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文檔簡介
1T/XXXXXXX—XXXX核工程樁基技術規程本文件規定了核工程樁基的基本設計規定,設計方法,構造要求,施工,檢測與驗收。本文件適用于核工程領域與核安全相關的建構筑物樁基的設計、施工及驗收。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB50007建筑地基基礎設計規范GB50010混凝土結構設計規范GB50011建筑抗震設計規范GB50017鋼結構設計標準GB50021巖土工程勘察規范GB50046工業建筑防腐蝕設計標準GB50204混凝土結構工程施工質量驗收規范GB50267核電廠抗震設計標準GB50330建筑邊坡工程技術規范GB50909城市軌道交通結構抗震設計規范GB51041核電廠巖土工程勘察規范GB55002建筑與市政工程抗震通用規范GB55003建筑與市政地基基礎通用規范GB/T50046混凝土建筑防腐蝕設計標準GB/T50269地基動力特性測試規程GB/T50476混凝土結構耐久性設計標準JGJ6高層建筑筏形與箱形基礎技術規范JGJ10鋼筋機械連接通用技術規程JGJ18鋼筋焊接及驗收規程JGJ79建筑地基基礎處理技術規范JGJ94建筑樁基技術規范JGJ106建筑基樁檢測技術規范NB/T20012壓水堆核電廠核安全相關混凝土結構設計規范NB/T20105核電廠廠房設計荷載規范NB/T20308壓水堆核電廠核安全有關廠房地基基礎設計規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1由設置于巖土中的樁和與樁頂連接的承臺共同組成的基礎或由柱與樁直接連接的單樁基礎。3.2樁基礎中的單樁。2T/XXXXXXX—XXXX3.3單樁在豎向荷載作用下到達破壞狀態前或出現不適于承載的變形時所對應的最大荷載,它取決于土對樁的支承阻力和樁身承載力。3.4相應于樁頂作用極限荷載時,樁身側表面所發生的巖土阻力。3.5相應于樁頂作用極限荷載時,樁端所發生的巖土阻力。3.6單樁豎向極限承載力標準值初一安全系數后的承載力值。3.7考慮上部結構形式、荷載和地層分布以及相互作用效應,通過調整樁徑、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、承臺內力降低的設計方法。3.8樁周土由于自重固接、濕陷、地面荷載作用等原因而產生大于基樁的沉降所引起的對樁表面的向下摩阻力。3.9作用于單樁中性點以上的負摩阻力之和。3.10構筑物在地震作用下,附于不同樓層、單質點體系的最大響應與其自振周期之間的關系曲線。4總則4.1為了在核工程樁基礎的設計和施工過程中貫徹執行國家的核安全和技術經濟政策,做到安全適用、技術可靠、經濟合理、確保質量、保護環境,制定本規程。4.2核工程樁基的設計與施工,應綜合考慮工程地質與水文地質條件、上部結構類型、使用功能、荷載特征、施工技術條件與環境;應重視經驗積累,因地制宜,注重概念設計,合理選擇樁型、成樁工藝和承臺形式,科學布樁,安全可靠和節約資源并重;應強化施工質量控制與管理。4.3在進行核工程樁基設計、施工及驗收時,除應符合本規程外,尚應符合國家和能源行業現行有關標準、規范的規定。5基本設計規定5.1一般規定5.1.1樁基結構設計工作年限不應低于上部結構的設計工作年限。5.1.2核工程樁基礎應按下列兩類極限狀態設計:a)承載能力極限狀態:樁基達到最大承載能力、整體失穩或發生不適于繼續承載的變形;b)正常使用極限狀態:樁基達到建筑物正常使用所規定的變形限值或達到耐久性要求的某項限值。5.1.3核工程樁基應根據具體條件分別進行下列承載能力計算和穩定性驗算:a)應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算;3T/XXXXXXX—XXXXb)應對樁身和承臺結構承載力進行計算;對于樁側土不排水抗剪強度小于10kPa、且長徑比大于50的樁,應進行樁身壓屈驗算;對于混凝土預制樁應按吊裝、運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算;c)當樁端平面以下存在軟弱下臥層時,應進行軟弱下臥層承載力驗算;d)對位于坡地、岸邊的樁基應進行整體穩定性驗算;e)對于抗浮、抗拔樁基,應進行基樁和群樁的抗拔承載力計算;f)對于樁基應進行極限安全地震動(SL-2)和運行安全地震動(SL-1)下的抗震承載力驗算;g)混凝土預制樁運輸、吊裝和沉樁時樁身承載力驗算。5.1.4摩擦型樁基,對樁基沉降有控制要求的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的樁基,對結構體形復雜、荷載分布不均勻或樁端平面下存在軟弱土層的樁基等,應進行沉降計算。5.1.5對核工程樁基,應計算其水平位移。樁基的水平位移包括長期水平荷載、水平地震作用以及風荷載等引起的水平位移。5.1.6應根據核工程樁基所處的環境類別和相應的裂縫控制等級,驗算樁和承臺正截面的抗裂和裂縫5.1.7核工程樁基設計時,應采用《核電廠廠房設計荷載規范》NB/T20105中規定的荷載效應組合,所采用的荷載效應組合與相應的抗力應符合下列規定:a)確定樁數和布樁時,所采用的荷載效應組合的分項系數均取1.0;相應的抗力應采用單樁承載力特征值。b)計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時,應采用正常運行工況下的荷載效應組合,但其分項系數均取1.0;計算水平地震作用、風載作用下的樁基水平位移時,所采用的荷載效應組合的分項系數均取1.0。c)驗算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩定性時,所采用的荷載效應組合的分項系數均取1.0。d)在計算樁基結構承載力、確定尺寸和配筋時,傳至承臺頂面的荷載效應組合,應采用相應的分項系數。e)非地震組合工況應進行承臺和樁身裂縫控制驗算,荷載效應組合中的各分項系數均取1.0。f)當樁基結構進行抗震驗算時,其承載力調整系數YRE應按現行國家標準《建筑與市政工程抗震通用規范》GB55002的規定采用。5.1.8核工程樁基一般應采用樁筏基礎,筏板應具有一定的剛度,以減小差異沉降。宜進行上部結構—承臺—樁—土共同工作分析。5.1.9對于本規程第5.1.4條規定應進行沉降計算的核工程樁基,在其施工過程及建成后使用期間,應進行系統的沉降觀測直至沉降穩定。5.2基本資料5.2.1核工程樁基設計應具備以下資料:a)巖土工程勘察文件:.樁基按兩類極限狀態進行設計所需用巖土物理力學參數及原位測試參數;.對建筑場地的不良地質作用,如滑坡、崩塌、泥石流、巖溶、土洞等,有明確判斷、結論和防治方案;.地下水位埋藏情況、類型和水位變化幅度及抗浮設計水位,土、水的腐蝕性評價,地下水浮力計算的設計水位;.按SL-2相當的地震水平提供的液化土層資料;.有關地基土凍脹性、濕陷性、膨脹性評價。b)建筑場地與環境條件的有關資料:.建筑場地現狀,包括交通設施、高壓架空線、地下管線和地下構筑物的分布;.相鄰建筑物抗震分類、基礎形式及埋置深度;.附近類似工程地質條件場地的樁基工程試樁資料和單樁承載力設計參數;.周圍建筑物的防振、防噪聲的要求;.泥漿排放、棄土條件;.建筑物所在廠址的設計基準地震動、場地反應譜及相應的時程文件。4T/XXXXXXX—XXXXc)建筑物的有關資料:.建筑物的總平面布置圖;.建筑物的結構類型、荷載,建筑物的使用條件和設備、系統管線等對基礎豎向及水平位移的要求。d)施工條件的有關資料:.施工機械設備條件,制樁條件,動力條件,施工工藝對地質條件的適應性;.水、電及有關建筑材料的供應條件;.施工機械的進出場及現場運行條件。e)供設計比較用的有關樁型及實施的可行性的資料。5.2.2核工程樁基的詳細勘察除應滿足現行國家標準《巖土工程勘察規范》GB50021和《核電廠巖土工程勘察規范》GB51041有關要求外,尚應滿足下列要求:a)勘探點間距:.對于端承型樁(含嵌巖樁):主要根據樁端持力層頂面坡度決定,宜為12~24m。當相鄰兩個勘察點揭露出的樁端持力層層面坡度大于10%或持力層起伏較大、地層分布復雜時,應根據具體工程條件適當加密勘探點。.對于摩擦型樁:宜按20~35m布置勘探孔,但遇到土層的性質或狀態在水平方向分布變化較大,或存在可能影響成樁的土層時,應適當加密勘探點。b)勘探深度:.宜布置1/3~1/2的勘探孔為控制性孔,至少應布置3個控制性孔。控制性孔應穿透樁端平面以下壓縮層厚度,滿足下臥層驗算要求;一般性勘探孔應深入預計樁端平面以下3~5倍樁身設計直徑,且不得小于3m;對于大直徑樁,不得小于5m。.嵌巖樁的控制性鉆孔應深入預計樁端平面以下不小于3~5倍樁身設計直徑,一般性鉆孔應深入預計樁端平面以下不小于1~3倍樁身設計直徑。當持力層較薄時,應有部分鉆孔鉆穿持力巖層。在巖溶、斷層破碎帶地區,應查明溶洞、溶溝、溶槽、石筍等的分布情況,鉆孔應鉆穿溶洞或斷層破碎帶進入穩定土層,進入深度應滿足上述控制性鉆孔和一般性鉆孔的要求。c)在勘探深度范圍內的每一地層,均應采取不擾動試樣進行室內試驗或根據土質情況選用有效的原位測試方法進行原位測試,提供設計所需參數。5.3樁的選型與布置5.3.1核工程樁基可按下列規定分類:a)按承載性狀分類:.摩擦型樁:摩擦樁:在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載由樁側阻力承受,樁端阻力小到可忽略不計;端承摩擦樁:在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載主要由樁側阻力承受。.端承型樁:端承樁:在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載由樁端阻力承受,樁側阻力小到可忽略不計;摩擦端承樁:在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。b)按成樁方法分類:.非擠土樁:干作業法鉆(挖)孔灌注樁、泥漿護壁法鉆(挖)孔灌注樁、套管護壁法鉆(挖)孔灌注樁;.部分擠土樁:沖孔灌注樁、鉆孔擠擴灌注樁、預鉆孔打入(靜壓)預制樁。c)核工程樁基的樁徑(設計直徑d)一般不應小于600mm,按大小分類:5.3.2核工程樁基的樁型與成樁工藝應根據建筑結構類型、荷載性質、樁的使用功能、穿越土層、樁端持力層、地下水位、施工設備、施工環境、施工經驗、制樁材料供應條件等,按安全適用、經濟合理的原則選擇。5T/XXXXXXX—XXXX5.3.3核工程基樁的布置宜符合下列條件:a)基樁的最小中心距應符合表1的規定;當施工中采取減小擠土效應的可靠措施時,可根據當地經驗適當減小。表1樁基的最小中心距3.5d3.5d1.5D或D+1.5m(當D>2m)注2:當縱橫向樁距不相等時,其最小中心距應滿足“其他注3:當為端承型樁時,非擠土灌注樁的“其他情況”一欄可減小至2.5d。b)排列基樁時,宜將樁布置于墻和柱下,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。c)應選擇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1d。當存在軟弱下臥層時,樁端以下硬持力層厚度不宜小于3d。d)對于嵌巖樁,嵌巖深度應綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑、樁長諸因素確定;對于嵌入傾斜的完整和較完整巖的全斷面深度不宜小于0.6d且不小于1.0m,傾斜度大于30%的中風化巖,宜根據傾斜度及巖石完整性適當加大嵌巖深度;對于嵌入平整、完整的堅硬巖和較硬巖的深度不宜小于0.4d,且不應小于0.5m。5.4特殊條件下的樁基5.4.1軟土地基的核工程樁基設計原則應符合下列規定:a)軟土中的樁基宜選擇中、低壓縮性土層作為樁端持力層;b)樁周圍軟土因自重固結、場地填土、地面大面積堆載、降低地下水位、大面積擠土沉樁等原因而產生的沉降大于基樁的沉降時,應視具體工程情況分析計算樁側負摩阻力對基樁的影響;c)采用部分擠土樁時,應采取消減孔隙水壓力和擠土效應的技術措施,減小擠土效應對成樁質量、鄰近建筑物、道路、地下管線和基坑邊坡等產生的不利影響;d)先成樁后開挖基坑時,必須合理安排基坑挖土順序和控制分層開挖的深度,防止土體側移對樁的影響。5.4.2濕陷性黃土地區的核工程樁基設計原則應符合下列規定:a)基樁應穿透濕陷性黃土層,樁端應支承在壓縮性低的黏性土、粉土、中密和密實砂土以及碎石類土層中;b)濕陷性黃土地基中,樁基的單樁極限承載力,宜以浸水載荷試驗為主要依據;c)自重濕陷性黃土地基中的單樁極限承載力,應根據工程具體情況分析計算樁側負摩阻力的影5.4.3季節性凍土和膨脹土地基中的核工程樁基設計原則應符合下列規定:a)樁端進入凍深線或膨脹土的大氣影響急劇層以下的深度應滿足抗拔穩定性驗算要求,且不得小于4倍樁徑及1倍擴大端直徑,最小深度應大于1.5m;b)為減小和消除凍脹或膨脹對建筑物樁基的作用,宜采用鉆(挖)孔灌注樁;c)確定基樁豎向極限承載力時,除不計入凍脹、膨脹深度范圍內樁側阻力外,還應考慮地基土的凍脹、膨脹作用,驗算樁基的抗拔穩定性和樁身受拉承載力;d)為消除樁基受凍脹或膨脹作用的危害,可在凍脹或膨脹深度范圍內,沿樁周及承臺作隔凍、隔脹處理。5.4.4巖溶地區的核工程樁基設計原則應符合下列規定:a)巖溶地區的樁基,宜采用鉆、沖孔樁;6T/XXXXXXX—XXXXb)當單樁荷載較大,巖層埋深較淺時,宜采用嵌巖樁;c)當基巖面起伏很大且埋深較大時,宜采用摩擦型灌注樁。5.4.5坡地、岸邊核工程樁基的設計原則應符合下列規定:a)對建于坡地、岸邊的樁基,不得將樁支承于邊坡潛在的滑動體上。樁端應進入潛在滑裂面以下穩定巖土層內的深度,應能保證樁基的穩定;b)建筑樁基與邊坡應保持一定的水平距離;建筑場地內的邊坡必須是完全穩定的邊坡,當有崩塌、滑坡等不良地質現象存在時,應按現行國家標準《建筑邊坡工程技術規范》GB50330的規定進行整治,確保其穩定性;c)新建坡地、岸邊建筑樁基工程應與建筑邊坡工程統一規劃,同步設計,合理確定施工順序;d)應驗算最不利荷載效應組合下樁基的整體穩定性和基樁水平承載力。5.4.6核工程樁基的抗震設計原則應符合下列規定:a)樁進入液化土層以下穩定土層的長度(不包括樁尖部分)應按計算確定;對于碎石土,礫、粗、中砂,密實粉土,堅硬黏性土尚不應小于3~4倍樁身直徑,對其它非巖石土尚不宜小于5~6倍樁身直徑;b)承臺和地下室側墻周圍應采用灰土、級配砂石、壓實性較好的素土回填,并分層夯實,也可采用素混凝土回填;c)當承臺周圍為可液化土或地基承載力特征值小于40kPa(或不排水抗剪強度小于15kPa)的軟土,且樁基水平承載力不滿足計算要求時,可將承臺外每側1/2承臺邊長范圍內的土進行加d)對于存在液化擴展的地段,應驗算樁基在土流動的側向作用力下的穩定性。5.4.7可能出現負摩阻力的核工程樁基設計原則應符合下列規定:a)對于填土建筑場地,宜先填土并保證填土的密實性,軟土場地填土前應采取預設塑料排水板等措施,待填土地基沉降基本穩定后方可成樁;b)對于有地面大面積堆載的建筑物,應采取減小地面沉降對建筑物樁基影響的措施;c)對于自重濕陷性黃土地基,可采用強夯、擠密土樁等先行處理,消除上部或全部土的自重濕陷;對于欠固結土宜采取先期排水預壓等措施;d)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。5.4.8核工程抗拔樁基的設計原則應符合下列規定:a)應根據環境類別及水、土對鋼筋的腐蝕、鋼筋種類對腐蝕的敏感性和荷載作用時間等因素確定抗拔樁的裂縫控制等級;b)對于嚴格要求不出現裂縫的一級裂縫控制等級,樁身應設置預應力筋;對于一般要求不出現裂縫的二級裂縫控制等級,樁身宜設置預應力筋;c)對于三級裂縫控制等級,應進行樁身裂縫寬度計算;d)當基樁抗拔承載力要求較高時,可采用樁側后注漿、擴底等技術措施。5.5耐久性規定5.5.1核工程樁基結構的耐久性應根據設計工作年限、現行國家標準《混凝土結構耐久性設計標準》GB/T50476的環境類別和環境作用等級進行設計。樁基所用的材料、樁段之間的連接,樁基構造等應滿足其所處場地環境類別中的耐久性要求。5.5.2核工程樁基結構混凝土強度等級不應低于C30。核工程樁基結構混凝土耐久性應符合《混凝土結構耐久性設計標準》GB/T50476的規定,Ⅴ類環境下耐久性還應符合《混凝土建筑防腐蝕設計標準》5.5.3核工程樁基樁身裂縫控制等級及最大裂縫寬度應根據環境作用等級按表2規定選用。表2樁身的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值B三二0C三一0D三一07T/XXXXXXX—XXXXE三0.15一0F三0.15一0注1:水、土為強、中腐蝕性時,抗拔樁裂縫注2:環境作用等級為B時,位于穩定地下水位以下的基樁,其最大裂縫寬度限值可采用括弧中的數5.5.4對Ⅱ~Ⅴ類環境的核工程樁基結構,受力鋼筋宜采用環氧樹脂涂層帶肋鋼筋。6樁基設計6.1基本原則6.1.1核工程樁基設計需考慮上部結構引起的慣性相互作用和樁-土間的運動相互作用。6.1.2核工程樁基設計可以采用擬靜力彈簧系數法、非一致輸入彈簧系數法和三維整體時域分析方法。a)擬靜力彈簧系數法上部結構采用桿模型建模,采用擬靜力法計算獲得底部剪力、軸力和彎矩后,作用于樁頂筏板。樁身建立非線性彈簧,彈簧系數計算方法參考附錄A。采用一維場地分析程序計算不同高度土層的相對位移,并將位移施加到對應彈簧的上,以獲得樁身內力。該方法適用于上部結構形式簡單,場地土層分布為均質或水平成層的情況。b)非一致輸入彈簧系數法非一致輸入彈簧系數法的彈簧確定詳見附錄A,非一致輸入方法采用圖1所示方法。(a)樁-土-結構整體簡化模型(b)一維自由場動力分析圖1地震動的非一致輸入方法該方法適用于上部結構較復雜,場地土層分布為均質或水平成層的情況。c)三維整體時域分析方法三維整體時域分析方法是采用三維建模的方法,建立樁-土-結構體系的三維有限元模型。考慮巖土材料的非線性,采用動力人工邊界模擬地震波和散射波在截斷邊界處的透射效應。該方法適用于上部結構復雜,場地土層分布可以是均質成層或復雜無規律分布。三維整體時域分析方法相關規定詳見附錄B。6.1.3核工程樁基設計需要考慮巖土材料的非線性特征a)對于擬靜力彈簧系數法、非一致輸入彈簧系數法,采用附錄A中的方法計算非線性彈簧系數。b)對于三維整體時域分析方法中巖土非線性本構選取方法詳見附錄B。8k k 6.2樁基作用效應6.2.1靜力作用下的樁頂作用效應計算核工程樁基采用下式計算群樁中基樁的樁頂作用效應:a)豎向力軸心豎向力作用下偏心豎向力作用下T/XXXXXXX—XXXX···················································(1) nb)水平力H式中: ΣyΣxH nFk──荷載效應標準組合下,作用于承臺頂面的豎向力;Gk──樁基承臺和承臺上土自重標準值,對穩定的地下水位以下部分應扣除水的浮力;Nk──荷載效應標準組合軸心豎向力作用下,基樁或復合基樁的平均豎向力;Nik──荷載效應標準組合偏心豎向力作用下,第i基樁或復合基樁的豎向力;Mxk、Myk──荷載效應標準組合下,作用于承臺底面,繞通過樁群形心的x、y主軸的力矩;xi、xj、yi、yj──第i、j基樁或復合基樁至y、x軸的距離;Hk──荷載效應標準組合下,作用于樁基承臺底面的水平力;Hik──荷載效應標準組合下,作用于第i基樁或復合基樁的水平力;n──樁基中的樁數。6.2.2動力作用下的樁基作用效應計算當采用擬靜力彈簧系數法、非一致輸入彈簧系數法和三維整體時域分析方法計算樁-土-結構體系的地震動力響應時。樁身可采用梁單元或實體單元模擬。當采用梁單元時,可以直接提取樁身不同位置的軸力、剪力和彎矩;當采用實體單元模擬時,需要對截面應力進行積分獲得截面軸力、剪力和彎矩。當采用擬靜力彈簧系數法計算,在獲取樁身內力時,可直接提取樁身內力。當采用非一致輸入彈簧系數法和三維整體時域分析方法計算,在獲取樁身內力時,考慮到非一致輸入彈簧系數法和三維整體時域分析方法是時程分析,需要提取樁身內力在不同時刻的內力,然后確定最不利截面。6.2.3核工程樁基樁身最大位移角宜小于1/550。樁頂最大允許位移應按照嵌固點到樁頂的距離乘以最大位移角確定,嵌固點的計算方法見6.2.4條。6.2.46.2.4樁身假象嵌固點的位置可按照下式確定: 式中:t——受彎嵌固點距地表的深度(mη——取1.8~2.2,樁頂鉸接或樁的自由長度較大時取較小值,樁頂無轉動或樁的自由長度較小時取較大值;T——樁的相對剛度系數(mEp——樁材料的彈性模量(kN/m2Ip——樁截面的慣性矩(m4m——樁側地基士的水平抗力系數隨深度增長的比例系數(kN/m4b0——樁的換算寬度(m)。9T/XXXXXXX—XXXX6.3樁基豎向承載力6.3.1樁基豎向承載力計算應符合下列要求:非地震荷載效應組合軸心豎向力作用下:Nk≤R 偏心豎向力作用下除滿足上式外,尚應滿足下式的要求:Nkmax≤1.2R 式中:Nk──相應于NB/T20105中無地震作用效應參與的荷載組合軸心豎向力作用下,基樁或復合基樁的平均豎向力;Nkmax──相應于NB/T20105中無地震作用效應參與的荷載組合偏心豎向力作用下,樁頂最大豎向R──基樁或復合基樁豎向承載力特征值。a)地震作用效應組合軸心豎向力作用下:NEk≤1.25R 偏心豎向力作用下除滿足上式外,尚應滿足下式的要求:NEkmax≤1.5R 式中:NEk──相應于NB/T20105中有地震作用效應參與的荷載組合軸心豎向力作用下,基樁或復合基樁的平均豎向力;NEkmax──相應于NB/T20105中有地震作用效應參與的荷載組合偏心豎向力作用下,樁頂最大豎6.3.2單樁豎向承載力特征值Ra應按下式確定:1 1 式中:Quk──單樁豎向極限承載力標準值;K──安全系數,取K=2。6.3.3對于端承型樁基或由于地層土性、使用條件等因素不宜考慮承臺效應時,基樁豎向承載力特征值應取單樁豎向承載力特征值。6.3.4對于符合下列條件之一的摩擦型樁基,宜考慮承臺效應確定其復合基樁的豎向承載力特征值:a)上部結構整體剛度較好、體型簡單的建(構)筑物;b)對差異沉降適應性較強的柔性構筑物;c)按變剛度調平原則設計的樁基剛度相對弱化區。6.3.5考慮承臺效應的復合基樁豎向承載力特征值可按下列公式確定:不考慮地震作用時R=Ra+ηcfakAc···················································(6)考慮地震作用時R=Ra+ηcfakAc·················································(7)Ac=A?nAps)/n···················································(8)式中:T/XXXXXXX—XXXXηc──承臺效應系數,可按表3取值;fak──承臺下1/2承臺寬度且不超過5m深度范圍內各層土的地基承載力特征值按厚度加權的平均值;Ac──計算基樁所對應的承臺底凈面積;Aps──為樁身截面面積;A──為承臺計算域面積。對于柱下獨立樁基,A為承臺總面積;對于樁筏基,A為柱、墻筏板的1/2跨距和懸臂邊2.5倍筏板厚度所圍成的面積;樁集中布置于單片墻下的樁筏基礎,取墻兩邊各1/2跨距圍成的面積,按條基計算ηc;ζa──地基抗震承載力調整系數,應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011采用。當承臺底為可液化土、濕陷性土、高靈敏度軟土、欠固結土、新填土時,沉樁引起超孔隙水壓力和土體隆起時,不考慮承臺效應,取ηc=0。表3承臺效應系數ηcsadBcl3456>60.14~0.170.32~0.380.1~0.80.17~0.20>0.80.10~0.120.15~0.180.25~0.30 注3:對于單排樁條形承臺,當承臺寬度小于1.5d時,ηc按非條形承臺取值。Ⅰ單樁豎向極限承載力6.3.6單樁豎向極限承載力標準值應通過單樁靜載試驗確定,設計初期可按照6.3.8~6.3.12條的方法對單樁豎向極限承載力標準值進行估算。6.3.7單樁豎向極限承載力標準值、極限側阻力標準值和極限端阻力標準值應按下列規定確定:a)單樁豎向靜載試驗應按現行行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106執行;b)對于大直徑端承型樁,也可通過深層平板(平板直徑應與孔徑一致)載荷試驗確定極限端阻c)對于嵌巖樁,可通過直徑為0.3m巖基平板載荷試驗確定極限端阻力標準值,也可通過直徑為0.3m嵌巖短墩載荷試驗確定極限側阻力標準值和極限端阻力標準值;d)樁的極限側阻力標準值和極限端阻力標準值宜通過埋設樁身軸力測試元件由靜載試驗確定。并通過測試結果建立極限側阻力標準值和極限端阻力標準值與土層物理指標、巖石飽和單軸抗壓強度以及與靜力觸探等土的原位測試指標間的經驗關系,以經驗參數法確定單樁豎向極限承載力。6.3.8當根據單橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值時,如無當地經驗,可按下式估算:Quk=Qsk+Qpk=u∑qsikli+apskAp······································(9)當psk1≤psk2時psk=psk1+β.psk2)···············································(10)當psk1>psk2時T/XXXXXXX—XXXXpsk=psk2·······················································(11)式中:Qsk、Qpk──分別為總極限側阻力標準值和總極限端阻力標準值;u──樁身周長;qsik──用靜力觸探比貫入阻力值估算的樁周第i層土的極限側阻力;li──樁周第i層土的厚度;a──樁端阻力修正系數,可按表4取值;psk──樁端附近的靜力觸探比貫入阻力標準值(平均值Ap──樁端面積;psk1──樁端全截面以上8倍樁徑范圍內的比貫入阻力平均值;psk2──樁端全截面以下4倍樁徑范圍內的比貫入阻力平均值,如樁端持力層為密實的砂土層,其比貫入阻力平均值ps超過20MPa時,則需乘以表5中系數C予以折減后,再計算psk1及psk2值;β──折減系數,按表6選用。表4樁端阻力修正系數a值L<1515≤L≤30a0.75注:樁長15≤L≤30m,a值按L值直線內插;L為樁長(不包括樁尖高度)。表5系數C20~3035>40表6折減系數βpsk2psk17.512.5≥15β1注:表5、表6可內插取值。注1:qsik值應結合土工試驗資料,依據土的類別、埋藏深度、排列次注2:psk為樁端穿過的中密~密實砂土、粉土的比貫入阻力平均值;psl為砂T/XXXXXXX—XXXX7.5≥100.336.3.9當根據雙橋探頭靜力觸探資料確定混凝土預制樁單樁豎向極限承載力標準值時,對于黏性土、粉土和砂土,如無當地經驗時可按下式估算: 式中:fsi──第i層土的探頭平均側阻力(kPaqc──樁端平面上、下探頭阻力,取樁端平面以上4d(d為樁的直徑或邊長)范圍內按土層厚度的探頭阻力加權平均值(kPa然后再和樁端平面以下1d范圍內的探頭阻力進行平均;a──樁端阻力修正系數,對于黏性土、粉土取2/3,飽和砂土取1/2;βi──第i層土樁側阻力綜合修正系數,黏性土、粉土:βi=10.04fsi?0.55;砂土:βi=5.05fsi?0.45。6.3.10根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系,估算樁單樁極限承載力標準值時,可按下式計算:Quk=Qsk+Qpk=u∑ψsiqsikli+ψpqpkAp··································(13)式中:qsik──樁側第i層土極限側阻力標準值,應通過地質勘察獲得,對于擴底樁變截面以上2d長度范圍不計側阻力;qpk──極限端阻力標準值,應通過地質勘察獲得,對于干作業挖孔(清底干凈)可采用深層載荷板試驗確定;ψsi、ψp──大直徑樁側阻、端阻尺寸效應系數,當樁徑小于800mm時,取1.0;當樁徑大于等于u──樁身周長。表8大直徑灌注樁側阻尺寸效應系數ψsi、端阻尺寸效應系數ψp150/13ψp0/14136.3.11樁端置于完整、較完整基巖的嵌巖樁單樁豎向極限承載力,由樁周土總極限側阻力和嵌巖段總極限阻力組成。當根據巖石單軸抗壓強度確定單樁豎向極限承載力標準值時,可按下列公式估算: =ζTfTkAp 式中:Qsk、QTk──分別為土的總極限側阻力、嵌巖段總極限阻力;T/XXXXXXX—XXXXqsik──樁周第i層土的極限側阻力,應通過地質勘察獲得;frk──巖石飽和單軸抗壓強度標準值,黏土巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值;ζr──嵌巖段側阻和端阻綜合系數,與嵌巖深徑比hr/d、巖石軟硬程度和成樁工藝有關,可按表9采用;表中數值適用于泥漿護壁成樁,對于干作業成樁(清底干凈)和泥漿護壁成樁后注漿,ζr應取表列數值的1.2倍。表9嵌巖段側阻和端阻綜合系數ζr01.02.03.07.01.181.351.481.571.631.661.700.81注1:極軟巖、軟巖指frk≤15MPa,較硬巖、堅硬巖指frk>30MPa,介于二者之間可內插取值。6.3.12后注漿灌注樁的單樁極限承載力在符合本規程第8.5節灌注樁后注漿技術實施規定的條件下,其標準值可按下式估算:Quk=Qsk+Qgsk+Qgpk=uΣqsiklj+uΣβsiqsiklgi+βpqpkAp 式中:Qsk──后注漿非豎向增強段的總極限側阻力標準值;Qgsk──后注漿豎向增強段的總極限側阻力標準值;Qgpk──后注漿總極限端阻力標準值;u──樁身周長;j──后注漿非豎向增強段第j層土厚度;lgi──后注漿豎向增強段內第i層土厚度:對于泥漿護壁成孔灌注樁,當為單一樁端后注漿時,豎向增強段為樁端以上12m;當為樁端、樁側復式注漿時,豎向增強段為樁端以上12m及各樁側注漿斷面以上12m,重疊部分應扣除;對于干作業灌注樁,豎向增強段為樁端以上、樁側注漿斷面上下各6m;qsik、qsik、qpk──分別為后注漿豎向增強段第i土層初始極限側阻力標準值、非豎向增強段第j土層初始極限側阻力標準值、初始極限端阻力標準值;βsi、βp──分別為后注漿側阻力、端阻力增強系數應通過試驗或當地經驗獲得。對于樁徑大于800mm的樁,應按本規范表8進行側阻和端阻尺寸效應修正。6.3.13當滿足耐久性要求時,后注漿鋼導管注漿后可等效替代縱向主筋。6.3.14對于樁身周圍有液化土層的低承臺樁基,當承臺底面上下分別有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非軟弱土層時,可將液化土層極限側阻力乘以土層液化折減系數計算單樁極限承載力標準值。土層液化折減系數ψl可按表10確定。表10土層液化折減系數ψlλN=Ψl00.6<λN≤0.80.8<λN≤1.01.0注2:樁間土標貫擊數達到Ncr時,取ψl=1。當承臺底面上下非液化土層厚度小于以上規定時,土層液化影響折減系數ψl取0。T/XXXXXXX—XXXXⅡ特殊條件下樁基豎向承載力驗算6.3.15對于樁距不超過6d的群樁基礎,樁端持力層下存在承載力低于樁端持力層承載力1/3的軟弱下臥層時,可按下列公式驗算軟弱下臥層的承載力(圖3):σz+ymz≤faz···················································(18)nli·····································(19)式中:σz──作用于軟弱下臥層頂面的附加應力;ym──軟弱層頂面以上各土層重度(地下水位以下取浮重度)的厚度加權平均值;t──硬持力層厚度;faz──軟弱下臥層經深度z修正的地基承載力特征值;A0、B0──樁群外緣矩形底面的長、短邊邊長;qsik──樁周第i層土的極限側阻力標準值,應通過地質勘察獲得;θ──樁端硬持力層壓力擴散角,按表11取值。表11樁端硬持力層壓力擴散角θEs1/Es2014°12°26°23°510°25°1020°30°注2:當t<0.25B0時,取θ=0o,必要時,宜通過試驗確定;當0.25B0<t<0.50B硬持力層軟弱下臥層θ硬持力層軟弱下臥層o圖3軟弱下臥層承載力驗算6.3.16符合下列條件之一的樁基,當樁周土層產生的沉降超過基樁的沉降時,在計算非地震工況基樁承載力時應計入樁側負摩阻力:a)樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結土、液化土層進入相對較硬土層時;b)樁周存在軟弱土層,鄰近樁側地面承受局部較大的長期荷載,或地面大面積堆載(包括填土)c)由于降低地下水位,使樁周土有效應力增大,并產生顯著壓縮沉降時。6.3.17樁周土沉降可能引起樁側負摩阻力時,應根據工程具體情況考慮負摩阻力對樁基承載力和沉降的影響;當缺乏可參照的工程經驗時,可按下列規定驗算。a)對于摩擦型基樁可取樁身計算中性點以上側阻力為零,并可按下式驗算基樁承載力:T/XXXXXXX—XXXXNk≤Ra························································(20)b)對于端承型基樁除應滿足上式要求外,尚應考慮負摩阻力引起基樁的下拉荷載Q,并可按下式驗算基樁承載力:Nk+Q≤Ra····················································(21)c)當土層不均勻或建筑物對不均勻沉降較敏感時,尚應將負摩阻力引起的下拉荷載計入附加荷載驗算樁基沉降。注:本條中基樁的豎向承載力特征值Ra只計中性點以下部分側阻值及端阻值。6.3.18樁側負摩阻力及其引起的下拉荷載,當無實測資料時可按下列規定計算:a)中性點以上單樁樁周第i層土負摩阻力標準值,可按下列公式計算: 當填土、自重濕陷性黃土濕陷、欠固結土層產生固結和地下水降低時:σ=σi當地面分布大面積荷載時:σ=p+σiσi+YiΔZi············································(23)式中:q──第i層土樁側負摩阻力標準值;當按式25計算值大于正摩阻力標準值時,取正摩阻力標準值進行設計;ξni──樁周第i層土負摩阻力系數,應通過地質勘察獲得;σi──由土自重引起的樁周第i層土平均豎向有效應力;樁群外圍樁自地面算起,樁群內部樁自承臺底算起;σ──樁周第i層土平均豎向有效應力;ym、yi──分別為第i計算土層和其上第m土層的重度,地下水位以下取浮重度;p──地面均布荷載。b)考慮群樁效應的基樁下拉荷載可按下式計算:∑qli················································(24)ηnayπd+···········································(25)式中:n──中性點以上土層數;li──中性點以上第i土層的厚度;ηn──負摩阻力群樁效應系數;sax、say──分別為縱橫向樁的中心距;q──中性點以上樁周土層厚度加權平均負摩阻力標準值;ym──中性點以上樁周土層厚度加權平均重度(地下水位以下取浮重度)。對于單樁基礎或按式28計算的群樁效應系數ηn>1時,取ηn=1。c)中性點深度ln應按樁周土層沉降與樁沉降相等的條件計算確定,也可參照表12確定。表12中性點深度ln1.0注2:樁穿過自重濕陷性黃土層時,ln可按表列值增大10持力層為基巖除外注3:當樁周土層固結與樁基固結沉降同時完成時,取ln=0;T/XXXXXXX—XXXX6.3.19承受拔力的樁基,應按下列公式同時驗算群樁基礎呈整體破壞和呈非整體破壞時基樁的抗拔承載力:Nk≤Tgk2+Ggp Nk≤Tuk2+Gp 式中:Nk──基樁拔力的標準值;Tgk──群樁呈整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值,可按本規范第6.3.21條確定;Tuk──群樁呈非整體破壞時基樁的抗拔極限承載力標準值,可按本規范第6.3.21條確定;Ggp──群樁基礎所包圍體積的樁土總自重除以總樁數,地下水位以下取浮重度;Gp──基樁自重,地下水位以下取浮重度。6.3.20基樁的抗拔極限承載力應通過現場單樁上拔靜載荷試驗確定。單樁上拔靜載荷試驗及抗拔極限承載力標準值取值可按現行行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106進行。6.3.21如無當地經驗時,群樁基礎基樁的抗拔極限承載力取值可按下列規定估算:a)群樁呈非整體破壞時,基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式估算: 式中:Tuk——基樁抗拔極限承載力標準值;ui——樁身周長,對于等直徑樁取u=πd;對于擴底樁按表13取值;qsik——樁側表面第i層土的抗壓極限側阻力標準值,應通過地質勘察獲得;λi——抗拔系數,可按表14取值。表13擴底樁破壞表面周長ui≤(4~10)d>(4~10)dDd注:li對于軟土取低值,對于卵石、礫石取高值;li取值按內摩擦角增大而增加。表14抗拔系數λb)群樁呈整體破壞時,基樁的抗拔極限承載力標準值可按下式估算:=ulΣλiqsikli················································(29)式中:ui——群樁外圍周長。Ⅲ樁身承載力計算6.3.22樁身應進行豎向承載力計算。計算時應考慮樁身材料強度、成樁工藝、吊運與沉樁、約束條件、環境類別諸因素,除按本節有關規定執行外,尚應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010、《鋼結構設計標準》GB50017和《建筑抗震設計規范》GB50011的有關規定。T/XXXXXXX—XXXX6.3.23鋼筋混凝土軸心受壓樁正截面受壓承載力應符合下列規定:a)非地震效應組合當樁頂以下5d范圍的樁身螺旋式箍筋間距不大于100mm,且符合本規程第7.1.1的規定時:N≤ψcfcAps+0.9fA 當樁身配筋不符合上述條款規定時:N≤ψcfcAps 式中:N──相應于NB/T20105中無地震作用效應參與的荷載組合下的樁頂軸向壓力設計值;ψc──基樁成樁工藝系數,按第6.3.24條規定取值;fc──混凝土軸心抗壓強度設計值;f──縱向主筋抗壓強度設計值;A──縱向主筋截面面積。b)地震效應組合當樁頂以下5d范圍的樁身螺旋式箍筋間距不大于100mm,且符合本規程第7.1.1的規定時:N≤(ψcfcAps+0.9fA)YRE 當樁身配筋不符合上述條款規定時:N≤ψcfcApsYRE 式中:N──相應于NB/T20105中有地震作用效應參與的荷載組合下的樁頂軸向壓力設計值;YRE——承載力抗震調整系數,按現行國建標準《建筑與市政工程抗震通用規范》GB55002的規定采用。6.3.24基樁成樁工藝系數ψc應按下列規定取值:a)混凝土預制樁:ψc=0.85;b)干作業非擠土灌注樁:ψc=0.90;c)泥漿護壁和套管護壁非擠土灌注樁、部分擠土灌注樁:ψc=0.7~0.8。6.3.25計算軸心受壓混凝土樁正截面受壓承載力時,一般取穩定系數φ=1.0。對于高承臺基樁、樁身穿越可液化土或不排水抗剪強度小于10kPa的軟弱土層的基樁,應考慮壓屈影響,可按本規范式33、式34計算所得樁身正截面受壓承載力乘以φ折減。其穩定系數φ可根據樁身壓屈計算長度lc和樁的設計直徑d(或矩形樁短邊尺寸b)確定。樁身壓屈計算長度可根據樁頂的約束情況、樁身露出地面的自由長度lo、樁的入土長度h、樁側和樁底的土質條件應按表15確定。樁的穩定系數可按表16確定。表15樁身壓屈計算長度lc))T/XXXXXXX—XXXX))注1:表中a=5;注2:lo為高承臺基樁露出地面的長度,對于低承臺樁基,lo=0;注3:h為樁的入土長度,當樁側有厚度為dl的液化土層時,樁露出地面長度l0和樁的入土長度h分別調整為l=l0+1?ψldl;h'=h+1?ψldl,ψl按表10取值;注4:當存在fak<25kpa的軟弱土時,按液化土處理。表16樁身穩定系數φ≤710.5121415.517192122.524≤810121416182022242628Ψ0.810.75262829.5313334.536.53841.5433032343638424450Ψ0.320.230.210.196.3.26計算偏心受壓混凝土樁正截面受壓承載力時,可不考慮偏心距的增大影響,但對于高承臺基樁、樁身穿越可液化土或不排水抗剪強度小于10kPa(地基承載力特征值小于25kPa)的軟弱土層的基樁,應考慮樁身在彎矩作用平面內的撓曲對軸向力偏心距的影響,應將軸向力對截面重心的初始偏心ei乘以偏心矩增大系數η,偏心距增大系數η的具體計算方法可按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010執行。6.3.27鋼筋混凝土軸心抗拔樁的正截面受拉承載力應符合下式規定:a)非地震效應組合N≤fyAs·······················································(34)式中:N──相應于NB/T20105中無地震作用效應參與的荷載組合下樁頂軸向拉力設計值;fy──普通鋼筋的抗拉強度設計值;As──普通鋼筋的截面面積。b)地震效應組合N≤fyAsYRE····················································(35)式中:T/XXXXXXX—XXXXN──相應于NB/T20105中有地震作用效應參與的荷載組合下樁頂軸向拉力設計值;YRE——承載力抗震調整系數,按現行國建標準《建筑與市政工程抗震通用規范》GB55002的規定采用。6.3.28當考慮地震作用驗算樁身抗拔承載力時,應根據現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB50011的規定,對作用于樁頂的地震作用效應進行調整。6.4樁基水平承載力6.4.1受水平荷載的一般建筑物和水平荷載較小的高大建筑物單樁基礎和群樁中基樁應滿足下式要求:a)永久荷載控制下非地震效應組合Hik≤0.80Rh b)其他非地震效應組合Hik≤Rh·························································(2)c)地震效應組合HiEk≤1.25Rh HiEkmax≤1.5Rh 式中:Hik──相應于NB/T20105中無地震作用效應參與的荷載組合下作用于基樁i樁頂處的水平力;HiEk──相應于NB/T20105中有地震作用效應參與的荷載組合下作用于基樁i樁頂處的水平力平均值;HiEkmax──相應于NB/T20105中有地震作用效應參與的荷載組合下作用于基樁i樁頂處的水平力最大值;R──單樁基礎或群樁中基樁的水平承載力特征值,對于單樁基礎,可取單樁的水平承載力h特征值R。ha6.4.2單樁的水平承載力特征值的確定應符合下列規定:a)單樁水平承載力特征值應通過單樁水平靜載試驗確定,試驗方法可按現行行業標準《建筑基樁檢測技術規范》JGJ106執行。b)對于鋼筋混凝土預制樁、灌注樁,非地震工況下可根據靜載試驗結果取地面處水平位移為10mm(對于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所對應的荷載的75%為單樁水平承載力特征值;地震工況下可根據靜載試驗結果取地面處水平位移為基樁反彎點以上樁長1/550所對應的荷載的75%為單樁水平承載力特征值。表17樁頂水平位移系數vxvx3.53.02.82.62.42.4412.5022.7272.9053.1633.55263.53.02.82.62.41.0281.0551.0791.095注1:當ah>4時取ah=4.0。T/XXXXXXX—XXXXc)對于混凝土護壁的挖孔樁,計算單樁水平承載力時,其設計樁徑取護壁內直徑。d)可按下式估算預制樁、灌注樁單樁水平承載力特征值: 式中:EI──樁身抗彎剛度,對于鋼筋混凝土樁,EI=0.85EcI0;其中Ec為混凝土彈性模量,I0為樁身換算截面慣性矩:圓形截面為I0=w0d02;矩形截面為I0=w0d02;λ0a──樁頂允許水平位移,通過試驗確定,與樁的水平承載力特征值對應;λx──樁頂水平位移系數,按表17取值。6.4.3群樁基礎的基樁水平承載力特征值應考慮由承臺、樁群、土相互作用產生的群樁效應,可按下列公式確定: 考慮地震作用且sad≤6時:ηh=ηiηT+ηl ηi=0,1011.9···············································(8)ηlB·················································(9)X0a=····················································(10)其他情況:ηh=ηiηT+ηl+ηb················································(11)ηb=····················································(12)B=Bc+1 Pc=ηcfakA?nAps 式中:ηh──群樁效應綜合系數;ηi──樁的相互影響效應系數;ηT──樁頂約束效應系數(樁頂嵌入承臺長度50~100mm時按表18取值;ηl──承臺側向土抗力效應系數(承臺側面回填土為松散狀態時取ηl=0ηb──承臺底摩阻效應系數;sab──沿水平荷載方向的距徑比;n1、n2──分別為沿水平荷載方向與垂直水平荷載方向每排樁中的樁數;m──承臺側面土水平抗力系數的比例系數,當無試驗資料時可按本規范表20取值;x0a──樁頂(承臺)的水平位移允許值,通過試驗確定,與樁的水平承載力特征值相對應;B──承臺受側向土抗力一邊的計算寬度;BC──承臺寬度;hC──承臺高度(mμ──承臺底與基土間的摩擦系數,可按表19取值;PC──承臺底地基土分擔的豎向總荷載標準值;T/XXXXXXX—XXXXηc──按第6.3.5條確定;A──承臺總面積;Aps──樁身截面面積。表18樁頂約束效應系數ηT換算深度ah2.42.62.833.5≥4.02.582.342.202.132.072.051.441.571.711.822.07表19承臺底與基土間的摩擦系數μ0.25~0.30.35~0.456.4.4計算水平荷載較大和風載作用的帶地下室的建構筑物樁基的水平位移時,可考慮地下室側墻、承臺、樁群、土共同作用,按《建筑樁基技術規范》JGJ94附錄C方法計算基樁內力和變位。6.4.5樁的水平變形系數和地基土水平抗力系數的比例系數m可按下列規定確定:a)樁的水平變形系數a1ma=5·····················································(15)式中:m──樁側土水平抗力系數的比例系數;b0──樁身的計算寬度(m圓形樁:當直徑d≤1m時,b0=0.91.5d+0.5;當直徑d>1m時,b0=0.9d+1;方形樁:當直徑d≤1m時,b0=1.5b+0.5;當直徑d>1m時,b0=b+1;EI──樁身抗彎剛度,按本規范第6.4.2條的規定計算。b)地基土水平抗力系數的比例系數m,應通過單樁水平靜載試驗確定,當無靜載試驗資料時,估算時可按表20取值。表20地基土水平抗力系數的比例系數m值m4)m4)12~4.5102.5~66~122>0.9粉土;松散粉細砂;106~14T/XXXXXXX—XXXX3=0.75~0.9粉土;中密填6.0~101014~353~64濕陷性黃土;e<0.75粉土;中密的中粗砂;密實10~221035~1002~551.5~3注1:當樁頂水平位移大于表列數值時,m值注3:當地基為可液化土層時,應將表列數值乘以本規范表10中相應的系數ψl。6.4.6對于受水平荷載和地震作用的樁,其樁身受彎承載力和受剪承載力的驗算應符合下列規定:a)對于樁頂固端的樁,應驗算樁頂正截面彎矩;對于樁頂自由或鉸接的樁,應驗算樁身最大彎矩截面處的正截面彎矩;b)樁身所承受最大彎矩和水平剪力的計算;c)樁身正截面受彎承載力應按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010執行;d)應驗算樁頂及樁身斜截面受剪承載力:矩形截面受彎鋼筋混凝土基樁的斜截面受剪承載力應符合下列規定:0.9fyvh0···········································(16)式中:V——基樁最大剪力設計值;b——矩形樁截面寬度;?0——矩形樁截面有效高度;ft——混凝土軸心抗拉強度設計值;fyv——箍筋抗拉強度設計值;ASv——配置在同一截面內箍筋各肢的全部截面面積;S——沿構件長度方向的箍筋間距。矩形截面偏心受壓鋼筋混凝土基樁的斜截面受剪承載力應符合下列規定:0.9fyvh0+0.055N·······································(17)式中:N——與剪力設計值V相應的軸向壓力設計值,當N>0.3fcA時,取N=0.3fcA,此處fc為混凝土軸心抗壓強度設計值,A為基樁的截面面積。矩形截面偏心受拉鋼筋混凝土基樁的斜截面受剪承載力應符合下列規定:0.9f-0.25N·······································(18)式中:N──與剪力設計值V相應的軸向拉力設計值,當上式右邊的計算值小于0.9fyvh0時,應取等于0.9fyvh0,且0.9fyvh0值不應小于0.36ftb?0。T/XXXXXXX—XXXX圓形截面樁基可按上述公式計算,但上述公式中的截面寬度b和截面有效高度h0應分別以1.76r和1.6r代替,此處,r為圓形截面的半徑。計算所得的箍筋截面面積應作為圓形箍筋的截面面積。e)當考慮地震作用驗算樁身正截面受彎和斜截面受剪承載力時,應根據現行國家標準《建筑與市政工程抗震通用規范》GB55002的規定,采用承載力調整系數YRE對作用于樁頂的地震作用效應進行調整。6.4.7預制樁吊運時單吊點和雙吊點的設置,應按吊點(或支點)跨間正彎矩與吊點處的負彎矩相等的原則進行布置。考慮預制樁吊運時可能受到沖擊和振動的影響,計算吊運彎矩和吊運拉力時,可將樁身重力乘以1.5的動力系數。6.4.8混凝土預制樁、預應力混凝土樁可按下列規定驗算樁身的錘擊壓應力和錘擊拉應力:a)最大錘擊壓應力σp可按下式計算:σp=··································(19)式中:σp——樁的最大錘擊壓應力;AH、Ac、A——錘、樁墊、樁的實際斷面面積;EH、Ec、E——錘、樁墊、樁的縱向彈性模量;H、Yc、Y——錘、樁墊、樁的重度;H——錘落距。b)當樁需穿越軟土層或樁存在變截面時,可按表21確定樁身的最大錘擊拉應力。表21最大錘擊拉應力σt建議值(kPa)c)最大錘擊壓應力和最大錘擊拉應力分別不應超過混凝土的軸心抗壓強度設計值和軸心抗拉強度設計值。6.5樁基變形與裂縫6.5.1建筑樁基變形計算包括沉降計算和水平位移計算,均不應大于樁基變形允許值。6.5.2樁基沉降變形可用下列指標表示:a)平均沉降量;b)沉降差;相鄰建構筑物沉降量的差值;c)整體傾斜;建筑物樁基礎傾斜方向兩端點的沉降差與其距離之比值。6.5.3樁基沉降變形允許值應滿足表22的規定。表22核安全相關廠房樁基變形允許值T/XXXXXXX—XXXX6.5.4對于樁中心距不大于6倍樁徑的樁基,其最終沉降量計算可采用等效作用分層總和法。等效作用面位于樁端平面,等效作用面積為樁承臺投影面積,等效作用附加壓力近似取承臺底平均附加壓力。等效作用面以下的應力分布采用各向同性均質直線變形體理論。計算模式如圖4所示,樁基任一點最圖4樁基沉降示意圖終沉降量可用角點法按下式計算:.pojzijaij1)ja(i1)j································(1)式中:s──樁基最終沉降量(mms'──采用布辛奈斯克(Boussinesq解,按實體深基礎分層總和法計算出的樁基沉降量ψ──樁基沉降計算經驗系數,當無當地可靠經驗時可按《建筑樁基技術規范》JGJ94確ψe──樁基等效沉降系數,可按本規范第6.5.7條確定;m──角點法計算點對應的矩形荷載分塊數;poj──第j塊矩形底面在NB/T20105中規定的正常運行工況下的荷載效應組合(分項系數均取1)下的附加壓力(kPa);n──樁基沉降計算深度范圍內所劃分的土層數;Esi──等效作用面以下第i層土的壓縮模量(MPa),采用地基土在自重壓力至自重壓力加附加壓力作用時的壓縮模量;zij、z(i?1)j──樁端平面第j塊荷載作用面至第i層土、第i?1層土底面的距離(mij、(i?1)j──樁端平面第j塊荷載計算點至第i層土、第i?1層土底面深度范圍內平均附加應力系數,可以按《建筑樁基技術規范》JGJ94選用。6.5.5計算矩形樁基中點沉降時,樁基沉降量可按下式簡化計算:ziai1)a(i1)··································(2)式中:σzσzP0──在NB/T20105中規定的正常運行工況下的荷載效應組合(分項系數均取1)下承臺底的平均附加壓力;c基技術規范》JGJ94選用。6.5.6樁基沉降計算深度zn應按應力比法確定,即計算深度處的附加應力σz與土的自重應力σc應符合下列公式要求:σz 式中:aj──附加應力系數,可根據角點法劃分的矩形長寬比及深寬比按《建筑樁基技術規范》JGJ94選6.5.7樁基等效沉降系數可按下列公式簡化計算:2···············································(5)式中:nb──矩形布樁時的短邊布樁數,當布樁不規則時可按nb=c近似計算,C0、C1、C2──根據群樁距徑比sab、長徑比lb及基礎長寬比LcBc,按建筑樁基技術規范》JGJ94確定;Lc、Bc、n──分別為矩形承臺的長、寬及總樁數。6.5.8當布樁不規則時,等效距徑比可按下列公式近似計算:圓形樁a·················································(6)方形樁··············································(7)式中:A──樁基承臺總面積;b──方形樁截面邊長。6.5.9當無當地可靠經驗時,樁基沉降經驗系數可按下表選用。對于采用后注漿施工工藝的灌注樁,樁基沉降經驗系數應根據樁端持力層類別,乘以0.7(砂、礫、卵、石)~0.8(黏性土、粉土)折減系數;飽和土中采用預制樁(不含復打、復壓、引孔沉樁)時,應根據樁距、土質、沉樁速率和順序等因素,乘以1.3~1.8擠土效應系數,土的滲透性低,樁距小,樁數多,沉降速率快時取大值。表23樁基沉降計算經驗系數ψ≤101520351.2注1:為沉降計算深度范圍內壓縮模量的當量值,可按下式計T/XXXXXXX—XXXX6.5.10計算樁基沉降時,應考慮相鄰基礎的影響,采用疊加原理計算;樁基等效沉降系數可按獨立基礎計算。6.5.11當樁基形狀不規則時,可采用等效矩形面積計算樁基等效沉降系數,等效矩形的長寬比可根據承臺實際尺寸和形狀確定。6.5.12單樁在水平力和地震作用下的水平位移計算按照本規程第6.4條的規定進行。6.5.13建筑樁身的裂縫控制等級和最大裂縫寬度應滿足本規程第3.5條的要求。6.5.14對于正截面受彎(不考慮地震作用)的樁,其樁身受彎下的裂縫寬度計算可考慮如下工況:D+L+T0+R0+CcT(式中D、L、T0、R0、CcT的具體含義詳見NB/T20105),最大裂縫寬度按國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010的規定計算。6.5.15對于抗拔樁的裂縫控制計算應符合下列規定:a)對于嚴格要求不出現裂縫的一級裂縫控制等級預應力混凝土基樁,在荷載組合D+L+T0+R0+CcT下混凝土不應產生拉應力,應符合下式要求: b)對于一般要求不出現裂縫的二級裂縫控制等級預應力混凝土基樁,在荷載組合D+L+T0+R0+CcT下的拉應力不應大于混凝土軸心受拉強度標準值,應符合下列公式要求:在荷載效應標準組合下:σck?σpc≤ftk·····················································(9)對于允許出現裂縫的三級裂縫控制等級基樁,按荷載組合D+L+T0+R0+CcT計算的最大裂縫寬度應符合下列規定:幼max≤幼lim·····················································(10)式中:σck、σcq──荷載效應標準組合、準永久組合下正截面法向應力;σpc──扣除全部應力損失后,樁身混凝土的預應力;ftk──混凝土軸心抗拉強度標準值;幼max──按荷載效應標準組合計算的最大裂縫寬度.可按現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010計算;幼lim──最大裂縫寬度限值,按本規范3.5取用。6.5.16當樁基承受較大水平荷載時,應根據樁身的受力特征進行受彎、偏心受壓或偏心受拉工況下的裂縫驗算。裂縫寬度可按《混凝土結構設計規范》GB50010計算。6.6樁基承臺設計6.6.1樁基承臺應進行正截面受彎承載力計算,承臺彎矩可按本規程第6.6.2~6.6.4條規定計算,受彎承載力和配筋可按《壓水堆核電廠核安全相關混凝土結構設計規范》NB/T20012計算。荷載效應組合按照NB/T20015中規定的荷載效應組合,并采用相應的分項系數。6.6.2箱型承臺和筏型承臺的彎矩宜考慮地基土性質、基樁分布、承臺和上部結構類型和剛度,按地基-樁-承臺-上部結構共同作用原理分析計算。6.6.3對于箱型承臺,當樁端持力層為基巖、密實的碎石類土、砂土且深厚均勻時;或當上部結果為混凝土結構墻時,箱型承臺底板可僅按照局部彎矩作用進行計算。6.6.4對于筏型承臺,當樁端持力層深厚堅硬、上部結構剛度較好,且柱荷載及柱間距的變化不超過20%時,可僅按照局部彎矩作用進行計算。Ⅱ受沖切計算6.6.5樁基承臺厚度應滿足柱(墻)對承臺的沖切和基樁對承臺的沖切承載力要求。6.6.6軸心豎向力作用下樁基承臺受柱(墻)對承臺的沖切和基樁對承臺的沖切,可按下列規定計算:T/XXXXXXX—XXXXa)沖切破壞椎體應采用自柱(墻)邊或承臺變階處至相應樁頂邊緣連線所構成的錐體,錐體斜截面與承臺底面之夾角不應小于45°(圖5):圖5柱對承臺沖切計算示意圖b)受柱(墻)沖切承載力可按下列公式計算:1)多樁矩形承臺受角樁沖切的承載力應按下列公式計算:Fl<β0 Fl=F-ΣQi β0=·······················································(3)式中:Fl──不計承臺及其上填土自重,在NB/T20015中規定的荷載效應組合下作用于沖切破壞錐體上的沖切力設計值(kN);ft——承臺混凝土抗拉強度設計值(mβhp──承臺受沖切承載力截面高度影響系數,當h≤800mm時,βhp取1.0,當h≥20取0.9,其余按按線性內插法插值;um——承臺沖切破壞錐體一半有效高度處的周長;h0——沖切破壞錐體的有效高度(mβ0—
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