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樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)為了使樁基中各樁受力比較均勻,群樁橫截面的重心應(yīng)與豎向永久荷載合力的作用點(diǎn)重合或接近。在有門(mén)洞的墻下布樁時(shí),應(yīng)將樁設(shè)置在門(mén)洞的兩側(cè)。梁式或板式承臺(tái)下的群樁,布樁時(shí)應(yīng)多布設(shè)在柱、墻下,減少梁和板跨中的樁數(shù),以使梁、板中的彎矩盡量減小。為了節(jié)省承臺(tái)用料和減少承臺(tái)施工的工作量,在可能情況下,墻下應(yīng)盡量采用單排樁基,柱下的樁數(shù)也應(yīng)盡量減少。一般地說(shuō),樁數(shù)較少而樁長(zhǎng)較大的摩擦型樁基,無(wú)論在承臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工方面,還是在提高群樁的承載力以及減小樁基沉降量方面,都比樁數(shù)多而樁長(zhǎng)小的樁基優(yōu)越。為了使樁基中各樁受力比較均勻,群樁橫截面的重心應(yīng)與豎向永久荷2.樁的間距樁的間距(中心距)一般采用3~4倍樁徑。間距太大會(huì)增加承臺(tái)的體積和用料,太小則將使樁基(摩擦型樁)的沉降量增加,且給施工造成困難。
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:摩擦型樁的間距不宜小于樁徑的3倍;擴(kuò)底灌注樁的間距不宜小于擴(kuò)底直徑的1.5倍,當(dāng)擴(kuò)底直徑大于2m時(shí),樁端凈距不宜小于1m。對(duì)于大面積樁群,尤其是擠土樁,樁的最小中心距宜適當(dāng)加大。參見(jiàn)表4-9、表4-10。2.樁的間距樁的間距(中心距)一般采用3~4倍樁徑。間4.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)承臺(tái)類型:柱下獨(dú)立承臺(tái)(板式承臺(tái))、柱下或墻下條形承臺(tái)(梁式承臺(tái))、筏形承臺(tái)、箱形承臺(tái)等4.8.1構(gòu)造要求承臺(tái)的最小寬度不應(yīng)小于500mm,邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長(zhǎng),且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于150mm。對(duì)于墻下條形承臺(tái),樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于75mm。
≥500≥d≥1504.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)承臺(tái)類型:柱下獨(dú)立承臺(tái)(板式承臺(tái))、柱下條形承臺(tái)和柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的最小厚度為300mm。
承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20,承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm,當(dāng)有混凝土墊層時(shí),不應(yīng)小于40mm。
承臺(tái)的配筋,對(duì)于矩形承臺(tái),鋼筋應(yīng)按雙向均勻通長(zhǎng)布置,鋼筋直徑不宜小于10mm,間距不宜大于200mm;對(duì)于三樁承臺(tái),鋼筋應(yīng)按三向板帶均勻布置,且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)。
條形承臺(tái)和柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的最小厚度為300mm。承臺(tái)混凝樁頂嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于50mm。混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺(tái)內(nèi),其錨固長(zhǎng)度不宜小于鋼筋直徑(HPB235級(jí)鋼筋)的30倍和鋼筋直徑(HRB335級(jí)鋼筋和HRB400級(jí)鋼筋)的35倍。
承臺(tái)之間的連接,對(duì)于單樁承臺(tái),宜在兩個(gè)互相垂直的方向上設(shè)置聯(lián)系梁;對(duì)于兩樁承臺(tái),宜在其短向設(shè)置聯(lián)系梁;有抗震要求的柱下獨(dú)立承臺(tái),宜在兩個(gè)主軸方向設(shè)置聯(lián)系梁。聯(lián)系梁頂面宜與承臺(tái)位于同一標(biāo)高。
樁頂嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于50mm。混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸當(dāng)柱截面周邊位于樁的鋼筋籠以內(nèi),柱下端已設(shè)置兩個(gè)方向與柱可靠連結(jié)的具有足夠抗彎剛度的聯(lián)系梁,以及在樁頂以下4/α范圍內(nèi)無(wú)軟弱土層存在時(shí),可采用單樁支承單柱的樁基型式,此時(shí),柱下端與樁連接處可不設(shè)置承臺(tái)。但宜在樁頂設(shè)置鋼筋網(wǎng),或在樁頂將樁的縱向受力鋼筋水平向內(nèi)彎至柱邊并加構(gòu)造環(huán)向鋼筋連接,并應(yīng)采取其它有效的構(gòu)造措施。當(dāng)柱截面周邊位于樁的鋼筋籠以內(nèi),柱下端已設(shè)置兩個(gè)方向與柱可靠4.8.2柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)1.受彎計(jì)算(1)柱下多樁矩形承臺(tái)Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
式中Mx、My——分別為垂直于y軸和x軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值;
xi、yi——垂直于y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離;
Ni——扣除承臺(tái)和其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的第i樁豎向力設(shè)計(jì)值。
4.8.2柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)1.受彎計(jì)算Mx=∑Niyi其他理論:拉桿確保錨固長(zhǎng)度其他理論:拉桿確保錨固長(zhǎng)度(2)柱下三樁三角形承臺(tái)柱下三樁承臺(tái)分等邊和等腰兩種形式,其受彎破壞模式有所不同,后者呈明顯的梁式破壞特征。(2)柱下三樁三角形承臺(tái)1)等邊三樁承臺(tái)由承臺(tái)形心至承臺(tái)邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值M按下式計(jì)算:式中Nmax——扣除承臺(tái)和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值;
s——樁距;
c——方柱邊長(zhǎng),圓柱時(shí)c=0.866d
(d為圓柱直徑)。
1)等邊三樁承臺(tái)式中Nmax——扣除承臺(tái)和其上填土自重2)等腰三樁承臺(tái)
承臺(tái)彎矩按下式計(jì)算:
式中M1、M2——分別為由承臺(tái)形心到承臺(tái)兩腰和底邊的距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值;
s——長(zhǎng)向樁距;
α——短向樁距與長(zhǎng)向樁距之比,當(dāng)α小于0.5
時(shí),應(yīng)按變截面的二樁承臺(tái)設(shè)計(jì);
2)等腰三樁承臺(tái)承臺(tái)彎矩按下式計(jì)算:式中M1、M2—2.承臺(tái)受沖切計(jì)算(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切2.承臺(tái)受沖切計(jì)算(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切式中
Fl——扣除承臺(tái)及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的沖切力設(shè)計(jì)值,沖切破壞錐體應(yīng)采用自柱邊或承臺(tái)變階處至相應(yīng)樁頂邊緣連線構(gòu)成的錐體,錐體與承臺(tái)底面的夾角不小于45°;
βhp——受沖切承載力截面高度影響系數(shù),當(dāng)h不大于800mm時(shí),βhp取1.0,
當(dāng)h大于等于2000mm時(shí),βhp取0.9,其間按線性內(nèi)插法取用;
ft——承臺(tái)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
h0——沖切破壞錐體的有效高度;
式中Fl——扣除承臺(tái)及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上β0x、β0y——沖切系數(shù);
λ0x、λ0y——沖跨比,λ0x=a0x/h0、λ0y=a0y/h0,a0x、a0y為柱邊或變階處至樁邊的水平距離;當(dāng)a0x(a0y)<0.2h0時(shí),a0x(a0y)=
0.2h0;當(dāng)a0x(a0y)>h0時(shí),a0x(a0y)=h0;
F——柱根部軸力設(shè)計(jì)值;∑Ni——沖切破壞錐體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計(jì)值之和。
β0x、β0y——沖切系數(shù);F——柱根部軸力設(shè)計(jì)值;(2)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切1)矩形承臺(tái)受角樁沖切(2)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切1)矩形承臺(tái)受角樁沖切式中Nl——扣除承臺(tái)和其上填土自重后角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的豎向力設(shè)計(jì)值;β1x、β1y——角樁沖切系數(shù);λ1x、λ1y——角樁沖跨比,其值滿足0.2~1.0,λ1x=a1x/h0、
λ1y=a1y/h0;c1、c2——從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離;a1x、a1y——從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣引45°沖切線與承臺(tái)頂面或承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;
h0——承臺(tái)外邊緣的有效高度。式中Nl——扣除承臺(tái)和其上填土自重后角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基2)三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切底部角樁
頂部角樁
2)三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切底部角樁頂部角樁式中λ11、λ12——角樁沖跨比,λ11=a11/h0、
λ12=a12/h0;
a11、a12——從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣向相鄰承臺(tái)邊引45°沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;當(dāng)柱位于該45°線以內(nèi)時(shí),則取柱邊與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。對(duì)圓柱和圓樁,計(jì)算時(shí)可將圓形截面按等周長(zhǎng)原則換算成正方形截面,即取方形截面邊長(zhǎng)b=0.8d(d為圓形截面直徑)。式中λ11、λ12——角樁沖跨比,λ11=a11/h0、3.承臺(tái)受剪切計(jì)算柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、變截面和樁邊聯(lián)線形成的斜截面進(jìn)行受剪計(jì)算。當(dāng)柱邊外有多排樁形成多個(gè)剪切斜截面時(shí),尚應(yīng)對(duì)每個(gè)斜截面進(jìn)行驗(yàn)算。
式中V——扣除承臺(tái)及其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值;
βhs——受剪切承載力截面高度影響系數(shù),βhs=(800/h0)1/4,當(dāng)h0小于800mm時(shí),h0取800mm,當(dāng)h0大于2000mm時(shí),h0取2000mm;3.承臺(tái)受剪切計(jì)算柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、β——剪切系數(shù);λ——計(jì)算截面的剪跨比,λx=ax/h0,λy=ay/h0。此處,ax、ay
為柱邊或承臺(tái)變階處至x、y方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離,當(dāng)λ<0.3時(shí),取λ=0.3;當(dāng)λ>3時(shí),取λ=3;b0——承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度;
h0——計(jì)算寬度處的承臺(tái)有效高度。
β——剪切系數(shù);4.承臺(tái)局部受壓計(jì)算當(dāng)承臺(tái)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí),尚應(yīng)驗(yàn)算柱下或樁上承臺(tái)的局部受壓承載力。
4.9樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟4.9.1必要的資料準(zhǔn)備樁基設(shè)計(jì)前必須具備的資料主要有:建筑物類型及其規(guī)模、巖土工程勘察報(bào)告、施工機(jī)具和技術(shù)條件、環(huán)境條件、檢測(cè)條件及當(dāng)?shù)貥痘こ探?jīng)驗(yàn)等,其中,巖土工程勘察資料是樁基設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。4.承臺(tái)局部受壓計(jì)算4.9樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟4.9.14.9.2選定樁型,確定單樁豎向及水平承載力1.樁的類型、截面和樁長(zhǎng)的選擇1)樁的類別(預(yù)制樁或灌注樁)樁類選擇應(yīng)考慮的主要因素是:場(chǎng)地的地層條件、各類型樁的成樁工藝和適用范圍。
下列地質(zhì)條件不宜選用預(yù)制樁:
Ⅰ)預(yù)制樁的穿透能力有限,當(dāng)土中存在大孤石、廢金屬以及花崗巖殘積層中未風(fēng)化的石英脈時(shí),預(yù)制樁將難以穿越;
Ⅱ)當(dāng)土層分布很不均勻時(shí),混凝土預(yù)制樁的預(yù)制長(zhǎng)度較難掌握。4.9.2選定樁型,確定單樁豎向及水平承載力1.樁的類型、
軟土地區(qū)的樁基,應(yīng)考慮樁周土自重固結(jié)、蠕變、大面積堆載及施工中擠土對(duì)樁基的影響,在層厚較大的高靈敏度流塑粘性土中(如我國(guó)東南沿海的淤泥和淤泥質(zhì)土),不宜采用大片密集有擠土效應(yīng)的樁基,宜采用承載力高而樁數(shù)較少的樁基。同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型的樁。為什么?軟土地區(qū)的樁基,應(yīng)考慮樁周土自重固結(jié)、蠕變、大面積堆2)樁的截面尺寸和長(zhǎng)度①樁的截面尺寸選擇應(yīng)考慮的主要因素是:成樁工藝和結(jié)構(gòu)的荷載情況。從樓層數(shù)和荷載大小來(lái)看(如為工業(yè)廠房可將荷載折算為相應(yīng)的樓層數(shù)),建筑樁基可考慮采用的樁的截面尺寸:a)10層以下:直徑500mm左右的灌注樁、邊長(zhǎng)為400mm的預(yù)制樁;
b)10~20層:直徑800~1000mm的灌注樁、邊長(zhǎng)450~500mm的預(yù)制樁;
c)20~30層:直徑1000~1200mm的鉆(沖、挖)孔灌注樁、邊長(zhǎng)等于或大于500mmd)30~40層:直徑大于1200mm的鉆(沖、挖)孔灌注樁、邊長(zhǎng)500~550mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和大直徑鋼管樁;
e)樓層更多的高層建筑所采用的挖孔灌注樁直徑可達(dá)5m左右。2)樁的截面尺寸和長(zhǎng)度從樓層數(shù)和荷載大小來(lái)看(如為工業(yè)廠房3)樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度主要取決于樁端持力層的選擇。通常,堅(jiān)實(shí)土(巖)層(可用觸探試驗(yàn)或其它指標(biāo)來(lái)鑒別)最適宜作為樁端持力層。對(duì)于10層以下的房屋,如在樁端可達(dá)的深度內(nèi)無(wú)堅(jiān)實(shí)土層時(shí),也可選擇中等強(qiáng)度的土層作為樁端持力層。樁端進(jìn)入堅(jiān)實(shí)土層的深度,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載及施工工藝確定,一般不宜小于1~3倍樁徑(對(duì)粘性土、粉土不宜小于2倍樁徑;砂類土不宜小于1.5倍樁徑;碎石類土不宜小于1倍樁徑)。對(duì)薄持力層、且其下存在軟弱下臥層時(shí),樁端以下堅(jiān)實(shí)土層的厚度不宜小于4倍樁徑。3)樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度樁端進(jìn)入堅(jiān)實(shí)土層的深度,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載
當(dāng)硬持力層較厚且施工條件許可時(shí),為充分發(fā)揮樁的承載力,樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度宜盡可能達(dá)到該土層樁端阻力的臨界深度(砂與碎石類土為3~10倍樁徑;粉土、粘性土為2~6倍樁徑)
對(duì)于穿越軟弱土層而支承在傾斜巖層面上的樁,當(dāng)風(fēng)化巖層厚度小于2倍樁徑時(shí),樁端應(yīng)進(jìn)入新鮮或微風(fēng)化基巖。端承樁嵌入微風(fēng)化或中等風(fēng)化巖體的最小深度,不宜小于0.5m,以確保樁端與巖體接觸。
同一基礎(chǔ)的鄰樁樁底高差,對(duì)于非嵌巖樁,不宜超過(guò)相鄰樁的中心距,對(duì)于摩擦型樁,在相同土層中不宜超過(guò)樁長(zhǎng)的1/10。當(dāng)硬持力層較厚且施工條件許可時(shí),為充分發(fā)揮樁的承載力
嵌巖樁或端承樁樁端以下3倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)軟弱夾層、斷裂破碎帶、洞穴和空隙分布;在樁端應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)巖體臨空面(例如溝、槽、洞穴的側(cè)面,或傾斜、陡立的巖面)。
實(shí)踐證明,作為基礎(chǔ)施工圖設(shè)計(jì)依據(jù)的詳細(xì)勘察階段的工作精度,較難滿足這類樁的設(shè)計(jì)和施工要求。所以,在樁基方案選定之后,還應(yīng)根據(jù)樁位進(jìn)行專門(mén)的樁基勘察,或施工時(shí)在樁孔下方鉆取巖芯(“超前鉆”),以便針對(duì)各根樁的持力層選擇埋入深度。
高層或重型建筑物采用大直徑樁通常是有利的,但在碳酸巖類巖石地基,當(dāng)巖溶很發(fā)育、而洞穴頂板厚度不大時(shí),為滿足樁底下有3倍樁徑厚度的持力層的要求及有利于荷載的擴(kuò)散,宜采用直徑較小的樁和條形或筏板承臺(tái)。嵌巖樁或端承樁樁端以下3倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)軟弱夾層、斷超前鉆超前鉆樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件4)樁長(zhǎng)的施工控制為保證樁的施工長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的要求,打入樁的入土深度應(yīng)按樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高和最后貫入度(經(jīng)試打確定)二方面控制。
最后貫入度是指打樁結(jié)束以前每次錘擊的沉入量,通常以最后每陣(10擊)的平均貫入量表示。一般要求最后二、三陣的平均貫入量(貫入度)為10~30mm/陣(錘重、樁長(zhǎng)者取大值,質(zhì)量為7t以上的單動(dòng)蒸汽錘、柴油錘可增至30~50mm/陣)。4)樁長(zhǎng)的施工控制樁長(zhǎng)的施工控制原則:①打進(jìn)可塑或硬可塑粘性土中的摩擦型樁,沉樁深度宜按樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高控制,同時(shí)以最后貫入度作參考,并盡可能使同一承臺(tái)或同一地段內(nèi)各樁的樁端實(shí)際標(biāo)高大致相同;②打到基巖面或堅(jiān)實(shí)土層的端承型樁,沉樁深度宜按最后貫入度控制,同時(shí)以樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高作參考,并要求各樁的貫入度比較接近;③大直徑的鉆(沖、挖)孔樁則以取出的巖屑(可分辨出風(fēng)化程度)為主、結(jié)合鉆進(jìn)速度等來(lái)確定施工樁長(zhǎng)。樁長(zhǎng)的施工控制原則:2.確定單樁豎向及水平承載力樁的類型和幾何尺寸確定之后,應(yīng)初步確定承臺(tái)底面標(biāo)高,然后按4.3節(jié)、4.6節(jié)的方法計(jì)算單樁豎向及水平承載力。
2.確定單樁豎向及水平承載力4.9.3樁的平面布置及承載力驗(yàn)算1.樁的根數(shù)和布置
一般可先按n>Fk/Ra估算樁數(shù)(偏心受壓時(shí)樁數(shù)再增加10%~20%),然后進(jìn)行樁的平面布置,確定承臺(tái)平面尺寸。
4.9.3樁的平面布置及承載力驗(yàn)算1.樁的根數(shù)和布置2.樁基承載力驗(yàn)算軸心豎向力作用下:Qk≤Ra
(4-80)
偏心豎向力作用下:Qk≤Ra
(4-80)
Qkmax≤1.2Ra
(4-81)水平力作用下:Hik≤RHa抗震設(shè)防區(qū)Qk≤1.25Ra
Qkmax≤1.5Ra(1)單樁承載力驗(yàn)算2.樁基承載力驗(yàn)算軸心豎向力作用下:Qk≤Ra(2)樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算
當(dāng)樁基的持力層下存在軟弱下臥層,尤其是當(dāng)樁基的平面尺寸較大、樁基持力層的厚度相對(duì)地較薄時(shí),應(yīng)考慮樁端平面下受力層范圍內(nèi)的軟弱下臥層發(fā)生強(qiáng)度破壞的可能性。對(duì)于樁距s≤6d的非端承群樁基礎(chǔ),樁基下方有限厚度持力層的沖剪破壞,一般可按整體沖剪破壞考慮。此時(shí),樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算常將樁與樁間土的整體視作實(shí)體深基礎(chǔ),實(shí)體深基礎(chǔ)的底面位于樁端平面處,其驗(yàn)算方法按淺基礎(chǔ)的軟弱下臥層驗(yàn)算方法進(jìn)行。
(2)樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算當(dāng)樁基的持力層下存在軟(3)樁基沉降驗(yàn)算一般來(lái)說(shuō),對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基,體型復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基,以及摩擦型樁基,應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算;對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物,可根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)估算建筑物的沉降量,也可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算。而對(duì)于嵌巖樁、對(duì)沉降無(wú)特殊要求的條形基礎(chǔ)下不超過(guò)兩排樁的樁基、吊車工作級(jí)別A5及A5以下的單層工業(yè)廠房樁基(樁端下為密實(shí)土層),可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算;當(dāng)有可靠地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí),對(duì)地質(zhì)條件不復(fù)雜、荷載均勻、對(duì)沉降無(wú)特殊要求的端承型樁基也可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算。(3)樁基沉降驗(yàn)算
4.9.4樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計(jì)要求。計(jì)算中應(yīng)按樁的類型和成樁工藝的不同將混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以工作條件系數(shù)Ψc,樁身強(qiáng)度應(yīng)符合下式要求:樁軸心受壓時(shí)(4-87)式中fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》取值;
Q——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的單樁豎向力設(shè)計(jì)值,
Q=1.35Qk;
Ψc——工作條件系數(shù),預(yù)制樁取0.75,灌注樁取0.6~0.7
(水下灌注樁或長(zhǎng)樁時(shí)用低值)。4.9.4樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
樁的主筋應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。打入式預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于0.8%;靜壓預(yù)制樁的最小配筋率不宜小于0.6%;灌注樁最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%(小直徑樁取大值)。配筋長(zhǎng)度:①受水平荷載和彎矩較大的樁,配筋長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定。②樁基承臺(tái)下存在淤泥、淤泥質(zhì)土或液化土層時(shí),配筋長(zhǎng)度應(yīng)穿過(guò)淤泥、淤泥質(zhì)土層或液化土層。③坡地岸邊的樁、8度及8度以上地震區(qū)的樁、抗拔樁、嵌巖端承樁應(yīng)通長(zhǎng)配筋。④樁徑大于600mm的鉆孔灌注樁,構(gòu)造鋼筋的長(zhǎng)度不宜小于樁長(zhǎng)的2/3。樁的主筋應(yīng)經(jīng)計(jì)算確定。打入式預(yù)制樁的最小配筋率不承臺(tái)設(shè)計(jì),繪制施工圖
樁的質(zhì)量檢驗(yàn)采用某種方法設(shè)置于土中的預(yù)制樁,或在地下隱蔽條件下成型的灌注樁,均應(yīng)進(jìn)行施工監(jiān)督、現(xiàn)場(chǎng)記錄和質(zhì)量檢測(cè),以保證質(zhì)量,減少隱患。特別是大直徑樁采用一柱一樁的工程,樁基的質(zhì)量檢測(cè)就更為重要。目前已有多種樁身結(jié)構(gòu)完整性的檢測(cè)技術(shù),下列幾種較為常用:
1)開(kāi)挖檢查。這種方法只能對(duì)所暴露的樁身進(jìn)行觀察檢查。
承臺(tái)設(shè)計(jì),繪制施工圖樁的質(zhì)量檢驗(yàn)2)抽芯法。在灌注樁樁身內(nèi)鉆孔(直徑100~150mm),了解混凝土有無(wú)離析、空洞、樁底沉渣和入泥等情況,取混凝土芯樣進(jìn)行觀察和單軸抗壓試驗(yàn)。有條件時(shí)可采用鉆孔電視直接觀察孔壁孔底質(zhì)量。2)抽芯法。3)聲波檢測(cè)法。利用超聲波在不同強(qiáng)度(或不同彈性模量)的混凝土中傳播速度的變化來(lái)檢測(cè)樁身質(zhì)量。為此,預(yù)先在樁中埋入3~4根金屬管,然后,在其中一根管內(nèi)放入發(fā)射器,而在其它管中放入接收器,并記錄不同深度處的檢測(cè)資料。
3)聲波檢測(cè)法。樁基礎(chǔ)超聲波試驗(yàn)示意圖
樁基礎(chǔ)超聲波試驗(yàn)示意圖
在基樁施工前,根據(jù)樁直徑的大小預(yù)埋一定數(shù)量的聲測(cè)管,作為換能器的通道。測(cè)試時(shí)每?jī)筛暅y(cè)管為一組,通過(guò)水的耦合,超聲脈沖信號(hào)從一根聲測(cè)管中的換能器發(fā)射出去,在另一根聲測(cè)管中的聲測(cè)管接收信號(hào),超聲儀測(cè)定有關(guān)參數(shù)并采集記錄儲(chǔ)存。換能器由樁底同時(shí)往上依次檢測(cè),遍及各個(gè)截面。在基樁施工前,根據(jù)樁直徑的大小預(yù)埋一定數(shù)量的聲樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件
超聲波透射法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是:由超聲脈沖發(fā)射源在砼內(nèi)激發(fā)高頻彈性脈沖波,并用高精度的接收系統(tǒng)記錄該脈沖波在砼內(nèi)傳播過(guò)程中表現(xiàn)的波動(dòng)特征:①當(dāng)砼內(nèi)存在不連續(xù)或破損界面時(shí),缺陷面形成波阻抗界面,波到達(dá)該界面時(shí),產(chǎn)生波的透射和反射,使接收到的透射能量明顯降低;②當(dāng)砼內(nèi)存在松散、蜂窩、孔洞等嚴(yán)重缺陷時(shí),將產(chǎn)生波的散射和繞射。根據(jù)波的初至到達(dá)時(shí)間和波的能量衰減特征、頻率變化及波形畸變程度等特性,可以獲得測(cè)區(qū)范圍內(nèi)砼的密實(shí)度參數(shù)。
測(cè)試記錄不同側(cè)面、不同高度上的超聲波動(dòng)特征,經(jīng)過(guò)處理分析就能判別測(cè)區(qū)內(nèi)砼的參考強(qiáng)度和內(nèi)部存在缺陷的性質(zhì)、大小及空間位置。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):參照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《基樁低應(yīng)變動(dòng)測(cè)規(guī)程》JGJ/T93-95中有關(guān)聲波透射法規(guī)定進(jìn)行。超聲波透射法檢測(cè)樁身結(jié)構(gòu)完整性的基本原理是:由超聲脈4)動(dòng)測(cè)法。包括PDA(打樁分析儀)等大應(yīng)變動(dòng)測(cè)、PIT(樁身結(jié)構(gòu)完整性分析儀)和其它(如錘擊激振、機(jī)械阻抗、水電效應(yīng)、共振等)小應(yīng)變動(dòng)測(cè)。對(duì)于等截面、質(zhì)地較均勻的預(yù)制樁,這些測(cè)試效果可靠(PIT、PDA)或較為可靠。灌注樁的動(dòng)測(cè)檢驗(yàn),目前已有相當(dāng)多的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),而具有一定的可靠性。4)動(dòng)測(cè)法。例題4-3例題4-3樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件從以上計(jì)算可見(jiàn),該承臺(tái)高度首先取決于Ⅰ-Ⅰ斜截面的受剪切承載力,其次取決于沿柱邊的受沖切承載力。從以上計(jì)算可見(jiàn),該承臺(tái)高度首先取決于Ⅰ-Ⅰ斜截面的受剪習(xí)題4-3習(xí)題4-3樁基礎(chǔ)樁基礎(chǔ)為了使樁基中各樁受力比較均勻,群樁橫截面的重心應(yīng)與豎向永久荷載合力的作用點(diǎn)重合或接近。在有門(mén)洞的墻下布樁時(shí),應(yīng)將樁設(shè)置在門(mén)洞的兩側(cè)。梁式或板式承臺(tái)下的群樁,布樁時(shí)應(yīng)多布設(shè)在柱、墻下,減少梁和板跨中的樁數(shù),以使梁、板中的彎矩盡量減小。為了節(jié)省承臺(tái)用料和減少承臺(tái)施工的工作量,在可能情況下,墻下應(yīng)盡量采用單排樁基,柱下的樁數(shù)也應(yīng)盡量減少。一般地說(shuō),樁數(shù)較少而樁長(zhǎng)較大的摩擦型樁基,無(wú)論在承臺(tái)的設(shè)計(jì)和施工方面,還是在提高群樁的承載力以及減小樁基沉降量方面,都比樁數(shù)多而樁長(zhǎng)小的樁基優(yōu)越。為了使樁基中各樁受力比較均勻,群樁橫截面的重心應(yīng)與豎向永久荷2.樁的間距樁的間距(中心距)一般采用3~4倍樁徑。間距太大會(huì)增加承臺(tái)的體積和用料,太小則將使樁基(摩擦型樁)的沉降量增加,且給施工造成困難。
《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:摩擦型樁的間距不宜小于樁徑的3倍;擴(kuò)底灌注樁的間距不宜小于擴(kuò)底直徑的1.5倍,當(dāng)擴(kuò)底直徑大于2m時(shí),樁端凈距不宜小于1m。對(duì)于大面積樁群,尤其是擠土樁,樁的最小中心距宜適當(dāng)加大。參見(jiàn)表4-9、表4-10。2.樁的間距樁的間距(中心距)一般采用3~4倍樁徑。間4.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)承臺(tái)類型:柱下獨(dú)立承臺(tái)(板式承臺(tái))、柱下或墻下條形承臺(tái)(梁式承臺(tái))、筏形承臺(tái)、箱形承臺(tái)等4.8.1構(gòu)造要求承臺(tái)的最小寬度不應(yīng)小于500mm,邊樁中心至承臺(tái)邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長(zhǎng),且樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于150mm。對(duì)于墻下條形承臺(tái),樁的外邊緣至承臺(tái)邊緣的距離不小于75mm。
≥500≥d≥1504.8樁承臺(tái)的設(shè)計(jì)承臺(tái)類型:柱下獨(dú)立承臺(tái)(板式承臺(tái))、柱下條形承臺(tái)和柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的最小厚度為300mm。
承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20,承臺(tái)底面鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm,當(dāng)有混凝土墊層時(shí),不應(yīng)小于40mm。
承臺(tái)的配筋,對(duì)于矩形承臺(tái),鋼筋應(yīng)按雙向均勻通長(zhǎng)布置,鋼筋直徑不宜小于10mm,間距不宜大于200mm;對(duì)于三樁承臺(tái),鋼筋應(yīng)按三向板帶均勻布置,且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)。
條形承臺(tái)和柱下獨(dú)立樁基承臺(tái)的最小厚度為300mm。承臺(tái)混凝樁頂嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于50mm。混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸入承臺(tái)內(nèi),其錨固長(zhǎng)度不宜小于鋼筋直徑(HPB235級(jí)鋼筋)的30倍和鋼筋直徑(HRB335級(jí)鋼筋和HRB400級(jí)鋼筋)的35倍。
承臺(tái)之間的連接,對(duì)于單樁承臺(tái),宜在兩個(gè)互相垂直的方向上設(shè)置聯(lián)系梁;對(duì)于兩樁承臺(tái),宜在其短向設(shè)置聯(lián)系梁;有抗震要求的柱下獨(dú)立承臺(tái),宜在兩個(gè)主軸方向設(shè)置聯(lián)系梁。聯(lián)系梁頂面宜與承臺(tái)位于同一標(biāo)高。
樁頂嵌入承臺(tái)內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于50mm。混凝土樁的樁頂主筋應(yīng)伸當(dāng)柱截面周邊位于樁的鋼筋籠以內(nèi),柱下端已設(shè)置兩個(gè)方向與柱可靠連結(jié)的具有足夠抗彎剛度的聯(lián)系梁,以及在樁頂以下4/α范圍內(nèi)無(wú)軟弱土層存在時(shí),可采用單樁支承單柱的樁基型式,此時(shí),柱下端與樁連接處可不設(shè)置承臺(tái)。但宜在樁頂設(shè)置鋼筋網(wǎng),或在樁頂將樁的縱向受力鋼筋水平向內(nèi)彎至柱邊并加構(gòu)造環(huán)向鋼筋連接,并應(yīng)采取其它有效的構(gòu)造措施。當(dāng)柱截面周邊位于樁的鋼筋籠以內(nèi),柱下端已設(shè)置兩個(gè)方向與柱可靠4.8.2柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)1.受彎計(jì)算(1)柱下多樁矩形承臺(tái)Mx=∑Niyi
My=∑Nixi
式中Mx、My——分別為垂直于y軸和x軸方向計(jì)算截面處的彎矩設(shè)計(jì)值;
xi、yi——垂直于y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計(jì)算截面的距離;
Ni——扣除承臺(tái)和其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的第i樁豎向力設(shè)計(jì)值。
4.8.2柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)1.受彎計(jì)算Mx=∑Niyi其他理論:拉桿確保錨固長(zhǎng)度其他理論:拉桿確保錨固長(zhǎng)度(2)柱下三樁三角形承臺(tái)柱下三樁承臺(tái)分等邊和等腰兩種形式,其受彎破壞模式有所不同,后者呈明顯的梁式破壞特征。(2)柱下三樁三角形承臺(tái)1)等邊三樁承臺(tái)由承臺(tái)形心至承臺(tái)邊緣距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值M按下式計(jì)算:式中Nmax——扣除承臺(tái)和其上填土自重后的三樁中相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的最大單樁豎向力設(shè)計(jì)值;
s——樁距;
c——方柱邊長(zhǎng),圓柱時(shí)c=0.866d
(d為圓柱直徑)。
1)等邊三樁承臺(tái)式中Nmax——扣除承臺(tái)和其上填土自重2)等腰三樁承臺(tái)
承臺(tái)彎矩按下式計(jì)算:
式中M1、M2——分別為由承臺(tái)形心到承臺(tái)兩腰和底邊的距離范圍內(nèi)板帶的彎矩設(shè)計(jì)值;
s——長(zhǎng)向樁距;
α——短向樁距與長(zhǎng)向樁距之比,當(dāng)α小于0.5
時(shí),應(yīng)按變截面的二樁承臺(tái)設(shè)計(jì);
2)等腰三樁承臺(tái)承臺(tái)彎矩按下式計(jì)算:式中M1、M2—2.承臺(tái)受沖切計(jì)算(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切2.承臺(tái)受沖切計(jì)算(1)柱對(duì)承臺(tái)的沖切式中
Fl——扣除承臺(tái)及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合的沖切力設(shè)計(jì)值,沖切破壞錐體應(yīng)采用自柱邊或承臺(tái)變階處至相應(yīng)樁頂邊緣連線構(gòu)成的錐體,錐體與承臺(tái)底面的夾角不小于45°;
βhp——受沖切承載力截面高度影響系數(shù),當(dāng)h不大于800mm時(shí),βhp取1.0,
當(dāng)h大于等于2000mm時(shí),βhp取0.9,其間按線性內(nèi)插法取用;
ft——承臺(tái)混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
h0——沖切破壞錐體的有效高度;
式中Fl——扣除承臺(tái)及其上填土自重,作用在沖切破壞錐體上β0x、β0y——沖切系數(shù);
λ0x、λ0y——沖跨比,λ0x=a0x/h0、λ0y=a0y/h0,a0x、a0y為柱邊或變階處至樁邊的水平距離;當(dāng)a0x(a0y)<0.2h0時(shí),a0x(a0y)=
0.2h0;當(dāng)a0x(a0y)>h0時(shí),a0x(a0y)=h0;
F——柱根部軸力設(shè)計(jì)值;∑Ni——沖切破壞錐體范圍內(nèi)各樁的凈反力設(shè)計(jì)值之和。
β0x、β0y——沖切系數(shù);F——柱根部軸力設(shè)計(jì)值;(2)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切1)矩形承臺(tái)受角樁沖切(2)角樁對(duì)承臺(tái)的沖切1)矩形承臺(tái)受角樁沖切式中Nl——扣除承臺(tái)和其上填土自重后角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)的豎向力設(shè)計(jì)值;β1x、β1y——角樁沖切系數(shù);λ1x、λ1y——角樁沖跨比,其值滿足0.2~1.0,λ1x=a1x/h0、
λ1y=a1y/h0;c1、c2——從角樁內(nèi)邊緣至承臺(tái)外邊緣的距離;a1x、a1y——從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣引45°沖切線與承臺(tái)頂面或承臺(tái)變階處相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;
h0——承臺(tái)外邊緣的有效高度。式中Nl——扣除承臺(tái)和其上填土自重后角樁樁頂相應(yīng)于荷載效應(yīng)基2)三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切底部角樁
頂部角樁
2)三樁三角形承臺(tái)受角樁沖切底部角樁頂部角樁式中λ11、λ12——角樁沖跨比,λ11=a11/h0、
λ12=a12/h0;
a11、a12——從承臺(tái)底角樁內(nèi)邊緣向相鄰承臺(tái)邊引45°沖切線與承臺(tái)頂面相交點(diǎn)至角樁內(nèi)邊緣的水平距離;當(dāng)柱位于該45°線以內(nèi)時(shí),則取柱邊與樁內(nèi)邊緣連線為沖切錐體的錐線。對(duì)圓柱和圓樁,計(jì)算時(shí)可將圓形截面按等周長(zhǎng)原則換算成正方形截面,即取方形截面邊長(zhǎng)b=0.8d(d為圓形截面直徑)。式中λ11、λ12——角樁沖跨比,λ11=a11/h0、3.承臺(tái)受剪切計(jì)算柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、變截面和樁邊聯(lián)線形成的斜截面進(jìn)行受剪計(jì)算。當(dāng)柱邊外有多排樁形成多個(gè)剪切斜截面時(shí),尚應(yīng)對(duì)每個(gè)斜截面進(jìn)行驗(yàn)算。
式中V——扣除承臺(tái)及其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時(shí)斜截面的最大剪力設(shè)計(jì)值;
βhs——受剪切承載力截面高度影響系數(shù),βhs=(800/h0)1/4,當(dāng)h0小于800mm時(shí),h0取800mm,當(dāng)h0大于2000mm時(shí),h0取2000mm;3.承臺(tái)受剪切計(jì)算柱下樁基獨(dú)立承臺(tái)應(yīng)分別對(duì)柱邊和樁邊、β——剪切系數(shù);λ——計(jì)算截面的剪跨比,λx=ax/h0,λy=ay/h0。此處,ax、ay
為柱邊或承臺(tái)變階處至x、y方向計(jì)算一排樁的樁邊的水平距離,當(dāng)λ<0.3時(shí),取λ=0.3;當(dāng)λ>3時(shí),取λ=3;b0——承臺(tái)計(jì)算截面處的計(jì)算寬度;
h0——計(jì)算寬度處的承臺(tái)有效高度。
β——剪切系數(shù);4.承臺(tái)局部受壓計(jì)算當(dāng)承臺(tái)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于柱或樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)時(shí),尚應(yīng)驗(yàn)算柱下或樁上承臺(tái)的局部受壓承載力。
4.9樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟4.9.1必要的資料準(zhǔn)備樁基設(shè)計(jì)前必須具備的資料主要有:建筑物類型及其規(guī)模、巖土工程勘察報(bào)告、施工機(jī)具和技術(shù)條件、環(huán)境條件、檢測(cè)條件及當(dāng)?shù)貥痘こ探?jīng)驗(yàn)等,其中,巖土工程勘察資料是樁基設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。4.承臺(tái)局部受壓計(jì)算4.9樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的一般步驟4.9.14.9.2選定樁型,確定單樁豎向及水平承載力1.樁的類型、截面和樁長(zhǎng)的選擇1)樁的類別(預(yù)制樁或灌注樁)樁類選擇應(yīng)考慮的主要因素是:場(chǎng)地的地層條件、各類型樁的成樁工藝和適用范圍。
下列地質(zhì)條件不宜選用預(yù)制樁:
Ⅰ)預(yù)制樁的穿透能力有限,當(dāng)土中存在大孤石、廢金屬以及花崗巖殘積層中未風(fēng)化的石英脈時(shí),預(yù)制樁將難以穿越;
Ⅱ)當(dāng)土層分布很不均勻時(shí),混凝土預(yù)制樁的預(yù)制長(zhǎng)度較難掌握。4.9.2選定樁型,確定單樁豎向及水平承載力1.樁的類型、
軟土地區(qū)的樁基,應(yīng)考慮樁周土自重固結(jié)、蠕變、大面積堆載及施工中擠土對(duì)樁基的影響,在層厚較大的高靈敏度流塑粘性土中(如我國(guó)東南沿海的淤泥和淤泥質(zhì)土),不宜采用大片密集有擠土效應(yīng)的樁基,宜采用承載力高而樁數(shù)較少的樁基。同一結(jié)構(gòu)單元宜避免采用不同類型的樁。為什么?軟土地區(qū)的樁基,應(yīng)考慮樁周土自重固結(jié)、蠕變、大面積堆2)樁的截面尺寸和長(zhǎng)度①樁的截面尺寸選擇應(yīng)考慮的主要因素是:成樁工藝和結(jié)構(gòu)的荷載情況。從樓層數(shù)和荷載大小來(lái)看(如為工業(yè)廠房可將荷載折算為相應(yīng)的樓層數(shù)),建筑樁基可考慮采用的樁的截面尺寸:a)10層以下:直徑500mm左右的灌注樁、邊長(zhǎng)為400mm的預(yù)制樁;
b)10~20層:直徑800~1000mm的灌注樁、邊長(zhǎng)450~500mm的預(yù)制樁;
c)20~30層:直徑1000~1200mm的鉆(沖、挖)孔灌注樁、邊長(zhǎng)等于或大于500mmd)30~40層:直徑大于1200mm的鉆(沖、挖)孔灌注樁、邊長(zhǎng)500~550mm的預(yù)應(yīng)力混凝土管樁和大直徑鋼管樁;
e)樓層更多的高層建筑所采用的挖孔灌注樁直徑可達(dá)5m左右。2)樁的截面尺寸和長(zhǎng)度從樓層數(shù)和荷載大小來(lái)看(如為工業(yè)廠房3)樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度主要取決于樁端持力層的選擇。通常,堅(jiān)實(shí)土(巖)層(可用觸探試驗(yàn)或其它指標(biāo)來(lái)鑒別)最適宜作為樁端持力層。對(duì)于10層以下的房屋,如在樁端可達(dá)的深度內(nèi)無(wú)堅(jiān)實(shí)土層時(shí),也可選擇中等強(qiáng)度的土層作為樁端持力層。樁端進(jìn)入堅(jiān)實(shí)土層的深度,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載及施工工藝確定,一般不宜小于1~3倍樁徑(對(duì)粘性土、粉土不宜小于2倍樁徑;砂類土不宜小于1.5倍樁徑;碎石類土不宜小于1倍樁徑)。對(duì)薄持力層、且其下存在軟弱下臥層時(shí),樁端以下堅(jiān)實(shí)土層的厚度不宜小于4倍樁徑。3)樁的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度樁端進(jìn)入堅(jiān)實(shí)土層的深度,應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、荷載
當(dāng)硬持力層較厚且施工條件許可時(shí),為充分發(fā)揮樁的承載力,樁端全斷面進(jìn)入持力層的深度宜盡可能達(dá)到該土層樁端阻力的臨界深度(砂與碎石類土為3~10倍樁徑;粉土、粘性土為2~6倍樁徑)
對(duì)于穿越軟弱土層而支承在傾斜巖層面上的樁,當(dāng)風(fēng)化巖層厚度小于2倍樁徑時(shí),樁端應(yīng)進(jìn)入新鮮或微風(fēng)化基巖。端承樁嵌入微風(fēng)化或中等風(fēng)化巖體的最小深度,不宜小于0.5m,以確保樁端與巖體接觸。
同一基礎(chǔ)的鄰樁樁底高差,對(duì)于非嵌巖樁,不宜超過(guò)相鄰樁的中心距,對(duì)于摩擦型樁,在相同土層中不宜超過(guò)樁長(zhǎng)的1/10。當(dāng)硬持力層較厚且施工條件許可時(shí),為充分發(fā)揮樁的承載力
嵌巖樁或端承樁樁端以下3倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)軟弱夾層、斷裂破碎帶、洞穴和空隙分布;在樁端應(yīng)力擴(kuò)散范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)巖體臨空面(例如溝、槽、洞穴的側(cè)面,或傾斜、陡立的巖面)。
實(shí)踐證明,作為基礎(chǔ)施工圖設(shè)計(jì)依據(jù)的詳細(xì)勘察階段的工作精度,較難滿足這類樁的設(shè)計(jì)和施工要求。所以,在樁基方案選定之后,還應(yīng)根據(jù)樁位進(jìn)行專門(mén)的樁基勘察,或施工時(shí)在樁孔下方鉆取巖芯(“超前鉆”),以便針對(duì)各根樁的持力層選擇埋入深度。
高層或重型建筑物采用大直徑樁通常是有利的,但在碳酸巖類巖石地基,當(dāng)巖溶很發(fā)育、而洞穴頂板厚度不大時(shí),為滿足樁底下有3倍樁徑厚度的持力層的要求及有利于荷載的擴(kuò)散,宜采用直徑較小的樁和條形或筏板承臺(tái)。嵌巖樁或端承樁樁端以下3倍樁徑范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)軟弱夾層、斷超前鉆超前鉆樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件樁基礎(chǔ)簡(jiǎn)介全課件4)樁長(zhǎng)的施工控制為保證樁的施工長(zhǎng)度滿足設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)的要求,打入樁的入土深度應(yīng)按樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高和最后貫入度(經(jīng)試打確定)二方面控制。
最后貫入度是指打樁結(jié)束以前每次錘擊的沉入量,通常以最后每陣(10擊)的平均貫入量表示。一般要求最后二、三陣的平均貫入量(貫入度)為10~30mm/陣(錘重、樁長(zhǎng)者取大值,質(zhì)量為7t以上的單動(dòng)蒸汽錘、柴油錘可增至30~50mm/陣)。4)樁長(zhǎng)的施工控制樁長(zhǎng)的施工控制原則:①打進(jìn)可塑或硬可塑粘性土中的摩擦型樁,沉樁深度宜按樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高控制,同時(shí)以最后貫入度作參考,并盡可能使同一承臺(tái)或同一地段內(nèi)各樁的樁端實(shí)際標(biāo)高大致相同;②打到基巖面或堅(jiān)實(shí)土層的端承型樁,沉樁深度宜按最后貫入度控制,同時(shí)以樁端設(shè)計(jì)標(biāo)高作參考,并要求各樁的貫入度比較接近;③大直徑的鉆(沖、挖)孔樁則以取出的巖屑(可分辨出風(fēng)化程度)為主、結(jié)合鉆進(jìn)速度等來(lái)確定施工樁長(zhǎng)。樁長(zhǎng)的施工控制原則:2.確定單樁豎向及水平承載力樁的類型和幾何尺寸確定之后,應(yīng)初步確定承臺(tái)底面標(biāo)高,然后按4.3節(jié)、4.6節(jié)的方法計(jì)算單樁豎向及水平承載力。
2.確定單樁豎向及水平承載力4.9.3樁的平面布置及承載力驗(yàn)算1.樁的根數(shù)和布置
一般可先按n>Fk/Ra估算樁數(shù)(偏心受壓時(shí)樁數(shù)再增加10%~20%),然后進(jìn)行樁的平面布置,確定承臺(tái)平面尺寸。
4.9.3樁的平面布置及承載力驗(yàn)算1.樁的根數(shù)和布置2.樁基承載力驗(yàn)算軸心豎向力作用下:Qk≤Ra
(4-80)
偏心豎向力作用下:Qk≤Ra
(4-80)
Qkmax≤1.2Ra
(4-81)水平力作用下:Hik≤RHa抗震設(shè)防區(qū)Qk≤1.25Ra
Qkmax≤1.5Ra(1)單樁承載力驗(yàn)算2.樁基承載力驗(yàn)算軸心豎向力作用下:Qk≤Ra(2)樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算
當(dāng)樁基的持力層下存在軟弱下臥層,尤其是當(dāng)樁基的平面尺寸較大、樁基持力層的厚度相對(duì)地較薄時(shí),應(yīng)考慮樁端平面下受力層范圍內(nèi)的軟弱下臥層發(fā)生強(qiáng)度破壞的可能性。對(duì)于樁距s≤6d的非端承群樁基礎(chǔ),樁基下方有限厚度持力層的沖剪破壞,一般可按整體沖剪破壞考慮。此時(shí),樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算常將樁與樁間土的整體視作實(shí)體深基礎(chǔ),實(shí)體深基礎(chǔ)的底面位于樁端平面處,其驗(yàn)算方法按淺基礎(chǔ)的軟弱下臥層驗(yàn)算方法進(jìn)行。
(2)樁基軟弱下臥層承載力驗(yàn)算當(dāng)樁基的持力層下存在軟(3)樁基沉降驗(yàn)算一般來(lái)說(shuō),對(duì)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為甲級(jí)的建筑物樁基,體型復(fù)雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)的建筑物樁基,以及摩擦型樁基,應(yīng)進(jìn)行沉降驗(yàn)算;對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為丙級(jí)的建筑物,可根據(jù)當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)估算建筑物的沉降量,也可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算。而對(duì)于嵌巖樁、對(duì)沉降無(wú)特殊要求的條形基礎(chǔ)下不超過(guò)兩排樁的樁基、吊車工作級(jí)別A5及A5以下的單層工業(yè)廠房樁基(樁端下為密實(shí)土層),可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算;當(dāng)有可靠地區(qū)經(jīng)驗(yàn)時(shí),對(duì)地質(zhì)條件不復(fù)雜、荷載均勻、對(duì)沉降無(wú)特殊要求的端承型樁基也可不進(jìn)行沉降驗(yàn)算。(3)樁基沉降驗(yàn)算
4.9.4樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樁身混凝土強(qiáng)度應(yīng)滿足樁的承載力設(shè)計(jì)要求。計(jì)算中應(yīng)按樁的類型和成樁工藝的不同將混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以工作條件系數(shù)Ψc,樁身強(qiáng)度應(yīng)符合下式要求:樁軸心受壓時(shí)
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