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    濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范 GB50025-2004

    • 發(fā)布日期:2018-07-25
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    5.7.1 在濕陷性黃土場地,符合下列中的任一款,均宜采用樁基礎: 1 采用地基處理措施不能滿足設計要求的建筑; 2 對整體傾斜有嚴格限制的高聳結構; 3 對不均勻沉降有嚴格限制的建筑和設備基礎; 4 主要承受水平荷載和上拔力的建筑或基礎; 5 經技術經濟綜合分析比較,采用地基處理不合理的建筑。  5.7.2 在濕陷性黃土場地采用樁基礎,樁端必須穿透濕陷性黃土層,并應符合下列要求: 1 在非自重濕陷性黃土場地,樁端應支承在壓縮性較低的非濕陷性黃土層中; 2 在自重濕陷性黃土場地,樁端應支承在可靠的巖(或土)層中。  5.7.3 在濕陷性黃土場地較常用的樁基礎,可分為下列幾種: 1 鉆、挖孔(擴底)灌注樁; 2 擠土成孔灌注樁; 3 靜壓或打人的預制鋼筋混凝土樁。 選用時,應根據工程要求、場地濕陷類型、濕陷性黃土層厚度、樁端持力層的土質情況、施工條件和場地周圍環(huán)境等因素確定。 5.7.4 在濕陷性黃土層厚度等于或大于10m的場地,對于采用樁基礎的建筑,其單樁豎向承載力特征值,應按本規(guī)范附錄H的試驗要點,在現(xiàn)場通過單樁豎向承載力靜載荷浸水試驗測定的結果確定。 當單樁豎向承載力靜載荷試驗進行浸水確有困難時,其單樁豎向承載力特征值,可按有關經驗公式和本規(guī)范5.7.5條的規(guī)定進行估算。 5.7.5 在非自重濕陷性黃土場地,當自重濕陷量的計算值小于50mm時,單樁豎向承載力的計算應計入濕陷性黃土層內的樁長按飽和狀態(tài)下的正側阻力。在自重濕陷性黃土場地,除不計濕陷性黃土層內的樁長按飽和狀態(tài)下的正側阻力外,尚應扣除樁側的負摩擦力。對樁側負摩擦力進行現(xiàn)場試驗確有困難時,可按表5.7.5中的數(shù)值估算。 表5.7.5 樁側平均負摩擦力特征值(kPa) 樁側平均負摩擦力特征值(kPa)   5.7.6 單樁水平承載力特征值,宜通過現(xiàn)場水平靜載荷浸水試驗的測試結果確定。 5.7.7 在  、  區(qū)的自重濕陷性黃土場地,樁的縱向鋼筋長度應沿樁身通長配置。在其他地區(qū)的自重濕陷性黃土場地,樁的縱向鋼筋長度,不應小于自重濕陷性黃土層的厚度。 5.7.8 為提高樁基的豎向承載力,在自重濕陷性黃土場地,可采取減小樁側負摩擦力的措施。 5.7.9 在濕陷性黃土場地進行鉆、挖孔及護底施工過程中,應嚴防雨水和地表水流人樁孔內。當采用泥漿護壁鉆孔施工時,應防止泥漿水對周圍環(huán)境的不利影響。 5.7.10 濕陷性黃土場地的工程樁,應按有關現(xiàn)行國家標準的規(guī)定進行檢測,并應按本規(guī)范5.7.5條的規(guī)定對其檢測結果進行調整。   條文說明 5.7 樁基礎 5.7.1 濕陷性黃土場地,地基一旦浸水,便會引起濕陷給建筑物帶來危害,特別是對于上部結構荷載大并集中的甲、乙類建筑;對整體傾斜有嚴格限制的高聳結構;對不均勻沉降有嚴格限制的甲類建筑和設備基礎以及主要承受水平荷載和上拔力的建筑或基礎等,均應從消除濕陷性的危害角度出發(fā),針對建筑物的具體情況和場地條件,首先從經濟技術條件上考慮采取可靠的地基處理措施,當采用地基處理措施不能滿足設計要求或經濟技術分析比較,采用地基處理不適宜的建筑,可采用樁基礎。自20世紀70年代以來,陜西、甘肅、山西等濕陷性黃土地區(qū),大量采用了樁基礎,均取得了良好的經濟技術效果。 5.7.2 在濕陷性黃土場地樁周浸水后,樁身尚有一定的正摩擦力,在充分發(fā)揮并利用樁周正摩擦力的前提下,要求樁端支承在壓縮性較低的非濕陷性黃土層中。 自重濕陷性黃土場地建筑物地基浸水后,樁周土可能產生負摩擦力,為了避免由此產生下拉力,使樁的軸向力加大而產生較大沉降,樁端必須支承在可靠的持力層中。樁底端應坐落在基巖上,采用端承樁;或樁底端坐落在卵石、密實的砂類土和飽和狀態(tài)下液性指數(shù)IL<0的硬黏性土層上,采用以端承力為主的摩擦端承樁。 除此之外,對于混凝土灌注樁縱向受力鋼筋的配置長度,雖然在規(guī)范中沒有提出明確要求,但在設計中應有所考慮。對于在非自重濕陷性黃土層中的樁,雖然不會產生較大的負摩擦力,但一經浸水樁周土可能變軟或產生一定量的負摩擦力,對樁產生不利影響。因此,建議樁的縱向鋼筋除應自樁頂按1/3樁長配置外,配筋長度尚應超過濕陷性黃土層的厚度;對于在自重濕陷性黃土層中的端承樁,由于樁側可能承受較大的負摩擦力,中性點截面處的軸向壓力往往大于樁頂,全樁長的軸向壓力均較大。因此,建議樁身縱向鋼筋應通長配置。 5.7.3 在濕陷性黃土地區(qū),采用的樁型主要有:鉆、挖孔(擴底)灌注樁,沉管灌注樁,靜壓樁和打人式鋼筋混凝土預制樁等。選用樁型時,應根據工程要求、場地濕陷類型、地基濕陷等級、巖土工程地質條件、施工條件及場地周圍環(huán)境等綜合因素確定。如在非自重濕陷性黃土場地,可采用鉆、挖孔(擴底)灌注樁,近年來,陜西關中地區(qū)普遍采用鍋錐鉆、挖成孔的灌注樁施工工藝,獲得較好的經濟技術效果;在地基濕陷性等級較高的自重濕陷性黃土場地,宜采用干作業(yè)成孔(擴底)灌注樁;還可充分利用黃土能夠維持較大直立邊坡的特性,采用人工挖孔(擴底)灌注樁;在可能條件下,可采用鋼筋混凝土預制樁,沉樁工藝有靜力壓樁法和打人法兩種。但打入法因噪聲大和污染嚴重,不宜在城市中采用。 5.7.4 本節(jié)規(guī)定了在濕陷性黃土層厚度等于或大于10m的場地,對于采用樁基礎的甲類建筑和乙類中的重要建筑,其單樁豎向承載力特征值應通過靜載荷浸水試驗方法確定。 同時還規(guī)定,對于采用樁基礎的其他建筑,其單樁豎向承載力特征值,可按有關規(guī)范的經驗公式估算,即: 上述規(guī)定的理由如下: 1 濕陷性黃土層的厚度越大,濕陷性可能越嚴重,由此產生的危害也可能越大,而采用地基處理方法從根本上消除其濕陷性,有效范圍大多在10m以內,當濕陷性黃土層等于或大于10m的場地,往往要采用樁基礎。 2 采用樁基礎一般都是甲、乙類建筑。其中一部分是地基受水浸濕可能性大的重要建筑;一部分是高、重建筑,地基一旦浸水,便有可能引起濕陷給建筑物帶來危害。因此,確定單樁豎向承載力特征值時,應按飽和狀態(tài)考慮。 3 天然黃土的強度較高,當樁的長度和直徑較大時,樁身的正摩擦力相當大。在這種情況下,即使樁端支承在濕陷性黃土層上,在進行載荷試驗時如不浸水,樁的下沉量也往往不大。例如,20世紀70年代建成投產的甘肅劉家峽化肥廠堿洗塔工程,采用的井樁基礎未穿透濕陷性黃土層,但由于載荷試驗未進行浸水,荷載加至3000kN,下沉量僅6mm。井樁按單樁豎向承載力特征值為1500kN進行設計,當時認為安全系數(shù)取2已足夠安全,但建成投產后不久,地基浸水產生了嚴重的濕陷事故,樁周土體的自重濕陷量達600mm,樁周土的正摩擦力完全喪失,并產生負摩擦力,使樁基產生了大量的下沉。由此可見,濕陷性黃土地區(qū)的樁基靜載荷試驗,必須在浸水條件下進行。 5.7.5 樁周的自重濕陷性黃土層浸水后發(fā)生自重濕陷時,將產生土層對樁的向下位移,樁將產生一個向下的作用力,即負摩擦力。但對于非自重濕陷性黃土場地和自重濕陷性黃土場地,負摩擦力將有不同程度的發(fā)揮。因此,在確定單樁豎向承載力特征值時,應分別采取如下措施: 1 在非自重濕陷性黃土場地,當自重濕陷量小于50mm時,樁側由此產生的負摩擦力很小,可忽略不計,樁側主要還是正摩擦力起作用。因此規(guī)定,此時“應計入濕陷性黃土層范圍內飽和狀態(tài)下的樁側正摩擦力”。 2 在自重濕陷性黃土場地,確定單樁豎向承載力特征值時,除不計濕陷性黃土層范圍內飽和狀態(tài)下的樁側正摩擦力外,尚應考慮樁側的負摩擦力。 1)按浸水載荷試驗確定單樁豎向承載力特征值時,由于浸水坑的面積較小,在試驗過程中,樁周土體一般還未產生自重濕陷,因此應從試驗結果中扣除濕陷性黃土層范圍內的樁側正、負摩擦力。 2)樁側負摩擦力應通過現(xiàn)場浸水試驗確定,但一般情況下不容易做到。因此,許多單位提出希望規(guī)范能給出具體數(shù)據或參考值。 自20世紀70年代開始,我國有關單位根據設計要求,在青海大通、蘭州和西安等地,采用懸吊法實測樁側負摩擦力,其結果見表5.7.5-1。 表5.7.5-1 用懸吊法實測的樁周負摩擦力 用懸吊法實測的樁周負摩擦力 國外有關標準中規(guī)定樁側負摩擦力可采用正摩擦力的數(shù)值,但符號相反?,F(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》對樁周正摩擦力特征值qsa規(guī)定見表5.7.5-2。 表5.7.5-2 預制樁的樁側正摩擦力的特征值 預制樁的樁側正摩擦力的特征值   如黃土的液限wL=28%,塑限wp=18%,孔隙比e≥0.90,飽和度Sr≥80%時,液性指數(shù)一般大于1,按照上述規(guī)定,飽和狀態(tài)黃土層中預制樁樁側的正摩擦力特征值為10~20kPa,與現(xiàn)場負摩擦力的實測結果大體上相符。 關于樁的類型對負摩擦力的影響 試驗結果表明,預制樁的側表面雖比灌注樁平滑,但其單位面積上的負摩擦力卻比灌注樁為大。這主要是由于預制樁在打樁過程中將樁周土擠密,擠密土在樁周形成一層硬殼,牢固地粘附在樁側表面上。樁周土體發(fā)生自重濕陷時不是沿樁身而是沿硬殼層滑移,增加了樁的側表面面積,負摩擦力也隨之增大。因此,對于具有擠密作用的預制樁與無擠密作用的鉆、挖孔灌注樁,其樁側負摩擦力應分別給出不同的數(shù)值。 關于自重濕陷量的大小對負摩擦力的影響 蘭州鋼廠兩次負摩擦力的測試結果表明,經過8年之后,由于地下水位上升,地基土的含水量提高以及地面堆載的影響,場地土的濕陷性降低,負摩擦力值也明顯減小,鉆孔灌注樁兩次的測試結果見表5.7.5-3。 表5.7.5-3 蘭州鋼廠鉆孔灌注樁負摩擦力的測試結果 蘭州鋼廠鉆孔灌注樁負摩擦力的測試結果   試驗結果表明,樁側負摩擦力與自重濕陷量的大小有關,土的自重濕陷性愈強,地面的沉降速度愈大,樁側負摩擦力值也愈大。因此,對自重濕陷量△zs<200mm的弱自重濕陷性黃土與△zs≥200mm較強的自重濕陷性黃土,樁側負摩擦力的數(shù)值差異較大。 3)對樁側負摩擦力進行現(xiàn)場試驗確有困難時,GBJ 25—90規(guī)范曾建議按表5.7.5-4中的數(shù)值估算: 表5.7.5-4 樁側平均負摩擦力(kPa) 樁側平均負摩擦力(kPa) 鑒于目前自重濕陷性黃土場地樁側負摩擦力的試驗資料不多,本規(guī)范有關樁側負摩擦力計算的規(guī)定,有待于今后通過不斷積累資料逐步完善。 5.7.6 在水平荷載和彎矩作用下,樁身將產生撓曲變形,并擠壓樁側土體,土體則對樁產生水平抗力,其大小和分布與樁的變形以及土質條件、樁的入土深度等因素有關。設在濕陷性黃土層中的樁,在天然含水量條件下,樁側土對樁往往可以提供較大的水平抗力;一旦浸水樁周土變軟,強度顯著降低,從而樁周土體對樁側的水平抗力就會降低。 5.7.8 在自重濕陷性黃土層中的樁基,一經浸水樁側產生的負摩擦力,將使樁基豎向承載力不同程度的降低。為了提高樁基的豎向承載力,設在自重濕陷性黃土場地的樁基,可采取減小樁側負摩擦力的措施,如: 1 在自重濕陷性黃土層中,樁的負摩擦力試驗資料表明,在同一類土中,擠土樁的負摩擦力大于非擠土樁的負摩擦力。因此,應盡量采用非擠土樁(如鉆、挖孔灌注樁),以減小樁側負摩擦力。 2 對位于中性點以上的樁側表面進行處理,以減小負摩擦力的產生。 3 樁基施工前,可采用強夯、擠密土樁等進行處理,消除上部或全部土層的自重濕陷性。 4 采取其他有效而合理的措施。 5.7.9 本條規(guī)定的目的是: 1 防止雨水和地表水流人樁孔內,避免樁孔周圍土產生自重濕陷; 2 防止泥漿護壁或鉆孔法的泥漿循環(huán)液,滲入附近自重濕陷黃土地基引起自重濕陷。
    關鍵詞: 結構工程
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