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文檔簡介
福建省工程建設地方標準DB
工程建設地方標準編號:DBJ/T13-221-2023
住房和城鄉建設部備案號:J12985-2023
大面積基礎剛性樁及樁網路基
設計與施工技術標準
DesignandConstructionStandardfortheRigidPileson
Large-areafoundationandPile-netRoadbed
福建省住房和城鄉建設廳
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2023-02-27發布2023-06-01實施
福建省住房和城鄉建設廳發布
福建省工程建設地方標準
大面積基礎剛性樁及樁網路基
設計與施工技術標準
DesignandConstructionStandardfortheRigidPilesonLarge-area
foundationandPile-netRoadbed
工程建設地方標準編號:DBJ/T13-221-2023
住房和城鄉建設部備案號:J12985-2023
主編單位:福建省建筑科學研究院有限責任公司
福州城建設計研究院有限公司
福建省建科工程技術有限公司
批準部門:福建省住房和城鄉建設廳
實施日期:2023年06月01日
福建省住房和城鄉建設廳
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2023年福州
前言
根據福建省住房和城鄉建設廳《關于公布全省工程建設地方
標準復審修編項目計劃的通知》(閩建科〔2020〕13號)要求,
標準編制組經廣泛調查研究,認真總結實踐經驗,參考有關國內
外先進標準,并在廣泛征求意見的基礎上,修訂本標準。
因忽略了單樁的側摩阻在大面積基礎中難以向遠處傳遞,原
單樁豎向承載力計算結果偏大。因軟土路基中樁體破壞模式為彎
斷破壞,原路基穩定驗算使用樁體抗剪強度不符合實際。針對原
設計計算存在的缺陷和擠土效應引起的擠土樁施工質量問題,本
標準在三個方面做了發展和完善:1.改進大面積基礎剛性樁計算,
根據對稱面原理將基礎分割為樁土棱柱體,引入樁頂和樁端邊界
約束,聯立求解樁土復合棱柱體;2.完善剛性樁路基穩定驗算,
按彎斷模式和彈性地基梁理論求樁體水平抗力,并把滑面總荷載
減去滑面處樁身軸力;3.加強軟土中擠土樁位移監控,預防浮樁、
斜樁和斷樁。
本標準的主要技術內容是:1.總則;2.術語與符號;3.基本規
定;4.剛性樁及樁網路基設計;5.剛性樁及樁網路基施工;6.施工
福建省住房和城鄉建設廳監測及工程質量檢驗與驗收;7.附錄(A~E)。
本標準修訂的主要技術內容是:1.把初版中路基剛性樁計算
方法應用到大面積基礎的建筑樁基;信息公開瀏覽專用2.細化基巖持力層和樁頂梁
板結構路基的剛性樁計算;3.補充欠固結土的剛性樁計算;4.完善
飽和軟土中擠土樁位移的施工監測;5.收集補充設計參數。
本標準由省住房和城鄉建設廳負責管理,由福建省建筑科學
研究院有限責任公司負責具體技術內容的解釋。在執行過程中如
有意見和建議,請寄送福建省住房和城鄉建設廳科技與設計處(地
3
址:福州市北大路242號,郵編:350001)和福建省建筑科學研
究院有限責任公司(地址:福州市高新區高新大道58-1號,郵編:
350108),以供今后修訂時參考。
本標準主編單位:福建省建筑科學研究院有限責任公司
福州城建設計研究院有限公司
福建省建科工程技術有限公司
本標準參編單位:閩鑫建工集團有限公司
福建藝景生態建設集團有限公司
福州鐵建工程質量檢測有限公司
福建冶地恒元建設建設有限公司
福建省交設工程試驗檢測有限公司
福建省高速公路科技創新研究院有限公司
建華建材科技(福建)有限公司
漳州高新區建設工程質量安全監督站
本標準主要起草人:朱春森林一庚鐘貴榮鄭守銘
嚴東升黃年生廖光志許國平
李楊堅姜擁政陳禮彪李軍心
蘇德垠張雅玲王景恒劉興康
劉永強潘海文彭仲鑫陳俊義
黃建輝黃玲航陳祥希
本標準主要審查人:吳銘炳盧才金陳治伙廖建康
福建省住房和城鄉建設廳林智勇林方毅王韶國鄭金伙
信息公開瀏覽專用謝琪闕云顧中華張必勝
4
目次
1總則..............................................................................................1
2術語與符號..................................................................................2
2.1術語..................................................................................2
2.2符號..................................................................................4
3基本規定......................................................................................6
4剛性樁及樁網路基設計..............................................................8
4.1一般規定..........................................................................8
4.2樁長和樁距設計............................................................11
4.3樁截面設計....................................................................13
4.4樁帽設計........................................................................16
4.5褥墊層設計....................................................................19
4.6沉降計算........................................................................20
4.7樁網路基穩定驗算........................................................21
5剛性樁及樁網路基施工............................................................28
5.1一般規定........................................................................28
5.2灌注樁施工....................................................................29
福建省住房和城鄉建設廳5.3預制樁施工....................................................................31
5.4樁帽施工信息公開瀏覽專用........................................................................33
5.5褥墊層施工....................................................................34
6施工監測及工程質量檢驗與驗收............................................36
6.1一般規定........................................................................36
6.2樁基工程施工監測和質量檢驗與驗收........................36
6.3樁帽工程檢驗與驗收....................................................38
6.4褥墊層工程檢驗與驗收..................................................39
5
附錄A大面積基礎剛性樁計算..................................................40
附錄B單樁水平抗力計算..........................................................49
附錄C地層設計參數..................................................................53
附錄D墊層和持力層彈簧系數及單樁水平抗力試驗..............55
附錄E施工記錄和質量驗收與監測表........................................61
本標準用詞說明..............................................................................74
引用標準名錄..................................................................................75
附:條文說明..................................................................................76
福建省住房和城鄉建設廳
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6
Contents
1Generalprovisions.........................................................................1
2Termsandsymbols........................................................................2
2.1Terms.................................................................................2
2.2Symbols.............................................................................4
3Basicrequirements........................................................................6
4DesignofRigidpilesandpile-netroadbed...................................8
4.1Gennaralrequirements......................................................8
4.2Lenghthandintervalofpiles...........................................11
4.3Cross-sectionofpile........................................................13
4.4Designofpilecap............................................................16
4.5Designofbeddingcushion..............................................19
4.6Calculationaboutthesubgradesettlement......................20
4.7Stabilityanalysisofpile-netroadbed...............................21
5Constructionofrigidpilesandpile-netroadbed.........................28
5.1Gennaralrequirements....................................................28
5.2Consructionofcast-in-placepile.....................................29
福建省住房和城鄉建設廳5.3Consructionofprecastpile..............................................31
5.4Consructionofpilecap...................................................33
5.5Consruction信息公開瀏覽專用ofbeddingcushion......................................34
6MonitorcheckandacceptanceinConstruction..........................36
6.1Gennaralrequirements....................................................36
6.2MonitorcheckAcceptanceforpile.................................36
6.3CheckAcceptanceforpilecap........................................38
6.4CheckAcceptanceforbeddingcushion..........................39
7
AppendixACalculationofrigidpilesonlarge-areafoundation...40
AppendixBCalculationaboutlateralresistanceofpile................49
AppendixCDesignparametersaboutsoil.....................................53
AppendixDTheexperimentsfordesignparameter......................55
AppendixEThetablesforconstructioncheckandMonitor.........61
ExplanationofWordinginThisCode...............................................74
ListofQuotedStandards...................................................................75
Addition:ExplanationofProvisions.................................................76
福建省住房和城鄉建設廳
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8
1總則
1.0.1為規范大面積基礎剛性樁及樁網路基的設計、施工與驗
收,做到安全適用、技術先進、經濟合理、確保質量、保護環境,
制定本標準。
1.0.2本標準適用于福建省大面積基礎剛性樁及樁網路基的設
計、施工和驗收。
1.0.3大面積基礎剛性樁及樁網路基設計、施工和驗收除應符合
本標準外,尚應符合國家、行業和福建省現行有關技術標準的規
定。
福建省住房和城鄉建設廳
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1
2術語與符號
2.1術語
2.1.1大面積基礎剛性樁therigidpilesonlarge-areafoundation
大面積基礎剛性樁指大面積基礎中的剛性樁,如廠房、倉庫、
地坪、貨場等基礎和路基中的剛性樁,因基礎面積較大、布樁較
多,樁側摩阻力難以向遠處傳遞擴散。剛性樁指變形模量和強度
與土體差異顯著的加固柱體,如混凝土樁、鋼樁、攪拌樁和旋噴
樁。
2.1.2樁網路基pile-netroadbed
剛性樁、土體、樁帽(含格構系梁)、加筋褥墊層或梁板結
構組成的復合路基,其特點是網格布樁、樁土剛度強度差異顯著、
加筋褥墊層填料內部存在水平土壓力。
2.1.3樁帽pilecap
樁頂起傳遞擴散豎向荷載作用的混凝土結構,格構系梁投影
面積可計入樁帽面積,梁板和承臺板結構可視為連續樁帽。
2.1.4加筋褥墊層reinforcementcushion
填料散粒體、加筋體組成的墊層,起到找平、擴散壓力和增
福建省住房和城鄉建設廳加水平抗力作用,加筋體包括土工合成材料、鋼筋網片和格構系
梁等抗拉加強體。信息公開瀏覽專用
2.1.5擠土樁thedisplacementpile
在成樁過程中產生擠土效應的樁,分為擠土樁和部分擠土樁。
2.1.6側限變形模量thedeformationmoduleoflateralconfinement
由地基土平板載荷試驗測得土層自由變形模量E0按泊松比
換算所求得的側限變形模量Es。
2
2.1.7樁土相對位移therelativedisplacementbetweenpileandsoil
同一水平面的樁身截面與樁間土布樁多邊形形心的位移差;
樁頂與同平面褥墊層布樁多邊形形心的位移差稱為樁頂樁土相對
位移;
樁端與同平面持力層布樁多邊形形心的位移差稱為樁端樁土
相對位移。
2.1.8樁帽墊層彈簧系數thespringfactorofcushionwithpilecap
樁頂荷載增量與樁頂樁土相對位移增量的比值,單位kN/m。
2.1.9樁端持力層彈簧系數thespringfactorofbearinglayerwithpileend
樁端荷載增量與樁端樁土相對位移增量的比值,單位kN/m。
2.1.10地基系數thecoefficientofsubgradereaction
樁頂墊層及樁端持力層的壓力增量與樁土相對位移增量的比
值,單位kPa/m。
2.1.11中性區neutralzone
樁土相對位移等0的樁長區間,因側摩阻為0也叫零摩阻區,
同時也是樁土豎向等應變區。
2.1.12中性面neutralplane
當樁頂和樁端的樁土相對位移較大而樁長較短,中性區將收
縮為一個面,即樁土相對位移等零的水平面,為負正摩阻區分界
面,習慣上也叫中性點。
2.1.13工期沉降thesettlementduringconstruction
福建省住房和城鄉建設廳在填筑路堤和施工路面期間路基所完成的沉降量。
2.1.14工后沉降thesettlementafterconstruction
路面工程完工之后產生的殘余沉降,包括樁土復合層和樁底信息公開瀏覽專用
下臥層工后沉降。樁土復合層工后沉降取最終殘余沉降量,樁底
下臥層工后沉降取使用年限內殘余沉降量。
3
2.2符號
2.2.1面積(m2)
A——單樁分攤基礎面積;
Ap——樁身截面積;
As——單樁分攤樁間土面積;
Ah——樁帽面積。
2.2.2長度(m)
b——樁帽寬度或樁帽直徑;
B——樁間距,如布樁不規則樁間距取A1/2;
D——樁直徑;
hc——路面結構層厚度,包括水穩層和面層;
hs——路堤填土厚度,含墊層,不含路面結構層;
Ha——土拱高度;
La——土拱跨度;
l——樁長;
s——路基最終總沉降;
sr——路基工后沉降;
z1——中性區上邊界離樁頂深度;
z2——中性區下邊界離樁頂深度;
zm——中性面深度;
福建省住房和城鄉建設廳zp——滑動面之上樁體水平力作用點離滑面高度;
δt——樁頂樁土相對位移,樁頂與同平面樁間土布樁多邊
形型心的沉降差;信息公開瀏覽專用
[δt]——樁頂樁土相對位移允許值;
Δe——樁端樁土相對位移,樁端與同平面樁間土布樁多邊
形型心的沉降差;
[δe]——樁端樁土相對位移允許值。
4
2.2.3力
F0——作用點與滑面高度為0時單樁水平抗力設計值(kN);
Fp——作用點與滑面高度為zp時單樁水平抗力設計值(kN);
M——力矩(kN.m);
Nb——靜壓樁施工壓樁力(kN);
Nmax——樁身最大軸力(kN);
q——基礎上覆荷載(kPa);
ql——路面荷載(kPa);
qh——樁帽豎向荷載(kPa);
qs——樁帽間土體豎向荷載(kPa);
p——樁身豎向附加應力(kPa);
s——樁間土體豎向附加應力(kPa)。
2.2.4力學性質
c——土層黏集力(kPa);
φ——土體內摩擦角(°);
3
γs——土體重度(kN/m),地下水位之下使用浮重度;
Ep——樁截面彈性模量(kPa);
Es——土層側限變形模量(kPa);
kt——褥墊層地基系數(kPa/m);
Kh——樁帽褥墊層彈簧系數(kN/m);
Ke——樁端持力層彈簧系數(kN/m)。
福建省住房和城鄉建設廳2.2.5其他
kf——路基抗滑安全系數;
β——樁土變形系數信息公開瀏覽專用(m-1);
m——中性區單元號;
ζ——樁側土層摩阻力殘余值與極限值的比值;
η——水平抗力群樁效應折減系數。
5
3基本規定
3.0.1大面積基礎剛性樁設計應以樁端樁土相對位移為控制目
標。當持力層為中微風化巖層且缺乏實驗數據時,可先計算出基
巖面處樁身軸力,然后根據巖層的側阻和端阻參數設計嵌巖樁段。
3.0.2對于剛性樁路基,剛性樁設計還必須滿足路基穩定驗算要
求和路基工后沉降要求。
3.0.3當剛性樁路基作為橋涵過渡段,過渡段兩端的工后沉降應
分別與橋涵基礎和普通路基協調。
3.0.4在設計飽和軟土地區擠土樁時,應提出施打順序要求和施
工過程中工程樁的位移監控要求,同時提出對周邊建(構)筑物、
地下管線變形的監測要求。
3.0.5路基存在軟土且有持力層宜采用剛性樁,當持力層埋深大
于25m或填高大于10m,路基應與橋梁方案進行經濟比較。
3.0.6當地層存在欠固結土或可液化土,剛性樁地基應與強夯和
振沖擠密等加固方法進行經濟比較。
3.0.7新舊路基無分離的軟土路基拓寬工程宜采用剛性樁,且樁
頂宜采用梁板結構。
福建省住房和城鄉建設廳3.0.8當路堤填土高度較小不能滿足成拱條件,剛性樁樁頂不宜
采用獨立樁帽,可采用梁板結構。信息公開瀏覽專用
3.0.9鉆探孔持力層揭示厚度應滿足樁基設計需要,控制孔還應
滿足總沉降計算需要。持力層頂面起伏大時,應適當加密鉆孔和
地層剖面。勘察報告應滿足荷載驗算和沉降計算的基礎設計要求,
除了提供常規指標,還應提供各土層側限變形模量和持力層彈簧
系數。
3.0.10在巖溶發育區,剛性樁基礎應查明溶洞分布和評價地面
6
塌陷危險性。在水、土強腐蝕性地區,剛性樁應采取耐久性措施。
3.0.11在地震設防地區,當剛性樁路基臨近有重要建(構)筑物
和設施,或不同道路類型和等級的路基設計規范有明確要求,路
基穩定驗算應計入地震水平加速度慣性力。
3.0.12當密實卵石碎石、中微風化基巖等持力層直接上覆軟土,
且持力層面坡率大于0.15,樁端必須嵌入持力層。嵌入深度應結
合基礎類型確定,剛性樁路基樁頂還應采用梁板結構或格構系梁。
3.0.13在施打擠土樁過程中,施工單位應考慮擠土效應對毗鄰
建(構)筑物基礎和地下管網的影響,對已施工工程樁的影響,以
及對已施工橋涵基礎的影響,按設計要求制定施工方案和技術措
施。
3.0.14面積較大工點宜在施工前進行試樁,根據試樁結果,并
結合工程地質條件相似地區試驗數據,修正地層參數和優化設計。
3.0.15為了收集、補充和修正本標準的地層參數,對于軟土深
厚、土層和持力層水平均質的典型地層結構路基工點,除常規施
工監測內容外,還宜增加樁頂壓力、樁頂和樁間土豎向位移監測
項目,且監測時間延續至路面完工后2年。
3.0.16在設計前應踏勘工點現場,了解施工條件和調查周邊環
境。
3.0.17工程樁應進行樁身完整性和承載力檢測,檢測數量和方
法應按現行國家標準《復合地基技術規范》GB/T50783執行。填
福建省住房和城鄉建設廳筑路堤應進行路基監測,監測要求按現行行業標準《公路軟土地
基路堤設計與施工技術細則》JTG/TD31-02執行。
3.0.18剛性樁路基工程的地表處理、填土要求、邊溝和邊坡防信息公開瀏覽專用
護設計施工應按現行行業標準《城市道路路基設計規范》CJJ194
和《公路路基設計規范》JTGD30執行。
7
4剛性樁及樁網路基設計
4.1一般規定
4.1.1大面積基礎剛性樁設計計算應按下列步驟和要求進行:
1必須考慮大面積基礎中剛性樁樁側摩阻無法向遠處傳遞
擴散問題,利用對稱面原理把基礎分割為獨立的樁土復合棱柱體,
空間問題簡化為樁土棱柱體問題;
2建立樁帽與墊層、樁端與持力層的彈性約束關系,按結構
力學方法聯立求解樁土棱柱體。樁頂為梁板結構,持力層為中微
風化基巖,可視為剛性約束并簡化計算;
3應根據樁土相對位移確定樁側摩阻力及側摩阻分區,從而
計算樁身軸力分布和樁身最大軸力;
4通過迭代計算使樁端樁土相對位移逼近允許值,優化樁長
和樁距,并確定合理的樁徑和樁帽尺寸。
4.1.2建筑基礎荷載應按現行國家標準《建筑地基基礎設計規
范》GB50007確定。
路基荷載q包括路堤填料重量、路面結構層重量和路面活載,
福建省住房和城鄉建設廳路基荷載設計值應按下式確定:
qhhq
信息公開瀏覽專用ssccl(4.1.2)
3
式中:γs——填料重度,無試驗數據時,填土可取18kN/m,填石
可取20kN/m3;
hs——填料高度;
3
γc——路面結構層重度,無試驗數據時可取22kN/m;
hc——路面結構層厚度;
8
ql——路面荷載,按照現行道路設計標準確定,高速公路
和城市快速路為26kPa。
在路基穩定驗算時,路基荷載應按現行行業標準《公路路基
設計規范》JTGD30規定考慮地震水平加速度慣性力。
4.1.3樁頂樁土相對位移(樁頂有梁板結構時等0)和樁端樁土
相對位移應不超過下式規定的允許值:
[t]0.02b
(0.02~0.05)D(密實砂土和碎塊狀強風化取小)
[]
e3(中微風化基巖)
max(4.1.3)
式中:[δt]——樁頂樁土相對位移允許值;
[δe]——樁端樁土相對位移允許值;
b——樁帽寬度或直徑;
D——樁身直徑或寬度;
δmax——臨界位移,由原位等截面載板或單樁靜載試驗確
定,試驗樁須無質量缺陷,樁頂位移須扣減樁身
壓縮量。
4.1.4把樁長、單樁分攤面積以及樁徑和樁帽尺寸代入附錄A,
計算樁端樁土相對位移,逐步優化調整樁長及分攤面積。樁端樁
土相對位移不得超過允許值[δe],宜控制在(0.95~1)[δe]之間。
福建省住房和城鄉建設廳4.1.5當樁頂為梁板結構,可把上部樁段視為中性區,附錄A
只需要求解樁長下部的正摩阻區。
當持力層為中微風化基巖且缺乏實驗數據,可把基巖面上部信息公開瀏覽專用
分樁段視為中性區,附錄A只需要求解樁長上部的負摩阻區。巖
面處樁身軸力可按樁土剛度比進行計算,并以基巖面處樁身軸力
為荷載,根據巖層的側阻和端阻設計嵌巖深度,設計應符合現行
行業標準《建筑樁基技術規范》JGJ94規定。
根據地層是否有欠固結土(可液化土和濕陷性土相同),基巖
9
面處樁身軸力應按下式計算:
EpAp
Aq(正常固結土)
EsAsEpAp
Np(lb)
EpAp
(AqF)(欠固結土)
swEAEA
sspp(4.1.5)
式中:lb——持力層巖面深度;
A——單樁分攤面積;
q——基礎分布荷載;
Ap——樁體截面積;
As——單樁分攤樁間土面積;
Ep——樁截面彈性模量;
Es——基巖面上土層側限變形模量(應變2‰時);
Fsw——欠固結引起的附加荷載(側摩阻與土柱重量的小值):
mm
)
Fswmin(Dhsifsi,Ashsisi
i1i1
(取兩者小值)
i——土層編號;
m——欠固結土層編號;
hsi——土層厚度;
福建省住房和城鄉建設廳fsi——土層側摩阻;
γsi——土層重度,地下水位以下取浮重度。
4.1.6當地層有欠固結土信息公開瀏覽專用、可液化土或濕陷性土時,樁端樁土相
對位移和樁身最大軸力計算應考慮附加荷載。
4.1.7大面積基礎剛性樁應進行樁身承載力驗算,建筑基礎還應
進行基礎沉降驗算,剛性樁路基還應進行穩定性驗算和工后沉降
驗算。
4.1.8剛性樁建筑基礎總沉降應不超過現行國家標準《建筑地基
10
基礎設計規范》GB50007規定的地基變形允許值。剛性樁路基工
后沉降應滿足行車安全性和舒適性需求,根據道路類型、重要性
及等級滿足相應的工后沉降要求。高速公路和城市快速路剛性樁
路基的工后沉降應不超過如下允許值:
一般軟土路基:[sr]=300mm;
過渡段路基端:[sr]≦300mm且應滿足與普通路基沉降協調;
過渡段橋涵端:[sr]=0.005Lt且≦100mm(Lt搭板長度),
[sr]=30mm(無搭板時)。
過渡段路基長度不宜小于35m。
4.1.9剛性樁路基的樁頂應設置樁帽或梁板結構,樁帽尺寸應滿
足樁頂樁土相對位移允許值要求,滿足路堤填土成拱需要,并滿
足土工合成材料不被拉斷和刺破的要求。
4.1.10樁帽之上應鋪設級配碎石或中粗砂墊層,并鋪設不少于
一層土工合成材料。在鋪設土工合成材料之前,墊層面應先找平。
4.1.11樁網路基作為橋涵過渡段時,可采用調整樁長、樁距、
樁帽面積或墊層厚度等協調沉降措施。
4.1.12對于樁身、樁帽、格構系梁和梁板結構等鋼筋混凝土結
構,構造與耐久性應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》
GB50010和《混凝土結構耐久性設計標準》GB/T50476要求。
土工合成材料應滿足耐久性要求。
福建省住房和城鄉建設廳4.2樁長和樁距設計
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4.2.1大面積建筑基礎的剛性樁宜穿透軟弱層。剛性樁路基應驗
算軟弱下臥層的工后沉降,不滿足時應穿透軟弱下臥層。過渡段
路基橋涵端剛性樁,設計樁長應與毗鄰構筑物(如橋涵和收費島)
基礎進行沉降協調。
4.2.2根據持力層類型及埋深,樁長設計初值可按下式確定:
11
lb5D
l
l(中微風化基巖層)
b(4.2.2)
式中:l——樁長;
D——樁徑;
lb——持力層頂面深度。
4.2.3單樁分擔基礎面積的初值可按4倍樁徑的樁間距確定,也
可根據初始樁長和土層側摩阻由下式計算:
A(FK[])/q
bee(4.2.3)
式中:A——單樁分擔基礎面積;
Fb——樁周總側摩阻力;
Ke——樁端持力層彈簧系數;
[δe]——樁端樁土相對位移允許值;
q——基礎荷載。
4.2.4當地層有欠固結土(可液化土和濕陷性土相同處理),因樁
頂樁土位移不連續,只能求解正摩阻區。在附錄A求解正摩阻區
時,總荷載應加上欠固結土及以上土層重量。
4.2.5在優化設計單樁分擔基礎面積之后,樁距可按下式計算:
A(正方形布樁)
B
(正三角形布樁)
福建省住房和城鄉建設廳1.07A(4.2.5)
式中:B——樁間距;信息公開瀏覽專用
A——單樁分擔路基面積。
4.2.6采用靜壓施工工藝時,樁長應由施工壓樁力控制,壓樁力
必須考慮持力層全部上覆土層的殘余側摩阻。根據設計樁長和持
力層類型,應按下式計算壓樁力:
12
DiqsikliKe[e]
N
bDqlN(l)(中微風化巖層)
isikip(4.2.6)
式中:Nb——設計施工壓樁力;
D——樁徑;
ζi——樁側第i層土側阻力殘余值與極限值的比值,
砂性土取0.9,黏性土取0.8;
qsik——樁側第i層土極限側阻力;
li——樁側第i層土層厚度;
Ke——樁端持力層彈簧系數,按照附錄B表B.3取值;
[δe]——樁端樁土相對位移允許值;
Np(lb)——基巖面處樁身軸力,按式(4.1.3)計算;
λ——基巖端阻安全系數,根據巖面深度lb取值:
λ=1.8(lb≤20m),1.7(20m<lb≤30m),1.6(30m<lb≤40m
),1.5(lb>40m)
4.2.7大面積基礎剛性樁宜采用長而稀方案,在飽和軟土中擠土
樁間距不宜小于5D。剛性樁路基采用獨立樁帽結構時,樁間距及
樁帽寬度應滿足路堤填料的成拱需要。
4.2.8為了使剛性樁過渡段路基兩端實現工后沉降協調,可采取
如下技術措施:
1在滿足剛性樁路基穩定驗算條件下,調整樁長與樁距,使
福建省住房和城鄉建設廳兩端的工后沉降分別與橋涵基礎和普通路基協調;
2靠近過渡段的軟土路基,進行局部加固,或按臺階形、楔
形填輕質填料,以降低其工后沉降;信息公開瀏覽專用
3當采用靜壓樁工藝,分別設計過渡段兩端的壓樁力,在施
工時逐排調整壓樁力。
4.3樁截面設計
4.3.1大面積基礎剛性樁直徑(或寬度)的初值可根據設計經驗
13
和工藝限制取值(如400mm或600mm),在優化確定樁長樁距
后必須計算樁身最大軸力進行截面承載力驗算。
4.3.2樁身最大軸力設計值不得超過樁身截面豎向承載力:
NfA
maxccp(4.3.2)
式中:Ap——樁截面積;
fc——混凝土軸心抗壓強度設計值;
ψc——成樁工藝系數,應按現行國家標準《建筑樁基
技術規范》JGJ94規定取值;
Nmax——樁身最大軸力設計值。
4.3.3樁身最大軸力位于中性面,應根據附錄A求解的側摩阻
分布和樁頂荷載p(0),最大軸力設計值按下式計算:
NA(0)Dhf
maxppsisi(4.3.3)
式中:Nmax——樁身最大軸力設計值;
Ap——樁截面積;
p(0)——樁頂應力;
hsi——中性面之上各土層厚度;
fsi——中性面之上各土層側摩阻。
當存在中性區應按式(4.3.4)計算,當地層有欠固結土或可液
福建省住房和城鄉建設廳化土應按式(4.3.5)計算。
4.3.4當存在中性區,樁身最大軸力位于中性區內最軟弱土層
處,最大軸力設計值應按下式計算:信息公開瀏覽專用
EA
NAqpp
maxEAEA
sspp(4.3.4)
式中:Nmax——樁身最大軸力設計值;
A——單樁分攤基礎面積;
14
q——基礎荷載;
Ap——樁截面積;
As——單樁分攤樁間土面積;
Ep——樁截面彈性模量;
Es——中性區內最軟弱土層側限變形模量(應變2‰時)。
4.3.5當地層存在欠固結土(可液化土和濕陷性土相同處理),樁
身最大軸力設計值Nmax應按下式確定:
EpAp
(AqF)
sw
NmaxEpApEsAs
中微風化基巖持力層
(AqFsw)/Ap()
mm
)
Fswmin(Dhsifsi,Ashsisi
i1i1(4.3.5)
式中:i——土層編號;
m——中性面上方(或基巖持力層上欠固結土)土層編號;
q——基礎荷載;
A——單樁分攤基礎面積;
Ap——樁截面積;
As——單樁分攤樁間土面積;
Ep——樁截面彈性模量;
Es——中性面上或欠固結土層側限變形模量(應變2‰時);
福建省住房和城鄉建設廳Fsw——欠固結引起的附加荷載(側摩阻與土柱重量的小值);
hsi——土層厚度;
fsi——土層側摩阻;信息公開瀏覽專用
γsi——土層重度,地下水位以下取浮重度。
4.3.6當采用靜壓樁時,樁身截面設計不僅必須滿足最大軸力設
計值的要求,且必須滿足臨時施工荷載壓樁力的需要,取兩者較
大者。
4.3.7灌注樁樁徑不宜小于400mm,以保障樁體質量的穩定性。
15
4.3.8灌注樁混凝土強度等級不應低于C20,當存在飽和砂性土
時不應低于C25。
4.3.9灌注樁結構配筋應符合現行行業標準《建筑樁基技術規范》
JGJ94規定。在軟土路基中,位于最不利滑動面范圍及毗鄰一排
樁的配筋還應滿足單樁水平抗力特征值下樁身最大彎矩的要求:
e/4
[Mp]F0/
2
4kD(4EI)
(4.3.9)
式中:D——樁徑;
EI——樁體截面抗彎剛度;
k——土層側向地基系數;
F0——作用點高度為0時單樁水平抗力特征值;
β——樁土變形系數;
[Mp]樁體截面抗彎矩設計值。
4.4樁帽設計
4.4.1樁帽面積初值可按2倍樁徑寬度計算,或按下式確定:
qA
A
h
kt[t](4.4.1)
福建省住房和城鄉建設廳式中:Ah——樁帽面積;
A——單樁分擔路基面積;
q——路基荷載;信息公開瀏覽專用
kt——褥墊層地基系數;
[δt]——樁頂處的樁土相對位移允許值。
當樁帽之間有格構系梁時,在附錄A的計算中,樁帽面積還
應計入單樁分攤的系梁投影面積。
4.4.2樁帽寬度不宜大于4倍樁徑,樁頂樁土相對位移不得超過
16
本標準規定的允許值。樁帽之間土拱凈跨度應滿足路堤填料的成
拱要求,并應滿足土工合成材料的拉伸率限制。
4.4.3樁帽凈跨度應滿足填料的成拱要求,土拱高度不得超過路
面結構層底面高度,應按下式進行驗算:
L
ahb/2
2tan(45/2)s
2
Bb(正三角布樁)
3
L
a2
Bb(正方形布樁)
2(4.4.3)
式中:La——土拱凈跨度,等于土拱高點(布樁多邊形形心正上
方)與樁帽邊緣水平距離2倍;
B——樁間距;
b——樁帽寬度或直徑;
hs——路堤墊層和填土高度(不含路面結構層);
φ——填料內摩擦角,無試驗數據時可按下面取值:
碎石35°,中粗砂取30°,砂黏土26°。
4.4.4鋼筋混凝土樁帽厚度不應小于(b-D)/2,素混凝土樁帽厚度
不應小于b-D,其中b為帽寬,D為樁徑。
4.4.5樁帽配筋應滿足樁帽最大彎矩的驗算要求,并符合現行國
家標準《混凝土結構設計規范》GB50010規定。樁帽最大彎矩位
福建省住房和城鄉建設廳于樁與帽連接處,樁帽最大彎矩應按下式計算:
2圓形樁帽
信息公開瀏覽專用qh(bD/2)(bD)()
12
M
hmax
2方形樁帽
qhb(bD)()
8(4.4.5)
式中:Mhmax——樁帽彎矩;
qh——樁帽豎向荷載;
17
b——圓形樁帽直徑或方形樁帽寬度;
D——剛性樁直徑;
κ——方板樁帽修正系數κ=4.9-0.55×b/D。
4.4.6在計算設計樁帽配筋時,樁帽可視為自由板,并假定樁帽
與墊層之間、樁帽與樁頭之間作用力均布。
4.4.7因求解時樁帽進行了等截面、變剛度簡化,在確定樁帽豎
向荷載和墊層豎向荷載時,附錄A求解的樁頂豎向應力p(0)和樁
間土豎向應力s(0)必須按下式進行換算:
Ap
qhp(0)
Ah
A
qs(0)
sAAs
h(4.4.7)
式中:qh——樁帽豎向荷載;
qs——樁帽之間土體豎向荷載;
A——單樁分擔基礎面積;
Ah——樁帽面積;
Ap——樁身截面積;
p(0)——樁頂處樁體附加豎向應力;
s(0)——樁頂處土體附加豎向應力。
4.4.8當地層有欠固結土、可液化土或濕陷性土時,可按樁帽承
福建省住房和城鄉建設廳擔全部荷載計算樁帽豎向荷載:
信息公開瀏覽專用qh=qA/Ah(4.4.8)
式中:qh——樁帽豎向荷載;
q——基礎荷載;
A——單樁分擔基礎面積;
Ah——樁帽面積。
18
4.4.9同一橫斷面的樁帽設計標高應水平共面,縱向高差不宜大
于樁間距5%。
4.4.10樁帽頂面可采用正多邊形或圓形,立面可采用喇叭形或
臺階形,正多邊形的邊宜與路基中線平行。
4.4.11樁帽結構的抗沖切和抗彎設計應滿足福建省現行地方標
準《建筑地基基礎技術規范》DBJ13要求。
4.4.12鋼筋混凝土樁帽最小尺寸、強度等級和保護層厚度等應
符合福建省現行標準《建筑地基基礎技術規范》DBJ13規定。
4.4.13鋼筋混凝土樁帽、格構系梁、梁板結構和承臺板結構,
應按照現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB50010設計。
4.5褥墊層設計
4.5.1墊層材料應為級配砂碎石或中粗砂,與土工合成材料接觸
的碎石墊層粒度不應超過20mm。鋪設墊層應在樁帽混凝土達到
設計強度等級70%之后。樁帽周圍應填充密實,墊層應平整密實,
在1m2內凹凸差值不應超過15mm。鋪設土工合成材料應在驗收
墊層密實度和平整度之后。
4.5.2土工合成材料的抗拉、抗剪和耐久性應符合行業質量標準
要求。在允許拉伸率下,每延米拉力不應低于設計值,并應按下
式進行拉伸率驗算:
11
12ln(12)1[]
福建省住房和城鄉建設廳22t
4信息公開瀏覽專用t
Bb(4.5.2)
式中:B——樁間距;
b——樁帽寬度或直徑
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