8、5,桩基础8。5 1、摩擦型桩分为端承摩擦桩和摩擦桩、端承摩擦桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受 摩擦桩的桩端阻力可忽略不计。桩顶竖向荷载全部由桩侧阻力承受、端承型桩分为摩擦端承桩和端承桩 摩擦端承桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受、端承桩的桩侧阻力可忽略不计.桩顶竖向荷载全部由桩端阻力承受，8,5 2。同一结构单元的桩基,由于采用压缩性差异较大的持力层或部分采用摩擦桩、部分采用端承桩.常引起较大不均匀沉降。导致建筑物构件开裂或建筑物倾斜。在地震荷载作用下、摩擦桩和端承桩的沉降不同，如果同一结构单元的桩基同时采用部分摩擦桩和部分端承桩,将导致结构产生较大的不均匀沉降 岩溶地区的嵌岩桩在成孔中常发生漏浆 塌孔和埋钻现象，给施工造成困难,因此应首先考虑利用上覆土层作为桩端持力层的可行性 利用上覆土层作为桩端持力层的条件是上覆土层必须是稳定的土层,其承载力及厚度应满足要求，上覆土层的稳定性的判定至关重要,在岩溶发育区、当基岩上覆土层为饱和砂类土时。应视为地面易塌陷区、不得作为建筑场地、必须用作建筑场地时 可采用嵌岩端承桩基础、同时采取勘探孔注浆等辅助措施.基岩面以上为黏性土层。黏性土有一定厚度且无土洞存在或可溶性岩面上有砂岩 泥岩等非可溶岩层时、上覆土层可视为稳定土层 当上覆黏性土在岩溶水上下交替变化作用下可能形成土洞时.上覆土层也应视为不稳定土层 在深厚软土中，当基坑开挖较深时、基底土的回弹可引起桩身上浮。桩身开裂,影响单桩承载力和桩身耐久性.应引起高度重视 设计时应考虑加强桩身配筋，支护结构设计时应采取防止基底隆起的措施、同时应加强坑底隆起的监测、承台及地下室周围的回填土质量对高层建筑抗震性能的影响较大 规范均规定了填土压实系数不小于0,94.除要求施工中采取措施尽量保证填土质量外。可考虑改用灰土回填或增加一至两层混凝土水平加强条带,条带厚度不应小于0、5m。关于桩 土，承台共同工作问题.各地区根据工程经验有不同的处理方法，如混凝土桩复合地基、复合桩基 减少沉降的桩基,桩基的变刚度调平设计等。实际操作中应根据建筑物的要求和岩土工程条件以及工程经验确定设计参数。无论采用哪种模式。承台下土层均应当是稳定土层，液化土,欠固结土，高灵敏度软土，新填土等皆属于不稳定土层，当沉桩引起承台土体明显隆起时也不宜考虑承台底土层的抗力作用 8、5,3，本条规定了摩擦型桩的桩中心距限制条件。主要为了减少摩擦型桩侧阻叠加效应及沉桩中对邻桩的影响。对于密集群桩以及挤土型桩 应加大桩距。非挤土桩当承台下桩数少于9根。且少于3排时,桩距可不小于2。5d 对于端承型桩，特别是非挤土端承桩和嵌岩桩桩距的限制可以放宽.扩底灌注桩的扩底直径,不应大于桩身直径的3倍、是考虑到扩底施工的难易和安全.同时需要保持桩间土的稳定 桩端进入持力层的最小深度 主要是考虑了在各类持力层中成桩的可能性和难易程度,并保证桩端阻力的发挥，桩端进入破碎岩石或软质岩的桩。按一般桩来计算桩端进入持力层的深度。桩端进入完整和较完整的未风化,微风化，中等风化硬质岩石时.入岩施工困难 同时硬质岩已提供足够的端阻力 规范条文提出桩周边嵌岩最小深度为0。5m.桩身混凝土最低强度等级与桩身所处环境条件有关，有关岩土及地下水的腐蚀性问题，牵涉腐蚀源，腐蚀类别.性质。程度、地下水位变化,桩身材料等诸多因素.现行国家标准.岩土工程勘察规范,GB 50021,混凝土结构设计规范，GB，50010.工业建筑防腐蚀设计规范 GB、50046、混凝土结构耐久性设计规范,GB.T、50476等不同角度作了相应的表述和规定。为了便于操作.本条将桩身环境划分为非腐蚀环境。包括微腐蚀环境,和腐蚀环境两大类.对非腐蚀环境中桩身混凝土强度作了明确规定.腐蚀环境中的桩身混凝土强度,材料 最小水泥用量.水灰比。抗渗等级等还应符合相关规范的规定,桩身埋于地下,不能进行正常维护和维修.必须采取措施保证其使用寿命、特别是许多情况下桩顶附近位于地下水位频繁变化区 对桩身混凝土及钢筋的耐久性应引起重视，灌注桩水下浇筑混凝土目前大多采用商品混凝土 混凝土各项性能有保障的条件下，可将水下浇筑混凝土强度等级达到C45。当场地位于坡地且桩端持力层和地面坡度超过10、时,除应进行场地稳定验算并考虑挤土桩对边坡稳定的不利影响外，桩身尚应通长配筋、用来增加桩身水平抗力,关于通长配筋的理解应该是钢筋长度达到设计要求的持力层需要的长度。采用大直径长灌注桩时 宜将部分构造钢筋通长设置 用以验证孔径及孔深.8.5 6。为保证桩基设计的可靠性、规定除设计等级为丙级的建筑物外、单桩竖向承载力特征值应采用竖向静载荷试验确定 设计等级为丙级的建筑物可根据静力触探或标准贯入试验方法确定单桩竖向承载力特征值,用静力触探或标准贯入方法确定单桩承载力已有不少地区和单位进行过研究和总结 取得了许多宝贵经验。其他原位测试方法确定单桩竖向承载力的经验不足，规范未推荐、确定单桩竖向承载力时。应重视类似工程,邻近工程的经验.试桩前的初步设计 规范推荐了通用的估算公式、8 5,6、1、式中侧阻、端阻采用特征值，规范特别注明侧阻 端阻特征值应由当地载荷试验结果统计分析求得。减少全国采用同一表格所带来的误差、嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中等风化硬质岩石的嵌岩桩 规范给出了单桩竖向承载力特征值的估算式、8,5、6.2.只计端阻.简化计算的意义在于硬质岩强度超过桩身混凝土强度，设计以桩身强度控制.桩长较小时再计入侧阻,嵌岩阻力等已无工程意义。当然。嵌岩桩并不是不存在侧阻力、有时侧阻和嵌岩阻力占有很大的比例.对于嵌入破碎岩和软质岩石中的桩,单桩承载力特征值则按公式。8，5、6,1、进行估算，为确保大直径嵌岩桩的设计可靠性，必须确定桩底一定深度内岩体性状,此外。在桩底应力扩散范围内可能埋藏有相对软弱的夹层。甚至存在洞隙。应引起足够注意。岩层表面往往起伏不平 有隐伏沟槽存在,特别在碳酸盐类岩石地区,岩面石芽 溶槽密布 此时桩端可能落于岩面隆起或斜面处,有导致滑移的可能,因此。规范规定在桩底端应力扩散范围内应无岩体临空面存在。并确保基底岩体的稳定性,实践证明、作为基础施工图设计依据的详细勘察阶段的工作精度。满足不了这类桩设计施工的要求.因此，当基础方案选定之后。还应根据桩位及要求进行专门性的桩基勘察。以便针对各个桩的持力层选择入岩深度.确定承载力.并为施工处理等提供可靠依据、8,5,7.8。5，8.单桩水平承载力与诸多因素相关、单桩水平承载力特征值应由单桩水平载荷试验确定,规范特别写入了带承台桩的水平载荷试验，桩基抵抗水平力很大程度上依赖于承台侧面抗力，带承台桩基的水平载荷试验能反映桩基在水平力作用下的实际工作状况.带承台桩基水平载荷试验采用慢速维持荷载法 用以确定长期荷载下的桩基水平承载力和地基土水平反力系数，加载分级及每级荷载稳定标准可按单桩竖向静载荷试验的办法，当加载至桩身破坏或位移超过30mm，40mm.软土取大值，时停止加载.卸载按2倍加载等级逐级卸载,每30min卸一级载。并于每次卸载前测读位移。根据试验数据绘制荷载位移H0.X0曲线及荷载位移梯度H0。X0、H0。曲线.取H0.X0，H0。曲线的第一拐点为临界荷载。取第二拐点或H0,X0曲线的陡降起点为极限荷载，若桩身设有应力测读装置.还可根据最大弯矩点变化特征综合判定临界荷载和极限荷载，对于重要工程,可模拟承台顶竖向荷载的实际状况进行试验,水平荷载作用下桩基内各单桩的抗力分配与桩数。桩距 桩身刚度.土质性状，承台形式等诸多因素有关,水平力作用下的群桩效应的研究工作不深入,条文规定了水平力作用面的桩距较大时、桩基的水平承载力可视为各单桩水平承载力的总和、实际上在低桩承台的前提下应注重采取措施充分发挥承台底面及侧面土的抗力作用.加强承台间的连系等,当承台周围填土质量有保证时，应考虑土的抗力作用按弹性抗力法进行计算、用斜桩来抵抗水平力是一项有效的措施。在桥梁桩基中采用较多 但在一般工业与用民建筑中则很少采用、究其原因是依靠承台埋深大多可以解决水平力的问题、8.5，9.单桩抗拔承载力特征值应通过单桩竖向抗拔载荷试验确定.并应加载至破坏、试验数量 同条件下的桩不应少于3根且不应少于总抗拔桩数的1 8、5,10，本条为强制性条文、为避免基桩在受力过程中发生桩身强度破坏,桩基设计时应进行基桩的桩身强度验算，确保桩身混凝土强度满足桩的承载力要求,8。5 11。鉴于桩身强度计算中并未考虑荷载偏心。弯矩作用，瞬时荷载的影响等因素.因此 桩身强度设计必须留有一定富裕、在确定工作条件系数时考虑了承台下的土质情况,抗震设防等级,桩长、混凝土浇筑方法.混凝土强度等级以及桩型等因素。本次修订中适当提高了灌注桩的工作条件系数,补充了预应力混凝土管桩工作条件系数。考虑到高强度离心混凝土的延性差、加之沉桩中对桩身混凝土的损坏,加工过程中已对桩身施加轴向预应力等因素，结合日本，广东省的经验，将工作条件系数规定为0 55。0、65.日本。美国及广东省等规定管桩允许承载力，相当于承载力特征值 应满足下式要求、Ra。0、25。ƒcu、k，σpc，AG式中 ƒcu，k.桩身混凝土立方体抗压强度 σpc，桩身混凝土有效预应力值,约为4MPa、10MPa、AG。桩身混凝土横截面积，Q、0。33.ƒcu、k.σpc，AGƒcu。k，2、18,C60。2 23。C80、ƒc,PHC桩,Q、0,33，2，23ƒc σpc,AG。当σpc、4MPa时Q。0 33。2。23ƒc,0。11ƒc.AGQ,0,699ƒcAG。当σpc、10MPa时Q,0、33,2。23ƒc 0，28ƒc AGQ 0。644ƒcAG。PC桩 Q。0 33 2。18ƒc，σpc.AG，当σpc、4MPa时Q.0、33,2 18ƒc.0、145ƒc。AGQ,0。67ƒcAG，当σpc，10MPa时Q,0 33 2 18ƒc,0，36ƒc.AGQ 0，6ƒcAG,考虑到当前管桩生产质量,软土中的抗震要求,沉桩中桩身混凝土受损以及接头焊接时高温对桩身混凝土的损伤等因素 将工作条件系数定为0，55。0、65是合理的。8，5、12 非腐蚀性环境中的抗拔桩 桩身裂缝宽度应满足设计要求、预应力混凝土管桩因增加钢筋直径有困难，考虑其钢筋直径较小、耐久性差,所以裂缝控制等级应为二级 即混凝土拉应力不应超过混凝土抗拉强度设计值 腐蚀性环境中，考虑桩身钢筋耐久性.抗拔桩和受水平力或弯矩较大的桩不允许桩身混凝土出现裂缝、预应力混凝土管桩裂缝等级应为一级。即桩身混凝土不出现拉应力.预应力管桩作为抗拔桩使用时.近期出现了数起桩身抗拔破坏的事故、主要表现在主筋墩头与端板连接处拉脱。同时管桩的接头焊缝耐久性也有问题,因此。在抗拔构件中应慎用预应力混凝土管桩 必须使用时应考虑以下几点、1 预应力筋必须锚入承台 2、截桩后应考虑预应力损失 在预应力损失段的桩外围应包裹钢筋混凝土.3.宜采用单节管桩.4,多节管桩可考虑通长灌芯，另行设置通长的抗拔钢筋，或将抗拔承载力留有余地,防止墩头拔出 5、端板与钢筋的连接强度应满足抗拔力要求.8.5.13。本条为强制性条文，地基基础设计强调变形控制原则,桩基础也应按变形控制原则进行设计、本条规定了桩基沉降计算的适用范围以及控制原则,8，5,15。软土中摩擦桩的桩基础沉降计算是一个非常复杂的问题.纵观许多描述桩基实际沉降和沉降发展过程的文献可知 土体中桩基沉降实质是由桩身压缩，桩端刺入变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用产生的整体压缩变形等多个主要分量组成，摩擦桩基础的沉降是历时数年,甚至更长时间才能完成的过程。加荷瞬间完成的沉降只占总沉降中的小部分,大部分沉降都是与时间发展有关的沉降，也就是由于固结或流变产生的沉降。因此.摩擦型桩基础的沉降不是用简单的弹性理论就能描述的问题、这就是为什么依据弹性理论公式的各种桩基沉降计算方法 在实际工程的应用中往往都与实测结果存在较大的出入,即使经过修正 两者也只能在某一范围内比较接近的原因、近年来越来越多的研究人员和设计人员理解了,目前借用弹性理论的公式计算桩基沉降，实质是一种经验拟合方法、从经验拟合这一观点出发，本规范推荐Mindlin方法和考虑应力扩散以及不考虑应力扩散的实体深基础方法,修订组收集了部分软土地区62栋房屋沉降实测资料和工程计算资料.将大量实际工程的长期沉降观测资料与各种计算方法的计算值对比 经过统计分析.最后推荐了桩基础最终沉降量计算的经验修正系数 考虑应力扩散以及不考虑应力扩散的实体深基础方法计算沉降量和沉降计算深度都有差异,从统计意义上沉降量计算的经验修正系数差异不大。8 5.16。20世纪80年代上海市开始采用为控制沉降而设置桩基的方法。取得显著的社会经济效益、目前天津，湖北、福建等省市也相继应用了上述方法.开发这种方法是考虑桩。土、承台共同工作时,基础的承载力可以满足要求。而下卧层变形过大,此时采用摩擦型桩旨在减少沉降,以满足建筑物的使用要求。以控制沉降为目的设置桩基是指直接用沉降量指标来确定用桩的数量、能否实行这种设计方法.必须要有当地的经验。特别是符合当地工程实践的桩基沉降计算方法、直接用沉降量确定用桩数量后.还必须满足本条所规定的使用条件和构造措施，上述方法的基本原则有三点，一、设计用桩数量可以根据沉降控制条件 即允许沉降量计算确定，二。基础总安全度不能降低 应按桩,土和承台共同作用的实际状态来验算、桩土共同工作是一个复杂的过程、随着沉降的发展，桩，土的荷载分担不断变化，作为一种最不利状态的控制、桩顶荷载可能接近或等于单桩极限承载力。为了保证桩基的安全度.规定按承载力特征值计算的桩群承载力与土承载力之和应大于或等于作用的标准组合产生的作用在桩基承台顶面的竖向力与承台及其上土自重之和,三,为保证桩、土和承台共同工作。应采用摩擦型桩。使桩基产生可以容许的沉降.承台底不致脱空.在桩基沉降过程中充分发挥桩端持力层的抗力,同时桩端还要置于相对较好的土层中,防止沉降过大。达不到预期控制沉降的目的、为保证承台底不脱空，当承台底土为欠固结土或承载力利用价值不大的软土时、尚应对其进行处理 8，5。18。本条是桩基承台的弯矩计算.1、承台试件破坏过程的描述.中国石化总公司洛阳设计院和郑州工学院曾就桩台受弯问题进行专题研究 试验中发现。凡属抗弯破坏的试件均呈梁式破坏的特点、四桩承台试件采用均布方式配筋，试验时初始裂缝首先在承台两个对应边的一边或两边中部或中部附近产生.之后在两个方向交替发展.并逐渐演变成各种复杂的裂缝而向承台中部合拢、最后形成各种不同的破坏模式.三桩承台试件是采用梁式配筋。承台中部因无配筋而抗裂性能较差、初始裂缝多由承台中部开始向外发展、最后形成各种不同的破坏模式。可以得出、不论是三桩试件还是四桩试件、它们在开裂破坏的过程中.总是在两个方向上互相交替承担上部主要荷载，而不是平均承担，也即是交替起着梁的作用，2。推荐的抗弯计算公式 通过对众多破坏模式的理论分析 选取图49所示的四种典模型式作为公式推导的依据、图49 承台破坏模式。a.四桩承台.b。等边三桩承台 一。c,等边三桩承台。二、d,等腰三桩承台、1、图49a四桩承台破坏模式系屈服线将承台分成很规则的若干块几何块体 设块体为刚性的，变形略去不计。最大弯矩产生于屈服线处、该弯矩全部由钢筋来承担.不考虑混凝土的拉力作用、则利用极限平衡方法并按悬臂梁计算 Mx、Niyi。My，Nixi，2.图49b是等边三桩承台具有代表性的破坏模式,可利用钢筋混凝土板的屈服线理论，按机动法的基本原理来推导公式得,1、由图49c的等边三桩承台最不利破坏模式、可得另一个公式即。式 1.考虑屈服线产生在柱边。过于理想化。式.2 未考虑柱子的约束作用 是偏于安全的，根据试件破坏的多数情况 采用。1。2，二式的平均值为规范的推荐公式,8。5,18,3.3 由图49d。等腰三桩承台典型的屈服线基本上都垂直于等腰三桩承台的两个腰.当试件在长跨产生开裂破坏后.才在短跨内产生裂缝,因此根据试件的破坏形态并考虑梁的约束影响作用 按梁的理论给出计算公式 式.3、未考虑柱子的约束影响。偏于安全,而式,4，考虑屈服线通过往边缘处。又不够安全。今采用两式的平均值作为推荐公式，8，5,18,4，上述所有三桩承台计算的M值均指由柱截面形心到相应承台边的板带宽度范围内的弯矩、因而可按此相应宽度采用三向配筋、8，5 19。柱对承台的冲切计算方法 本规范在编制时曾考虑了以下两种计算方法.方法一为冲切临界截面取柱边0.5h0处 当冲切临界截面与桩相交时，冲切力扣除相交那部分单桩承载力。采用这种计算方法的国家有美国.新西兰,我国20世纪90年代前一些设计单位亦多采用此法、方法二为冲切锥体取柱边或承台变阶处至相应桩顶内边缘连线所构成的锥体并考虑了冲跨比的影响,原苏联及我国.建筑桩基技术规范,JGJ、94均采用这种方法 计算结果表明、这两种方法求得的柱对承台冲切所需的有效高度是十分接近的。相差约5.左右 考虑到方法一在计算过程中需要扣除冲切临界截面与柱相交那部分面积的单桩承载力、为避免计算上繁琐 本规范推荐采用方法二。本规范公式，8,5 19,1.中的冲切系数是按λ,1时与我国现行 混凝土结构设计规范.GB、50010的受冲切承载力公式相衔接。即冲切破坏锥体与承台底面的夹角为45、时冲切系数α、0。7提出来的,图50及图51分别给出了采用本规范和美国ACI。318计算的一典型九桩承台内柱对承台冲切，角桩对承台冲切所需的承台有效高度比较表、其中桩径为800mm，柱距为2400mm,方柱尺寸为1550mm，承台宽度为6400mm,按本规范算得的承台有效高度与美国ACI、318规范相比较略偏于安全。但是.美国钢筋混凝土学会CRSI手册认为由角桩荷载引起的承台角隅45，剪切破坏较之角桩冲切破坏更为不利、因此尚需验算距柱边h0承台角隅45。处的抗剪强度，8。5,20 本条为强制性条文、桩基承台的柱边,变阶处等部位剪力较大,应进行斜截面抗剪承载力验算.图51.角桩对承台冲切承台有效高度比较8.5 21 桩基承台的抗剪计算,在小剪跨比的条件下具有深梁的特征、关于深梁的抗剪问题.近年来我国已发表了一系列有关的抗剪强度试验报告以及抗剪承载力计算文章,尽管文章中给出的抗剪承载力的表达式不尽相同、但结果具有很好的一致性 本规范提出的剪切系数是通过分析和比较后确定的，它已能涵盖深梁，浅梁不同条件的受剪承载力、图52给出了一典型的九桩承台的柱边剪切所需的承台有效高度比较表，按本规范求得的柱边剪切所需的承台有效高度与美国ACI、318规范求得的结果是相当接近的、图52，柱边剪切承台有效高度比较8、5，22,本条为强制性条文、桩基承台与柱、桩交界处承受较大的竖向力，设计时应进行局部受压承载力计算.8、5、23，承台之间的连接，通常应在两个互相垂直的方向上设置连系梁.对于单层工业厂房排架柱基础横向跨度较大。设置连系梁有困难,可仅在纵向设置连系梁、在端部应按基础设计要求设置地梁。