《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ942008簡介

《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008簡介《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ94-2008簡介二OO八年六月廣州1。增加內(nèi)容減少差異沉降和承臺內(nèi)力的變剛度調(diào)平設(shè)計;樁基耐久性規(guī)定;后注漿灌注樁承載力計算與施工工藝;軟土地基減沉復合疏樁基礎(chǔ)設(shè)計;考慮樁徑因素的Mindlin應(yīng)力解計算單樁、單排樁和疏樁基礎(chǔ)沉降;抗壓樁與抗拔樁樁身承載力計算;長螺旋鉆孔壓灌混凝土后插鋼筋籠灌注樁施工方法;預應(yīng)力混凝土空心樁承載力計算與沉樁等修訂概況2。調(diào)整內(nèi)容基樁和復合基樁承載力設(shè)計取值與計算;單樁側(cè)阻力和端阻力經(jīng)驗參數(shù);嵌巖樁嵌巖段側(cè)阻力系數(shù)和端阻力系數(shù);等效作用分層總和法計算樁基沉降經(jīng)驗系數(shù);鉆孔灌注樁孔底沉渣厚度控制標準等第一章總則樁基的設(shè)計與施工,應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、上部結(jié)構(gòu)類型、使用功能、荷載特征、施工技術(shù)條件與環(huán)境,重視地方經(jīng)驗,因地制宜;注重概念設(shè)計,合理選擇樁型與成樁工藝,優(yōu)化布樁,節(jié)約資源;強化施工質(zhì)量控制與管理。第二章術(shù)語1樁基由設(shè)置于巖土中的樁和與樁頂聯(lián)結(jié)的承臺共同組成的基礎(chǔ)或由柱與樁直接聯(lián)結(jié)的單樁基礎(chǔ)。2復合樁基由基樁和承臺下地基土共同承擔荷載的樁基礎(chǔ)。3基樁樁基礎(chǔ)中的單樁。4復合基樁單樁及其對應(yīng)面積的承臺底地基土組成的復合承載基樁。5減沉復合疏樁基礎(chǔ)軟土地基天然地基承載力基本滿足要求的情況下,為減小沉降采用疏布摩擦型樁的復合樁基。6單樁豎向極限承載力標準值單樁在豎向荷載作用下到達破壞狀態(tài)前或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時所對應(yīng)的最大荷載。7極限側(cè)阻力標準值相應(yīng)于樁頂作用極限荷載時,樁身側(cè)表面所發(fā)生的巖土阻力。8極限端阻力標準值相應(yīng)于樁頂作用極限荷載時,樁端所發(fā)生的巖土阻力。9單樁豎向承載力特征值單樁豎向極限承載力標準值除以安全系數(shù)后的承載力值。10變剛度調(diào)平設(shè)計考慮上部結(jié)構(gòu)形式、荷載和地層分布以及相互作用效應(yīng),通過調(diào)整樁徑、樁長、樁距等改變基樁支承剛度分布,以使建筑物沉降趨于均勻、承臺內(nèi)力降低的設(shè)計方法。11承臺效應(yīng)系數(shù)豎向荷載下,承臺底地基土承載力的發(fā)揮率。12負摩阻力樁周土由于自重固結(jié)、濕陷、地面荷載作用等原因而產(chǎn)生大于基樁的沉降所引起的對樁表面的向下摩阻力。13下拉荷載作用于單樁中性點以上的負摩阻力之和。14土塞效應(yīng)敞口管樁沉樁過程中土體涌入管內(nèi)形成的土塞,對樁端阻力的發(fā)揮程度的影響效應(yīng)。15灌注樁后注漿灌注樁成樁后一定時間,通過預設(shè)于樁身內(nèi)的注漿導管及與之相連的樁端、樁側(cè)注漿閥注入水泥漿,使樁端、樁側(cè)土體(包括沉渣和泥皮)得到加固,從而提高單樁承載力,減小沉降。16樁基等效沉降系數(shù)彈性半無限體中群樁基礎(chǔ)按Mindlin解計算沉降量與按等代墩基Boussinesq解計算沉降量之比,用以反映Mindlin解應(yīng)力分布對計算沉降的影響。第三章基本設(shè)計規(guī)定3-1兩類極限狀態(tài)1承載能力極限狀態(tài)(1)基于以下三方面原因,計算模式作適當調(diào)整與《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50007-2002的計算模式一致;不同樁型和工藝對承載力的影響,由試樁Quk或QukqSiK,qPk,ak反映;JGJ94-94的概率極限狀態(tài)設(shè)計模式實屬不完整的可靠性分析,短期內(nèi)不可能實現(xiàn)突破。以綜合安全系數(shù)K取代原規(guī)范的荷載分項系數(shù)?G、?Q和抗力分項系數(shù)?s、?p;以單樁豎向極限承載力標準值Quk為抗力R的參數(shù);以荷載效應(yīng)標準組合Sk為作用力;設(shè)計表達式為:Sk≤RQuk,K或Sk≤RqSiK,qPk,ak,KJGJ94-94Sd≤RQuk,?s、?pSd≤RqsiK,qsk,ak,?s、?p本規(guī)范規(guī)定采用單樁極限承載力標準值作為樁基承載力設(shè)計計算的基本參數(shù)。試驗單樁極限承載力標準值指通過不少于2根的單樁現(xiàn)場靜載試驗確定的,反映特定地質(zhì)條件、樁型與工藝、幾何尺寸的單樁極限承載力代表值。計算單樁極限承載力標準值指根據(jù)特定地質(zhì)條件、樁型與工藝、幾何尺寸、以極限側(cè)阻力標準值和極限端阻力標準值的統(tǒng)計經(jīng)驗值計算的單樁極限承載力標準值。關(guān)于“單樁極限承載力標準值”的說明(2)安全度水準由于樓面均布活荷載標準值提高了33%,可變荷載組合值系數(shù)提高了17%,故樁的支承阻力安全度較JGJ94-94規(guī)范有所提高;由于基本組合的荷載分項系數(shù)由1.25提高至1.35,樓面均布活荷載值提高33%,以及鋼筋和混凝土強度設(shè)計值略有降低,故樁身與承臺結(jié)構(gòu)安全度水準提高12%以上。2正常使用極限狀態(tài)與原規(guī)范基本一致甲級:第一大類:功能重要、荷載大、重心高、風載和地震作用效應(yīng)大(1)重要建筑物(2)30層以上或高度超過100m的高層建筑第二大類:荷載和剛度分布極為不均,對差異沉降適應(yīng)能力差(3)體型復雜,層數(shù)相差超過10層的高低層含純地下室連體建筑(4)20層以上框架-核心筒結(jié)構(gòu)及其他對差異沉降有特殊要求的建筑3-2樁基設(shè)計等級劃分第三大類:場地、環(huán)境條件特殊(5)場地和地基條件復雜的七層以上的一般建筑及坡地、岸邊建筑(6)對相鄰既有工程影響較大的建筑乙級:甲級、丙級以外的建筑;丙級:場地和地基條件簡單、荷載分布均勻的七層及七層以下的一般建筑。3-3樁基承載力計算和穩(wěn)定性驗算1豎向承載力、水平承載力(視條件)計算;2樁身(含樁身壓曲、鋼管樁局部壓曲)和承臺結(jié)構(gòu)承載力計算;3軟弱下臥層驗算;4坡地、岸邊樁基整體穩(wěn)定性驗算;5抗浮、抗拔樁基的抗拔承載力(基樁和群樁)驗算;6抗震設(shè)防區(qū)抗震承載力驗算。3-4樁基變形計算1應(yīng)計算沉降的樁基(1)設(shè)計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基;(2)設(shè)計等級為乙級的體型復雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基;(3)軟土地基多層建筑減沉復合疏樁基礎(chǔ)。2應(yīng)計算水平位移的樁基受水平荷載較大、或?qū)λ轿灰朴袊栏裣拗频臉痘?-5樁基設(shè)計采用的作用效應(yīng)、抗力1布樁時,荷載效應(yīng)采用標準組合;抗力為基樁或復合基樁承載力特征值。2計算沉降和水平位移時,按荷載效應(yīng)準永久組合。計算水平地震和風載引起的水平位移時,按荷載效應(yīng)標準組合。3計算樁基結(jié)構(gòu)承載力時,采用荷載效應(yīng)基本組合。驗算坡地、岸邊樁基整體穩(wěn)定性時,采用荷載效應(yīng)標準組合(由于采用綜合安全系數(shù))。地震設(shè)防區(qū),采用水平地震作用效應(yīng)和荷載效應(yīng)標準組合。3-6變剛度調(diào)平設(shè)計以減小差異沉降和承臺內(nèi)力為目標的變剛度調(diào)平設(shè)計,宜結(jié)合具體條件按下列規(guī)定實施:(1)對于主裙樓連體建筑,當高層主體采用樁基時,裙房(含純地下室)的地基或樁基剛度宜相對弱化,可采用天然地基、復合地基、疏樁或短樁基礎(chǔ)。(2)對于框架-核心筒結(jié)構(gòu)高層建筑樁基,應(yīng)加強核心筒區(qū)域樁基剛度(如適當增加樁長、樁徑、樁數(shù)、采用后注漿等措施),相對弱化核心筒外圍樁基剛度。(3)對于框架-核心筒結(jié)構(gòu)高層建筑天然地基承載力滿足要求的情況下,宜于核心筒區(qū)域設(shè)置增強剛度、減小沉降的摩擦型樁。(4)對于大體量筒倉、儲罐的摩擦型樁基,宜按內(nèi)強外弱原則布樁。(5)對上述按變剛度調(diào)平設(shè)計的樁基,宜進行上部結(jié)構(gòu)?承臺?樁?土共同工作分析。1天然地基箱形基礎(chǔ)變形特征圖3-6-1北京中信國際大廈箱基沉降等值線(s單位:cm)高104m,框筒結(jié)構(gòu),雙層箱基高11.8m;S12.5cm;△S0.004L。2樁筏基礎(chǔ)的變形特征圖3-6-2南銀大廈樁筏基礎(chǔ)沉降等值線(建成一年,s單位:cm)高113m,框筒結(jié)構(gòu),φ400PHC樁,L11m,均勻布樁,筏板厚2.5m,建成一年△S0.002L。3均勻布樁樁頂反力分布特征圖3-6-3武漢某大廈樁箱基礎(chǔ)樁頂反力分布高層框剪結(jié)構(gòu),φ500PHC樁,L22m,均勻布樁;中、邊樁反力比1:1.94碟形沉降和馬鞍形反力分布的負面效應(yīng)(1)碟形沉降引起承臺、上部結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力(2)馬鞍形反力分布導致基礎(chǔ)的整體彎矩、沖切力、剪力增大以圖3-6-1北京中信國際大廈為例,整體彎矩較均布反力增加16.2%;對于圖3-6-3所示樁箱基礎(chǔ)反力,整體彎矩較均布反力將增加50%以上。5變剛度調(diào)平設(shè)計圖3-6-4均勻布樁與變剛度調(diào)平布樁的變形與反力示意圖3-6-5變剛度布樁模式?變形與反力示意(1)減小荷載傳遞路徑(2)實現(xiàn)抗力與荷載局部平衡(3)考慮相互作用效應(yīng),增強荷載高集度區(qū)的基樁剛度調(diào)整樁長,樁徑等?變剛度調(diào)平概念設(shè)計要點?變剛度調(diào)平設(shè)計績效(1)降低差異沉降(2)減小承臺沖,剪,彎矩.6試驗驗證(中國建筑科學研究院與河北省建筑科學研究院合作完成)(1)變樁長模型試驗粉質(zhì)粘土地基,20層框筒結(jié)構(gòu)1/10現(xiàn)場模型試驗圖3-6-6等樁長與變樁長模型試驗表3-6-1樁頂反力(F3250KN)(2)核心筒局部增強模型試驗粉質(zhì)粘土地基,20層框筒結(jié)構(gòu)1/10現(xiàn)場模型試驗圖3-6-8天然地基與局部增強地基模型試驗(a)天然地基筏板基礎(chǔ)(b)天然地基局部增強剛性樁復合地基(d150mm,L2m)(c)天然地基沉降等值線(d)天然地基局部增強沉降等值線7變剛度調(diào)平概念設(shè)計成效建成3年以上項目:北京皂君廟電信樓、山東農(nóng)業(yè)銀行大廈、北京長青大廈等10余項工程樁基設(shè)計進行優(yōu)化,取得顯著技術(shù)經(jīng)濟效益。S≤40mm,△S≤0.0008L。剛建成或在建項目:北京電視中心、北京萬豪大酒店、威海海悅國際大酒店、北京國際財源中心、望京嘉美風尚酒店、嘉美風尚寫字樓,陜西法華寺合十舍利塔等工程的樁基礎(chǔ)均采用變剛度調(diào)平概念設(shè)計。3-7樁的選型與布置1基樁分類1.1按承載性狀分:(1)摩擦型樁:摩擦樁、端承摩擦樁;(2)端承型樁:端承樁、摩擦端承樁;1.2按成樁方法分(1)非擠土樁(2)部分擠土樁(3)擠土樁1.3按樁徑分:(1)小直徑樁:d≤250mm;(2)中等直徑樁:250mmd800mm;(3)大直徑樁:d?800mm2樁型、施工工藝選擇(1)對于框架-核心筒樁基宜選擇基樁尺寸和承載力可調(diào)性較大的樁型和工藝。(2)擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥質(zhì)土層時,應(yīng)局限于多層住宅樁基。3基樁最小中心距考慮到擠土樁工程事故多發(fā),主要由于擠土導致樁土上涌,樁縮頸斷裂,沉降大增。將其最小樁距適當調(diào)整。當施工中采取減小擠土效應(yīng)的可靠措施時,可適當減小。4基樁選型誤區(qū)(1)凡嵌巖樁必為端承樁(?)導致嵌巖深度加大,工期延長,造價提高(2)將擠土沉管灌注樁用于高層建筑(?)由于擠土效應(yīng)造成斷樁、縮頸、上浮,事故頻發(fā)且嚴重,如:東北某會展中心全部樁報廢;云南某大廈筏板開裂,不得不加固處理。(3)預制樁質(zhì)量穩(wěn)定性高于灌注樁(?)優(yōu)于沉管灌注樁是肯定的。但有三點應(yīng)特別注意:■沉樁擠土效應(yīng);■無法穿透硬夾層,樁長受限制;■單樁承載力可調(diào)范圍小,難于實現(xiàn)變剛度調(diào)平設(shè)計。(4)人工挖孔樁質(zhì)量可靠(?)地下水位以上人工挖孔樁可實現(xiàn)徹底清孔、直觀檢查持力層,且無斷樁縮頸現(xiàn)象。隱患:■邊挖孔邊抽水,細顆粒流失,地面下沉,乃至護壁整體脫落;■臨近新灌注混凝土樁抽水,帶走水泥,造成離析;■在流動性淤泥中挖孔,引起淤泥側(cè)向流動,導致土體失穩(wěn)滑移,將樁體推歪、推斷。(5)灌注樁不適當擴底(?)■巖石fr>混凝土fc情況下擴底,不必要;■樁側(cè)土層較好、樁長較大情況下擴底,既損失擴底端以上部分側(cè)阻力,又增加擴底費用,可能得失相當或失大于得;■將擴底端置于有軟弱下臥層的薄硬層上,增大沉降。5基樁布置(1)排列基樁時,宜使樁群承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合,并使基樁受水平力和力矩較大方向有較大抗彎截面模量。(2)對于樁箱基礎(chǔ)、剪力墻結(jié)構(gòu)樁筏(含平板和梁板式承臺)基礎(chǔ),宜將樁布置于墻下。(3)對于框架-核心筒結(jié)構(gòu)應(yīng)按荷載分布考慮相互影響,將樁相對集中布置于核心筒區(qū)域。3-8特殊條件下的樁基根據(jù)地基與土性的特殊性,合理選擇樁型、成樁工藝、樁端持力層,確保成樁質(zhì)量、承載力和整體穩(wěn)定;采取有效措施,控制樁基變形,確保正常使用狀態(tài)。1軟土地基樁基2濕陷性黃土地區(qū)樁基3季節(jié)性凍土和膨脹土地基的樁基4巖溶地區(qū)樁基5坡地、岸邊樁基6抗震設(shè)防樁基7可能出現(xiàn)負摩阻力的樁基8抗拔樁基1軟土地基樁基(1)樁端持力層宜選擇中、低壓縮性土層;(2)考慮因自重固結(jié)、場地填土、地面大面積堆載、降低地下水位等引起的樁側(cè)負摩阻力對基樁的影響;(3)考慮擠土樁的擠土效應(yīng)對環(huán)境的影響,采取相應(yīng)的措施;(4)先成樁后開挖基坑時,控制基坑挖土順序、一次開挖深度,防止土體側(cè)移。2濕陷性黃土地區(qū)樁基(1)基樁應(yīng)穿透濕陷性黃土層,進入較硬持力層;(2)設(shè)計等級為甲、乙級建筑樁基,單樁極限承載力,宜以浸水載荷試驗為主要依據(jù);(3)自重濕陷性黃土地基中的單樁極限承載力,應(yīng)考慮負摩阻力的影響。3季節(jié)性凍土、膨脹土中的樁基(1樁端進入凍深線或膨脹土的大氣影響急劇層以下的深度≮4d及1D,且≮1.5m;(2)宜采用鉆、挖孔(擴底)灌注樁;(3)基樁豎向極限承載力不計入凍脹、膨脹深度范圍內(nèi)樁側(cè)阻力外,且應(yīng)驗算樁基的抗拔穩(wěn)定性和樁身受拉承載力;(4)可沿樁周及承臺作隔凍、隔脹處理。4巖溶地區(qū)的樁基(1)巖溶地區(qū)的樁基,宜采用鉆、沖孔樁;(2)當單樁荷載較大,巖層埋深較淺時,宜采用嵌巖樁;(3)當基巖面起伏很大且埋深較大時,宜采用摩擦型灌注樁。5坡地、岸邊的樁基(1)樁端應(yīng)進入穩(wěn)定巖土層內(nèi);(2)建筑物樁基與邊坡應(yīng)保持一定的水平距離;建筑場地內(nèi)的邊坡必須確保穩(wěn)定;(3)新建坡地、岸邊建筑樁基工程應(yīng)與建筑邊坡工程統(tǒng)一規(guī)劃,設(shè)計;(4)不宜采用擠土樁;(5)應(yīng)驗算最不利荷載效應(yīng)組合下樁基的整體穩(wěn)定性和基樁水平承載力。(1)樁進入液化土層以下穩(wěn)定土層的長度應(yīng)按計算確定;對于碎石土,礫、粗、中砂,密實粉土,堅硬粘性土尚不應(yīng)小于3~5d;(2)承臺和地下室側(cè)墻周圍的回填應(yīng)采用灰土、級配砂石、壓實性較好的素土分層夯實,或灌注素混凝土;(3)當承臺周圍為可液化土或地基承載力特征值小于40kPa的軟土,可將承臺外1/2承臺寬度范圍內(nèi)的土進行加固;(4)應(yīng)考慮液化擴展對樁基的側(cè)向作用。6抗震設(shè)防區(qū)樁基7可能出現(xiàn)負摩阻力的樁基(1)場地填土,應(yīng)先填土后成樁,并采取措施保證填土和下臥層的密實度和固結(jié)度;(2)采取措施,減小大面積堆載對樁基的影響;(3)對于自重濕陷性黃土地基、欠固結(jié)土,宜先采取消除濕陷性和加速固結(jié)等有效措施;(4)對于擠土沉樁,應(yīng)采取消減擠土效應(yīng)的措施;(5)對于中性點以上的樁身可對表面進行處理,以減少負摩阻力。8抗拔樁基(1)根據(jù)環(huán)境、水土介質(zhì)確定抗浮樁的裂縫控制等級;(2)對于嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的一級裂縫控制等級,應(yīng)設(shè)置預應(yīng)力筋;一般要求不出現(xiàn)裂縫的二級裂縫控制等級,宜設(shè)置預應(yīng)力筋;(3)對于三級裂縫控制等級,應(yīng)進行樁身裂縫寬度計算;(4)當抗拔承載力要求較高時,可采用樁側(cè)后注漿、擴底等技術(shù)措施。3-9耐久性規(guī)定二類、三類環(huán)境樁基結(jié)構(gòu)混凝土耐久性基本要求(表3.5.2)、最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土強度等級、最大氯離子含量、最大堿含量;樁身裂縫控制等級及最大裂縫寬度應(yīng)根據(jù)是否設(shè)置預應(yīng)力、環(huán)境類別和水、土介質(zhì)腐蝕性等級按表3.5.3規(guī)定選用。四類、五類環(huán)境樁基結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計應(yīng)參考現(xiàn)行《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(JTJ267)、《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB50046)等相關(guān)標準執(zhí)行。第四章樁基構(gòu)造4-1基樁構(gòu)造1灌注樁(1)配筋率:0.65%~0.20%,受水平荷載樁≮8Φ12,抗壓樁和抗拔樁≮6Φ10;(2)配筋長度:1)端承型樁和位于坡地岸邊的基樁應(yīng)沿樁身等截面或變截面通長配筋;2)樁徑大于600mm的摩擦型樁配筋長度不應(yīng)小于2/3樁長;受水平荷載時,配筋長度尚不宜小于4.0/α(α見第5.7.5條);3)抗震樁基:主筋應(yīng)穿過可液化土層和軟弱土層,進入穩(wěn)定土層;4)受負摩阻力的樁、因先成樁后開挖基坑而隨地基土回彈的樁,配筋長度應(yīng)穿過軟弱土層并進入穩(wěn)定土層一定深度;5)抗拔樁基:等截面或變截面通長配筋。(3)箍筋:Φ6~Φ8@200~300,樁頂5d應(yīng)加密至100mm;(4)混凝土及保護層:1)強度等級≮C25;2)保護層≮35mm,水下灌注≮50mm;3)四類、五類環(huán)境,保護層厚度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范。2混凝土預制樁(1)最小斷面尺寸:非預應(yīng)力樁≮200mm,預應(yīng)力樁≮350mm;(2)混凝土強度等級與保護層厚度:非預應(yīng)力樁≮C30,預應(yīng)力樁≮C40,保護層≮30mm;(3)打入、靜壓的最小配筋率、箍筋與網(wǎng)片設(shè)置:錘擊沉樁≮0.8%,靜壓成樁≮0.6%;樁頂4~5d箍筋加密,并設(shè)網(wǎng)片;(4)分節(jié)長度根據(jù)施工、運輸條件確定;接頭≤3個。3預