工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程

工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程JGJ4-80主编部门：中国建筑科学研究院批准部门：国家建筑工程总局批准报国家基本建设委员会备案试行日期：1981年1月1日通知(80)建工科字第310号《工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程》由中国建筑科学研究院会同有关单位编制，现经审定，批准为部颁标准，编号为JGJ4-80，自一九八一年一月一日起试行。本规程与《工业与民用建筑地基基础设计规范》(TJ7-74)、《地基和基础工程施工及验收规范》(GBJ17-66)中有关灌注桩基础的某些条文规定有不一致之处，可按本规程执行。各单位在试行过程中要注意积累资料，总结经验，将有关资料和意见随时函告中国建筑科学研究院地基基础研究所。国家建筑工程总局一九八○年五月三十一日编制说明本规程是根据国家基本建设委员会[74]建革技字[236]号文和[78]建发科字[138]号文下达的任务，由我院会同黑龙江省第四建筑工程公司、广州市设计院、广东省基础公司、天津市化工设计院、湖南省第四建筑工程公司、甘肃省建筑工程局建筑科学研究所、北京市机械施工公司和六机部第九设计院等单位共同编制的。在编制过程中，进行了广泛的调查研究，总结了我国建国三十年，特别是近五年来工业与民用建筑灌注桩基础的设计、施工经验和科研成果；吸取了我国公路、铁路等方面以及国外的有关经验，并征求了全国有关单位的意见，最后经会议审定通过。由于灌注桩尚处在发展阶段，有些问题还有待通过实践不断研究提高，因此，在试行过程中，请各单位注意强科学研究，积累资料，总结经验；如发现需要修改或补充之处，请将意见及有关资料寄交我院地基基础研究所，以供今后修订时参考。中国建筑科学研究院基础符号内外力GT--桩基承台自重和承台上土重Gs--按设计桩径确定的桩身自重H--作用于桩基承台底面的水平力H1--作用于单桩桩顶的水平力Hi--作用于单桩桩顶的水平力Hu--作用于第i桩桩顶的水平力Hcr--单桩水平极限荷载Ha--单桩水平容许承载力Mx、My--作用于桩基上的外力对通过桩群形心的X、Y轴的外力矩N--作用于桩基承顶面上的垂直荷载N0--作用于单桩桩顶的垂直恒载N1--作用于单桩桩顶的轴向压力N1max--作用于单桩桩顶的最大轴向压力Ni--作用于第i桩桩顶的轴向力Pu--单桩轴向受压极限荷载Pa--单桩轴向受压容许承载力计算指标Eg--钢筋的弹性模量Eh--混凝土的弹性模量f--桩周土的容许摩阻力fi--桩周第i层土的容许摩阻力Rj--土的容许端承力Ra--混凝土的轴心杭压设计强度Ri--混凝土的抗拉设计强度Rf--混凝土的抗裂设计强度τt--土的冻胀切力几何特征A--桩身截面面积An--桩身换算截面面积Ao--单桩桩底压力分布面积Ag--纵向钢筋面积Ft--冻土层中桩的侧表面积B--验算方向的房屋宽度bo--桩身计算宽度d--桩的设计直径d1--成桩直径de--套管外径dg--钢筋直径do--纵向钢筋圆环的直径eo--荷载偏心距h--桩的入土深度hn--承台埋深I--截面惯性矩Io--换算截面惯性矩l--桩长l0--桩的计算长度l0--高桩台基桩露出地面的长度Li--桩周第i层土的厚度s--桩的中心距W0--换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩xi、yi--i桩至通过桩群形心的Y、X轴的距离计算系数K--桩身鹳承以强度设计安全系数Ky--单桩轴向受压承载力的安全系数KH--单桩水平承载力的安全系数Kf--抗裂设计安全系数C0--桩底面地基土竖向抗力系数Cb--承以底面地基土竖向抗力系数CR--岩石地基竖向抗力系数Cn--承台侧面地基土水平抗力系数C--桩侧基土土水平抗力系数m--地基土水平抗力系数的比例系数m0--地基土竖向抗力系数的比例系数mx--位移换算系数νM--桩顶(身)最大弯矩系数ν--桩顶水平位移系数ξN--桩身轴向压力传布系数ξM--桩身弯矩调整系数λ--抗拔容许摩阻力与受压容许摩阻力的比例系数ηxiηyi--第i桩在X、Y方向的弯矩分配系数ηiηb--Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ截面的弯矩分配系数η--偏心工增大系数α--桩身变形系数αt--荷载性质系数αe--与偏心距有关的系数φ--桩身纵向弯曲系数φ--桩周稆土层内摩擦角的权平均值γ--桩身截面抵抗矩的塑性系数β--综合系数μ--摩擦系数μq--桩身配筋率n--桩数或钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值x--水平位移xcr--水平临界荷载对应的水平位移xoa--桩顶容许的水平位移第一章总则第1.0.1条本规程适用于工业与民用建筑(包括房屋和构筑物)灌注桩基础的设计与施工(不包括爆扩灌注桩)。第1.0.2条灌注桩基础的设计和施工，要因地制宜，综合考虑地基土层性质、地下水情况、场地条件与环境、施工设备性能、上部结构类型、荷载大小与性质等因素，精心设计、精心施工，做到技术先进、经济合理、确保质量。第1.0.3条灌注桩按现有成孔工艺划分为：一、钻、挖、冲孔灌注桩：包括螺旋钻成孔、潜水钻成孔、机动洛阳铲挖孔和冲击成孔的灌注桩；二、钻孔扩底灌注桩；三、沉管灌注桩：包括锤击沉管、振动沉管和振动冲击沉管成孔的灌注桩。成孔工艺可参照附录一选取。第1.0.4条采用本规程进行灌注桩基础设计、施工时，尚应符合现行有关标准、规范的要求(若与《工业与民用建筑地基基础设计规范》TJ7-74、《地基和基础工程施工及验收规范》GBJ17-66(修订本)中有关灌注桩部分的规定有不一致之处，按本规程执行)。第1.0.5条关于试桩一、灌注桩基础应尽量进行桩的垂直静载试验，以确定垂直承载力。属于下列情况之一者，必须进行桩的垂直静载试验。1.重要的、有纪念性的大型建筑；2.使用上、生产工艺上对基础沉降有特殊限制的建筑；3.住宅群和工业建筑群；4.缺乏施工经验和试桩资料时；5.地质情况复杂，成桩质量有怀疑时。二、属于下列情况之一者，应进行桩的水平静载试验：1.经常受较大水平力的桩基础；2.抗震设防为八度和八度以上的重要的、有纪念性的建筑、高大建筑(八层以上的高层房屋、高度30米以上的工业厂房和高耸构筑物，下同)和建筑群；3.抗震设防为七度和七度以上的对基础水平位移有特殊限制的建筑。三、经常承受拔力的桩基应进行桩的抗拔试验。四、对于地质条件、成桩工艺、桩径和桩长相近的桩基工程，垂直、水平静载试桩和抗拔试桩的数量不得小于2根，并不宜少于1%。五、水平静载试验可利用经垂直静载试验后的试桩。但不能用工程桩进行。第1.0.6条属于下列情况之一的采用灌注桩基础的建筑，应进行系统的沉降观测：1.重要的或有代表性的高大建筑；2.使用或构造上对沉降有特殊限制的建筑；3.使用灌注桩的经验尚不足时。第二章灌注桩基础设计第一节一般规定第2.1.1条灌注桩基础设计应具备以下基本资料：一、工程地质资料，其内容一般包括：1.根据土层分布的均匀程度，按现行《工业与民用建筑工程地质勘察规范》TJ21-77中对桩基勘察要求绘制的工程地质剖面图、钻孔柱状图；2.控制性钻孔的土的物理力学性质指标。对于粘性土应包括天然容重、天然含水量、孔隙比、塑性指数、液性指数、压缩模量、内摩擦角、粘聚力、地基土容许承载力；对于砂土和碎石类土应包括颗粒级配、密实程度；对于岩石应包括类别、风化程度、单轴极限抗压强度；3.控制性钻孔附近静力触探贯入阻力沿深度的变化曲线(有条件进行静力触探的地区)；4.附近地区可供参考的试桩资料；5.地下水位及地下水化学分析结论；6.有关地基土冻胀性的资料。二、建筑场地与环境的条件：包括地下管线和地下构筑物，施工机械进出场和运行条件，水电源、防振、防噪声的要求，泥浆排泄条件等。三、建筑场地的总平面及建筑物基础平面图。四、上部结构类型与形式、荷载大小及其分布和性质、生产工艺与使用对基础沉降和水平位移的要求。五、抗震设防等级。六、施工机械的型号和性能。第2.1.2条灌注桩的基本尺寸和布置应符合：一、桩长与设计桩径比l/d(简称长径比)一般应符合表2.1.2.1.规定。桩的长径比表2.1.2.1二、桩的最小中心距s按表2-1-2-2采用。桩的最小中心距s表2.1.2.2注：d--桩身设计直径(钻头直径或沉管外直径，下同)，详见第2.3.4条。D--扩大端设计直径，下同。三、排列基桩时，应尽量使桩群形心与外荷载重心重合，并应使桩基在受水平力和弯矩较大方向有较大的抵抗矩。四、同一建筑物应避免同时采用端承桩和摩擦桩(用沉降缝分开者例外)。同一基础相邻桩的桩底标高差，对于支承在非岩石类土上的端承村，不宜超过桩的中心距；对于摩擦桩，在相同土层中不宜超过桩长的1/10。五、桩端进入持力层的深度，对于粘性土和砂土，不宜小于2～3倍桩径；对于碎石类土不宜小于1～2倍桩径。当存在软下卧层时，桩基以下硬持力层厚度一般不宜小于5倍桩径。穿越软弱土层支承于倾斜基岩上的端承桩，当强风化岩层厚度小于2倍桩径时，桩端应嵌入微风化或未风化基岩层(桩径指设计桩径)。第2.1.3条在灌注桩基础的设计中，应根据具体情况进行下列项目的计算：一、验算作用于桩基的垂直荷载，使其不超过按第三节确定的桩基容许垂直承载力，并验算桩身的强度。二、对于承受水平力的桩基，必须验算桩基的水平承载力，必要在验算桩基的水平位移和桩身的裂缝宽度。三、对于承受拔力的桩基，必须验算桩的抗拔稳定性和桩身的抗拉强度，并根据具体情况验算桩身的裂缝宽度。四、当建筑物对桩基的沉降有要求时，应作沉降验算。五、当桩基下有软下卧层时，应对软下卧层的承载力进行验算。六、计算桩基承台的内力并验算其强度。第2.1.4条季节性冻土和膨胀土地基灌注桩基础宜按下列原则设计：一、为了消除土的冻胀或膨胀对建筑物的影响，灌注桩宜采用钻挖孔桩或钻孔扩底桩。二、考虑到冻胀、膨胀对垂直承载力的影响，确定基桩垂直承载力时，不计冻胀、膨胀深度范围的桩侧摩阻力。任何情况下，桩端进入冻深线或膨胀土地基的大气影响线以下的深度，不得小于4倍桩径或1倍扩大端直径。三、为消除桩基受冻长或膨胀的危害，宜在冻胀或膨胀深度范围沿桩周以及承台作隔冻、隔胀处理。四、当桩身和承台未作隔冻、隔胀处理时，应验算冻胀、膨胀力作用下，桩基的抗拔稳定性和桩身的抗拉强度。第2.1.5条湿陷性黄土地基灌注桩基础宜按下列原则设计：一、对于自重湿陷性黄土地基，灌注桩一般宜采用沉管法或采用清底较好的钻、挖孔法施工。二、考虑到湿陷对于垂直承载力的影响，在确定基桩轴向受压承载力时，一般情况下，除不计自重湿陷性土层范围的桩周正摩阻外，尚应考虑自重湿陷引起的负摩阻；非自重湿陷性土层的摩阻力一般取浸水饱和状态下的数值。三、承受长期水平力或经常出现水平力的桩基，其水平承载力和地基土水平抗力系数，一般按土在饱和状态下确定。承受瞬时水平力(如地震力)时，则按浸水可能性取值。第2.1.6条灌注桩基础的抗震设计宜按下列原则进行：一、桩承台除使用要求可露出地面外，应埋入地下成为低桩承台。承台混凝土宜尽量采用原槽浇灌。如采用支模浇灌，侧面回填土应采肜天土或灰发层夯实。当水平力大且近承台底面的土层很松散时，可考虑采取夯辗加密或作碎石垫层等措施增加基底抗力。当承台下土层有自重固结沉降(新填土的固结和降低地下水引起土的固结沉降等)、自重湿陷、震陷(振陷)和液化可能时，则不考虑承台底土抗力的作用。二、当近承台底为可液化土层时，基桩应穿过可液化土层嵌入稳定土层，其深度一般不小于4.0/α(α根据第2.3.14条确定)，或不小于7～14倍桩径(硬土取低值，软土取高值)。如果液化层以上的非液化层厚度不小于4.0/α，足以稳固桩身时，则桩端进入稳定土层的深度，对于粘性土和砂土可减至2～3倍桩径，对于碎石类土可减至1～2倍桩径。验算桩基的抗震能力时，液化层的摩阻力和水平抗力系数均按零考虑。三、对建于可能因地震引起上部土层滑地段地桩基，应考虑滑移体对桩产生的水平力，按抗滑桩的要求设计。四、作用于桩基的水平地震力，一般只考虑地面以下建筑物重量产生的水平惯性力，按现行《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78进行计算；当考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力作用，进行桩基抗震计算时，应考虑承台底面以上重量产生的水平惯性力。第二节构造