建筑桩基技术规范(JGJ94-94)

均附加应力系数,可按本规范附录G采用。

5.3.6计算矩形桩基变形时,桩基沉降计算式(5.3.5)可简化成下式: 5.3.6.1矩形基础中点沉降

(5.3.6

-1)

式中ai、ai/1——根据矩形长宽比a/b及深宽比 zi/b=2zi/Bc,zi-1/b=2zi-1/Bc,查附录G。 5.3.6.2矩形基础角点沉降

(5.3.6

-2)

式中po——平均附加压力;

ai、ai-1——根据矩形长宽比a/b及深宽比

查附录G。

5.3.7地基沉降计算深度zn(图5.3.5),按应力比法确定,且zn处的附加应力σz与土的自重应力σc应符合下式要求: σz=0.2σc(5.3.7-1)

(5.3.7-2)

式中附加应力系数α′j根据角点法划分的矩形长宽比及深宽比查附录G。 5.3.8桩基等效沉降系数Ψe按下式简化计算:

(5.3.8-1)

(5.3.8-2)

式中nb——矩形布桩时的短边布桩数,当布桩不规则时可按式(5.3.8-2)近似计算,当nb计算值小于1时,取nb=1;

C0、C1、C2——根据群桩不同距径比(桩中心距与桩径之比)sa/d、长径比l/d及基础长宽比Lc/Bc由附录H查出。

Lc、Bc、n——分别为矩形承台的长、宽及总桩数。

5.3.9当布桩不规则时,等效距径比可按下式近似计算 圆形桩

(5.3.9-1)

方形桩(5.3.9-2)

式中Ae——桩基承台总面积; b——方形桩截面边长。

5.3.10当无当地经验时,桩基沉降计算经验系数ψ可按下列规定选用: 5.3.10.1非软土地区和软土地区桩端有良好持力层时ψ取1;

5.3.10.2软土地区且桩端无良好持力层时,当桩长l≤25m时,ψ取1.7,桩长>25m时,ψ取(5.9l—20)/(7l一100)。

5.3.11计算桩基沉降时,应考虑相邻基础的影响,采用叠加原理计算;桩基等效沉降系数可按独立基础计算。

5.3.12当桩基形状不规则时,可采用等代矩形面积计算桩基等效沉降系数,等效矩形的长宽比可根据承台实际形状确定。 5.4桩基水平承载力与位移计算

5.4.1一般建筑物和水平荷载较小的高大建筑物单桩基础和群桩中的复合基桩应满足: γ0H1<Rh1(5.4.1)

式中H1——单桩基础或群桩中复合基桩桩顶处的水平力设计值; Rh1——单桩基础或群桩中复合基桩的水平承载力设计值。 5.4.2单桩的水平承载力设计值应按下列规定确定。

5.4.2.1对于受水平荷载较大的一级建筑桩基,单桩的水平承载力设计值应通过单桩静力水平荷载试验确定,试验方法及承载力取值按附录E执行。

5.4.2.2对于钢筋混凝土预制桩、钢桩、桩身全截面配筋率不小于0.65%的灌注桩,可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm(对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所对应的荷载为单桩水平载力设计值。

5.4.2.3对于桩身配筋率小于0.65%的灌注柱,可取单桩水平静载试验的临界荷载为单桩水平承载力设计值。

5.4.2.4当缺少单桩水平静载试验资料时,可按下列公式估算桩身配筋率小于0.65%的灌注桩的单桩水平承载力设计值。

(5.4.2-1)

式中±号根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力取“-”; α——桩的水平变形系数,按本规范第5.4.5条确定; Rh——单桩水平承载力设计值;

γm——桩截面模量塑性系数,圆形截面γm=2,矩形截面γm=1.75; ft——桩身混凝土抗拉强度设计值;

W0——桩身换算截面受拉边缘的表面模量,圆形截面为:

其中d0为扣除保护层的桩直径;αE为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值;

vm——桩身最大弯矩系数,按表5.4.2取值,单桩基础和单排桩基纵向轴线与水平力方向相垂直的情况,按桩顶铰接考虑; ρg——桩身配筋率;

An——桩身换算截面积,圆形截面为:

δN——桩顶竖向力影响系数,竖向压力取δN=0.5;竖向拉力取δN=1.0。 对于混凝土护壁的挖孔桩,计算单桩水平承载力时,其设计桩径取护壁内径。

5.4.2.5当缺少单桩水平静载试验资料时,可按下式估算预制桩、钢桩、桩身配筋率不小于0.65%的灌注桩单打水平承载力设计值。

(5.4.2-2)

式中EI——桩身抗弯刚度,对于钢筋混凝土桩,EI=0.85EcI0; 其中,I0为桩身换算截面惯性矩,圆形截面,I0=W0d/2; xoa——桩顶容许水平位移;

vx——桩顶水平位移系数,按表5.4.2取值,取值方法同vm。

5.4.2.6验算地震作用桩基的水平承载力时,应将上述方法确定的单桩水平承载力设计值乘以调整系数1.25。

桩顶(身)最大弯矩系数vm和桩顶水平位移系数vx表5.4.2略

5.4.3群桩基础(不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况)的复合基桩水平承载力设计值应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,可按下式确定: Rh1=εhRh(5.4.3-1)

εh=εiεr+εl+εb(5.4.3-2)

(5.4.3-3)

(5.4.3-4)

(5.4.3-5)

(5.4.3-6)

式中εh——群桩效应综合系数; εi——桩的相互影响效应系数;

εr——桩顶约束效应系数,按表5.4.3-1取值; εl——承台侧向土抗力效应系数; εb——承台底摩阻效应系数;

Sa/d——沿水平荷载方向的距径比;

n1、n2——分别为沿水平荷载方向与垂直于水平荷载方向每排桩中的桩数;

m——承台侧面土水平抗力系数的比例系数,当无试验资料时可按表5.4.5取值; xoa——桩顶(承台)的水平位移容许值,当以位移控制时,可取xoa=10mm(对水平位移敏感的结构物取xoa=6mm);当以桩身强度控制(低配筋率灌注桩)时,可近似按式(5.4.3-6)确定;

B’c——承台受侧向土抗一边的计算宽度,B’c=Bc+1(m),Bc为承台宽度; hc——承台高度(m);

μ——承台底与基土间的摩擦系数,可按表5.4.3-2取值;

pc——承台底地基土分担的竖向荷载设计值,可按本规范第5.2.3条估算,pc=εcqckAc 当存在第5.2.2条所规定的不能考虑承台效应的情况时,取εb=0;当承台侧面为可液化土时,取εl=0。

桩顶约束效应系数εr表5.4.3-1

注:,h为桩的入土深度。

承台底与基土间的摩擦系数μ表5.4.3-2略

5.4.4承受水平荷载较大的带地下室的高大建筑物桩基,可考虑承台、桩群、土共同作用,按附录B方法计算基桩内力和变位,与水平外力作用平面相垂直的单排桩基按附录B中附表B-3计算。

5.4.5桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数可按下列规定确定: 5.4.5.1桩的水平变形系数a(1/m)

(5.4.5)

式中m——桩侧土水平抗力系数的比例系数; b0——桩身的计算宽度(m);

圆形桩:当直径d≤1m时,b0=0.9(1.5d+0.5); 当直径d>1m时,b0=0.9(d+1);

方形桩:当边宽b≤1m时,b0=1.5b+0.5; 当边宽,b>1m时,b0=b+1。

5.4.5.2桩侧土水平抗力系数的比例系数m,宜通过单桩水平静载试验(按附录E)确定,当无静载试验资料时,可按表5.4.5取值。 地基土水平抗力系数的比例系数m值表5.4.5略 5.5桩身承载力与抗裂计算

5.5.1桩身承载力与抗裂计算,除按本节有关规定执行外,尚应遵照现行《混凝土结构设计规范》GBJ10、《钢结构设计规范》GGBJ17和《建筑抗震设计规范》GBJ

11有关规定执行。

5.5.2计算混凝土桩在轴心受压荷载和偏心受压荷载下的桩身承载力时,应将混凝土的轴心抗压强度设计值和弯曲抗压强度设计值分别乘以下列基桩施工工艺系数ψc: 混凝土预制桩ψc=1.0;

干作业非挤土灌注桩ψc=0.9;

泥浆护壁和套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩ψc=0.8。 5.5.3计算桩身轴心抗压强度时,一般不考虑压曲的影响,即取稳定系数,ψc=1.0。对于桩的自由长度较大的高桩承台、桩周为可液化土或为地基极限承载力标准值小于50KPa的地基土(或不排水抗剪强度小于10KPa)时,应考虑压曲的影响。其稳定系数ψ可根据桩身计算长度lc和桩的设计直径d确定。桩身计算长度根据桩顶的约束情况、桩身露出地面的自由长度、桩的入土长度、桩侧和桩底的土质条件按表5.5.3-1确定。桩的稳定系数可按表5.5.3-2确定。 桩身计算长度lc表5.5.3-1略 桩的稳定系数表5.5.3-2

5.5.4计算混凝土桩在偏心受压荷载下的桩身承载力时,一般不考虑偏心距的增大影响,当桩身穿越液化土和地基土极限承载力标准值小于50kPa(或不排水抗剪强度小于10kPa)特别软弱的土层时,应考虑桩身在弯矩作用平面内的挠曲对轴向力偏心矩的影响,即应将轴向力对截面重心的初始偏心矩ei乘以偏心矩增大系数ε,偏心距增大系数ε,按下式计算:

(5.5.4-1)

(5.5.4-2)

(5.5.4-3)

式中ei—荷载初始偏心矩;

lc——桩的计算长度,可按表5.5.3-1取值;

h——桩的截面高度,对于环形桩取外直径;对于圆形桩取桩身直径;

h0——桩身截面的有效高度,对于环形截面取h0=r2+rs对于圆形截面取h0=r+rs;其中r2、r为环形、圆形截面外半径,rs为纵向钢筋所在圆周的半径; δ1——偏心受压桩的截面曲率修正系数,当δ1>时,取δ1=1;

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