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中华人民共和国行业标准
载体桩设计规程
Specification for design ofram-compacted piles
with bearing base
JGJ 135-2007
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:2 0 0 7年1 0月1日
中华人民共和国建设部
公 告
第649号
建设部关于发布行业标准
《载体桩设计规程》的公告
本规程由建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国建设部
2007年6月4日
前言
根据建设部建标[2004]66号文件要求,编制组在广泛调查研究,认真总结近年来的实践经验,并在广泛征求意见的基础上全面修订了本规程。本规程的主要技术内容:载体桩基的计算,承台设计和载体桩基工程质量检查与检测。
本规程的主要修订内容:1.增加了载体桩桩顶作用效应的计算;2.对用于初步设计时载体桩承载力特征值估算的参数A《进行了修订;3.增加了当载体桩持力层下存在软弱下卧层时,软弱下卧层承载力的验算;4.对原规程中沉降计算公式进行了修订。
本规程由建设部负责管理和对强制性条文的解释,由主编单位负责具体技术内容的解释。
本规程主编单位:北京波森特岩土工程有限公司(地址:北京市昌平区东小口镇太平家园3l号楼;邮政编码:102218;puissant@126.com)
本规程参编单位:中国建筑科学研究院 清华大学 天津大学建筑设计研究院 天津中怡建筑设计有限公司 北京建筑工程研究院 哈尔滨波森特建筑安装工程有限公司 陕西波森特岩土工程有限公司
本规程主要起草人员:王继忠 杨启安 李广信 闫明礼 凌光容 方继圣 沈保汉 杨立杰 麻水歧 孙玉文 戚银生 葛宝亮 季 强 杨浩军 蔺忠彦 马治国
1 总 则
1.0.1 为了使载体桩的设计做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于工业与民用建筑和构筑物的载体桩设计。
1.0.3 载体桩设计应因地制宜,综合考虑地质条件、环境条件、建筑物结构类型、荷载特征及施工设备等因素。
1.0.4 载体桩设计,除应符合本规程规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语、符号
2.1 术 语
2.1.1 填充料 filling material
为挤密桩端地基土体而填入的材料,包括碎砖、碎混凝土块、水泥拌合物、碎石、卵石及矿渣等。
2.1.2 挤密土体 soil in compacted zone
夯实填充料时周围被挤密的地基土体。
2.1.3 载体 bearing base
由混凝土、夯实填充料、挤密土体三部分构成的承载体。
2.1.4 载体桩 ram-compacted piles with bearing base
由混凝土桩身和载体构成的桩。
2.1.5 载体桩桩长 length of the ram-compacted piles withbearing base
载体桩的桩长,包括混凝土桩身长度和载体高度。
2.1.6 被加固土层 streng thened soil stratum
载体所在的土层。
2.1.7 载体桩的持力层 bearing stratum for ram-compactedpiles with composite bearing base
直接承受载体桩传递的荷载的土层。
2.1.8 三击贯入度 the total penetration of three drives
指填充料夯实完毕后,以锤径为355mm,质量为3500kg的柱锤,落距为6.0m,连续三次锤击的累计下沉量。
2.2 符号
3 基本规定
3.0.1 对无相近地质条件下成桩试验资料的载体桩设计,应事先进行成孔、成桩试验和载荷试验确定设计及施工参数。
3.0.2 被加固土层宜为粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑状态的黏性土。当软塑状态的黏性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过成桩试验和载荷试验确定载体桩的承载力满足要求时,也可作为被加固土层。在湿陷性黄土地区采用载体桩时,载体桩必须穿透湿陷性黄土层。
3.0.3 载体桩桩间距不宜小于3倍桩径,且载体施工时不得影响到相邻桩的施工质量。当被加固土层为粉土、砂土或碎石土时,桩间距不宜小于,1.6m;当被加固土层为含水量较高的黏性土时,桩间距不宜小于2.0m。
3.0.4 桩身长度应由所选择的被加固土层和持力层的埋深及承台底标高确定。
3.0.5 桩身构造应符合下列规定:
1 桩身混凝土强度等级,灌注桩不得低于C25,预制桩不得低于C30;
2 主筋混凝土保护层厚度不应小于35mm;
3 载体桩桩身正截面配筋率可取0.20%~0.65%(小直径桩取大值,大直径桩取小值),对抗压和抗拔桩主筋不应少于6ф10,对受水平力的桩主筋不应少于8ф12;箍筋可采用直径不小于ф6、间距不大于300mm的螺旋箍筋,在桩顶3~5倍桩身直径范围内箍筋应适当加密,钢筋笼应沿混凝土桩身通长配筋;
当钢筋笼的长度超过4m时,应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋;
4 抗压桩纵筋伸入承台的锚固长度不得小于30倍主筋直 径;抗拔桩桩顶纵向主筋的锚固长度应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010确定。
3.0.6 载体施工时的填料量应以三击贯入度控制。对于桩径为300~500mm的载体桩,其填料量不宜大于1.8m³;当填料量大于1.8m³时,应另选被加固土层或改变施工参数。
3.0.7 当桩身进入承压水土层时,应采取有效措施,防止发生突涌。
3.0.8 在桩基础施工时,应采取相应措施控制相邻桩的上浮量。对于桩身混凝土已达到终凝的相邻桩,其上浮量不宜大于20mm;对于桩身混凝土处于流动状态的相邻桩,其上浮量不宜大于50mm。
3.0.9 当采用载体桩作为复合地基中的增强体时,载体桩桩身可不配筋。
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4 载体桩计算
4.1 一般规定
4.1.1 验算竖向力作用下载体桩竖向承载力时,应符合下列规定:
4.1.2 承受竖向荷载为主的低承台桩基,当地面下无液化土层且桩承台周围无淤泥、淤泥质土或地基土承载力特征值不小于100kPa的填土时,下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算:
1)砌体房屋;
2)抗震设防烈度为7度和8度时,一般单层厂房、单层空旷房屋、不超过8层且高度在25m以内的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房;
3) 现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定可以进行上部结构抗震验算的建筑物。
4.1.3 水平力作用下,基桩水平承载力应符合下式要求:
4.2 载体桩桩顶作用效应计算
4.3 单桩竖向承载力
4.4 单桩水平承载力
4.4.1 对于受水平荷载较大、建筑桩基设计等级为甲级的建筑物的载体桩基,载体桩的水平承载力特征值应通过单桩载荷试验来确定,检测数量为总桩数的1%,且不应少于3根。
4.4.2 当桩身配筋率小于0.65%时,可取单桩水平静载荷试验的临界荷载为单桩水平承载力特征值;当配筋率不小于0.65%时,可按静载荷试验结果取基底标高处桩顶水平位移为10mm所对应的荷载为单桩水平承载力特征值。
4.4.3 当缺少单桩水平静载荷试验资料时,载体桩水平承载力估算可按国家现行标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94执行。
4.5 载体桩基沉降计算
4.5.1 对于下列建筑物的载体桩基应进行沉降计算:
1 建筑桩基设计等级为甲级的载体桩基;
2 体形复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱下卧层的设计等级为乙级的载体桩基;
3 地基条件复杂、对沉降要求严格的载体桩基。
4.5.2 载体桩基变形特征可分为沉降量、沉降差、倾斜和局部倾斜。
4.5.3 由于土层厚度与性质不均匀、荷载差异、体形复杂等因素引起的桩基变形,对于砌体承重结构应由局部倾斜控制;对于框架结构和单层排架结构应由相邻柱基的沉降差控制;对于多层或高层建筑和高耸结构应由倾斜值控制;必要时尚应控制平均沉降量。
4.5.4 建筑物载体桩基沉降变形计算值不应大于建筑物桩基沉降变形允许值。
4.5.5 建筑物桩基沉降变形允许值应按国家现行标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定执行。
4.5.6 载体桩基沉降计算宜按等代实体基础采用单向压缩分层总和法进行计算,沉降计算位置从混凝土桩身下2m开始计算,等代实体面积为载体外边缘投影面积,边长可近似取承台下外围桩投影形成矩形的边长加2倍的△R,附加压力可近似取混凝土桩身下2m处的附加压力。
4.5.7 桩基沉降应按下列公式计算(图4.5.7):
4.5.8 载体桩基沉降计算深度(Zn)处的附加应力与土自重应力σC应符合下式要求:
σZ=0.2σC (4.5.8)
式中σC——Zn深度的附加应力(kPa)。
5 承台(梁)设计
5.1 承台的抗弯、抗剪、抗冲切验算方法应按国家现行标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94执行。
5.2 承台(梁)的构造应按国家现行标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94执行。
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6 载体桩基工程质量检查与检测
6.1 一般规定
6.1.1 对无相近地质条件下成桩试验资料的工程,必须进行试桩,试桩设计方案由载体桩设计人员提供。试桩与工程桩必须进行成桩质量的检查和桩身完整性及承载力的检测。
6.2 成桩质量检查
6.2.1 施工单位应提供施工过程中与桩身质量有关的资料,包括原材料的力学性能检验报告,试件留置数量及制作养护方法、混凝土抗压强度试验报告、钢筋笼制作质量检查报告。
6.2.2 对载体应检查下列项目:
1 填料量;
2 夯填混凝土量;
3 每击贯入度;
4 三击贯入度。
6.3 单桩桩身完整性及承载力检测
6.3.1 桩身完整性检测,可采用低应变动测法检测。试验桩必须全部检测。工程桩检测数量不应少于总桩数的10%,且不应少于10根,条件允许可适当增加;承台下为3根桩或少于3根时,每个承台下抽检数量不得少于l根。
6.3.2 竖向承载力检测的方法应采用静载荷试验,为设计提供设计参数的静载荷试验应采用慢速维持荷载法,在有成熟检测经验的地区的工程桩检测可采用快速维持荷载法。为设计提供设计参数的试桩检测数量根据试桩方案确定;单位工程的工程桩检测数量不应少于同条件下总桩数的1%,且不应少于3根,当总桩 数小于50根时,检测数量不应少于2根。
6.3.3 在桩身混凝土强度达到设计要求的前提下,从成桩到开始检测的间歇时间,对于砂类土不应小于10d;对于粉土和黏性土不应小于15d;对于淤泥或淤泥质土不应小于25d。
附录A 载体桩竖向静载荷试验
A.0.1 载体桩竖向静载荷试验宜采用慢速维持荷载法,当作为工程桩验收时也可采用快速维持荷载法进行试验(即每隔1h加一级荷载)。
A.0.2 加载反力装置可采用堆载或锚桩,也可采用堆载和锚桩相结合。
A.0.3 试桩、锚桩(压重平台支座)和基准桩之间的中心距离应符合表A. 0.3的规定。
A.0.4 加荷分级不应少于8级,每级加荷量宜为预估极限荷载的1/8~1/10。
A.0.5 慢速维持荷载法测读桩沉降量的间隔时间:每级加载后,每第5、10、15min时应各测读一次,以后每隔15min读一次,累计1h后可每隔0.5h读一次。
A.0.6 稳定标准:在每级荷载作用下,桩的沉降量应稳定,即连续两次在每小时内的沉降量应小于0.1mm。
A.0.7 出现下列情况之一时可终止加载:
1 某级荷载作用下,桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍且总沉降大于60mm;
2 某级荷载作用下,桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定;
3 达到设计要求的最大加载量;
4 当采用锚桩法时,锚桩的上拔量已达到允许值;
5 曲线呈缓变型,桩顶沉降累计达到60mm。
A.0.8 卸载观测时每级卸载值应为加载值的2倍。卸载后应隔15min测读一次,读两次后,隔0.5h再读一次,即可卸下一级荷载。全部卸载后,隔3~4h再测读一次。
A.0.9 单根载体桩竖向极限承载力的确定应符合下列规定:
1 根据沉降随荷载变化的特征确定:当陡降段明显时,取相应于陡降段起点的荷载值;
2 根据沉降随时间变化的特征确定:取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值;
3 当出现本规程A.0.7第2款的情况,取前一级荷载值;
4 Q-s曲线呈缓变型时,取桩顶总沉降量为60mm所对应的荷载值。
A.0.10 参加统计的试桩,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时,可增加试桩数量,分析极差过大的原因,结合工程具体情况确定极限承载力。对桩数为3根及3根以下的桩基,应取最小值作为单桩极限承载力。
将单桩竖向极限承载力除以安全系数2,可作为单桩竖向承载力特征值Ra。
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词,说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”;
反面词采用“不宜”。
表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应按……执行”或“应符合……规定(或要求)”。