每條規(guī)定都是有一定目的和解決相關的問題,在使用規(guī)范時,應注意分析判斷。只有了解了條文規(guī)定的目的,才能正確合理的應用各種方法來實現(xiàn)規(guī)范的目的,避免出現(xiàn)規(guī)范規(guī)定了就能設計,規(guī)范沒規(guī)定就茫然無知,無從下手的情況,以利于提高設計水平。下通過幾個例子分析:1沉降后澆帶的設置如《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011中8.4.20條中第2條規(guī)定,“當高層與相連的裙房之間不設沉降縫時,宜在裙房一側設置用于控制沉降差的后澆帶,….”,此規(guī)定目的是解決主裙樓差異沉降過大,避免造成裙樓部分基礎底板開裂。理解設沉降后澆帶的目的,在具體工程中,可根據(jù)規(guī)范規(guī)定的目的,正確處理有關沉降后澆帶問題,可從以下幾方面考慮:1)主裙樓連體不是必設沉降后澆帶從沉降后澆帶設置目的可看出,主裙樓連體不一定設置沉降后澆帶。如在主裙樓之間差異沉降很小,如主樓采用嵌巖樁、基礎埋深大附加壓力很小等情況,則沒有必要設沉降后澆帶。規(guī)范對應的用了‘宜’字也說明這一點。目前,主裙樓之間不設沉降后澆帶的工程案例很多,只要設計很好的處理好主裙樓之間的地基變形協(xié)調(diào),就能考慮取消沉降后澆帶。對于施工來說,取消沉降后澆帶將給施工帶來很大的便利。本書第三章禁忌7介紹了一些設計方法。2)沉降后澆帶不一定是解決差異沉降的最佳方法如設計不合理或錯誤造成主樓沉降量大且穩(wěn)定時間很長,則后澆帶也不一定解決問題,有可能造成后澆帶鋼筋的受拉屈服。也可能后澆帶不能按期澆筑,影響建筑物的正常交付使用。3)后澆帶的澆筑條件是主樓沉降基本穩(wěn)定或后期沉降很小沉降后澆帶澆筑時,一般需沉降穩(wěn)定,或經(jīng)計算后期沉降不足以造成基礎底板或上部結構的開裂。一些設計人員常常在圖紙上寫明結構完工或建筑物竣工后澆筑沉降后澆帶,這是典型的沒有正確理解后澆帶設置目的和作用的,是可能出現(xiàn)工程問題。2坡地岸邊樁基設計原則《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008在3.4.5規(guī)定如下:‘3.4.5坡地、岸邊樁基的設計原則應符合下列規(guī)定:1對建于坡地岸邊的樁基,不得將樁支承于邊坡潛在的滑動體上。樁端進入潛在滑裂面以下穩(wěn)定巖土層內(nèi)的深度,應能保證樁基的穩(wěn)定;2建筑樁基與邊坡應保持一定的水平距離;建筑場地內(nèi)的邊坡必須是安全穩(wěn)定的邊坡,當有崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象存在時,應按現(xiàn)行國家標準《建筑邊坡工程技術規(guī)范》的規(guī)定進行整治,確保其穩(wěn)定;3新建坡地、岸邊樁基工程應與建筑邊坡工程統(tǒng)一規(guī)劃,同步設計,合理確定施工順序;4不宜采用擠土樁;’。規(guī)范的以上規(guī)定,目的就是要避免建筑在坡地、岸邊的樁基,由于滑坡或崩塌而破壞,進而造成整個建筑物的破壞。規(guī)范從樁進入穩(wěn)定巖層的深度、建筑物距坡邊保持一定距離、坡應是穩(wěn)定的、施工順序、成樁工藝等方面規(guī)定,實現(xiàn)坡穩(wěn)定的目的。在實際工程中,影響邊坡穩(wěn)定的因素很多,對于規(guī)范沒有規(guī)定的,而會影響邊坡穩(wěn)定的因素,如地震、洪水、泥石流等,我們在具體設計中,也應給予考慮,以實現(xiàn)規(guī)范的目的。對規(guī)范條文的閱讀,我們會發(fā)現(xiàn)其規(guī)定都是有目的。如樁基規(guī)范3.4.4條3條規(guī)定‘當基巖面起伏很大且埋深較大時,宜采用摩擦型灌注樁?!藯l的目的,是避出現(xiàn)差異沉降。3框筒結構基礎筏板的規(guī)定《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011在8.4.1條有關高層建筑筏形基礎規(guī)定如下:‘8.4.1筏形基礎分為梁板式和平板式兩種類型,其選型應根據(jù)地基土質(zhì)、上部結構體系、柱距、荷載大小、使用要求以及施工條件等因素確定??蚣?核心筒結構和筒中筒結構宜采用平板式筏形基礎。’地基規(guī)范對于框架-核心筒結構和筒中筒結構,規(guī)定宜采用平板式筏形基礎。主要考慮框架-核心筒結構和筒中筒結構一般層數(shù)高、荷載大、荷載分布不均,基礎筏板容易出現(xiàn)整體撓曲。而平板式筏形基礎相對于梁筏、承臺基礎,抵抗整體撓曲的能力強,且由于截面均勻,不會出現(xiàn)應力分布不均的情況,避免基礎剛度變化處,如梁板交界、承臺和板交界處,出現(xiàn)裂縫。規(guī)范規(guī)定的目的是增強整體性,避免由于整體撓曲和基礎剛度變化出現(xiàn)局部開裂情況。4樁的分類的規(guī)定《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008中3.3.1條,對于基樁的分類如下:‘1按承載性狀分類1)摩擦型樁:摩擦樁:在承載力能力極限狀態(tài)下,樁頂豎向荷載由樁側阻力承受,樁端阻力小到可忽略不計;端承摩擦樁:在承載力能力極限狀態(tài)下,樁頂豎向荷載主要由樁側阻力承受。2)端承型樁:端承樁:在承載能力極限狀態(tài)下,樁頂豎向荷載由樁端阻力承受,樁側阻力小到可忽略不計;摩擦端承樁:在承載能力極限狀態(tài)下,樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。’樁基規(guī)范按承載力性狀分類的目的,是在規(guī)范后面樁的構造配筋、樁基豎向承載力計算中復合樁基的應用條件、樁負摩阻力計算的有關規(guī)定,根據(jù)承載力性狀分類不同而不同。5灌注樁鋼筋籠加勁箍的規(guī)定《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008中4.1.1條中4小條規(guī)定:‘當鋼筋籠子長度超過4m時,應每隔2m設一道直徑不小于12mm的焊接加勁箍筋,’。對于規(guī)范的規(guī)定,應首先理解規(guī)范規(guī)定設加勁箍的目的。在工程中,加勁箍的作用主要有兩點:1)鋼筋籠加工時,起到固定主筋的作用,對提高鋼筋籠子的質(zhì)量和加工速度有很大作用;2)對鋼筋籠子的抗彎剛度有很大影響,間距越小,抗彎剛度越大。加勁箍的作用類似于連續(xù)梁的支座,在相同截面情況下,支座間距越小,梁的抗彎剛度越大。當鋼筋籠較長、縱向鋼筋配置較低時,鋼筋籠在起吊過程中,由于鋼筋籠抗彎剛度低,常出現(xiàn)撓曲。撓曲嚴重時,影響鋼筋籠的垂直度,造成向孔內(nèi)置入困難,影響樁的質(zhì)量。注:注漿籠子不到底處理方法禁忌2.3不注重理解具體規(guī)定所含的基本概念規(guī)范條文的具體應用時應理解條文所包含的基本概念,這樣在規(guī)范條文沒有作具體規(guī)定時,可根據(jù)基本概念進行判斷,以下舉例說明。1大直徑樁的尺寸效應注:為什么講這個?如《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008中5.3.6條對大直徑樁承載力計算時,規(guī)定應考慮尺寸效應,即對于大直徑樁(樁徑不小于800mm)和中小直徑樁相比,其最大的區(qū)別是極限側阻力標準值、極限端阻力標準值隨樁徑的增大而降低。但規(guī)范表5.3.6-1沒有給出樁端為巖石時,樁的端阻力是否折減,相關條文也沒有說明。很多設計人員對此不知如何處理。如能理解基本概念,則能幫助解決這樣的問題。樁側摩阻力和端阻力折減的基本概念是,樁成孔使樁側和樁端土受力狀態(tài)發(fā)生改變,造成孔壁土出現(xiàn)松弛變形,導致側阻力有所降低,成孔卸載造成孔底土的回彈,類似于深基坑的回彈,造成端阻力的降低。這些不利影響都和樁徑有關,樁徑越大,不利影響越大。如了解此基本原理,技術人員就能很好的理解規(guī)范的具體規(guī)定,及規(guī)范沒做規(guī)定的情況下如何處理工程實際問題。以下就基本概念的應用做一些解釋:1)承載力折減系數(shù)隨樁徑增大而增大從概念上講,樁徑越大,樁側土和樁端土的松弛效應越大,承載力折減的越多?,F(xiàn)行樁基規(guī)范5.3.6-2規(guī)定,對于黏性土和粉土樁側摩阻力、端阻力的折減系數(shù)為(0.8/d)1/5和(0.8/D)1/4,從上式可看出,隨樁徑d和樁端直徑D的增大,承載力折減的越多。規(guī)范的規(guī)定反映了以上基本概念。2)土顆粒越大,折減系數(shù)越大從概念分析,土顆粒越大,松弛效應越明顯,因此對于黏性土和粉土樁側摩阻力、端阻力的折減系數(shù),應小于砂土和碎石土。樁基規(guī)范規(guī)定黏性土和粉土側阻力和端阻力的折減系數(shù)分別為(0.8/d)1/5和(0.8/D)1/4,砂土和碎石土,樁側摩阻力、端阻力的折減系數(shù)為(0.8/d)1/3,規(guī)范的規(guī)定反映了上述概念。3)當樁端為基巖時承載力計算不需折減一般巖石強度很高,樁成孔過程中不會出現(xiàn)回彈而影響承載力,因此不需要折減。注:地基設計規(guī)范表5.2.4注的規(guī)定。2天然地基承載力的深度修正《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011有關承載力計算部分,5.2.4條規(guī)定:‘5.2.4當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m時,從載荷試驗或其他原位測試、經(jīng)驗值等方法確定的地基承載力特征值,尚應按下式修正:’式中第一項為地基承載力特征值,第二項為寬度修正部分,第三項為深度修正部分。注:地基規(guī)范5.2.5不修正這里應首先理解深寬度修正的基本概念,地基承載力特征值的深、寬修正概念,是根據(jù)彈性半無限體地基承載力理論得出的。從圖2.3.1可看出,地基達到極限承載力產(chǎn)生的滑動面和土的黏聚力、基礎兩側邊載、滑動土體的重量有關?;瑒油馏w的重量和基礎寬度與地基土的重度有關,基礎寬度增加,滑動面增大,地基承載力設計取值可以提高;基礎埋深增加,基礎兩側邊載增加,地基承載力設計取值增加。這就是承載力進行深寬修正的基本原理。計算公式反映了基本原理,如深度修正部分,式中為基底下土的加權平均重度,為基礎的埋深。對于目前應用很多的主裙樓連體建筑的深度修正問題,規(guī)范條文沒有直接規(guī)定。在條文說明中解釋如下:‘目前建筑工程大量存在著主裙樓一體的結構,對于主體結構地基承載力的深度修正,宜將基礎底面以上范圍內(nèi)的荷載,按基礎兩側的超載考慮,當超載寬度大于基礎寬度兩倍時,可將超載折算成土層厚度作為基礎埋深,基礎兩側超載不等時,取小值?!@里采用荷載折算成土的深度進行深度修正,從基本概念上講是正確的。但規(guī)范沒有明確說是什么荷載組合。從基本概念上講,應是建筑物自重及壓土重量,不能考慮活荷載。圖2.3.1天然地基承載力深度修正示意圖注:理解按此修正對安全度的影響禁忌2.4對公式計算假設可能產(chǎn)生的誤差不能正確判斷由于土的特性,相關地基基礎設計規(guī)范在計算公式中都給出一定的假設。在應用公式時,應能正確理解假設和實際情況的差異,并根據(jù)基本理論和概念分析對計算結果的影響,判斷計算值和實際值的大小關系。根據(jù)分析結果,在具體設計中進一步完善。以下通過幾個實例分析:1地基變形計算中‘各向同性均質(zhì)線性變形體’的假設目前我們國家相應的地基基礎設計規(guī)范,如《建筑地基基礎設計規(guī)范》、《建筑樁基技術規(guī)范》、《建筑地基處理技術規(guī)范》,在計算地基變形時均做如下假設:‘計算地基變形時,地基內(nèi)的應力分布,可采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論’。作此假設的原因是在計算地基土中的附加應力時,采用了布辛奈斯克(Boussinesq)解。而布辛奈斯克(Boussinesq)解的應用條件就是此假設。只有用此假設才能得到附加應力值,有了附加應力值,才能進行變形計算。對此假設進行分析,我們可得出如下結論:(1)此假設和土的實際情況有較大的出入。一般地基土既不是均質(zhì)的也不是線性的,絕大部分是成層的,層與層之間土的性質(zhì)有時差別很大。對于復合地基來說,由于加固范圍一般在基礎范圍內(nèi),同層土在水平方向性質(zhì)也存在很大差異。因此,地基變形準確計算難度很大,提高計算的準確性主要依賴于經(jīng)驗系數(shù)。對此,相應的規(guī)范均給出了根據(jù)統(tǒng)計得出的經(jīng)驗系數(shù)。(2)對于上硬下軟的成層土分布,如圖2.4.1所示,計算誤差較均勻土要大,這主要是軟土層向外傳遞荷載的能力差,造成軟土中按此假設計算的附加應力值小于實際值。從而在實際工程中,出現(xiàn)圖2.4.1所示的土層分布時,建筑物實際沉降量比計算值偏大的原因,類似情況在工程中應給予重視。圖2.4.2為天津開發(fā)區(qū)某建筑平面圖,右側為原建筑,1層,框架結構,鋼筋混凝土筏板基礎,地質(zhì)條件類似于圖2.4.1所示。該建筑物建成使用3年后,擴建左側部分,新建物層數(shù)1層,新舊建筑連接在一起使用。設計師考慮到原建筑物已建成3年,沉降應已經(jīng)穩(wěn)定,因此,新擴建部分采用樁基礎,柱下承臺,來減小新建筑物的沉降。新建筑物建成1年后,新舊建筑連接處,由于沉降不均出現(xiàn)開裂,圖2.4.3為地面和墻體開裂圖片。調(diào)查發(fā)現(xiàn),沉降大的是原建筑物,原建筑物受軟弱土層影響,類似于圖2.4.1中的淤泥質(zhì)土,沉降時間很長,沉降量大。圖2.4.1軟硬交互土層示意圖圖2.4.2新舊建筑平面關系圖圖2.4.3新舊建筑基礎連接處和墻體開裂圖片(3)土越軟,計算結果誤差越大。這主要是土越軟,假設條件和實際差別越大。(4)據(jù)此假設的計算結果,只能放映線彈性狀態(tài)下地基的變形特征,計算的結果是地基變形是連續(xù)變化的,沒有明顯的差異。而不能反映彈塑性或塑性狀態(tài)下,土的變形特征。但在實際工程中,一些情況下,局部地基是可能出現(xiàn)彈塑性或塑性變形的。對于整體剛度較差的基礎形式,如獨立基礎、條形基礎,當局部荷載較大時,如堆載影響,地基可能出現(xiàn)塑性變形,引起相鄰基礎間的差異沉降。在軟土地區(qū)尤其應高度重視,一些工程事故分析也證明這一點。注:東營工程(5)按此假設,附加應力在地基土中的影響范圍很大。實際上,附加應力的影響范圍是有限的。中國建筑科學研究院地基所的試驗研究顯示,主裙樓連體建筑,主樓的影響范圍一般在裙樓三跨范圍左右。2矩形基礎中點沉降計算的假定《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008中5.5.7條規(guī)定:‘5.5.7計算矩形樁基中點沉降時,樁基沉降可按下式計算:公式中具體符號的意義不在此介紹,詳樁基規(guī)范。對公式分析可看出,式中是矩形基礎角點的沉降,式中的‘4’是角點沉降和中點沉降的倍數(shù)關系,即中點沉降量是角點的4倍。此為采用布辛奈斯克(Boussinesq)解的結果。上述計算公式是在假設荷載直接作用在半無限體的地基上,沒有考慮基礎和上部結構的剛度的影響。很顯然,這個假設和工程實際有一定出入,由于上部結構和基礎的剛度的影響,按此公式計算的中點沉降較實際大,上部結構和基礎的剛度越大,計算結果的誤差越大。3樁基沉降計算‘等效作用分層總和法’的假設《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008中5.5.6條,在計算群樁基礎沉降時進行如下假設:‘對于樁中心距不大于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,等效作用附加壓力近似取承臺底平均附加壓力’。對此假設分析可看出與實際情況有一定的出入:(1)如樁短,樁側土性質(zhì)差,則假設和實際接近;(2)如樁長、樁側土好,則假設和實際出入就大,樁越長、樁側土越好,計算結果和實際差異就大,即計算結果大于實際結果。(3)假設‘等效作用附加壓力近似取承臺底平均附加壓力’沒有考慮不同結構體系的荷載分布特征。易造成差異沉降計算的誤差。注:幾乎所有計算都存在假設,如附加應力;樁承載力計算等禁忌2.5盲目的套用規(guī)范中的公式進行計算地基基礎相關規(guī)范的公式大部分是半理論半經(jīng)驗公式,理論包含基本概念,經(jīng)驗一般體現(xiàn)在公式中的經(jīng)驗系數(shù)。每個公式的經(jīng)驗系數(shù)都有其適用范圍,不能盲目的套用。以下通過一些實例說明:1支盤樁后注漿如《建筑樁基技術規(guī)范》5.3.10條給出了灌注樁后注漿的承載力計算公式,如2.5-1式:(2.5-1)式中、—分別為后注漿側阻力、端阻力增強系數(shù)。一些規(guī)范給出了擠擴多支盤樁(圖2.5.1示)承載力計算公式,如擠擴灌注樁技術規(guī)程(DB29-65-2004)初步設計時,單樁豎向承載力特征值可按下式估算:(2.5-2)式中——第層土的樁側阻力特征值,按灌注樁側阻力參數(shù)取值;——承力盤(岔)所在第層土的端阻力特征值,按灌注樁端阻力參數(shù)取值;——樁端阻力特征值,按灌注樁端阻力參數(shù)取值;——除樁身截面面積的承力盤(岔)投影面積;——樁身截面面積;——樁身周長;——折減后樁周第層土厚度,可按表3采用;——樁周第層土厚度:——承力盤(岔)高度;——當承力盤(岔)總數(shù)≥3時取0.9,當承力盤(岔)總數(shù)<3時取1.0;圖2.5.1擠擴支盤樁示意圖一些工程師將擠擴多支盤樁和灌注樁后注漿施工工藝結合,對支盤樁進行樁底和樁側后注漿。承載力計算時,將公式(2.5-1)、(2.5-2)合并,即將公式(2.5-1)中的側阻增強系數(shù)和端阻增強系數(shù)分別乘入式(2.5-2)中各項,得擠擴支盤樁后注漿承載力計算公式,見公式2.5-3。(2.5-3)將支盤樁進行后注漿處理,此想法沒有什么問題。但計算中對支盤樁的側摩阻力和端阻力分別乘以注漿增強系數(shù),則存在一定的問題,因為樁基規(guī)范中的注漿增強系數(shù)為經(jīng)驗值,取自等截面樁。而支盤樁壓漿以后的相互影響,則沒有經(jīng)驗,不能盲目套用。2土壓力計算《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011中6.7.3條,在計算重力式擋土墻土壓力時,分為無限范圍和有限范圍填土邊界條件分別計算。邊界條件不同,主動土壓力計算系數(shù)不同,在計算時應首先確定邊界條件,是無限范圍填土還是有限范圍填土,根據(jù)邊界條件,再選用主動土壓力計算系數(shù),不能盲目套用公式。禁忌2.6忽略條文的基本規(guī)定只看后面的具體內(nèi)容規(guī)范常常先做具體規(guī)定,如規(guī)定本節(jié)的應用范圍、如何確定具體數(shù)值等,這是基本規(guī)定。后面的規(guī)定,一般是對基本規(guī)定的補充完善或參考值,后面的內(nèi)容要滿足前面的基本規(guī)定,不能不考慮基本規(guī)定,僅按后面要求進行設計。下面通過規(guī)范的一些規(guī)定說明?!兜鼗A設計規(guī)范》GB50007-2011在8.5.1規(guī)定:‘8.5.1本節(jié)包括混凝土預制樁和混凝土灌注樁低樁承臺基礎?!?,這里一個‘低’字,規(guī)定了本節(jié)的應用范圍,即只適合低承臺樁基礎,不適合高承臺樁基礎。因此,如工程中為高承臺樁,本節(jié)的內(nèi)容是不包括的。注:注意特殊土可能出現(xiàn)高承臺樁又如《建筑樁基技術規(guī)范》中4.2.1條“樁基承臺的構造,除應滿足抗沖切、抗剪切、抗彎承載力和上部結構要求外,尚應符合下列要求”,條文中滿足抗沖切、抗剪切、抗彎承載力和上部結構要求是承臺設計的核心,即承臺作為將上部結構的荷載傳給基樁必須滿足的條件,后面具體規(guī)定如承臺的最小高度、寬度、筏板的最小厚度等,必須滿足以上受力要求的前提下,才可考慮用規(guī)定的值?!兜鼗A設計規(guī)范》GB50007-2011在5.1.3、5.1.4條規(guī)定:‘5.1.3高層建筑基礎的埋置深度應滿足承載力、變形、和穩(wěn)定性的要求。位于巖石地基上的高層建筑,其基礎埋深應滿足應滿足抗滑和穩(wěn)定性的要求。5.1.4抗震設防區(qū),除巖石地基外,天然地基上的箱形和筏形基礎埋置深度不宜小于建筑物高度的1/15;樁箱或樁筏基礎的埋置深度(不計樁長)不宜小于建筑物高度的1/18.’。從地基規(guī)范以上兩條可看出,5.1.3條是基本規(guī)定,即建筑物的埋深要滿足穩(wěn)定性要求。5.1.4是建議和參考值,一些情況如埋深范圍存在液化土、淤泥等,滿足5.1.4條,不一定就能滿足5.1.3條要求。因此,在確定基礎埋深時,切忌僅滿足5.1.4條,而忽略5.1.3條的基本規(guī)定。禁忌2.7忽略規(guī)范條文的‘輕’‘重’次序規(guī)范中的一些規(guī)定是有“輕”“重”次序的,使用時一定注意‘輕’‘重’關系。如《地基基礎設計規(guī)范》5.3.5條有關地基變形計算的公式中,對于沉降計算經(jīng)驗系數(shù)的規(guī)定如下‘——沉降計算經(jīng)驗系數(shù),根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗確定,無地區(qū)經(jīng)驗時可根據(jù)變形計算深度范圍內(nèi)壓縮模量的當量值()、基底附加壓力按表5.3.5取值’,對于此條規(guī)定所謂“重”是應首先根據(jù)地區(qū)觀測資料及經(jīng)驗確定,“輕”則是無地區(qū)經(jīng)驗時按規(guī)范選取。因為規(guī)范提供的經(jīng)驗系數(shù)是從各個地方收集整理的結果,很難做到面面俱到?!督ㄖ痘夹g規(guī)范》JGJ94-2008中5.5.11條也做了類似的規(guī)定:‘5.5.11當無當?shù)乜煽拷?jīng)驗時,樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)可按表5.5.11選用?!?。相關地基規(guī)范在和土特性有關的參數(shù)規(guī)定時,大部分有類似的規(guī)定。如《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008中,表5.3.5-1、表5.3.5-2有關樁的極限側摩阻力和極限端阻力取值、《建筑地基處理技術規(guī)范》等,均有按地方經(jīng)驗選取,無地方經(jīng)驗按本規(guī)范選取的類似規(guī)定。再如《地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011有關樁的配筋規(guī)定,地基規(guī)范8.5.3條7條規(guī)定:‘7樁的主筋配置應由計算確定。預制樁的最小配筋不宜小于0.8%(錘擊沉樁)、0.6%(靜壓樁),預應力樁不宜小于0.5%;灌注樁最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%(小直徑樁取大值)。’這里重是:‘樁的主筋配置應由計算確定?!?,后面規(guī)定的最小配筋率是計算配筋低于最小配筋率時,按最小配筋率確定。切忌不進行計算,直接按最小配筋率或稍大于最小配筋率配筋。禁忌2.8將地基基礎相關規(guī)范條文“圣旨”化規(guī)范具體條文是基本理論、概念、工程經(jīng)驗對工程具體問題上的一些規(guī)定,是不斷發(fā)展完善提高的,不能將規(guī)范視為圣旨,原因如下:1地基基礎的大部分計算公式具有半理論半經(jīng)驗特點由于地基基礎的復雜性,地基基礎的大部分計算具有半理論變經(jīng)驗的特點。如《筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011在8.5.6條4中,有關樁的承載力特征值計算規(guī)定:‘4初步設計時單樁豎向承載力特征值可按下式估算:’。這里規(guī)范明確指出,按此公式計算,只能是估算,可能會和實際有較大的出入。再如,作為地基基礎工程安全核心之一的變形控制,由于地基土具有不均勻性、成分和成因的多樣性、變形的時效性,并且受水、不同施工工藝、上部結構形式等復雜因素的綜合影響,大部分有關地基基礎工程的計算方法具有半理論半經(jīng)驗的特點,并在不斷改進提高。2根據(jù)工程經(jīng)驗的積累逐步完善隨著工程經(jīng)驗逐漸積累,常會發(fā)現(xiàn)以前的舊的經(jīng)驗存在片面性和局限性。例如《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-94和新修訂JGJ94-2008就同一結構單元樁的規(guī)定就存在很大不同,JGJ94-94中3.2.3.4條規(guī)定“同一結構單元宜避免采用不同類型的樁。同一基礎相鄰樁的樁底標高差,對于非嵌巖端承型樁,不宜超過相鄰樁的中心距;對于摩擦型樁,在相同土層中不宜超過樁長的1/10?!倍滦抻喌腏GJ94-2008則取消了上述規(guī)定,建議在一定條件下采用變剛度調(diào)平設計,同一基礎下,可根據(jù)荷載和上部結構情況,采用非等長布樁。3應正確理解應用規(guī)范理解和應用應注意規(guī)范條文的基本原理、基本原則、需考慮的因素、要點及注意事項等,不要‘神’化規(guī)范。注:規(guī)范中“宜”“應”字的把握禁忌2.9不注意規(guī)范所給范圍值的合理選用由于地基基礎的復雜性,相關的規(guī)范中常給出一些范圍值。如《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008在,4.1.1條灌注樁配筋率、表5.2.5承臺效應系數(shù)、表5.3.5-1中樁的極限側摩阻力標準值、表5.3.5-2樁的極限端阻力標準值等;《地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011在7.3.2條房屋沉降縫寬度、7.3.3條相鄰建筑物基礎間的凈距、8.3.1條條形基礎梁的高度、附錄C有關淺層板載荷試驗承載力特征值的判斷等,均給出范圍值。對于這些范圍值的選取,注意幾點:1對規(guī)范有明確說明的應理解意義后選用對于規(guī)范給出的范圍值,一些規(guī)范給出了應用說明,應理解規(guī)范規(guī)定的含義,正確分析后選取。如《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008在5.5.11有關樁基沉降計算經(jīng)驗系數(shù)規(guī)定:‘飽和土中采用預制樁(不含復打、復壓、引孔沉樁)時,應根據(jù)樁距、土質(zhì)、沉樁速率和順序等因素,乘以1.3~1.8擠土效應系數(shù),土的滲透性低,樁距小,樁數(shù)多,沉降速率快時取大值?!?guī)范給出了的范圍值1.3~1.8,并給出了取大值的條件。從規(guī)范給出的條件可看出,擠土效應越嚴重,土二次固結產(chǎn)生的沉降越大,取大值,即和擠土效應成正比。《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008在表5.2.5有關承臺效應系數(shù)的取值時,在5.2.5表注4、5中規(guī)定如下:‘4對于采用后注漿灌注樁的承臺,宜取低值。5對于飽和黏性土中的擠土樁基、軟土地基上的樁基承臺,宜取低值的0.8倍。’。對于規(guī)范表5.2.5注4的規(guī)定,其含義在注漿可提高樁的抗壓剛度,樁的抗壓剛度高,承臺土分擔荷載的必然少,因此,取低值。理解規(guī)范規(guī)定的含義后,在實際工程中,其他條件都一樣的情況下,樁長短不一致時,長樁剛度大,宜取低值。對于表5.2.5注5,其含義是土軟,剛度低,應取低值;擠土樁可能發(fā)生固結沉降,取低值。2規(guī)范沒有說明的或說明不全面的應綜合分析一些范圍值規(guī)范沒有明確說明如何選用,在實際采用中應綜合分析,從基本概念出發(fā),選用。1)條形基礎梁的高度《地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011中8.3.1條1小條規(guī)定:‘柱下條形基礎梁的高度宜為柱間距的1/4~1/8’。對于此范圍值的選取,應分析增大基礎梁高度的作用,基礎梁高度增大,基礎整體剛度增大,抵抗不均勻沉降的能力增強。因此,因根據(jù)荷載大小、分布,地基梁受力、地基的情況確定基礎梁的高度,如荷載大、分布不均、地質(zhì)條件差,則取高值。反之,取低值。2)淺層載荷板試驗《地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011附錄C中,C07在承載力特征值的確定,3條規(guī)定:‘當不能按上述二款要求確定時,當壓板面積為0.25m2~0.5m2,可取所對應的荷載,但其值不應大于最大加載量的一半?!街械臑槌两盗?,為載荷板的寬度或直徑。對于此范圍值的選取,當?shù)鼗翆臃植季鶆蚧驈纳系较轮饾u變好,可取高值,如存在軟夾層,取低值;這里包含的基本概念是:由于載荷板的尺寸小,影響范圍有限,如從基底以下,土的性質(zhì)均勻,或逐漸提高,則載荷結果能反映實際情況,利用此結果是安全的。如土層分布類似第一章禁忌1.15中圖1.15.3示,存在軟土夾層時,載荷板尺寸小,不一定能反映軟土層的承載力情況,為保證安全,應取低值確定承載力。當載荷板尺寸大時取低:注:更正“低”改為“高”值,載荷板尺寸小取高值。這里包含的基本概念是,在相同基底壓力下,載荷板尺寸越大,沉降越大。3)灌注樁的配筋率《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008在4.1.1條規(guī)定:‘4.1.1灌注樁應按下列規(guī)定配筋:1配筋率:當樁身直徑為300~2000mm時,正截面配筋率可取0.65%~0.2%(小直徑取高值);’。規(guī)范給出了不同直徑配筋率的選取規(guī)定,即小直徑取高值。對于相同直徑的樁,規(guī)范沒有說明,這在具體設計中,應進行對比分析。混凝土設計規(guī)范在柱子配筋中規(guī)定,柱的最小配筋率不小于0.6%,和樁的配筋率比明顯提高。分析柱子和樁的受力情況,如圖2.9.1所示,可看出其受力存在以下不同:圖2.9.1樁和樁受力模式差異示意圖(1)柱子的軸力從上到下逐漸增大,樁的軸力從上到下逐漸減小,當然應排除樁承受負摩阻力情況;(2)樁側土對樁有側向支撐作用,這是樁和柱子比,受力有利的一方面。以上受力模式的不同均是樁側土引起的,樁側土性質(zhì)越好,柱和樁的受力模式差別越大,樁的配筋率可取范圍值的低值,反之取高值。如樁側為淤泥或淤泥質(zhì)土,土對樁的約束作用有限,樁身軸力遞減速率慢,樁的受力性質(zhì)和柱子接近,樁的配筋率應取高值。注:對于可能出現(xiàn)高承臺樁的情況取高值。4)樁極限側摩阻力和極限端阻力的取值《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008表5.3.5-1、表5.3.5-2給出了樁的樁極限側摩阻力和極限端阻力參考范圍值,如何選取規(guī)范沒有說明。在具體工程中,樁的樁極限側摩阻力和極限端阻力的選取應分析影響其發(fā)揮的因素,根據(jù)主要影響因素選擇范圍值。(1)土的狀態(tài)樁的樁極限側摩阻力和極限端阻力和土的狀態(tài)有關,土狀態(tài)越好發(fā)揮值越高。‘土的狀規(guī)范給出了范圍值,應對應土的狀態(tài)差異,選取樁極限側摩阻力和極限端阻力的高低值。(2)深度在土狀態(tài)接近的情況下,土層埋置越深,樁的樁極限側摩阻力和極限端阻力發(fā)揮值越高,計算時取范圍值的高值。禁忌2.10不能正確理解規(guī)范之間的不一致目前的規(guī)范在一些計算方法和規(guī)定上存在差異,對于這些差異,應正確看待。一些技術人員熱衷于討論哪個計算方法正確,哪個計算方法錯誤,一些人抱怨為什么不統(tǒng)一,這些都是沒有必要的。應看到,規(guī)范之間的不一致的內(nèi)容,都非強制性條文,對于規(guī)范之間的不一致,應正確判斷分析,以下舉例說明。1樁的承載力計算關于樁的承載力計算,在《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008和《地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011分別有規(guī)定,如樁基規(guī)范在5.3.5條規(guī)定:‘5.3.5當根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時,宜按下式估算:(5.3.5)式中——樁側第層土的極限側摩阻力標準值,如無當?shù)亟?jīng)驗時,可按表5.3.5-1取值;——極限端阻力標準值,如無當?shù)亟?jīng)驗時,可按表5.3.5-2取值?!瘶痘?guī)范5.3.9關于嵌巖樁承載力計算,規(guī)定如下:‘5.3.9樁端置于完整、較完整基巖的嵌巖樁單樁豎向極限承載力,由樁周總極限側阻力和嵌巖段總極限阻力組成。當根據(jù)巖石單軸抗壓強度確定單樁豎向極限承載力標準值時,可按下列公式計算:(5.3.9-1)(5.3.9-2)(5.3.9-3)式中、——分別為土的總極限側阻力標準值、嵌巖段總極限阻力標準值;——樁周第層土的極限側阻力,無當?shù)亟?jīng)驗時,可根據(jù)成樁工藝按本規(guī)范表5.3.5-1取值;——巖石飽和單軸抗壓強度標準值,黏土巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值;….’《地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011在8.5.6條對樁的承載力計算分別規(guī)定如下:‘4初步設計時單樁豎向承載力特征值可按下式估算:式中:——樁底端橫截面面積(m2);、——樁端阻力特征值、樁側阻力特征值(kpa),由當?shù)仂o載荷試驗結果統(tǒng)計分析算得;——樁身周長長度(m);——第層巖土厚度(m)。5樁端嵌入完整及較完整的硬質(zhì)巖中,當樁長較短且入巖較淺時,可按下式估算單樁豎向承載力特征值:式中:——樁端巖石承載力特征值(kpa)?!瘡谋砻嫔峡?,兩本規(guī)范有關樁的承載力計算,從表達方式到計算公式均存在一定的差異。但均強調(diào)計算公式只是估算,估算即說明計算結果不代表最終承載力,樁的承載力應由載荷試驗最終確定,這才是問題的核心,即樁的承載力需由檢測確定而不是計算確定。由于影響地基承載力的因素很多,一般地基承載力的計算都是估算,不同的公式只是站在不同的角度估算而已,而驗證標準只有一個,那就是靜載試驗。2樁基沉降計算有關樁基沉降計算《建筑樁基技術規(guī)范》JGJ94-2008和《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011分別有規(guī)定,計算方法不同。樁基規(guī)范5.5.6條規(guī)定:‘對于樁間距不大于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。’。地基基礎設計規(guī)范8.5.15規(guī)定:‘計算樁基沉降時,最終沉降量宜按單向壓縮分層總和法計算。地基內(nèi)的應力分布宜采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論,按實體深基礎方法或明德林應力公式方法計算,…’。1)計算的不同之處分析兩種計算方法,可看出存在較大的差異,如樁基規(guī)范的等效作用分層總和法,計算面積為承臺投影面積。地基基礎設計規(guī)范計算面積為擴大的承臺面積,擴大值和土的內(nèi)摩擦角、樁長有關;附加應力的取值也不一樣;經(jīng)驗系數(shù)也不一樣。2)相同之處兩種計算方法的基本假設是一致的,均假設地基內(nèi)的應力分布宜采用各向同性均質(zhì)線性變形體理論計算。從兩本規(guī)范計算方法的異同分析,雖然計算公式不一致,但在相同的基本假設前提下,實際上都不可能計算準確。哪種方法計算準確關鍵看其經(jīng)驗系數(shù)的代表性,即計算最終結果的準確程度取決于經(jīng)驗系數(shù)。3灌注樁的配筋長度關于灌注樁的配筋長度,《建筑地基基礎設計規(guī)范》GB50007-2011在8.5.3樁基構造中8條3小條規(guī)定:‘3)坡地岸邊樁基、8度及8度以上地震區(qū)的樁基、抗拔樁、嵌巖端承樁應通常配筋;’?!督ㄖ痘夹g規(guī)范》JGJ94-2008在4.1.1條分別進行如下規(guī)定:‘1)端承型樁和位于坡地岸邊的樁應沿樁身等截面或變截面通常配筋;3)對于受地震作用的樁基,樁身配筋長度應穿過可液化土層和軟弱土層,進入穩(wěn)定土層的深度不應小于本規(guī)范第3.4.6條的規(guī)定;5)抗拔樁及因地震作用、凍脹或膨脹力作用而受拔力的樁,應等截面或變截面通常配筋?!瘡膬杀疽?guī)范的規(guī)定可看出,建筑地基基礎設計規(guī)范明確規(guī)定8度及8度以上地震區(qū)的樁基應通長配筋;而樁基技術規(guī)范則沒有明確,只針對地震對樁基產(chǎn)生的效應,如地震引起樁承受上拔力,應通長配筋;鋼筋籠長度應穿過液化土層或軟弱土層,避免在地震荷載作用下破壞。從安全角度上講,通長配筋要好一些,從經(jīng)濟角度上講,通長配筋可能增加造價。因此,具體設計中優(yōu)先考慮安全,在滿足安全的前提下,也應考慮經(jīng)濟因素。注:軟硬交互土層可能出現(xiàn)剪切問題,后面有實例。禁忌2.11對地基基礎工程應遵循的國內(nèi)規(guī)范、規(guī)程了解不全面目前我國規(guī)范分為國家標準,一般以符號GB標示;行業(yè)標準,一般以符號JGJ標示;產(chǎn)品標準,一般用JG表示;地方標準,一般以DB標示。對于各種規(guī)范、標準的劃分和相互關系從以下幾方面理解:1國家標準是最高標準,行業(yè)標準、產(chǎn)品標準、地方標準均應在國家標準總原則下進行編制。2行業(yè)標準和產(chǎn)品標準是本行業(yè)在全國的應用標準,是對國家標準的補充完善。如《建筑地基基礎設計規(guī)范》對樁基礎、基坑支護、基礎等均作了原則性的規(guī)定,行業(yè)標準《建筑樁基技術規(guī)范》、《建筑基坑支護技術規(guī)程》、《高層建筑箱形與筏形基礎技術規(guī)范》等,根據(jù)自身的特點對《建筑地基基礎設計規(guī)范》進行補充和完善。3地方標準是對國家標準和行業(yè)標準的補充完善我國地域遼闊,各省市和地區(qū)的自然地理條件不同,分布的巖土種類多種多樣,其工程力學性質(zhì)存在很大差異,反映的地基基礎問題也迥然不同。由于地區(qū)的特殊性,有關國家和行業(yè)標準還不能完全覆蓋和包括,我國許多省市和地區(qū),在國家規(guī)范總原則的指導下,針對本地地基土類的特點、地質(zhì)情況,總結多年的工程實踐經(jīng)驗,編制出反映地方特點、適用于本地區(qū)的建筑地基基礎設計、施工規(guī)范。這些規(guī)范、規(guī)程對合理進行地基勘察、設計、施工和促進新技術的應用、降低基礎的工程造價、保證上部結構安全均有重要作用。如《北京地區(qū)建筑地基基礎勘察設計規(guī)范》J11254-2008、上海市《地基基礎設計規(guī)范》DGJ08-11-2010、天津地方標準《沉降控制樁基礎技術規(guī)程》DB29-105-2004、《廣東省預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》DBJ/T15-22-98等。禁忌2.12對涉外工程規(guī)范的選用及國內(nèi)外規(guī)范的異同缺乏了解1涉外工程規(guī)范的選用對于涉外工程,需要結合工程所在地國的有關規(guī)定及建設單位的要求選用適用的規(guī)范。如果當?shù)貨]有自己的國家規(guī)范、也沒有明文規(guī)定采用何種規(guī)范,經(jīng)與建設單位協(xié)商,采用中國規(guī)范也是可能的。對于國際通用的規(guī)范,在歐洲系列規(guī)范推出之前,以英國規(guī)范及美國規(guī)范應用的最廣,歐洲規(guī)范的問世,取代了原英國規(guī)范的地位,但在非歐盟國家,仍有很多國家繼續(xù)使用英國規(guī)范。2國內(nèi)外規(guī)范體制的不同國際上的規(guī)范有二種體制,一種是推薦性的,另一種是強制性的。發(fā)達國家的規(guī)范多是推薦性的,對設計人員只起幫助指導作用,工程千變?nèi)f化,規(guī)范不可能取代設計人員所必需的理論知識、經(jīng)驗和判斷,設計人員必須自己承擔設計的全部責任,可以不受推薦性規(guī)范的約束。最為典型的是歐洲規(guī)范,涉及具體計算公式、具體計算方法的內(nèi)容越來越少,代之以基本原理、基本原則、需考慮的因素、要點及注意事項等,公式、方法等則完全由設計者憑借自身的理論與經(jīng)驗去參閱各類教科書、參考書、設計手冊等去選用。我國的設計規(guī)范則是強制性的,是設計人員必須遵守的法律,如有違反,一切責任由設計人自負,而出了事故,設計人員也可憑規(guī)范推卸責任。幾十年來,這種做法已在工程設計界深入人心,因而對規(guī)范的制訂工作也就提出了很高的要求。強制性規(guī)范的不足之處是,不能靈活適應設計中遇到的各種情況,難以照顧到設計者可能遇到的各種特殊問題,而且客觀上不利于發(fā)揮調(diào)動甚至限制設計人員的創(chuàng)造性。強制性規(guī)范的利弊值得仔細探討。禁忌2.13對和地基基礎設計相關的國外規(guī)范不了解為了能使設計人員在處理涉外工程時“有法可依”,現(xiàn)將主要的外國規(guī)范介紹如下:1歐洲規(guī)范在建筑行業(yè),歐洲規(guī)范家族(EuropeanStandardsFamily)是一個系統(tǒng)而全面的體系,以結構設計規(guī)范為龍頭,也包括材料與產(chǎn)品規(guī)范、施行規(guī)范(相當于我國的施工規(guī)范)及檢測試驗規(guī)范等并與ISO體系有效銜接。我們常見的‘TheEurocodes’,實際是特指‘歐洲結構設計規(guī)范’(DesignStandard),也是歐洲規(guī)范體系的核心,由以下各部分構成:EN1990Eurocode0:BasisofStructuralDesign(結構設計基礎)EN1991Eurocode1:ActionsonStructures(結構上的作用)EN1992Eurocode2:DesignofConcreteStructures(混凝土結構設計)EN1993Eurocode3:DesignofSteelStructures(鋼結構設計)EN1994Eurocode4:DesignofCompositeSteelandConcreteStructures(鋼與混凝土混合結構設計)EN1995Eurocode5:DesignofTimberStructure(木結構設計)EN1996Eurocode6:DesignofMasonryStructure(砌體結構設計)EN1997Eurocode7:GeotechnicalDesign(巖土工程設計)EN1998Eurocode8:DesignofStructuresforEarthquakeResistance(結構抗震設計)EN1999Eurocode9:DesignofAluminiumStructures(鋁結構設計)與‘歐洲結構設計規(guī)范’(TheEurocodes)密切相關的,是ExecutionStandards(施行標準,類似于我國的施工規(guī)范),也是建筑行業(yè)歐洲規(guī)范家族的重要成員,其中與地基基礎相關的常用規(guī)范有:EN13670:2009ExecutionofConcreteStructures(混凝土施工)EN1536:2000ExecutionofSpecialGeotechnicalWork–BoredPiles(特殊巖土工程施工-鉆孔灌注樁)EN1537-2000ExecutionofSpecialGeotechnicalWorks-GroundAnchors(特殊巖土工程施工-錨桿)EN1538:2000ExecutionofSpecialGeotechnicalWork-DiaphragmWalls(特殊巖土工程施工-地下連續(xù)墻)EN12699:2001ExecutionofSpecialGeotechnicalWork–DisplacementPiles特殊巖土工程施工-擠土樁)EN14199:2005ExecutionofSpecialGeotechnicalWorks–Micropiles(特殊巖土工程施工-微型樁)EN12063:1999ExecutionofSpecialGeotechnicalWork-SheetPileWalls.(特殊巖土工程施工-鋼板樁)EN12794:2005,PrecastConcreteProducts-FoundationPiles(預制混凝土產(chǎn)品-基礎用樁)歐洲規(guī)范家族的另一成員是MaterialandProductStandard(材料與產(chǎn)品標準)也是建筑行業(yè)歐洲規(guī)范家族的一員,最常用的有:EN206Concrete:Specification,Performance,ProductionandConformity(混凝土:技術規(guī)格、性能、生產(chǎn)與一致性)EN10080SteelfortheReinforcementofConcrete(鋼筋混凝土用的鋼筋)其它從略。TestStandards(試驗標準)也是歐洲規(guī)范家族成員之一,主要是建筑材料與產(chǎn)品的檢測、試驗方面的執(zhí)行標準,在此略過。2美國規(guī)范:ICC(InternationalCodeCouncil國際規(guī)范理事會)主編的通用設計規(guī)范系列,主要成員有IBC-06InternationalBuildingCode(國際建筑物規(guī)范)及IRC-06InternationalResidentialCode(國際住宅規(guī)范),其它從略。其中,IBC規(guī)范是美國原區(qū)域性規(guī)范NationalBuildingCode(簡稱NBC)、StandardBuildingCode(簡稱SBC)及UniformBuildingCode(簡稱UBC)的統(tǒng)一,結束了三部區(qū)域性規(guī)范在美國三分天下的局面。IBC規(guī)范是一本綜合規(guī)范,涉及建筑行業(yè)所有相關領域與環(huán)節(jié),如建筑、結構、水、暖、電、裝修、施工安全與節(jié)能、環(huán)保、消防等,其中第14章至第26章為結構相關部分,第18章專講巖土與地基基礎,深基礎(含樁基)是其中一節(jié)。除了上述通用規(guī)范外,美國其它結構規(guī)范多為各行業(yè)協(xié)會主編,如‘美國混凝土協(xié)會’(AmericanConcreteInstitute,簡稱ACI)主編的混凝土系列規(guī)范,‘美國鋼結構協(xié)會’(AmericanInstituteofSteelConstruction,簡稱AISC)主編的鋼結構系列規(guī)范,‘美國土木工程師協(xié)會’(AmericanSocietyofCivilEngineer,簡稱ASCE)主編的一些規(guī)范、‘美國材料與試驗協(xié)會’(AmericanSocietyforTestingandMaterials,簡稱ASTM)主編的有關材料及試驗方面的系列規(guī)范及‘美國國家公路與運輸協(xié)會’(AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials,簡稱AASHTO)主編的系列規(guī)范(多與路橋有關)等。ACI系列規(guī)范中與地基基礎有關的規(guī)范如下:ACI318-08BuildingCodeRequirementsforStructuralConcrete(混凝土結構規(guī)范),ACI336.3R-93DesignandConstructionofDrilledPiers(鉆孔墩基礎的設計與施工)ACI360R-06DesignofSlabs-onGround(地面上板的設計)ACI543R-00Design,Manufacture,andInstallationofConcretePiles(混凝土樁的設計、制做與安裝)ASCE系列規(guī)范中,與巖土與地基基礎相關的規(guī)范有:ASCE7-05MinimumDesignLoadsforBuildingsandotherStructures(建筑物與其它結構物上的最小荷載),相當于美國的荷載規(guī)范。ASCE20-96StandardGuidelinesfortheDesignandInstallationofPileFoundations樁基礎設計與施工準則,相當于簡本的樁基規(guī)范。在美國的規(guī)范體系中,ICC(國際規(guī)范理事會)雖然以IBC統(tǒng)一并取代了NBC、SBC與UBC三部區(qū)域性規(guī)范,并將目標瞄準國際市場以應對歐洲規(guī)范的挑戰(zhàn)與沖擊,但ICC沒能如歐洲規(guī)范一樣推出一部比較系統(tǒng)、全面從而具有權威性與通用性的地基基礎規(guī)范或樁基規(guī)范,而是將有關內(nèi)容融入結構規(guī)范之中,且內(nèi)容過于簡短,如前文所述IBC規(guī)范的第18章,與巖土基礎相關的內(nèi)容只有30頁,難以擔當?shù)鼗A規(guī)范與樁基規(guī)范的大任。ACI雖以混凝土系列規(guī)范為主,但對地基基礎中涉及混凝土材料的構部件編制了相應規(guī)范,如ACI336.3R(鉆孔墩基礎)及ACI543R(混凝土樁),僅相當于一本完整樁基規(guī)范的部分內(nèi)容。ASCE20-96雖然獨立成冊且以‘樁基礎設計與施工準則’命名,但其正文部分僅有17頁,沒有公式,也幾乎沒有圖表,僅僅提供了一些指導原則與注意事項。似乎也不符合我們對樁基規(guī)范的期望與定義。此外,StructuralDesignGuidelineforLRFD(荷載抗力安全系數(shù)法結構設計導則,美國佛羅里達州運輸部主編),AASHTOLRFDBridgeDesignSpecifications(橋梁設計導則)第10、11章(美國國家公路與運輸協(xié)會主編)等都有地基基礎方面的內(nèi)容。SoilsandFoundationHandbook(巖土與基礎工程手冊,美國佛羅里達州運輸部主編)也有地基基礎的內(nèi)容,但同樣比較簡短,而巖土工程勘察則占了較大篇幅。UFC3-220-01N,GeotechnicalEngineeringProceduresforFoundationDesignofBuildingsandStructures(建筑結構基礎設計的巖土工程方法,美國國防部主編),雖然貌似全面系統(tǒng),涉及巖土、淺基礎、深基礎、邊坡?lián)鯄?、開挖降水、樁基設備與施工等地基基礎規(guī)范全部內(nèi)容,但有關地基基礎部分并沒有提出自己的內(nèi)容,而只是列出了其它相關規(guī)范或參考書的名稱供讀者去參考,是比較典型的‘標題黨’。相比之下,EM1110-2-2906DesignofPileFoundation(byUSArmyCorpsofEngineers)(美國工程師兵團主編的樁基礎設計),從名稱和篇幅來看,似乎更像一本樁基規(guī)范,全文共113頁,對樁基礎的設計與施工進行了比較系統(tǒng)的介紹,但該規(guī)范是美國軍隊系統(tǒng)編制的規(guī)范,且自1991年后再未修訂過,也較少被其它規(guī)范或參考書引用,故引用時要慎重。由上可見,美國的地基基礎規(guī)范目前還未能如歐洲規(guī)范一樣統(tǒng)一為系統(tǒng)全面、權威通用的國家級規(guī)范,尚有較大的整合空間,我們在引用美國規(guī)范時一定要加以區(qū)分,不要籠統(tǒng)地引用。就時效性與權威性而言,IBC、ACI及ASCE的有關內(nèi)容可優(yōu)先參考,上述規(guī)范沒有的內(nèi)容可參考其它規(guī)范或參考書。而且,美國規(guī)范也不像我國規(guī)范這樣具有強制性,只是作為設計者的參考,是指導性規(guī)范。設計者要具有獨立判斷的能力,并對自己的能力負責。3英國規(guī)范英國規(guī)范與地基基礎設計與施工相關的規(guī)范如下:BS6399LoadingforBuildings(建筑荷載規(guī)范)BS8110StructuralUseofConcrete(混凝土結構規(guī)范)BS8004:1986CodeofPracticeforFoundations(地基基礎規(guī)范)BS8002:1994EarthRetainingStructures(擋土結構)BS8007:1987DesignofConcreteStructuresforRetainingAqueousLiquid(擋水混凝土結構設計)4其它國家地區(qū)規(guī)范1)新加坡規(guī)范:大部分采用英國規(guī)范,局部或有修改。其中CP4:2003的前身是BS8004:1986,但對原規(guī)范改動較大,且增添不少新的內(nèi)容。SingaporeStandardCP4:2003CodeofPracticeforFoundations(地基基礎規(guī)范)2)香港部分規(guī)范:BD(2004a).CodeofPracticeforFoundations(地基基礎規(guī)范)BD(2004d).CodeofPracticeforStructuralUseofConcrete(結構混凝土規(guī)范)禁忌2.14對承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)設計概念模糊承載力能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài),是相關地
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