Gp——管桩自重设计值,地下水位以下取有效重度计算。
表5.2.7 抗拔摩阻力折减系数λi 土(岩)的类别 强风化岩、花岗岩残积土 砂土 粘性土、粉土 λi 0.50~0.70 0.40~0.60 0.60~0.70 注:桩长与桩径比小于20时,取表中较小值。
5.2.8 管桩基础的单桩竖向抗拔承载力除应符合本规程5.2.6条规定外,尚
应符合下列规定: 1
当管桩桩头用手工凿出的全部预应力钢棒直接插入承台内作为抗拔桩的受力钢筋时,应满足下列要求:
Qtk≤бpc〃A ……(5.2.8-1)
式中 Qtk——相应于荷载效应标准组合时单桩竖向拔力; бpc——管桩混凝土有效预压应力值,按本规程式(3.0.8)
计算;
A——管桩横截面面积。 2
当管桩不用桩身预应力钢棒作抗拔筋而用内孔填芯混凝土中的钢筋作为抗拔桩的受力钢筋时,除应满足式(5.2.8-1)的要求外,还应同时满足下列要求:
Qtk≤fn〃Upn〃La ……(5.2.8-2) Qt ≤As〃fy ……(5.2.8-3)
式中 Qt——相应于荷载效应基本组合时单桩竖向拔力设计值;
fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度标准值,宜由现场
试验确定。填芯混凝土应是无收缩混凝土。当缺乏试验资料时,C30的掺微膨胀剂的填芯混凝土fn可取0.2~0.25MPa; Upn——管桩内孔圆周长;
La——填芯混凝土长度,不应少于2.0m; As——管桩内孔受拉钢筋总公称截面积; fy ——钢筋的抗拉强度设计值。
30
5.2.9 承受水平力的管桩基础,其单桩的水平承载力应符合下列规定: Hik≤Rha ……(5.2.9-1)
当验算与地震作用效应组合的管桩基础水平承载力时,应满足下列要求:
Hik≤1.25Rha ……(5.2.9-2) 式中 Hik——相应于荷载效应标准组合时作用于任一根桩桩顶的
5.2.10 5.2.11
水平力;
Rha——单桩水平承载力特征值,按本规程5.2.10条或5.2.11
条确定。
管桩基础的单桩水平承载力特征值与管桩的规格品种、桩周土质条
件、桩顶水平位移允许值和桩顶嵌固情况等因素有关,宜通过现场单桩水平荷载试验确定。试验应按现行广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31附录《单桩水平荷载试验要点》执行。满足桩最小中心距的同一承台中的多桩或群桩的水平承载力特征值可视为各单桩水平承载力特征值之和。
当缺少单桩水平荷载试验资料时,可按变形控制采用下列公式估算
管桩基础单桩水平承载力特征值:
R α3EcI
ha = V 〃xoa ……(5.2.11) x 式中 Ec——管桩桩身混凝土的弹性模量;
I——管桩横截面惯性矩; EcI——管桩桩身抗弯刚度; xoa——管桩桩顶允许水平位移;
Vx——管桩桩顶水平位移系数,按表5.2.11-1取值;
α——管桩的水平变形系数:
5
mb Eα= o
c〃I
其中 m——土的水平抗力系数的比例系数,可按表5.2.11-2选用;
bo——管桩桩身计算宽度(m),bo =0.9(1.5D + 0.5);
31
D——管桩外直径。
表5.2.11-1 管桩桩顶水平位移系数Vx 桩顶约束情况 桩的换算深度(α? ) 4.0 3.5 3.0 2.8 2.6 2.4 4.0 3.5 3.0 2.8 2.6 2.4 Vx 2.441 2.502 2.727 2.905 3.163 3.526 0.940 0.970 1.028 1.055 1.079 1.095 铰 接 固 接 注:当α? > 4.0时,取α? =4.0。
表5.2.11-2 地基土水平抗力系数的比例系数m值
序号 地 基 土 类 别 m 相应桩顶面处4(MN/m) 水平位移(mm) 2.0~4.5 4.5~6.0 6.0~10 10~22 10 10 10 10 1 淤泥,淤泥质土。 流塑(IL>1)、软塑(0.75<IL≤1)状粘性土,松散粉土,松散粉细砂,松散或稍密填土。 可塑(0.25<IL≤0.75)状粘性土,稍密粉土,3 中密填土,稍密细砂。 硬塑(0<IL<0.25)、坚硬(IL≤0)状粘性土,4 中密或密实粉土,中密中粗砂,密实老填土。 2 注:1、当桩顶位移大于10mm,m值宜适当降低;反之,可适当提高。
2、当水平荷载为长期荷载时,应将表列数值乘以0.4后采用。
5.2.12 当管桩桩身承受弯矩作用时,应符合下列规定:
Mik≤Rma ……(5.2.12) 式中 Mik——相应于荷载效应标准组合时作用于任一根桩的弯矩; Rma——桩身的抗弯承载力特征值;当桩身不允许开裂时,可
按本规程表3.0.7中的抗裂弯矩除以1.5确定;当桩身
32
允许裂缝出现时,可按表3.0.7中的极限弯矩除以2.0确定。
5.2.13 当管桩桩周土体因自重固结或受地面大面积堆载影响而产生的沉降
5.2.14 1 2 3 5.2.15 5.2.16 5.2.17 1 2
大于管桩的沉降时,应考虑由此引起的桩侧负摩擦力对管桩抗压承载力及沉降的影响。当缺乏经验及实测资料、没有相似条件下的工程类比经验作参考时,桩侧负摩擦力可参照现行广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31的有关规定进行估算。
管桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值。当有可靠地区经验
时,对地质条件不复杂、荷载均匀、对沉降无特殊要求的非摩擦型管桩基础可不进行沉降验算。对以下建筑物的管桩基础应进行沉降验算:
地基基础设计等级为甲级的建筑物桩基;
体型复杂、荷载不均匀或桩端以下存在软弱土层的设计等级为乙级的建筑物桩基; 摩擦型桩基;
管桩基础的沉降量估算方法及建筑物的沉降允许值应按现行广东省
标准《建筑地基基础设计规范》DBJ15-31的有关规定执行。
根据管桩基础的特点和广东的工程经验,也可利用单桩静载试验资
料来估算管桩基础的沉降量。当管桩桩端持力层为N≥50的强风化硬质岩或N≥30的砂、卵石层时,最终沉降量可按单桩静载荷试验时单桩承载力特征值所对应的试桩桩顶沉降量的2.0~3.0倍取值;其余非摩擦型的管桩基础沉降量,可按单桩静载荷试验时单桩承载力特征值所对应的试桩桩顶沉降量的3.0~4.0倍取值。
当管桩基础的桩端持力层为强风化、全风化泥岩或其他遇水易软化
的风化岩(土)层时,设计应注意以下问题:
单桩承载力问题:此时的单桩承载力特征值应比常规情况下降低
(20~30%),甚至更低。
桩尖的密封性问题:应采用封口型桩尖,焊缝要连续饱满不渗水;
必要时在成桩孔底灌注高1.5~2.0m、石子粒径1~3cm的C20封底混凝土。
33
3 送桩深度问题:送桩深度不应太深,一般不宜超过1.5m,以便必要
时可采取复打的措施。
4 承载力检测的开始时间问题:比常规情况下的检测开始时间7天要
长,一般为收锤后25~30天。
5.3 构造要求和防腐措施
5.3.1 管桩顶部的填芯混凝土应是无收缩混凝土,灌注应饱满。灌注深度
不得小于3D且不得小于1.5m,混凝土强度等级不得低于C30。当用填芯混凝土中的钢筋作抗拔桩的受力钢筋时,填芯混凝土的深度应符合本规程5.2.8条规定。
5.3.2 管桩与承台连接时,桩顶嵌入承台深度宜取70~100mm,伸入承台
内的纵向钢筋应符合下列规定:
1 当采用管桩的预应力钢棒直接与承台锚固时,锚固长度不得小于50
倍钢棒直径且不小于500mm。
2 当采用插筋作锚固筋时,非受拉桩的插筋数量和规格可取4Ф14(Φ
300桩)、4Ф16(Φ400桩)、4Ф20(Φ500桩)、4Ф22(Φ600桩)和6Ф22(Φ800桩),插入桩顶填芯混凝土中的长度应符合本规程5.3.1条的规定,锚入承台内的长度不得少于35倍钢筋直径。
5.3.3 管桩的接长应符合下列规定: 1 任一根桩的接头数量不宜超过4个。
2 持力层标准贯入击数大于50时,不宜利用截桩余下部分作接长施打
之用。
3 桩的接头抗弯性能不得低于本规程表3.0.7规定的极限弯矩值。 4 管桩的连接:当采用电焊接头连接时,应符合本规程6.4.5条规定;
当采用机械啮合接头连接时,应符合本规程3.0.11和6.4.6条规定。
5.3.4 下列条件之一的管桩基础宜采用机械啮合接头: 1 2 3 4
地下水、地基土对管桩有中等或强腐蚀作用时; 基桩作为承受拔力的抗拔桩时; 当桩数较多较密集、挤土效应较大时; 在环境温度低于0°C或风雨季节作业时。
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