灌注桩基础设计与施工规程 JGJ4—80
主编部门:中国建筑科学研究院 批准部门:国家建筑工程总局批准报 国家基本建设委员会备案
试行日期:1981年1月1日 通知
(80)建工科字第310号
《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》由中国建筑科学研究院会同有关单位编制,现经审定,批准为部颁标准,编号为JGJ4—80,自一九八一年一月一日起试行。本规程与《工业与民用建筑地基基础设计规范》(TJ7—74)、《地基和基础工程施工及验收规范》(GBJ17—66)中有关灌注桩基础的某些条文规定有不一致之处,可按本规程执行。各单位在试行过程中要注意积累资料,总结经验,将有关资料和意见随时函告中国建筑科学研究院地基基础研究所。
国家建筑工程总局 一九八○年五月三十一日
编制说明
本规程是根据国家基本建设委员会〔74〕建革技字〔236〕号文和〔78〕建发科字〔138〕号文下达的任务,由我院会同黑龙江省第四建筑工程公司、广州市设计院、广东省基础公司、天津市化工设计院、湖南省第四建筑工程公司、甘肃省建筑工程局建筑科学研究所、北京市机械施工公司和六机部第九设计院等单位共同编制的。在编制过程中,进行了广泛的调查研究,总结了我国建国三十年,特别是近五年来工业与民用建筑灌注桩基础的设计、施工经验和科研成果;吸取了我国公路、铁路等方面以及国外的有关经验,并征求了全国有关单位的意见,最后经会议审定通过。
由于灌注桩尚处在发展阶段,有些问题还有待通过实践不断研究提高,因此,在试行过程中,请各单位注意加强科学研究,积累资料,总结经验;如发现需要修改或补充之处,请将意见及有关资料寄交我院地基基础研究所,以供今后修订时参考。
中国建筑科学研究院
目录
第一章总则
第二章灌注桩基础设计 第一节一般规定 第二节构造 (Ⅰ)桩身 (Ⅱ)承台 第三节桩基计算
(Ⅰ)桩顶荷载计算
(Ⅱ)桩基垂直承载力及其验算 (Ⅲ)桩基水平承载力及其验算 (Ⅳ)桩身强度和抗裂性验算
(Ⅴ)桩承台的内力计算与强度验算 第三章灌注桩基础施工 第一节施工准备 第二节灌注桩的施工 (Ⅰ)一般规定
(Ⅱ)螺旋钻成孔灌注桩 (Ⅲ)潜水钻成孔灌注桩 (Ⅳ)机动洛阳铲挖孔灌注桩 (Ⅴ)冲击成孔灌注桩 (Ⅵ)钻孔扩底灌注桩 (Ⅶ)锤击沉管灌注桩
(Ⅷ)振动、振动冲击沉管灌注桩 (Ⅸ)水下混凝土的灌注 第三节承台施工
第四节灌注桩基础工程验收
附录一灌注桩成孔工艺选择参考表 附录二考虑承台(包括地下墙体)与基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平力的桩基 附录三基桩计算长度和桩身纵向弯曲系数
附录四按倒置弹性地基梁计算墙下条形桩基承台梁 附录五受地震水平力的一般建筑物桩基设计计算举例 附录六灌注桩基础施工记录表
附录七本规程条文中用词和用语的说明 参考资料一桩的现场试验
参考资料二常用灌注桩的成孔机械性能 参考资料三灌注桩施工设备示意图例 基本符号 内外力
G——桩基承台自重和承台上土重; Gs——按设计桩径确定的桩身自重; H——作用于桩基承台底面的水平力; H1——作用于单桩桩顶的水平力; Hi——作用于第i桩桩顶的水平力; Hμ——单桩水平极限荷载; Hcr——单桩水平临界荷载; Hα——单桩水平容许承载力;
Mx、My——作用于桩基上的外力对通过桩群形心的X、Y轴的外力矩; N——作用于桩基承台顶面上的垂直荷载; N0——作用于单桩桩顶的垂直恒载; N1——作用于单桩桩顶的轴向压力;
N1max——作用于单桩桩顶的最大轴向压力;
Ni——作用于第i桩桩顶的轴向力; Pμ——单桩轴向受压极限荷载; Pα——单桩轴向受压容许承载力。 计算指标
E——钢筋的弹性模量; Eh——混凝土的弹性模量; f——桩周土的容许摩阻力;
fi——柱周第i层土的容许摩阻力; Rj——土的容许端承力;
Rα——混凝土的轴心抗压设计强度; Rl——混凝土的抗拉设计强度; Rf——混凝土的抗裂设计强度; τt——土的冻胀切力。 几何特征
A——桩身截面面积;
An——桩身换算截面面积; A0——单桩桩底压力分布面积; A——纵向钢筋面积;
Ft——冻土层中桩的侧表面积; B——验算方向的房屋宽度; b0——桩身计算宽度; d——桩的设计直径; d1——成桩直径; de——套管外径; d——钢筋直径;
d0——纵向钢筋圆环的直径; e0——荷载偏心距; h——桩的入土深度; hn——承台埋深; I——截面惯性矩;
I0——换算截面惯性矩; l——桩长;
lc——桩的计算长度;
l0——高桩台基桩露出地面的长度; Li——桩周第i层土的厚度; s——桩的中心距;
W0——换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩;
xi、yi——i桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离。
计算系数
K——桩身或承台强度设计安全系数; Ky——单桩轴向受压承载力的安全系数; KH——单桩水平承载力的安全系数; Kf——抗裂设计安全系数;
C0——桩底面地基土竖向抗力系数; Cb——承台底面地基土竖向抗力系数; CR——岩石地基竖向抗力系数;
Cn——承台侧面地基土水平抗力系数; C——桩侧地基土水平抗力系数;
m——地基土水平抗力系数的比例系数; mo——地基土竖向抗力系数的比例系数; mx——位移换算系数;
νM——桩顶(身)最大弯矩系数; νx——桩顶水平位移系数; ξN——桩身轴向压力传布系数; ξM——桩身弯矩调整系数;
λ——抗拔容许摩阻力与受压容许摩阻力的比例系数; ηxiηyi——第i桩在X、Y方向的弯矩分配系数; ηⅠηⅡ——Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ截面的弯矩分配系数; η——偏心距增大系数; α——桩身变形系数; αt——荷载性质系数;
αe——与偏心距有关的系数; φ——桩身纵向弯曲系数;
φ——桩周各土层内摩擦角的加权平均值; γ——桩身截面抵抗矩的塑性系数; β——综合系数; μ——摩擦系数; μ——桩身配筋率;
n——桩数或钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值; x——水平位移;
xcr——水平临界荷载对应的水平位移; x0α——桩顶容许的水平位移。
第一章 总则
第1-0-1条 本规程适用于工业与民用建筑(包括房屋和构筑物)灌注桩基础的设计与施工(不包括爆扩灌注桩)。
第1-0-2条 灌注桩基础的设计和施工,要因地制宜,综合考虑地基土层性质、地下水情况、场地条件与环境、施工设备性能、上部结构类型、荷载大小与性质等因素,精心设计、精心施工,做到技术先进、经济合理、确保质量。 第1-0-3条 灌注桩按现有成孔工艺划分为:
一、钻、挖、冲孔灌注桩:包括螺旋钻成孔、潜水钻成孔、机动洛阳铲挖孔和冲击成孔的灌注桩;
二、钻孔扩底灌注桩;
三、沉管灌注桩:包括锤击沉管、振动沉管和振动冲击沉管成孔的灌注桩。成孔工艺可
参照附录一选取。
第1-0-4条 采用本规程进行灌注桩基础设计、施工时,尚应符合现行有关标准、规范的要求(若与《工业与民用建筑地基基础设计规范》TJ7-74T、《地基和基础工程施工及验收规范》GBJ17-66(修订本)中有关灌注桩部分的规定有不一致之处,按本规程执行)。 第1-0-5条 关于试桩
一、灌注桩基础应尽量进行桩的垂直静载试验,以确定垂直承载力。属于下列情况之一者,必须进行桩的垂直静载试验。
1.重要的、有纪念性的大型建筑;
2.使用上、生产工艺上对基础沉降有特殊限制的建筑; 3.住宅群和工业建筑群;
4.缺乏施工经验和试桩资料时;
5.地质情况复杂,成桩质量有怀疑时。
二、属于下列情况之一者,应进行桩的水平静载试验: 1.经常受较大水平力的桩基础;
2.抗震设防为八度和八度以上的重要的、有纪念性的建筑、高大建筑(八层以上的高层房屋、高度30米以上的工业厂房和高耸构筑物,下同)和建筑群; 3.抗震设防为七度和七度以上的对基础水平位移有特殊限制的建筑。 三、经常承受拔力的桩基应进行桩的抗拔试验。
四、对于地质条件、成桩工艺、桩径和桩长相近的桩基工程,垂直、水平静载试桩和抗拔试桩的数量不得少于2根,并不宜少于1%。
五、水平静载试验可利用经垂直静载试验后的试桩,但不能用工程桩进行。
第106条 属于下列情况之一的采用灌注桩基础的建筑,应进行系统的沉降观测: 1.重要的或有代表性的高大建筑;
2.使用或构造上对沉降有特殊限制的建筑; 3.使用灌注桩的经验尚不足时。
第二章 灌注桩基础设计
第一节 一般规定
第2-1-1条 灌注桩基础设计应具备以下基本资料: 一、工程地质资料,其内容一般包括:
1.根据土层分布的均匀程度,按现行《工业与民用建筑工程地质勘察规范》TJ21-77中对桩基勘察要求绘制的工程地质剖面图、钻孔柱状图; 2.控制性钻孔的土的物理力学性质指标。
对于粘性土应包括天然容重、天然含水量、孔隙比、塑性指数、液性指数、压缩模量、内摩擦角、粘聚力、地基土容许承载力;
对于砂土和碎石类土应包括颗粒级配、密实程度; 对于岩石应包括类别、风化程度、单轴极限抗压强度;
3.控制性钻孔附近静力触探贯入阻力沿深度的变化曲线(有条件进行静力触探的地区);
4.附近地区可供参考的试桩资料; 5.地下水位及地下水化学分析结论; 6.有关地基土冻胀性的资料。
二、建筑场地与环境的条件:包括地下管线和地下构筑物,施工机械进出场和运行条件,水电源、防振、防噪声的要求,泥浆排泄条件等。 三、建筑场地的总平面及建筑物基础平面图。
四、上部结构类型与形式、荷载大小及其分布和性质、生产工艺与使用对基础沉降和水平位移的要求。
五、抗震设防等级。
六、施工机械的型号和性能。
第2-2-1条 灌注桩的基本尺寸和布置应符合:
一、桩长与设计桩径比l/d(简称长径比)一般应符合表2-1-2-1规定。
桩的长径比 表 2-1-2-1
┌────┬──────────┬───────┐ │ 桩型 │ 穿越一般粘土性砂土 │ 穿越淤泥、自 │ │ │ │重湿陷性黄土 │ ├────┼──────────┼───────┤ │端承桩 │ 1/d≤60 │ 1/d≤60 │ │摩擦桩 │ 不限 │ 不限 │ └────┴──────────┴───────┘
二、桩的最小中心距s按表2-1-2-2采用
桩的最小中心距s 表 2-1-2-2
┌─────────┬─────┬───────────┐ │ 成孔工艺 │ 一般情况 │ 排列超过2排,桩数超过│ │ │ │ 9根的摩擦柱基础 │ ├─────────┼─────┼───────────┤ │钻、挖、冲孔灌注桩│ 2.5d │ 3.0d │ │钻孔扩底灌注桩 │ 1.5D │ │ ├────┬────┼─────┼───────────┤ │沉管灌 │穿越非饱│ 3.0d │ 3.5d │ │注桩 │土和穿越│ 3.5d │ 4.0d │ │ │饱和土 │ │ │ └────┴────┴─────┴───────────┘ 注:d——桩身设计直径(钻直径或沉管外直径,下同),详见第2-3-4条。 D——扩大端设计直径,下同。
三、排列基桩时,应尽量使桩群形心与外荷载重心重合,并应使桩基在受水平力和弯矩较大方向有较大的抵抗矩。
四、同一建筑物应避免同时采用端承桩和摩擦桩(用沉降缝分开者例外)。同一基础相邻桩的桩底标高差,对于支承在非岩石类土上的端承桩,不宜超过桩的中心距;对于摩擦桩,在相同土层中不宜超过桩长的1/10。
五、桩端进入硬持力层的深度,对于粘性土和砂土,不宜小于2~3倍桩径;对于碎石类土不宜小于1~2倍桩径。
当存在软下卧层时,桩基以下硬持力层厚度一般不宜小于5倍桩径。穿越软弱土层支承于倾斜基岩上的端承桩,当强风化岩层厚度小于2倍桩径时,桩端应嵌入微风化或未风化基岩层。(桩径指设计桩径)第2-1-3条 在灌注桩基础的设计中,应根据具体情况进行下列项目的计算:
一、验算作用于桩基的垂直荷载,使其不超过按第三节确定的桩基容许垂直承载力,并验算桩身的强度。
二、对于承受水平力的桩基,必须验算桩基的水平承载力,必要时应验算桩基的水平位移和桩身的裂缝宽度。
三、对于承受拔力的桩基,必须验算桩的抗拔稳定性和桩身的抗拉强度,并根据具体情况验算桩身的裂缝宽度。
四、当建筑物对桩基的沉降有要求时,应作沉降验算。
五、当桩基下有软下卧层时,应对软下卧层的承载力进行验算。
三、排列基桩时,应尽量使桩群形心与外荷载重心重合,并应使桩基在受水平力和弯矩较大方向有较大的抵抗矩。
四、同一建筑物应避免同时采用端承桩和摩擦桩(用沉降缝分开者例外)。同一基础相邻桩的桩底标高差,对于支承在非岩石类土上的端承桩,不宜超过桩的中心距;对于摩擦桩,在相同土层中不宜超过桩长的1/10。
五、桩端进入硬持力层的深度,对于粘性土和砂土,不宜小于2~3倍桩径;对于碎石类土不宜小于1~2倍桩径。 当存在软下卧层时,桩基以下硬持力层厚度一般不宜小于5倍桩径。穿越软弱土层支承于倾斜基岩上的端承桩,当强风化岩层厚度小于2倍桩径时,桩端应嵌入微风化或未风化基岩层。(桩径指设计桩径)
第2-1-3条在灌注桩基础的设计中,应根据具体情况进行下列项目的计算:
一、验算作用于桩基的垂直荷载,使其不超过按第三节确定的桩基容许垂直承载力,并验算桩身的强度。
二、对于承受水平力的桩基,必须验算桩基的水平承载力,必要时应验算桩基的水平位移和桩身的裂缝宽度。
三、对于承受拔力的桩基,必须验算桩的抗拔稳定性和桩身的抗拉强度,并根据具体情况验算桩身的裂缝宽度。
四、当建筑物对桩基的沉降有要求时,应作沉降验算。
五、当桩基下有软下卧层时,应对软下卧层的承载力进行验算。取值。 第2-1-6条灌注桩基础的抗震设计宜按下列原则进行:
一、桩承台除使用要求可露出地面外,应埋入地下成为低桩承台。承台混凝土宜尽量采用原槽浇灌。如采用支模浇灌,侧面回填土应采用素土或灰土分层夯实。当水平力大且近承台底面的土层很松散时,可考虑采取夯辗加密或作碎石垫层等措施增加基底抗力。当承台下土层有自重固结沉降(新填土的固结和降低地下水引起土的固结沉降等)、自重湿陷、震陷(振陷)和液化可能时,则不考虑承台底土抗力的作用。
二、当近承台底为可液化土层时,基桩应穿过可液化土层嵌入稳定土层,其深度一般不小于4.0/α(α根据第2-3-14条确定),或不小于7~14倍桩径(硬土取低值,软土取高值)。如果液化层以上的非液化层厚度不小于4.0/α,足以稳固桩身时,则桩端进入稳定土层的深度,对于粘性土和砂土可减至2~3倍桩径,对于碎石类土可减至1~2倍桩径。验算桩基的抗震能力时,液化层的摩阻力和水平抗力系数均按零考虑。 三、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水平力,按抗滑桩的要求进行设计。
四、作用于桩基的水平地震力,一般只考虑地面以上建筑物重量产生的水平惯性力,按现行《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78进行计算;当考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力作用,进行桩基抗震计算时,应考虑承台底面以上重量产生的水平惯性力。
第二节构造
(Ⅰ)桩身
第2-2-1条桩身配筋应根据外力的性质与大小,以及工程地质等条件确定。 一、受水平力的桩基
1.当单桩桩顶水平力满足下列公式 (2-2-1-1)时,桩身可不配抗弯钢筋。对于高大和较重要的建筑物,宜配置桩顶连接构造筋,伸入桩身3~5d。 0.9 N H1≤βd 25(1.5d2+0.5d1)(开方)[1+ ─── (2-2-1-1) γRA 式中
H1—单桩桩顶水平力(吨);
β—综合系数,按表(2-2-1)采用;
d—桩身设计直径(钻头或沉管外直径,下同)(米); N1—单桩桩顶轴向压力(吨);
R—混凝土的抗拉设计强度(吨/米2);
γ—桩身截面抵抗矩的塑性系数,圆截面γ=2; A—桩身截面积;按设计桩径计算(米2)。
2.当单桩桩顶水平力不满足公式(2-2-1-1)时,应按计算配筋。对于受水平力的一般建筑物和受水平力较小(如七度和七度以下的水平地震力,下同)的高大建筑物的低桩台桩基,当桩的设计直径为30~60厘米时,可按配筋率0.40~0.65%(小桩径取高值,大桩径取低值)配筋。
3.在地基不致产生整体滑移的情况下,基桩的配筋长度一般采用4.0燉α,当桩长小于4.0燉α时,应通长配筋。对于高桩台桩基或承台底为可液化土层时,桩身配筋长度应加长,加长部分的长度相当于桩露出地面的长度或液化层厚度。
综合系数β 表 2-2-1
───────────────────┬─────────── 上部土层的类别 │ 桩身混凝土标号 [承台下2(d+1)(米)深度范围内] ├─────┬───── │ 150号 │200号
───────────────────┼─────┼───── 淤泥,淤泥质土,饱和湿陷性黄土 │2.5~2.9 │3.1~3.5 流塑、软塑状一般粘性土,松散粉细 │ │
砂,松散填土 │2.9~3.5 │3.5~4.1 可塑状一般粘性土,湿陷性黄土,稍 │ │
密砂土,稍密,中密填土 │3.5~4.2 │4.1~5.0 硬塑、坚硬状一般粘性土,湿陷性黄 │4.2~5.1 │5.0~6.2 土,中密中粗砂,密实老填土 │ │
中密、密实砾砂,碎石类土 │5.1~6.4 │6.2~7.7 ───────────────────┴─────┴─────
注:当桩基受长期或经常出现的水平荷载时,则按表中土层类别降低一类取值。
二、轴向受压桩:当单桩桩顶轴向压力满足下列公式(2-2-1-2)时可不配抗压钢筋。 N1≤0.48Rαd2 (2-2-1-2) 式中Rα—混凝土的轴心抗压设计强度(吨/米2); d—桩身设计直径(米)。
端承桩的抗压钢筋,应沿桩身通长配置。 三、抗拔桩:专用抗拔桩一般应通长配筋。因地震力、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩,按计算配通长或局部长度的抗拉筋。
第2-2-2条 桩身混凝土、钢筋和混凝土保护层厚度应符合下列要求:
一、混凝土标号,不得低于150号,水下灌注混凝土时,不得低于200号。
二、桩身配筋时,对于受水平力的桩,主筋不宜少于610;对于轴向承压或抗拔桩,主筋不宜少于410。
纵向主筋应沿桩身周边均匀布置,并尽量减少钢筋接头。水下灌注混凝土桩宜采用光圆钢筋。 三、箍筋采用6~8@200~300毫米,宜采用螺旋或焊接环式箍筋。抗水平力桩,桩顶箍筋应适当加密。当钢筋笼长度超过4米时,为加强其刚度和整体性,可每隔2米左右设一道焊接加劲箍筋。
四、主筋的混凝土保护层厚度不应小于3厘米,水下灌注混凝土桩,保护层厚度不得小于5厘米。
(Ⅱ)承台
第2-2-3条 桩承台的形式与基本尺寸一般应符合下列要求:
一、独立柱桩基和满堂桩基的承台,根据上部结构要求和布桩形式,可采用三角形、矩形、多边形、圆形和环形的现浇承台;其尺寸根据上部结构要求和计算确定,但其厚度不宜小于30厘米,周边与边桩的净距不宜小于0.5倍桩径。
二、条形基础的承台,可根据受力情况、地质情况和施工条件,采用如下形式和构造: 1.现浇连续承台梁,其构造可参照图2-2-3-1(图略)。
2.现浇桩帽与预制梁相组合的承台梁,其构造可参照图2-2-3-2(图略)。当用于抗震或其它受水平力较大的桩基时,须加强桩与预制梁的连接;为节省钢材,预制承台梁宜作成 预应力连续梁;1~3层砖混结构房屋可采用钢筋砖过梁。 第2-2-4条 承台混凝土与配筋应符合下列要求: 一、混凝土标号宜采用150~200号。
二、对于非预应力绑扎骨架钢筋混凝土承台梁,纵向钢筋不宜小于10,箍筋不小于6,板式承台双向配筋不宜小于8@200。
三、承台钢筋的混凝土保护层厚度,一般不小于5厘米。 第2-2-5条 桩顶与承台的连接应符合下列要求:
一、桩顶嵌入承台的长度一般不小于5厘米,当有混凝土垫层时亦不小于5厘米。 二、当桩身配筋时,主筋伸入承台的长度一般不小于30d(d—钢筋直径)。当桩顶构造符合上述要求时,除单桩基础和垂直于外力作用平面的单排桩基础外,可按桩顶为固接进行计算。
第2-2-6条 属于下列情况之一的抗震桩基,应设置承台拉梁:
一、上部土层属可液化土层或土质很不均匀的地基上的框架柱独立桩基; 二、多层框架柱采用独立的单桩或双桩基础时; 三、上部土层属可液化土层的排架结构柱独立桩基。
对于上述前两种情况,应设置纵横向拉梁;对于后一种情况,应沿厂房纵向设置拉梁,当有承墙梁时,可将承墙梁与承台连接,兼起拉梁作用。
第2-2-7条 为消除或减少冻胀对桩承台的危害,可采取以下处理措施:
一、在冻深较大(标准冻深大于1米)地区,当承台下为弱冻胀、冻胀性土时,承台下应换填粗砂、中砂、炉渣等松散材料,厚度不宜小于30厘米。当承台下为强冻胀性土时,承台下应预留10~15厘米空隙;或换填粗砂、中砂、炉渣等松散材料、并预留5~10厘米空隙。承台四周应填以粗砂、中砂、炉渣等松散材料,或在承台侧表面涂沥青、包油毡作隔离层。处理构造。
二、在冻深较小(标准冻深等于和小于1米)地区,承台底位于冻深线以上时,承台下宜换填粗砂、中砂、炉渣等松散材料,厚度一般不小于10厘米。对于膨胀土地基,可根 据土的胀缩性、胀缩等级,采用上述类似措施进行承台的防膨胀处理。
第三节桩基计算
(I)桩顶荷载计算
第2-3-1条 对于一般建筑物和受水平力较小的高大建筑物的低桩台(承台顶面位于地面以下,下同)桩基,按下列公式计算单桩桩顶荷载: 垂直力:
N+G
中心荷载下:Ni=───── (2-3-1-1) n
N+G Mx gi Mx xi
偏心荷载下:Ni=─── ± ───── ± ───── (2-3-1-2) n n 2 n 2 Σ y j Σ y j
N
水平力:H1= ───(2-3-1-3) n
式中N—作用于桩基承台顶面上的垂直荷载(吨); G—桩基承台自重和承台上土重(吨),当按第2-3-6条之三计算时,则不计此值; Ni—作用于第i桩桩顶的轴向力(吨); n—桩数;
Mx、My——作用于桩基上的外力对通过桩群形心的X、Y轴的外力矩(吨·米); xi、yi——第i桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离(米);
Σx2j、Σy2j——各桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离的平方和(米2); H——作用于桩基承台底面的水平力(吨)。对于水平地震力,按现行《工业与民用建筑抗震设计规范》计算。
第2-3-2条 属于下列情况之一的桩基,计算各基桩桩顶荷载和桩身内力时,可考虑承台(包括地下墙体)与基桩协同工作和土的弹性抗力作用(计算方法和公式详见附录二)。 一、受8度和8度以上水平地震力和其它较大水平力的高大建筑物,当其桩基承台刚度较大或由于上部结构与承台的协同作用能增强承台的刚度时; 二、受水平力的高桩台桩基(包括承台底有液化土层的情况)。
(Ⅱ)桩基垂直承载力及其验算
第233条 单桩的轴向受压容许承载力,应根据单桩垂直静载试验所确定的极限荷载按下式计算: Pu
Pα=── (233) Ky
式中Pα——单桩轴向受压容许承载力(吨); Pu——单桩轴向受压极限荷载(吨); Ky——安全系数,一般取2。 当未能进行垂直静载试验时,可参考附近同类型工程地质条件的静载试验资料或按第234条规定的经验公式计算确定。 抗拔桩的轴向受拉容许承载力,一般应根据桩的抗拔试验确定,当未能进行抗拔试验时,可按第238条规定的经验公式计算确定。 除根据地基土的强度和变形条件,通过试验或经验计算确定单桩轴向容许承载力外,尚应验算桩身强度。
第234条 根据经验公式计算单桩轴向受压容许承载力时,需考虑桩径、入土深度、桩型、施工方法和地基土层性质等因素,可按下列公式计算: Pα=πd1ΣLifi+ARj (234) 中d1——成桩直径(米),根据施工经验确定,当缺乏经验时,可按下列方法确定: 对于钻、挖、冲孔灌注桩,按钻头直径增加下列数值: 螺旋粘 1~2厘米 潜水钻 3~5厘米 机动洛阳铲 2~3厘米 冲击钻 4~8厘米
对于沉管灌注桩,一般取d1=de(de——套管外直径),一次复打时取d1=(2)(开方)de地下水位以上钻、挖、冲孔灌注桩容许摩阻力f(吨/米2)
表2341 ──────────┬─────────┬──────── 土的名称 │ 土的状态 │ f
──────────┼─────────┼──────── 炉灰填土 │ 已完成自重固结 │ 0.8~1.3 ──────────┼─────────┼──────── 房碴填土、亚粘填土 │ 已完成自重固结 │ 2.0~3.0 ──────────┼─────────┼──────── 粘土、亚粘土 │ 软 塑 │ 2.2~3.0 │ 可 塑 │ 3.0~3.5 │ 硬 塑 │ 3.5~4.0 ──────────┼─────────┼──────── 粉细砂 │ 稍 密 │ 2.0~3.0 │ 中 密 │ 3.0~4.0 │ 密 实 │ 4.0~6.0 ──────────┴─────────┴────────
注:1.对地下水位以下钻、挖、冲孔灌注桩,可根据成孔工艺对桩周土的影响,参照本表采用。
2.淤泥、淤泥质土可参考表2342采用。 对于流塑、软塑状粘性土应再乘以0.7~0.9的系数; Li——桩周第i层土的厚度(米); fi——桩周第i层土的容许摩阻力(吨/米2),按表2-3-4-1、表2-3-4-2或第2-3-5条采用;
沉管灌注桩容许摩阻力f(吨/米2) 表2342 ──────────┬─────────┬──────── 土的名称 │ 土的状态 │ f
──────────┼─────────┼──────── 房碴填土、亚粘填土 │ 已完成自重固结 │ 2.0~3.0 ──────────┼─────────┼──────── 淤 泥 │ │ 0.5~0.8 ──────────┼─────────┼──────── 淤泥质土 │ │ 1.0~1.5 ──────────┼─────────┼──────── 粘土、亚粘土 │ 软 塑 │ 1.5~2.0 │ 可 塑 │ 2.0~3.5 │ 硬 塑 │ 3.5~4.0 ──────────┼─────────┼──────── │ 软 塑 │ 1.5~2.5 轻亚粘土 │ 可 塑 │ 2.5~3.5 │ 硬 塑 │ 3.5~4.0 ──────────┼─────────┼──────── 细粉细砂 │ 稍 密 │ 1.5~2.5 │ 中 密 │ 3.5~4.0 ──────────┼─────────┼──────── 中 砂 │ 中 密 │ 3.5~4.0 │ 密 实 │ 4.0~5.0 ──────────┴─────────┴────────
A——桩身横截面面积(米2),机扩桩按其水平投影面积计算; Rj——土的容许端承力(吨/米2),钻、挖、冲孔 灌注桩按表2343、表2344或按第235条采用。
地下水位以上钻、挖、冲孔灌注桩容许端承力Rj(吨/米3) 表2343
──────┬─────────────┬────────────── 土的名称 │ 土的状态 │ 桩入土深度
│ ├────┬────┬──── │ │ 5米 │10米 │ 15米 ──────┼─────────────┼────┼────┼──── │ 0<IL≤0.25 │ 30 │ 45 │ 60
一般粘性土 │ 0.25<IL≤0.75│ 26 │ 41 │ 57 │ 0.75<IL≤1.0│ 24 │ 39 │ 55 ──────┼─────────────┼────┼────┼──── 粉细砂 │ 中密 │ 40 │ 70 │ 100 │ 密实 │ 60 │ 90 │ 125 ──────┼─────────────┼────┼────┼──── 中砂、粗砂 │ 中密 │ 60 │ 110 │ 160 │ 密实 │ 85 │ 140 │ 190 ──────┴─────────────┴────┴────┴───── 注:表列值适用于孔底虚土≤10厘米。
地下水位以下钻、挖、冲孔灌注桩容许端承力Rj(吨/米2) 表2344 ───────┬──────────┬───────────── 土的名称 │ 土的状态 │ 桩入土深度
│ ├────┬────┬─── │ │ 5米│ 10米 │15米 ───────┼──────────┼────┼────┼─── 一般粘性土 │ │ 10 │ 16 │22 ───────┼──────────┼────┼────┼─── 粉细砂 │ 中密 │ 15 │ 30 │40 │ 密实 │ 20 │ 35 │50
───────┼──────────┼────┼────┼──── 中砂、粗砂 │ 中密 │ 25 │ 45 │65 │ 密实 │ 35 │ 55 │80 ───────┴──────────┴────┴────┴─── 注:表列值适用 孔底回淤土≤30厘米。
沉管灌注桩容许端承力Rj(吨/米2) 表2-3-4-5
──────┬─────────────┬────────────── 土的名称 │ 土的状态 │ 桩入土深度
│ ├────┬────┬──── │ │ 5米 │10米 │ 15米 ──────┼─────────────┼────┴────┴───── 瘀泥质土 │ │ 10~20
──────┼─────────────┼────┬────┬──── │ 0.4≤IL≤0.60 │ 50 │ 80 │ 100 一般粘性土 │ 0.25≤IL≤0.40│ 80 │ 150 │ 180 │ 0≤IL≤0.25 │ 150│ 200 │ 240 ──────┼─────────────┼────┼────┼──── 粗砂 │ 中密、密实 │ 90 │ 110 │ 120 细砂 │ │ 130│ 160 │ 180 中砂 │ │ 165│ 210 │ 245 粗砂 │ │ 280│ 390 │ 450
──────┼─────────────┼────┼────┼──── 卵石 │ 中密、密实 │ 300│ 400 │ 500 ──────┼─────────────┼────┴────┴──── 软质岩石 │ │ 500~750 硬质岩石 │ 微风化 │ 750~1000
──────┴─────────────┴───────────────
第235条 在积累了一定经验(包括与桩的静载试验对比)的地区,可采用静力触探和标准贯入度试验确定桩的轴向承载力参数。
第236条承压桩基应按下列规定验算桩基的垂直承载力:
一、当桩基受中心荷载时,按下列公式验算单桩的轴向受压容许承载力: N1≤Pa (2361)
二、当桩基受偏心荷载时,单桩的轴向受压容许承载力除满足公式(2361)外,尚应按下列公式验算:
非地震荷载下N1max≤1.2Pα (2362) 地震荷载下N1max≤1.5Pα (2363) 公式(2362)、(2363)中:
N1max——单桩桩顶最大轴向压力,按第231条或第232条确定。
三、对于摩擦桩低桩台基础,当承台下土体不致产生自重固结沉降(如新填土固结、降低地下水引起固结)或自重湿陷、振(震)陷时,可考虑由承台底地基土承受承台和承台上土重。
四、对于桩距小于6d,排列超过2排,桩数超过9根的摩擦桩群桩基础,除按公式(2361)、(2362)、(2363)验算基桩的轴向承载力外,尚应将群桩基础视为假想实体深基础,验算其地基承载力和沉降。
五、对于桩距小于6d的桩基,当主要持力层范围内存在软弱下卧层时,应按假想实体深基础验算该下卧层的承载力。
第237条当桩周土体因自重固结、自重湿陷(黄土)或受地面大面积堆载等影响而产生大于桩的沉降时,应考虑由此而引起的桩侧负摩擦力对桩基受压承载力的影响。
第238条对于承受拔力的桩基,应按下列公式验算基桩的抗拔稳定性: N`1≤λπd1∑Lifi+0.9Gs(238) 式中N1——单桩桩顶的轴向拉力(吨);
λ——抗拔容许摩阻力与受压容许摩阻力的比例系数,根据建筑物重要性、荷载性质、桩的施工质量、桩的入土深度和设计参数的准确程度等,采用0.4~0.7;
Gs——按设计桩径确定的桩身自重(吨),地下水位以下取浮容重。 第239条对于季节性冻土上的轻型建筑物的短桩基础,应按下列公式验算基桩的抗拔稳定性:
τtFt≤λπd1ΣfiLi+0.9(Gs+N0)(2391) 式中τt——季节性冻土层中,桩周土的冻胀切力(吨/米2),采用: 粘性土:弱冻胀3~5吨/米2; 冻胀5~8吨/米2; 强冻胀8~12吨/米2;
Ft——季节性冻土层中,桩的侧表面积(米2),
Ft=πd1mtZ0 (2392)
式中的采暖对冻深的影响系数mt和标准冻深Z0,以及土的冻胀分类方法均按《工业与民用建筑地基基础设计规范》TJ7—74中第23、25、26条执行;
N0——单桩桩顶的轴向恒载(吨)。
(Ⅲ)桩基水平承载力及其验算 第2310条对于受水平力的桩基,当其地基不致产生滑移,且基桩的埋设深度和构造符合第221条、第222条规定时,桩基的水平承载力可根据具体情况分别按第2311~第2313条进行验算。
第2311条对于受水平力的一般建筑物和受水平力较小的高大建筑物的低桩台桩基,当根据参考资料一进行单桩水平静载试验时,可按下列规定验算桩基中单桩的水平承载力。
当桩顶只受水平力时:
H1≤Hα (23111) 当桩顶同时受水平力和轴向压力时:
1 0.9N1
H1≤ ── Hα{1+ ────── } (23112) η γRfAn 当桩顶同时受水平力和轴向拉力时:
N1
H1≤Hα{1- ────── } (23113) γRfAn
(23111)~(23113)式中: η——偏心距增大系数, 1
η= ───────────────── (23114) K N1
1- ──────── lc2 10αeEhI
γ——截面抵抗矩的塑性系数,圆截面γ=2; An——桩身换算截面面积(米2),
πd2
An=──── [1+(n-1)μ] (23115) 4
Rf——混凝土的抗裂设计强度(吨/米2);
Hα——试桩在桩顶自由且无轴向力情况下的单桩容许水平承载力(吨),按下列公式之一确定;
当桩身配筋率超过0.65%时,应按(23117)式确定:
Hα=αtHcr (23116)
αt
Hα=── Hu (23117) KH
(23114)~(23117)式中; lc——基桩的计算长度(米),按附录三确定; Eh——混凝土的弹性模量(吨/米2) I——桩身截面的惯性矩(米2)
K——强度设计安全系数,采用K1.55;地震荷载下按第2315条规定采用;
αe——与偏心距有关的系数,
αe=0.10.3+e0d;+0.143 e0——偏心距(米),e0=MN1, H1νM M=──── α
νM——桩顶(身)最大弯矩系数;
n——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;
Hcr,Hu——分别为试桩的水平临界荷载和水平极限荷载(吨);
αt——荷载性质系数,对于受水平地震力的桩基,取αt=1;对受长期或经常出现的水平力的桩基 αt=0.8;
KH——单桩水平承载力的安全系数,一般取1.4。
当使用上对桩基的水平位移有特殊限制,或上部土层为软土,或桩顶同时受较大轴向压力时,其单桩容许水平承载力除满足(23111)~(23113)式外,尚应控制桩顶水平位移在容许范围之内。
νx( 固接) 如利用试桩结果预估工程桩的桩顶位移时应乘以位移换算系数mx=───────; νx(铰接) νx按表2311采用。对于受长期或经常出现的水平荷载的桩基,应将水平位移试验测定值乘以大于1的系数。
桩顶(身)最大弯矩系数νM和桩顶水平位移系数νx
表2311 ─────────┬──────┬──────┬───── 柱顶约束情况 │桩的换算埋深│ │
│ (αh) │ νM │ νx ─────────┼──────┼──────┼───── 较接(自由) │ 4.0 │ 0.768│ 2.441 │ 3.5 │ 0.750│ 2.502 │ 3.0 │ 0.703│ 2.727 │ 2.8 │ 0.675│ 2.905
│ 2.6 │ 0.639│ 3.163 │ 2.4 │ 0.601│ 3.526 ─────────┼──────┼──────┼────── 固接 │ 4.0 │ 0.923│ 0.940 │ 3.5 │ 0.934│ 0.970 │ 3.0 │ 0.967│ 1.028 │ 2.8 │ 0.990│ 1.055 │ 2.6 │ 1.018│ 1.079 │ 2.4 │ 1.045│ 1.095 ─────────┴──────┴──────┴──────
注:铰接(自由)的νM系桩身的最大弯矩系数,固接的νM系桩顶的最大弯矩系数。
第2312条对于受水平力的一般建筑和受水平力较小的高大建筑的低桩台桩基,当桩身径d=30~60厘米,配筋率为0.40~0.65%时,可按下列公式验算桩基中单桩的水平承载力。
一、受水平地震力的桩基: 当桩顶只受水平力时: αγRfW0
H1≤ ——————(1.25+22μg)(23121) ξMνM
当桩顶同时受水平力和轴向压力时:
αγRfW0 0.9N1
H1≤———————(1.25+22μg){1+—————(23122)
ξMνM γRfAn
当桩顶同时受水平力和轴向拉力时:
αγRfW0 0.9N1
H1≤ ——————(1.25+22μg){1- —————} [23123)
ξMνM γRfAn
二、受长期或经常出现的水平力的桩基,将公式(23 121)~(23123)的右边乘以0.8进行验算。 三、当使用上对桩基的水平位移有特殊限制或上部土层为软土,或桩顶同时受较大
轴向压力时,单桩的水平承载力除按公式(23121)~(23123)验
算外,尚应按下列公式验算: α3EI
H1≤————x0α (23124) νx
公式(23121)~(23124)中: α——桩身变形系数,按第2314条计算;
ξM——桩身弯矩调整系数,桩顶固接时,ξM=0.9,桩顶自由或铰接时ξM=1;
EI——桩身抗弯刚度:
对于素混凝土桩,EI=EhI;对于钢筋混凝土桩,EI=0.85EhI0; I0——桩身换算截面惯性矩,I0=W0d/2; W0——桩身换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩: πd
Wo=———[d2+2(n1)μgd02] 32
d0——纵向钢筋圆环的直径;x0α——桩顶容许水平位移。 当桩身配筋率超过0.7%时,应按第2313条规定验算桩基的水平承载力。 第2313条对于受较大水平力的高大建筑的桩基和受水平力的高桩台桩基,其桩顶荷载和桩身内力按第232条规定计算;基桩水平承载力根据桩身的受力特征(受弯、偏心受压、偏心受拉),按有关钢筋混凝土圆截面构件的强度计算公式进行验算,并注意其承台水平位移计算值不应超过容许范围。
第2314条桩身变形系数α按下列公式计算: mb0
α=(———— ) (开5次方) (2314) EI
地基土水平抗力系数的比例系数m和竖向抗力系数
的比例系数m0 表2314
────────────────┬───────────┬──────── 地基土类别 │ m、m0 │相应桩顶水平位移 │ (吨/米4) │ (毫米)
────────────────┼───────────┼─────────
淤泥,淤泥质土,饱和湿陷性黄土 │ 250~600 │ 6~12 │ │ 流塑(IL>1)、软塑 │ │
(0.75<IL≤1)状一般粘 │ 600~1400 │ 4~8 性土,松散粉细砂,松散填土 │ │ │ │
可塑(0.25<IL≤0.75)│ 1400~3500 │ 3~6 状一般粘性土,湿陷性黄土,稍密、│ │
中密填土 │ │ │ │ 硬塑(0<IL≤0.25)、坚 │3500~10000 │ 2~5 硬(IL≤0)状一般粘性土,湿 │ │ 陷性黄土,中密的中粗砂,密实老 │ │ 填土 │ │ │ │
中密、密实的砾砂,碎石类土 │10000~30000│ 1.5~3
────────────────┴───────────┴─────────
注:1.当桩顶水平位移大于表列数值或当桩身配筋率较高时,m值应适当降低; 2.当水平力为长期或经常出现的荷载时,应将表列数值乘以0.4降低采用。 ! ? 式中m——地基土水平抗力系数沿深度变化的比例系数(吨/米4),当无试验资料时,可按表2314采用;
bo——桩身的计算宽度(米),当d≤1米时,bo=0.9(1.5d+0.5);当d>1米时,bo=0.9(d+1)。
(Ⅳ)桩身强度和抗裂性验算
第2315条桩身强度和承台强度的设计安全系数,按现行《钢筋混凝土结构设计规范》TJ10—74采用,验算抗震强度时,设计安全系数采用不考虑地震荷载时数值的80%。
第2316条验算桩身强度时,其桩身计算直径采用设计直径。
第2317条验算桩身的轴心受压强度时,一般不考虑桩身纵向弯曲的影响;对于高桩台桩基,或桩台底为液化土层的情况,则应考虑桩身纵向弯曲的影响;其纵向弯曲系数φ,应根据桩身计算长度lc和设计直径d确定。桩身计算长度与桩顶约束情况、桩露出地面的长度、桩的入土长度、桩侧和桩底土质有关。纵向弯曲系数和计算长度的确定可参考附录三。
第2318条当按钢筋混凝土的极限状态或破坏阶段验算水平力和弯矩作用下桩顶为固接的桩身强度时,应考虑实际构造与假定之间的差异以及内力重分布的影响,将所算得的桩顶固端弯矩乘以0.7~0.8(当固端弯矩大于桩身最大弯矩时)进行调整,然后验算强度。
第2319条对于受长期或经常出现的水平力或拔力的建筑物桩基,应验算其桩身的裂缝宽度,其最大裂缝宽度不得超过0.2毫米。
(Ⅴ)桩承台的内力计算与强度验算
第2320条独立柱桩基承台板的内力按下列公式计算。 一、双向正交直线配筋承台板[计算图式见图2320 (α)]:
Mx=∑ηxiNiyi
My=∑ηyiNixi (23201)
式中ηxi、ηyi——分别为i桩对通过柱中心的X、 Y轴弯矩的分配系数; yi
ηxi= ———— (23202) xi+yi
Ni——扣除承台自重和承台上土重后i桩桩顶的轴向力(吨), 按公式(2311)和(2312)或附录二计算 确定。
二、单向梁式配筋(配筋宽度一般为桩的直径)三角形三桩承 台[计算图式见图2320(b)]:
Mx=η1N1maxs1
Mn=ηnN1maxs2 (23203) 式中M1、Mn——截面ⅠⅠ、ⅡⅡ的弯矩(吨·米);
η1、ηn——偏心一侧的桩顶反力对ⅠⅠ、ⅡⅡ 截面弯矩的分配系数: s1
η1=———————— 2(s1+s2)
s2
η2=———————— (23204) 2(s1+s2)
式中s1、s2——桩的中心距(米)。
第2321条墙下条形桩基承台梁的内力计算,应考虑承台梁与上部墙体的协同作用,可参照附录四计算。
第2322条对于承台板,应按现行《钢筋混凝土结构设计规范》的有关规定,分别验算上部结构构件底部和桩顶对承台板的冲切强度,确定板的设计厚度,验算承台板的抗弯强度,确定板的配筋。
第2323条对于承台梁,应按现行《钢筋混凝土结构设计规范》和《砖石结构设计规范》的有关规定验算其抗弯、抗剪、抗冲切强度,以及桩顶承台梁上砌体的承压强度,确定承台梁的截面高度和配筋。
第2321条墙下条形桩基承台梁的内力计算,应考虑承台梁与上部墙体的协同作用,可参照附录四计算。
第2322条对于承台板,应按现行《钢筋混凝土结构设计规范》的有关规定,分别验算上部结构构件底部和桩顶对承台板的冲切强度,确定板的设计厚度,验算承台板的抗弯强度,确定板的配筋。
第2323条对于承台梁,应按现行《钢筋混凝土结构设计规范》和《砖石结构设计规范》的有关规定验算其抗弯、抗剪、抗冲切强度,以及桩顶承台梁上砌体的承压强度,确定承台梁的截面高度和配筋。
第三章灌注桩基础施工
第一节施工准备
第311条灌注桩基础施工前应具备下列资料: 一、建筑场地工程地质资料;
二、基础工程的施工图(包括同一单位工程中的灌注桩和非灌注桩基础); 三、建筑场地和邻近区域内的高压电缆、电话线、地下管线(管道、电缆等)、地下构筑物以及危险房屋、精密仪器车间的调查资料;
四、主要施工机械及其配套设备的技术性能; 五、桩基工程的施工技术措施; 六、有关的荷载试验资料。
第312条桩基工程施工技术措施的内容有:
一、施工平面图:标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施位置;采用制备泥浆时,应标明泥浆制备设施及其循环系统;
二、确定成孔机械、配套设备,以及合理施工工艺的有关资料; 三、施工作业计划和劳动组织规划;
四、机械设备、备(配)件、工具(包括质量检查工具)、材料供应计划; 五、主要施工机械的试运转、试成孔、试灌注计划;
六、保证工程质量、安全生产和季节性(冬季、雨季)施工的技术措施; 七、其它。
第313条施工前应做好场地的平整工作,对不利于施工机械运行的松软场地应进行适当处理。如在雨季施工,必须采取有效的排水措施。
第314条施工前应复核测量基线、水准基点及桩位。
桩基轴线的定位点及施工地区附近所设的水准点应设置在不受桩基施工影响处。
第315条施工前必须试成孔,数量不得少于两个,以便核对地质资料,检验所选的设备、施工工艺以及技术要求是否适宜;如出现缩颈、坍孔、回淤、贯入度(或贯入速度)不能满足设计要求时,应拟定补救技术措施,或重新考虑施工工艺。
第316条在建筑物旧址或杂填土地区施工时,应预先进行钎探,并将探明在桩位处的浅埋旧基础、石块、废铁等障碍物挖除,或采取其它处理措施。
第317条基础施工用的临时设施,如供水、供电、道路、排水、暂设房屋、泥浆池等,必须在开工前准备就绪。
第二节灌注桩的施工
(Ⅰ)一般规定
第321条成孔设备就位后,必须平正、稳固,确保在施工中不发生倾斜、移动。为准确控制钻孔深度,应在桩架或桩管上作出控制深度的标尺,以便在施工中进行观测、记录。
第322条成孔的控制深度应符合下列要求:
一、对于摩擦桩,必须保证设计桩长,当采用沉管法成孔时,桩管入土深度的控制以标高为主,并以贯入度(或贯入速度)为辅;
二、对于端承桩,当采用钻、挖、冲成孔时,必须保证桩孔进入硬土层达到设计要
求的深度,并将孔底清理干净;当采用沉管法成孔时,桩管入土深度的控制以贯入度(或贯入速度)为主,与设计持力层标高相对照为辅。
第323条钻孔完成后,应立即检查成孔质量,并填写施工记录。成孔的质量必须符合表323的要求。
注:1.桩径容许偏差负值指个别断面;
2.采用复打、反插法施工的桩径容许偏差不受本表限制; 3.沉碴或虚土厚度指灌注混凝土前的孔底情况;
4.螺旋钻成孔灌注桩,当设计不考虑承力时,孔底虚土容许厚度可适当放宽。 第324条钢筋笼的直径除符合设计尺寸外,并应符合下列要求: 对于沉管成孔,从管内埋设的钢筋笼,其外径至少比桩管内径小6厘米; 对于用导管灌注水下混凝土的桩,其钢筋笼内径应比导管连接处的外径大10厘米以上。
第325条分段制作的钢筋笼,其长度以5~8米为宜。搬运时应采取适当措施,防止扭转、弯曲。埋设钢筋笼时,要对准孔位,吊直扶稳,缓缓下沉,避免碰撞孔壁。钢筋笼下放到设计位置后,应立即固定。
两段钢筋笼连接时应采用焊接。
第326条灌注水下混凝土时,可在钢筋笼上设置定位钢筋环、混凝土垫块,或在埋设钢筋笼前于孔中对称设置3~4根导向钢管或导向钢筋,以确保保护层厚度。
第327条在素混凝土桩顶采用构造连接插筋时,必须沿桩周对称、均匀、垂直插入。
第328条钢筋笼的制作偏差应符合下列规定: 主筋间距±10毫米; 箍筋间距±20毫米; 钢筋笼直径±10毫米; 钢筋笼长度±100毫米。
第329条钢筋笼保护层偏差:水下灌注混凝土的桩±20毫米; 非水下灌注混凝土的桩±10毫米。
第3210条粗骨料可用卵石或碎石,其最大粒径,用于沉管灌注桩及配筋混凝土不宜大于5厘米,并不得大于钢筋间最小净距的1/3,用于直接在成孔中灌注的素混凝土,不得大于桩径的1燉4,一般以不大于7厘米为宜。细骨料应选用干净的中、粗砂。
第3211条检查成孔质量合格后应尽快灌注混凝土。对于水下混凝土及沉管成孔从管内灌注混凝土的桩,在灌注过程中应用浮标或测锤测定混凝土的灌注高度,以检查灌注质量。灌注桩的灌注充盈系数(实际灌注混凝土体积与按设计桩身直径计算体积之比)不得小于1;一般土质为1.1;软土为1.2~1.3。
第3212条当气温在摄氏零度以下灌注混凝土时,应对混凝土采取加热保暖措施,在桩顶强度未达设计标号50%以前不得受冻。在冻胀土、膨胀土地区施工灌注桩时,应按设计要求做好防冻胀、防膨胀的处理。
(Ⅱ)螺旋钻成孔灌注桩
第3213条螺旋钻成孔灌注桩宜用于地下水位以上的一般粘性土、砂土及人工填土地基,不宜用于地下水位以下的上述各类土及碎石土、淤泥和淤泥质土地基。
第3214条不同类别的土层宜选用不同型式的钻头。
一、尖底钻头:适用于粘性土层,如在刃口上镶焊硬质合金刀头,并可钻硬土及冻土;
二、平底钻头:适用于松散土层(见参考资料三图81)。
三、耙式钻头:适用于含有大量砖头、瓦块的杂填土层(见参考资料三82)。 四、筒式钻头:适用于钻混凝土块、条石等障碍物,每次钻取厚度应小于筒身高度,钻进时应适当加水冷却(见参考资料三83)。
第3215条钻孔时应遵守下列规定:
一、安装有筒式出土器的钻机,为便于钻头迅速、准确地对准桩位,可在桩位上放置定位圆环(见参考资料三图84);
二、开始钻进,或穿过软硬土层交界处时,应保证钻杆垂直,缓慢进尺;在含砖头、瓦块的杂填土层或含水量较大的软塑粘性土层中钻进时,应尽量减少钻杆晃动,以免扩大孔径;
三、采用长螺旋钻孔到要求深度时,一般应在原处空转清土,然后停止回转,提升钻杆。如孔底虚土超过容许厚度,应用辅助工具(掏土或夯土工具)或二次投钻清底;
四、采用短螺旋钻孔时,每次钻进深度应与螺旋长度大致相同;
五、当出现钻杆跳动,机架摇晃,钻不进尺等异常情况时,应立即停车检查;钻砂土层时,钻深不宜超过地下初见水位,以防坍孔;
六、钻孔完毕,应用盖板盖好孔口,并防止在盖板上行车; 第3216条灌注混凝土时应遵守下列规定:
一、在灌注混凝土前,必须对孔深、孔径、孔壁、垂直度、孔底虚土厚度和积水深度进行复查、不合格时应及时处理;
二、必须先安放钢筋笼,然后灌注混凝土;
三、混凝土应连续灌注,分层振实;分层的高度按采用的捣固工具而定,一般不得大于1.5米;
四、灌注混凝土至桩顶时,应适当超过桩顶设计标高,以保证在凿除浮浆层后,桩顶标高和质量能符合设计要求;
五、混凝土坍落度一般采用8~10厘米。
(Ⅲ)潜水钻成孔灌注桩
第3217条潜水钻成孔灌注桩宜用于一般粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土地基,并且可以钻入基岩。潜水钻机尤适于在地下水位较高的土层中成孔。
第3218条护筒应按下列规定设置:
一、地表土层较好,开钻后不坍孔的场地,可不埋设护筒;
二、在杂填土或松软土层中钻孔时,应埋设护筒,以起定位、保护孔口、维持水头等作用;护筒用钢板制作,内径应比钻头直径大10厘米,埋入土中深度不宜小于1.0米,在护筒顶部应开设1~2个溢浆口;
三、应保持护筒的位置正确、稳定,护筒与坑壁之间应用无杂质的粘土填实;护筒中心与桩位中心的偏差不得大于5厘米。
第3219条用泥浆护壁、排碴应符合下列要求:
一、在粘土、亚粘土层中钻孔时,可注射清水,以原土造浆护壁、排碴,当穿过砂夹层时,为防止坍孔,宜投入适量粘土以加大泥浆稠度;
二、如砂夹层较厚,或在砂土中钻孔,应采用制备泥浆;泥浆的稠度应控制适当,过稠影响钻进速度,过稀不利于护壁、排碴。注入干净泥浆的比重应控制在1.1左右,排
出泥浆的比重宜为1.2~1.4;当穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层时,排出泥浆的比重可增大至1.3~1.5;
三、泥浆可就地选择塑性指数Ip≥10的粘性土除去杂质后调制; 四、施工中应勘测泥浆比重,并应定期测定粘度、含砂量和胶体率。 注:参考的控制值:粘度为18~22秒;含砂量不大于4%;胶体率不小于90%。 第3220条不同类别的土层应采用不同型式的钻头:
一、一般粘性土、淤泥和淤泥质土及砂土,宜用笼式钻头(参考资料三图10); 二、穿过不厚的砂夹卵石层,或在强风化岩层中钻进时,可用镶焊硬质合金刀头的笼式钻头;
三、遇孤石或旧基础时,可用带硬质合金齿的筒式钻头钻穿(见参考资料三图83)。
第3221条应根据土层类别、孔径大小、钻孔深度、供水量,以确定相应的钻进速度:
一、对于淤泥和淤泥质土,最大钻进速度不宜大于1米/分钟;对于其它土层,钻进速度以钻机不超负荷为准;
二、在风化岩或其它硬土层中的钻进速度以钻机不产生跳动为准。
第3222条钻进中出现缩颈、坍孔时,可加大泥浆比重以稳孔护壁,也可于缩颈、坍孔段投入粘土、泥膏,使潜水钻空转不进尺进行固壁。当缩颈、坍孔严重,或泥浆突然漏失时,应立即回填粘土,待孔壁稳定后再钻。钻孔倾斜时,可往复扫孔纠正,如纠正无效,应于孔中局部回填粘土至偏孔处0.5米以上,重新钻进。
第3223条清孔应按下列规定进行:
一、对以原土造浆的钻孔,钻到设计孔深时,可使钻机空转不进尺,同时射水,待孔底残余的泥块已磨成浆,排出泥浆比重降到1.1左右(或以手触泥浆无颗粒感觉),即可认为清孔已合格;
二、对注入制备泥浆的钻孔,可采用换浆法清孔,至换出泥浆比重小于1.15~1.25时为合格;
三、孔底沉碴(或沉淤)厚度应符合表323规定;清孔完毕,应立即灌注水下混凝土。
第3224条利用各种地质钻机或其它设备改装的正、反循环钻机钻孔,可参照潜水钻成孔灌注桩条例执行。
(Ⅳ)机动洛阳铲挖孔灌注桩
第3225条机动洛阳铲挖孔灌注桩宜用于地下水位以上的一般粘性土、黄土和人工填土地基,不宜用于地下水位以下的上述各类土及碎石土、砂土地基。
第3226条挖孔时应符合下列规定:
一、开挖前,自由悬吊的铲具中心应对准桩孔中心,提升铲具,直接开孔挖土; 二、铲具提升高度:开孔时以1~2米为宜,挖深4米以后,可加大落距,但不宜大于3米。
第3227条挖孔遇到障碍,可采取下列措施:
一、挖干硬土层困难时,可向孔中适量加水,将土浸湿、化软,以提高挖孔效率; 二、挖软弱土层时,可向孔中投入干土或石灰;
三、挖含有砖瓦、石块的杂填土时,可在铲具刃口内侧均匀立焊6~8块小钢板,以利将土兜住提出;
四、遇孤石可换用冲锤击碎,或放小炮爆碎后挖取。
第3228条挖孔过程中发现偏斜时,可降低铲具的提升高度,反复修孔,逐步纠正;如偏斜较大,可在偏斜一边紧靠土壁插入25~50毫米钢管强行纠正。
第3229条挖孔到设计深度,经检查合格,应即安放钢筋笼,灌注混凝土。混凝土应分层振捣密实,坍落度一般宜用6~8厘米。
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