第十八章第九節(jié)知識資料深基礎(chǔ)（二）

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁1．加載方式與穩(wěn)定判斷實驗的加荷方式應(yīng)盡可能再現(xiàn)樁的實際工作情況?！兜鼗?guī)范》規(guī)定：每級加載量宜為預(yù)估極限荷載的1/8～1/10（且不小于8級）。每級荷載作用下，樁頂沉降量延續(xù)兩次每1h不超過0.1mm，即視為已達到穩(wěn)定，可加下一級荷載。2．單樁極限承載力的決定樁的承載力可通過實驗曲線所反映的變形特征分析決定。單樁豎向極限承載力應(yīng)按下列主意決定：(1)作荷載一沉降(Q-s)曲線和其他輔助分析所需的曲線。(2)當(dāng)陡降段顯然時，取相應(yīng)于陡降段起點的荷載值。(3)當(dāng)浮上《地基規(guī)范》附錄Q.0.8第2款的情況時，取前一級荷載值。(4)Q-s曲線呈緩變型時，取樁頂總沉降量s-40mm所對應(yīng)的荷載值，當(dāng)樁長大于40m時，宜考慮樁身的彈性壓縮。(5)按上述主意判斷有艱難時，可結(jié)合其他輔助分析主意綜合判定。對樁基沉降有異常要求者，應(yīng)按照詳細情況選取。(6)參加統(tǒng)計的試樁，當(dāng)滿意其極差不超過平均值的30%時，可取其平均值為單樁豎向極限承載力。極差超過平均值的30%時，宜增強試樁數(shù)量并分析離散過大的緣故，結(jié)合工程詳細情況決定極限承載力。注：對樁數(shù)為3根及3根以下的柱下樁基，取最小值。(7)將單樁豎向極限承載力除以安全系數(shù)2，為單樁豎向承載力特征值Ra。(四)按照原位測試參數(shù)決定單樁承載力可采用靜力觸探及標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗參數(shù)決定。（五）按照巖石飽和單軸抗壓強度決定單樁承載力嵌巖灌注樁按端承樁設(shè)計，要求樁底以下3倍樁徑且不小于5m范圍內(nèi)無剛強夾層、斷裂帶、洞隙分布，在樁端應(yīng)力蔓延范圍內(nèi)無巖體臨空面。其端承力按嵌巖深度及施工條件決定。（六）經(jīng)驗法決定單樁承載力若較小工程，附近又有條件類似的勝利樁基礎(chǔ)，可借鑒其單樁承載力選用。對詳細工程應(yīng)用以上各主意對照比較綜合分析后決定單樁承載力。四、群樁承載力（1）對于端承樁基和樁數(shù)少于3根的非端承樁基，群樁的豎向承載力為各單樁承載力之和。（2）對于樁的中央距小于6倍（摩擦樁）樁徑，而樁數(shù)超過3根的樁基，可視作一假想的實體深基礎(chǔ)舉行地基驗算，并計算樁基中單樁所承受的外力和校核單樁承載力。(3)群樁中單樁承載力，應(yīng)按下列公式驗算：軸心豎向力作用下Qk≤Ra(18-107)偏心豎向力作用下，除滿意上式外，尚應(yīng)滿意下式要求Qikmax≤1.2Ra(18-108)式中：Qk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，單樁樁頂豎向力；Ra——單樁豎向承載力特征值；Fk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于樁基承臺頂面的豎向力；Gk——樁基承臺自重和承臺上土自重標(biāo)準(zhǔn)值；n——樁數(shù)；Mxk、Myk——分離為相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，作用于承臺底面通過樁群形心的x軸、y軸的力矩；xi、yi——分離為樁i至通過樁群形心的y軸、x軸線的距離；Qikmax——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合時，偏心豎向力作用下最大受力樁的豎向力；ximax、yimax——分離為最大受力樁至群樁形心y軸、x軸線的距離。當(dāng)外力作用面內(nèi)的樁距較大時，樁基的水平承載力可視為各單樁的水平承載力總和；當(dāng)承臺側(cè)面的土未經(jīng)擾動或回填良好時，應(yīng)考慮土抗力的作用；當(dāng)水平推力較大時，宜設(shè)置斜樁。【例18-25】下面哪種情況下的群樁效應(yīng)比較突出？A.間距較小的端承樁B．間距較大的端承樁C．間距較小的摩擦樁D．間距較大的摩擦樁解當(dāng)摩擦型群樁樁距較小時，群樁效應(yīng)顯著，破壞時臨近實體基礎(chǔ)破壞形式。答案：C五、樁身混凝土強度計算按樁身混凝土強度計算樁的承載力時，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度設(shè)計值乘以工作條件系數(shù)數(shù)，樁軸心受壓時樁身強度應(yīng)符合式(18-109)的規(guī)定。當(dāng)樁頂以下5倍樁身直徑范圍內(nèi)螺旋式箍筋間距不大于100mm且鋼筋耐久性得到保證的灌注樁，可適當(dāng)計入樁身縱向鋼筋的抗壓作用。Q≤Apfc(18-109)式中：fc——混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值(kPa)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010)取值；Q——相應(yīng)于作用的基本組合時的單樁豎向力設(shè)計值(kN)；Ap——樁身橫截面積(m2)；——工作條件系數(shù)，非預(yù)應(yīng)力預(yù)制樁取0.75，預(yù)應(yīng)力樁取0.55～0.65，灌注樁取0.6～0.8（水下灌注樁、長樁或混凝土強度等級高于C35時用低值）。六、沉降驗算對以下建造物的樁基應(yīng)舉行沉降計算：地基基礎(chǔ)設(shè)計等級為甲級的建造物樁基。體型復(fù)雜、荷載不勻稱或樁端以下存在剛強土層的設(shè)計等級為乙級的建造物樁基。摩擦型樁基。七、樁基礎(chǔ)設(shè)計（一）設(shè)計原則(1)建造樁基采用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法；以可靠指標(biāo)度量樁基的可靠度，采用以分項系數(shù)表達的極限狀態(tài)設(shè)計表達式舉行計算。(2)樁基極限狀態(tài)分為下列兩類：①承載能力極限狀態(tài)，對應(yīng)于樁基達到最大承載能力或整體失穩(wěn)或發(fā)生不適于繼續(xù)承載的變形。②正常使用極限狀態(tài)，對應(yīng)于樁基達到建造物正常使用所規(guī)定的變形限值或達到耐久性要求的某項限值。(3)按照建造規(guī)模、功能特征、對差異變形的適應(yīng)性、場地地基和建造物體型的復(fù)雜性以及因為樁基問題可能造成建造破壞或影響正常使用的程度，應(yīng)將樁基設(shè)計分為表18-11所列的三個設(shè)計等級。樁基設(shè)計時，應(yīng)按照表18-11決定設(shè)計等級。建造樁基設(shè)計等級表18-11設(shè)計等級建造類型(1)重要的建造(2)30層以上或高度超過100m的高層建造甲級(3)體型復(fù)雜且層數(shù)相差超過10層的高低層（含純地下室）連體建造(4)20層以上框架一核心筒結(jié)構(gòu)及其他對差異沉降有異常要求的建造(5)場地和地基條件復(fù)雜的7層以上的普通建造及坡地、岸邊建造(6)對相鄰既有工程影響較大的建造乙級除甲級、丙級以外的建造丙級場地和地基條件容易、荷載分布勻稱的7層及7層以下的普通建造①應(yīng)按照樁基的使用功能和受力特征分離舉行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算；②就對樁身和承臺結(jié)構(gòu)承載力舉行計算；對于樁側(cè)土不排水抗剪強度小于lOkPa、且長徑比大于50的樁應(yīng)舉行樁身壓屈驗算；對于混凝土預(yù)制樁應(yīng)按吊裝、運輸和錘擊作用舉行樁身承載力驗算；對于鋼管樁應(yīng)舉行局部壓屈驗算；③當(dāng)樁端平面以下存在剛強下臥層時，應(yīng)舉行剛強下臥層承載力驗算；④對位于坡地、岸邊的樁基應(yīng)舉行整體穩(wěn)定性驗算；⑤對于抗浮、抗拔樁基，應(yīng)舉行基樁和群樁的抗拔承載力計算；⑥對于抗震設(shè)防區(qū)的樁基應(yīng)舉行抗震承載力驗算。(4)下列建造樁基應(yīng)舉行沉降計算：①設(shè)計等級為甲級的非嵌巖樁和非濃厚堅硬持力層的建造樁基；②設(shè)計等級為乙級的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不勻稱或樁端平面以下存在剛強土層的建造樁基；③軟土地基多層建造減沉復(fù)合疏樁基礎(chǔ)。（二）設(shè)計步驟1．決定樁端持力層及樁長普通應(yīng)挑選較硬土層作為樁端持力層。樁端全斷面進入持力層的深度，對于黏性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石類土不宜小于d。當(dāng)存在剛強下臥層時，樁基以下硬持力層厚度不宜小于3d。2．決定樁型及單樁承載力按照結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、地質(zhì)條件、施工條件并結(jié)合以上條件綜合考慮。3．挑選布樁方式及樁距樁的布置方式可為行列式或梅花式。樁的最小中央距應(yīng)符合表18-12的規(guī)定。對于大面積樁群，尤其是擠土樁，樁的最小中央距宜按表列值適當(dāng)加大。4．設(shè)計承臺樁基承臺的構(gòu)造，除滿意抗沖切、抗剪切、抗彎承載力和上部結(jié)構(gòu)的要求外，尚應(yīng)符合下列要求：(1)承臺的寬度不應(yīng)小于500mm。邊樁中央至承臺邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長，且樁的外緣至承臺邊緣的距離不小于150mm。對于條形承臺梁，樁的外邊緣至承臺梁邊緣的距離不小于75mm；(2)承臺的最小厚度不應(yīng)小于300mm；(3)承臺的配筋，對于矩形承臺其鋼筋應(yīng)按雙向勻稱通長布置(圖18-58a)，鋼筋直徑不宜小于10mm，間距不宜大于200mm;對于三樁承臺，鋼筋應(yīng)按三向板帶勻稱布置，且最里面的三根鋼筋的三角形應(yīng)在柱截面范圍內(nèi)（圖18-58b）。承臺梁的主筋除滿意計算要求外尚應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010)關(guān)于最小配筋率的規(guī)定，主筋直徑不宜小于12mm，架立筋不宜小于10mm，箍筋直徑不宜小于6mm(18-58c)；柱下自立樁基承臺的最小配筋率不應(yīng)小于0.15%。鋼筋錨固長度自邊樁內(nèi)側(cè)（當(dāng)為圓樁時，應(yīng)將其直徑乘以0.886等效為方樁）算起，錨固長度不應(yīng)小于35倍鋼筋直徑，當(dāng)不滿意時應(yīng)將鋼筋向上彎折，此時鋼筋水平段的長度不應(yīng)小于25倍鋼筋直徑，彎折段的長度不應(yīng)小于10倍鋼筋直徑；(4)承臺混凝土強度等級不應(yīng)低于C20；縱向鋼筋的混凝土保護層厚度不應(yīng)小于70mm。當(dāng)有混凝土墊層時，不應(yīng)小于40mm；且不應(yīng)小于樁頭嵌入承臺內(nèi)的長度。樁下樁基承臺的彎矩可按以下簡化計算主意決定：樁矩形承臺計算截面取在樁邊和承臺高度變化處（杯口外側(cè)或臺階邊緣）Mx=∑Niyi(18-110)My=∑Nixi(18-111)式中：Mx、My——分離為垂直y軸和x軸方向計算截面處的彎矩設(shè)計值；xi、yi——垂直y軸和x軸方向自樁軸線到相應(yīng)計算截面的距離；Ni——扣除承臺和其上填土自重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的第i樁豎向力設(shè)計值。八、樁的負摩阻力當(dāng)因某些緣故導(dǎo)致樁側(cè)土的沉降大于樁身沉降時，土對樁的摩擦力向下作用，這種力稱為樁的負摩擦力。因為土的沉降自上而下逐漸減小，樁的沉降近似為常量，故在某深度處有一樁土沉降相同的點，稱為中性點，該點樁的軸向壓力最大。應(yīng)該計算負摩阻力的場合（1）土層自身將發(fā)生沉降。如樁穿過較松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土，進入相對較硬土層時。（2）施工環(huán)境條件起變化。如樁周存在剛強土層，而鄰近樁側(cè)地面承受局部較大的持久荷載，或地表大面積堆載時；因為降低地下水位，使樁周土中有效應(yīng)力增大，并產(chǎn)生顯著沉降時。（二）計算樁側(cè)摩阻力符合下列條件之一的樁基，當(dāng)樁周土層產(chǎn)生的沉降超過基樁的沉降時，在計算基樁承載力時應(yīng)計入樁側(cè)負摩阻力：(1)樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結(jié)土、液化土層進入相