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岩土研究院

建筑桩基技术基本设计规定

438 2022-07-26 13:27:21

基本资料

桩基设计应具备以下资料∶

岩土工程勘察资料


(1)按照现行《岩土工程勘察规范》要求整理的工程地质报告和图件;

(2)桩基按两类极限状态进行设计所需用的岩土物理力学性能指标值;

(3)对建筑场地的不良地质现象,如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、土洞等,有明确的判断、结论和防治方案;

(4)已确定和预测的地下水位及地下水化学分析结论;

(5)现场或其他可供参考的试桩资料及附近类似桩基工程经验资料;

(6)抗震设防区按设防烈度提供的液化地层资料;

(7)有关地基土冻胀性、湿陷性、膨胀性的资料。


建筑场地与环境条件的有关资料

(1)建筑场地的平面图,包括交通设施、高压架空线、地下管线和地下构筑物的分布;

(2)相邻建筑物安全等级、基础型式及埋置深度;

(3)水、电及有关建筑材料的供应条件;

(4)周围建筑物及边坡的防振、防噪音的要求;

(5)泥浆排泄、弃土条件。


建筑物的有关资料

(1)建筑物的总平面布置图;

(2)建筑物的结构类型、荷重及建筑物的使用或生产设备对基础竖向及水平位移的要求;

(3)建筑物的安全等级;

(4)建筑物的抗震设防烈度和建筑(抗震)类别。


施工条件的有关资料

(1)施工机械设备条件,制桩条件、动力条件以及对地质条件的适应性;

(2)施工机械设备的进出场及现场运行条件。


供设计比较用的各种桩型及其实施的可能性。


桩基的详细勘察除满足现行勘察规范有关要求外尚应满足以下要求∶


勘探点间距

(1)对于端承桩和嵌岩桩;主要根据桩端持力层顶面坡度决定,宜为 12~24m。当相邻两个勘探点揭露出的层面坡度大于10%时,应根据具体工程条件适当加密勘探点;

(2)对于摩擦桩;宜为20~30m布置拗探点,但遇到土层的性质或状态在水平方向分布变化较大,或存在可能影响成桩的土层存在时,应适当加密勘探点;

(3)复杂地质条件下的柱下单桩基础应按桩列线布置勘探点,并宜每桩设一勘探点。


勘探深度

(1)布置1/3~1/2的勘探孔为控制性孔,且安全等级为一级建筑桩基,场地至少应布置3个控制性孔,安全等级为二级的建筑桩基应不少于2个控制性孔。控制性孔深度应穿透桩端平面以下压缩层厚度,一般性勒探孔应深入桩端平面以下3~5m;


(2)嵌岩桩钻孔应深入持力岩层不小于3~5倍桩径;当持力岩层较薄时,应有部分钻孔钻穿持力岩层。岩溶地区,应查明溶洞、溶沟、溶槽、石笋等的分布情况。

3.1.2.3 在勘察深度范围内的每一地层,均应进行室内试验或原位测试,提供设计所需参数。


3.2 桩的选型与布置

桩可按下列规定分类

按承载性状分类


(1)摩擦型桩∶

摩擦桩;在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受;端承摩擦桩;在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受。


(2)端承型桩∶

端承桩∶在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受;摩擦端承桩∶在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受。


3.2.1.2 按桩的使用功能分类

(1)竖向抗压桩(抗压桩);

(2)竖向抗拔桩(抗拔桩);

(3)水平受荷桩(主要承受水平荷载);

(4)复合受荷桩(竖向、水平荷载均较大)。


按桩身材料分类

(1)混凝土桩∶灌注桩、预制桩;

(2)钢桩;

(3)组合材料桩。


按成桩方法分类

(1)非挤土桩;干作业法、泥浆护壁法、套管护壁法;

(2)部分挤土桩;部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预制桩、打入式敞口桩;

(3)挤土桩;挤土灌注桩、挤土预制桩(打入或静压)。

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根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求,桩基需进行下列计算和验算。


所有桩基均应进行承载能力极限状态的计算,计算内容包括∶


(1)根据桩基的使用功能和受力特征进行桩基的竖向(抗压或抗拔)承载力计算和水平承载力计算;对于某些条件下的群桩基础宜考虑由桩群、土、承台相互作用产生的承载力群桩效应;

(2)对桩身及承台承载力进行计算;对于桩身露出地面或桩侧为可液化土、极限承载力小于 50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)土层中的细长桩尚应进行桩身压屈验算;对混凝土预制桩尚应按施工阶段的吊装、运输和锤击作用进行强度验算;

(3)当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应验算软弱下卧层的承载力;

(4)对位于坡地、岸边的桩基应验算整体稳定性;

(5)按现行《建筑抗震设计规范》规定应进行抗震验算的桩基,应验算抗震承载力。


下列建筑桩基应验算变形∶

(1)桩端持力层为软弱土的一、二级建筑桩基以及桩端持力层为粘性土、粉土或存在软弱下卧层的一级建筑桩基,应验算沉降;并宜考虑上部结构与基础的共同作用;

(2)受水平荷载较大或对水平变位要求严格的一级建筑桩基应验算水平变位。


下列建筑桩基应进行桩身和承台抗裂和裂缝宽度验算∶

根据使用条件要求混凝土不得出现裂缝的桩基应进行抗裂验算;对使用上需限制裂缝宽度的桩基应进行裂缝宽度验算。


桩基承载能力极限状态的计算应采用作用效应的基本组合和地震作用效应组合。


当进行桩基的抗震承载能力计算时,荷载设计值和地震作用设计值应符合现行《建筑抗震设计规范》的规定。


按正常使用极限状态验算桩基沉降时应采用荷载的长期效应组合;验算桩基的水平变位、抗裂、裂缝宽度时,根据使用要求和裂缝控制等级应分别采用作用效应的短期效应组合或短期效应组合考虑长期荷载的影响。


建于粘性土、粉土上的一级建筑桩基及软土地区的一、二级建筑桩基,在其施工过程及建成后使用期间,必须进行系统的沉降观测直至沉降稳定。


特殊条件下的桩基


软土地区的桩基应按下列原则设计;

软土中的桩基宜选择中、低压缩性的粘性土、粉土、中密和密实的砂类土以及碎石类土作为桩端持力层;对于一级建筑桩基,不宜采用桩端置于软弱土层上的摩擦桩;

桩周软土因自重固结、场地填土、地面大面积堆载、降低地下水等原因而产生的沉降大于桩的沉降时,应视具体工程情况考虑桩侧负摩阻力对基桩承载力的影响;

采用挤土桩时应考虑沉桩(管)挤土效应对邻近桩、建(构)筑物、道路和地下管线等产生的不利影响;


先沉桩后开挖基坑时,必须考虑基坑挖土顺序、坑边土体侧移对桩的影响;


在高灵敏度厚层淤泥中不宜采用大片密集沉管灌注桩。


湿陷性黄土地区的桩基应按下列原则设计∶

基桩应穿透湿陷性黄土层,桩端应支承在压缩性较低的粘性土层或中密、密实的粉土、砂土、碎石类土层中;

在自重湿陷性黄土地基中,宜采用干作业法的钻、挖孔湛注桩;


非自重湿陷性黄土地基中的单桩极限承载力应按下列规定确定∶

(1)对一级建筑桩基应按现场浸水载荷试验并结合地区经验确定;

(2)对于二、三级建筑桩基,可按饱和状态下的土性指标,采用经验公式估算。


自重湿陷性黄土地基中的单桩极限承载力,应根据工程具体情况考虑负摩阻力的影响。


季节性冻土和膨胀土地基中的桩基,应按下列原则设计∶

桩端进入冻深线或膨胀土的大气影响急剧层以下的深度,应通过抗拔稳定性验算确定,且不得小于4倍桩径及1倍扩大端直径,最小深度应大于1.5m;


为减少和消除冻胀或膨胀对建筑物桩基的作用,宜采用钻、挖孔(扩底)灌注桩;


确定基桩竖向极限承载力时,除不计入冻胀、膨胀深度范围内桩侧阻力外,还应考虑地基土的冻胀、膨胀作用,验算桩基的抗拔稳定性和桩身受拉承载力;


为消除桩基受冻胀或膨胀作用的危害,可在冻胀或膨胀深度范围内,沿桩周及承台作隔冻、隔胀处理。


岩溶地区的桩基应按下列原则设计∶

岩溶地区的桩基,宜采用钻、挖孔桩。当单桩荷载较大,岩层埋深较浅时,宜采用嵌岩桩;

石笋密布地区的嵌岩桩,应全断面嵌入基岩;3.4.4.3 当岩面较为平整且上覆土层较厚时,嵌岩深度宜采用0.2d或不小于0.2m。


坡地岸边上的桩基应按下列原则设计∶

建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡,如有崩塌、滑坡等不良地质现象存在时,应按照现行《建筑地基基础设计规范》有关条款进行整治;


桩身的纵向主筋应通长配置;

当有水平荷载时,应验算坡地在最不利荷载组合下桩基的整体稳定和基桩水平承载力;


利用倾斜地层作桩端持力层时,应保证坡面的稳定性。


抗震设防区桩基应按下列原则设计∶

桩进入液化层以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分)应按计算确定;对于粘性土、粉土不宜小于 2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d,且对碎石土、砾、粗、中砂,密实粉土,坚硬粘性土尚不应小于 500mm,对其他非岩类石土尚不应小于1.5m;


对建于可能因地震引起上部土层滑移地段的桩基,应考虑滑移体对桩产生的附加水平力;


承台周围回填土应采用素土或灰土、级配砂石分层夯实,或原坑浇注混凝土承台;当承台周围为可液化土或极限承载力小于80kPa(或不排水抗剪强度小于15kPa)的软土时,宜将承台外一定范围的土进行加固。为提高桩基对地震作用的水平抗力,可考虑采用加强刚性地坪,加大承台埋置深度,在承台底面铺碎石垫层或设置防滑趾,在承台之间设置连系梁等措施。


对可能出现负摩阻力的桩基,宜按下列原则设计;3.4.7.1 对于填土建筑场地,先填土并保证填土的密实度,待填土地面沉降基本稳定后成桩;


对于地面大面积堆载的建筑物,采取预压等处理措施,减少堆载引起的地面沉降;


对位于中性点以上的桩身进行处理,以减少负摩阻力∶


对于自重湿陷性黄土地基,采用强夯、挤密土桩等先行处理,消除上部或全部土层的自重湿陷性;3.4.7.5 采用其他有效而合理的措施。