3.3.1 基樁可按下列規(guī)定分類:
1. 按承載性狀分類:
1) 摩擦型樁;
摩擦樁:在承載能力極限狀態(tài)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(tài)下,樁頂豎向荷載主要由樁側阻力承受。
2) 端承型樁:
端承樁:在承載能力極限狀態(tài)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(tài)下,樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。
2. 按成樁方法分類:
1) 非擠土樁:干作業(yè)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;
2) 部分擠土樁:沖孔灌注樁、鉆孔擠擴灌注樁、攪拌勁芯樁、預鉆孔打入(靜壓)預制樁、打入(靜壓)式敞口鋼管樁、敞口預應力混凝土空心樁和H型鋼樁;
3) 擠土樁:沉管灌注樁、沉管夯(擠)擴灌注樁、打入(靜壓)預制樁、閉口預應力混凝土空心樁和閉口鋼管樁。
3. 按樁徑(設計直徑d)大小分類:
1) 小直徑樁:d≤250mm;
2) 中等直徑樁:250mm<d<800mm;
3) 大直徑樁:d≥800mm。
3.3.2 樁型與成樁工藝應根據(jù)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(huán)境、施工經(jīng)驗、制樁材料供應條件等,按安全適用、經(jīng)濟合理的原則選擇。選擇時可按本規(guī)范附錄A進行。
1. 對于框架-核心筒等荷載分布很不均勻的樁筏基礎,宜選擇基樁尺寸和承載力可調性較大的樁型和工藝。
2. 擠土沉管灌注樁用于淤泥和淤泥質土層時,應局限于多層住宅樁基。
3. 抗震設防烈度為8度及以上地區(qū),不宜采用預應力混凝土管樁(PC)和預應力混凝土空心方樁(PS)。
3.3.3 基樁的布置應符合下列條件:
1. 基樁的最小中心距應符合表3.3.3的規(guī)定;當施工中采取減小擠土效應的可靠措施時,可根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗適當減小。
表3.3.3 基樁的最小中心距

續(xù)表 3.3.3

2. 排列基樁時,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。
3. 對于樁箱基礎、剪力墻結構樁筏(含平板和梁板式承臺)基礎,宜將樁布置于墻下。
4. 對于框架-核心筒結構樁筏基礎應按荷載分布考慮相互影響,將樁相對集中布置于核心筒和柱下;外圍框架柱宜采用復合樁基,有合適樁端持力層時,樁長宜減小。
5. 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。
6. 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0.4d且不小于0.5m,傾斜度大于30%的中風化巖,宜根據(jù)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0.2d,且不應小于0.2m。
條文說明
3.3 樁的選型與布置
3.3.1、3.3.2 本條說明樁的分類與選型的相關內容。
1. 應正確理解樁的分類內涵
1) 按承載力發(fā)揮性狀分類
承載性狀的兩個大類和四個亞類是根據(jù)其在極限承載力狀態(tài)下,總側阻力和總端阻力所占份額而定。承載性狀的變化不僅與樁端持力層性質有關,還與樁的長徑比、樁周上層性質,成樁工藝等有關。對于設計而言,應依據(jù)基樁豎向承載性狀合理配筋、計算負摩阻力引起的下拉荷載、確定沉降計算圖式、制定灌注樁沉渣控制標準和預制樁錘擊和靜壓終止標準等。
2) 按成樁方法分類
按成樁擠土效應分類,經(jīng)大量工程實踐證明是必要的,也是借鑒國外相關標準的規(guī)定。成樁過程中有無擠土效應,涉及設計選型、布樁和成樁過程質量控制。
成樁過程的擠土效應在飽和黏性土中是負面的,會引發(fā)灌注樁斷樁、縮頸等質量事故,對于擠土預制混凝土樁和鋼樁會導致樁體上浮,降低承載力,增大沉降;擠土效應還會造成周邊房屋、市政設施受損;在松散土和非飽和填土中則是正面的,會起到加密、提高承載力的作用。
對于非擠土樁,由于其既不存在擠土負面效應,又具有穿越各種硬夾層、嵌巖和進入各類硬持力層的能力,樁的幾何尺寸和單樁的承載力可調空間大。因此鉆、挖孔灌注樁使用范圍大,尤以高重建筑物更為合適。
3) 按樁徑大小分類
樁徑大小影響樁的承載力性狀,大直徑鉆(挖、沖)孔樁成孔過程中,孔壁的松馳變形導致側阻力降低的效應隨樁徑增大而增大,樁端阻力則隨直徑增大而減小。這種尺寸效應與土的性質有關,黏性土、粉上與砂土、碎石類土相比,尺寸效應相對較弱。另外側阻和端阻的尺寸效應與樁身直徑d、樁底直徑D呈雙曲線函數(shù)關系,尺寸效應系數(shù):
。
2. 應避免基樁選型常見誤區(qū)
1) 凡嵌巖樁必為端承樁
將嵌巖樁一律視為端承樁會導致將樁端嵌巖深度不必要地加大,施工周期延長,造價增加。
2) 擠土灌注樁也可應用于高層建筑
沉管擠土灌注樁無需排土排漿,造價低。20世紀80年代曾風行于南方各省,由于設計施工對于這類樁的擠土效應認識不足,造成的事故極多,因而21世紀以來趨于淘汰。然而,重溫這類樁使用不當?shù)慕逃柸詫俦匾D?8層建筑,框架-剪力墻結構;場地地層自上而下為飽和粉質黏土、粉土、黏土;采用φ500、l=22m、沉管灌注樁,梁板式筏形承臺,樁距3.6d,均勻滿堂布樁;成樁過程出現(xiàn)明顯地面隆起和樁上??;建至12層底板即開裂,建成后粱板式筏形承臺的主次粱及部分與核心筒相連的框架粱開裂。最后采取加固措施,將梁板式筏形承臺主次粱兩側加焊鋼板,梁與粱之間充填混凝土變?yōu)槠桨迨椒ば纬信_。
鑒于沉管灌注樁應用不當?shù)钠毡樾约捌鋰乐睾蠊敬我?guī)范修訂中,嚴格控制沉管灌注樁的應用范圍,在軟土地區(qū)僅限于多層住宅單排樁條基使用。
3) 預制樁的質量穩(wěn)定性高于灌注樁
近年來,由于沉管灌注樁事故頻發(fā),PHC和PC管樁迅猛發(fā)展,取代沉管灌注樁。毋庸置疑,預應力管樁不存在縮頸、夾泥等質量問題,其質量穩(wěn)定性優(yōu)于沉管灌注樁,但是與鉆、挖、沖孔灌注樁比較則不然。首先,沉樁過程的擠土效應常常導致斷樁(接頭處)、樁端上浮、增大沉降,以及對周邊建筑物和市政設施造成破壞等;其次,預制樁不能穿透硬夾層,往往使得樁長過短,持力層不理想,導致沉降過大;其三,預制樁的樁徑、樁長、單樁承載力可調范圍小,不能或難于按變剛度調平原則優(yōu)化設計。因此,預制樁的使用要因地、因工程對象制宜。
4) 人工挖孔樁質量穩(wěn)定可靠
人工挖孔樁在低水位非飽和土中成孔,可進行徹底清孔,直觀檢查持力層,因此質量穩(wěn)定性較高。但是,設計者對于高水位條件下采用人工挖孔樁的潛在隱患認識不足。有的邊挖孔邊抽水,以至將樁側細顆粒淘走,引起地面下沉,甚至導致護壁整體滑脫,造成人身事故,還有的將相鄰樁新灌注混凝土的水泥顆粒帶走,造成離析;在流動性淤泥中實施強制性挖孔,引起大量淤泥發(fā)生側向流動,導致土體滑移將樁體推歪、推斷。
5) 凡擴底可提高承載力
擴底樁用于持力層較好、樁較短的端承型灌注樁,可取得較好的技術經(jīng)濟效益。但是,若將擴底不適當應用,則可能走進誤區(qū)。如:在飽和單軸抗壓強度高于樁身混凝土強度的基巖中擴底,是不必要的;在樁側土層較好、樁長較大的情況下擴底,一則損失擴底端以上部分側阻力,二則增加擴底費用,可能得失相當或失大于得;將擴底端放置于有軟弱下臥層的薄硬土層上,既無增強效應,還可能留下安全隱患。
近年來,全國各地研發(fā)的新樁型,有的已取得一定的工程應用經(jīng)驗,編制了推薦性專業(yè)標準或企業(yè)標準,各有其適用條件。由于選用不當,造成事故者也不少見。
3.3.3 基樁的布置是樁基概念設計的主要內涵,是合理設計、優(yōu)化設計的主要環(huán)節(jié)。
1. 基樁的最小中心距?;鶚蹲钚≈行木嘁?guī)定基于兩個因素確定。第一,有效發(fā)揮樁的承載力,群樁試驗表明對于非擠土樁,樁距3~4d時,側阻和端阻的群樁效應系數(shù)接近或略大于1;砂土、粉土略高于黏性土??紤]承臺效應的群樁效率則均大于1。但樁基的變形因群樁效應而增大,亦即樁基的豎向支承剛度因樁土相互作用而降低。
基樁最小中心距所考慮的第二個因素是成樁工藝。對于非擠土樁而言,無需考慮擠土效應問題;對于擠土樁,為減小擠土負面效應,在飽和黏性土和密實土層條件下,樁距應適當加大。因此最小樁距的規(guī)定,考慮了非擠土,部分擠土和擠土效應,同時考慮樁的排列與數(shù)量等因素。
2. 考慮力系的最優(yōu)平衡狀態(tài)。樁群承載力合力點宜與豎向永久荷載合力作用點重合,以減小荷載偏心的負面效應。當樁基受水平力時,應使基樁受水平力和力矩較大方向有較大的抗彎截面模量,以增強樁基的水平承載力,減小樁基的傾斜變形。
3. 樁箱、樁筏基礎的布樁原則。為改善承臺的受力狀態(tài),特別是降低承臺的整體彎矩、沖切力和剪切力,宜將樁布置于墻下和梁下,并適當弱化外圍。
4. 框架-核心筒結構的優(yōu)化布樁。為減小差異變形、優(yōu)化反力分布、降低承臺內力,應按變剛度調平原則布樁。也就是根據(jù)荷載分布,作到局部平衡,并考慮相互作用對于樁土剛度的影響,強化內部核心筒和剪力墻區(qū),弱化外圍框架區(qū)。調整基樁支承剛度的具體作法是:對于剛度強化區(qū),采取加大樁長(有多層持力層)、或加大樁徑(端承型樁)、減小樁距(滿足最小樁距);對于剛度相對弱化區(qū),除調整樁的幾何尺寸外,宜按復合樁基設計。由此改變傳統(tǒng)設計帶來的碟形沉降和馬鞍形反力分布,降低沖切力、剪切力和彎矩,優(yōu)化承臺設計。
5. 關于樁端持力層選擇和進入持力層的深度要求。樁端持力層是影響基樁承載力的關鍵性因素,不僅制約樁端阻力而且影響側阻力的發(fā)揮,因此選擇較硬土層為樁端持力層至關重要;其次,應確保樁端進入持力層的深度,有效發(fā)揮其承載力。進入持力層的深度除考慮承載性狀外尚應同成樁工藝可行性相結合。本款是綜合以上二因素結合工程經(jīng)驗確定的。
6. 關于嵌巖樁的嵌巖深度原則上應按計算確定,計算中綜合反映荷載、上覆土層、基巖性質、樁徑、樁長諸因素,但對于嵌入傾斜的完整和較完整巖的深度不宜小于0.4d(以巖面坡下方深度計),對于傾斜度太于30%的中風化巖,宜報據(jù)傾斜度及巖石完整程度適當加大嵌巖深度,以確?;鶚兜姆€(wěn)定性。


鋼結構防火涂料 GB149
