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桩基础岩土工程分析

343 2021-08-31 10:47:43

(一)桩型的选择

桩基础类型的选择要综合考虑以下因素,应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等,按安全适用、经济合理的原则选择。具体选择时可参考《建筑桩基技术规范》 JGJ 94—2008 附录 A。

1.对于框架-核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础,宜选择基桩尺寸和承载力可调性较大的桩型和工艺。

2.挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时,应局限于多层住宅桩基。

3.抗震设防烈度为 8度及以上地区,不宜采用预应力混凝土管桩(PC)和预应力混凝土空心方桩(PS)。

4. 对于复合基础-桩箱基础,应考虑将桩布于墙下,对于梁的桩筏基础,则宜将桩布在梁下。对于柱承重的单独基础,则应是一桩一柱,或多桩一柱 (多桩时,应考虑最小桩距的要求)。

5.同一建筑应避免采用不同类型的桩 (用沉降缝分开者除外)。同一基础相邻桩的桩底标高差,对于非嵌岩端承桩不宜超过相邻桩的中心距,对于摩擦桩,在相同土层中不宜超过桩长的 1/10。

(二)持力层的选择

一般应选择较硬土层作桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度,对于黏性十、粉土不宜小于 2d(桩径),砂土不宜小于 1.5d,碎石土不宜小于1.0d。如果存在软弱下卧层时,桩基底面以下硬持力层不宜小于 3d,嵌岩灌注桩的周边嵌入微风化或中等风化岩体的深度,不小于 0.5m。

如果持力层较厚,且施工条件许可,桩端进入持力层的深度应可能达到桩端阻力的临界深度,以提高桩端阻力。临界深入值对于砂、砾层为(3~6)d,对于粉土、黏性土为(5~10)d。

(三)特殊地质条件下桩基

如软土、湿陷性黄土、膨胀土以及岩溶等特殊地质条件的地区,对于桩基有其自己的特殊性,在进行岩土工程分析时,除了一般通性要求外,还应注意它们的特殊性及要求。

1.软土地基

(1)软土中的桩基,宜选择中、低压缩性土层作为桩端持力层;

(2)桩周围软士因自重固结、场地填土、地面大面积堆载、降低地下水位、大面积挤土沉桩等原因而产生的沉降大于基桩的沉降时,应视具体工程情况分析计算桩侧负摩阳 力对基桩的影响;

(3)采用挤土桩时,应采取消减孔隙水压力和挤土效应的技术措施,减小挤土效应对成桩质量、邻近建筑物、道路、地下管线和基坑边坡等产生的不利影响;

(4)先成桩后开挖基坑时,必须合理安排基坑挖土顺序和控制分层开挖的深度,防止土体侧移对桩的影响。

2.湿陷性黄土地区

(1)基桩应穿透湿陷性黄土层,桩端应支承在压缩性低的黏性土、粉土、中密和密实砂土以及碎石类土层中;

(2)湿陷性黄土地基中,设计等级为甲、乙级建筑桩基的单桩极限承载力,宜以浸水载荷试验为主要依据;

(3)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分析计算桩侧负摩阻力的影响。

3.季节性冻土和膨胀土地基中的桩基

(1)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满足抗拔稳定性验算要求,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;

(2)为减小和消除冻胀或膨胀对建筑物桩基的作用,宜采用钻(挖)孔灌注桩;(3)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;

(4)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。

4.岩溶地区的桩基

(1)岩溶地区的桩基,宜采用钻、冲孔桩;

(2)当单桩荷载较大,岩层埋深较浅时,宜采用嵌岩桩;(3)当基岩面起伏很大且埋深较大时,宜采用摩擦型灌注桩。

 5.坡地岸边上桩基

(1)对建于坡地岸边的桩基,不得将桩支承于边坡潜在的滑动体上。桩端应进入潜在滑裂面以下稳定岩土层内的深度应能保证桩基的稳定;

(2)建筑桩基与边坡应保持一定的水平距离;建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡,当有崩塌、滑坡等不良地质现象存在时,应按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》GB 50330 的规定进行整治,确保其稳定性;

(3)新建坡地、岸边建筑桩基工程应与建筑边坡工程统一规划,同步设计,合理确定施工顺序;

(4)不宜采用挤土桩;

(5)应验算最不利荷载效应组合下桩基的整体稳定性和基桩水平承载力。 

6.抗震设防区桩基

(1)桩进入液化土层以下稳定土层的长度(不包括桩尖部分)应按计算确定;对于碎石土,砾、粗、中砂,密实粉土,坚硬黏性土尚不应小于 2~3 倍桩身直径,对其他非岩

石土尚不宜小于 4~5倍桩身直径;

(2)承台和地下室侧墙周围应采用灰十、级配砂石、压实性较好的素士回填,并分层夯实,也可采用素混凝土回填;

(3)当承台周围为可液化土或地基承载力特征值小于 40kPa(或不排水抗剪强度小于 15kPa)的软士,目桩基水平承载力不满足计算要求时,可将承台外每侧 1/2 承台边长范国内的土进行加固;

(4)对于存在液化扩展的地段,应验算桩基在土流动的侧向作用力下的稳定性。 7.可能出现负摩阳力的桩

(1)对于填土建筑场地,宜先填土并保证填土的密实性,软土场地填土前应采取预设塑料排水板等措施,待填土地基沉降基本稳定后方可成桩;

(2)对于有地面大面积堆载的建筑物,应采取减小地面沉降对建筑物桩基影响的措施;

(3)对于自重湿陷性黄土地基,可采用强夯、挤密土桩等先行处理,消除上部或全部土的自重湿陷;对于欠固结土宜采取先期排水预压等措施;

(4)对于挤土沉桩,应采取消减超孔隙水压力、控制沉桩速率等措施;(5)对于中性点以上的桩身可对表面进行处理,以减少负摩阻力。 8.抗拔桩基的设计原则应符合下列规定;

(1)应根据环境类别及水士对钢筋的腐蚀、钢筋种类对腐蚀的敏感性和荷载作用时间等因素确定抗拔桩的裂缝控制等级;

(2)对于严格要求不出现裂缝的一级裂缝控制等级,桩身应设置预应力筋;对于一般要求不出现裂缝的二级裂缝控制等级,桩身宜设置预应力筋;

(3)对于三级裂缝控制等级,应进行桩身裂缝宽度计算;

(4)当基桩抗拔承载力要求较高时,可采用桩侧后注浆、扩底等技术措施。(四)单桩竖向承载力特征值的确定

1.单桩竖向承载力特征值应通过单桩竖向静载荷试验确定。在同一条件下的试桩数量,不宜少于总桩数的 1%且不应少于 3 根。

2.当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时,对单桩竖向承载力很高的大直径端承型桩,可采用深层平板载荷试验确定桩端土的承载力特征值。

3.地基基础设计等级为丙级的建筑物,可采用静力触探及标贯试验参数结合工程经验确定单桩竖向承载力特征值。

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