《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008讲座

香港青马大桥番禺洛溪大桥地基基础工程桩基础工程分析、设计与施工——基于《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）的若干关键问题的剖析与理解山东建筑大学土木工程学院钟岱辉教授2009年8月电话：[phone]Email：[e-mail]邮编：250101“基础工程”就是岩土地层中建筑工程的技术问题英语称之为“FoundationEngineering”，其意义是指包括地基及基础在内的下部结构工程。“基础工程”就是研究下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生各种变形与稳定问题。基础工程的重要性1．基础工程是隐蔽工程，影响因素很多，稍有不甚就有可能给工程带来隐患；2．基础工程设计、施工的优劣，直接关系到建筑物的安危；3．基础工程的造价通常在整个工程造价中占有相当大的比例，尤其在地质条件较差、复杂的地区，如：在高层建筑中基础工程的造价与工期可分别占到建筑物土建总造价和总工期的20％～30％和30％～40％。（这些比例系数的大小受到结构形式和层数、基础结构形式、以及地质条件复杂性和环境条件的制约）随着上部结构高度和荷重的增加，以及应用的需求，基础埋置深度越来越深，基坑支护问题越来越突出，现代基础工程以超越传统意义上的地基基础概念，被构成地下空间的基础结构和基坑工程两大部分所代替，相应的基础工程的设计和施工问题不可避免的会涉及这两大部分内容的方方面面。地基基础方案及其选择基础工程设计的基本要求基础：（1）同上部结构相适应；（2）有足够的强度、刚度和耐久性。地基：（1）有足够的承载能力，不发生稳定性的破坏；（2）不能够产生上部所不容许的过大的变形。在设计时，还要考虑足够的安全储备，即有一定的可靠性。可靠性？——安全性、适用性和耐久性的总称工程中的不确定性——（1）材料参数的不确定行；（2）荷载和作用因素的不确定性；（3）计算模型的不确定性；（4）结构安全评价准则的不确定性，等等。介绍与桩基础相关的问题JGJ94-2008相关内容上海金茂大厦中国的标志性建筑之一金茂大厦占地面积2.4万平方米，高420.5米,主楼有88层，裙房有6层，地下室3层，总建筑面积29万平方米。金茂大厦地下室开挖面积近2万平方米，基坑周长570米，开挖深度19.65米。主楼基础工程桩采用大承载力的钢管桩，桩长83m，桩径为Φ914.4mm，t20mm，桩尖标高-78.5m，主楼桩持力层为细砂加中粗砂，共布桩430根，设计单桩竖向承载力特征值为7500kN。裙房桩桩长48m，桩径为Φ609.6mm，t14mm，桩尖标高-43.0m，共布桩638根。设计单桩竖向承载力特征值为3500kN。桩基工程采用直接打入法沉至设计标高。东海大桥东海大桥全长约32.5公里，海上段长25.5公里，全桥桩基8712根，墩822个，使用抗弯能力强、承载能力高的Φ1500mm钢管桩约5000余根。东海大桥主通航孔为主跨420m的钢混结合梁斜拉桥，桥址位置地层主要为黏土层和砂层，分布较为稳定。上部黏土层土质较软，呈饱和、流塑状态；下部砂层坚硬密实，厚度大，标贯击数较大。主墩桩基础均为Φ2500mm大直径钻孔灌注桩，每个主墩桩数38根，桩长达110m。洋山深水港是我国港口建设史上规模最大、建设周期最长的工程，其位于杭州湾口、长江口外，上海芦潮港的东南。洋山深水港码头一期全长1600米、宽42米，为高桩梁板结构，使用了大量的桩基础，共打桩2800多根，其中在海上打了104根Φ2200mm的嵌岩桩，其余为2700多根Φ1200mm、Φ1700mm，长45m～62m的钢管桩。其中嵌岩桩一直要嵌到水下岩石中4米至5米，最深处在海面以下40米。洋山深水港码头上海世博地下变电站采用的超深桩基础正在建设的500kV上海世博变电站，该变电站是一个圆筒状的地下结构，分为四层，直径130米，埋置深度约34米，面积5.3万平方米，顶部离地面距离在两米以上，是城市建设中典型的深埋地下结构。此工程地质地貌类型属滨海平原，场地内30m以上普遍分布有多个软黏土层，且地下水埋深较浅。基础采用桩筏基础，基坑工程共有80幅地下连续墙，共打下886根超深灌注桩，抗压桩桩径950mm，埋深达89.5m，有效桩长55.8m，并实施了桩端后注浆技术，设计极限承载力为15200kN。由于正常使用阶段较大的地下水浮力，工程设置了抗拔桩，桩径800mm，总桩长82.6m，有效桩长48.6m，并且一部分采用了扩底桩，一部分采用了桩侧后注浆技术以增加其抗拔承载力。比萨斜塔温州均瑶大厦实景图温州某商厦位于温州车站大道，于1995年打桩，采用十字型预制桩，采用260t压桩机施工。桩截面尺寸为500mm×500mm。最初压桩施工以压桩力主控，桩长为辅控。该工程原设计为9层，共布桩186根，施工时加层3层，增补5根钻孔桩。工程基础平面尺寸为33.2m×13.8m，框架结构。商厦竣工时运行正常。2003年12月21日突然发生沉降，沉降速率最大为7mm/d，累计沉降最大达131mm，且发生倾斜达8.6‰。罗长高速公路路基坍塌2004年福建罗长高速公路亭江长柄高架桥发生的路基特大坍塌。该路段地基处于沿海山区沟壑地形海相沉积的复杂地质状况，在地表水和短时间集中暴雨渗入路基后，使地基和填土路基强度降低，在高路堤的重力作用下，导致地基失稳，产生整体滑移。该软土路基工程设计中没有采用桩基础是一大欠缺。温州某大厦，楼高20层，原设计采用全套管干取土混凝土灌注桩，桩径Φ800mm、Φ1000mm，桩长约为40～45m，持力层为中风化凝灰岩，共布桩约200多根，桩径Φ1000mm桩的单桩竖向极限承载力设计要求达到12000kN。施工过程中，在套管内取土并进入基岩，但该地承压水位较高，而桩基灌注混凝土时没有使用导管而直接在钢套管内浇灌。桩基施工完毕做单桩静载试验发现单桩极限承载力只有4000～5000kN。通过对桩身混凝土取芯发现在距桩顶约35～40m段混凝土严重离析。分析其原因是浇灌混凝土时承压水从套管底部漏进套管内使混凝土离析，结果造成约200多根工程桩全部报废的严重工程质量事故，补救措施是重新补打约200多根桩并采用桩底注浆技术措施，该大厦现已竣工交付使用，情况良好。广州京光广场基坑支护结构的破坏工程基本情况：长300m,宽34m,深15m。悬臂式护坡桩。事故情况：先发生0.5～1.0m水平位移,凌晨1时,临时工棚倾入坑内,3人死亡,17人受伤。广东环市东路土钉墙塌方天河北土钉事故上海市闵行区一座13层住宅楼倒塌2009年6月27日5时30分许，上海市闵行区莲花南路罗阳路口，一在建楼盘工地发生楼体倒塌事故。13层的楼房在倒塌中并未完全粉碎，楼房底部原本应深入地下的数十根预应力混凝土管桩被“整齐”地折断后裸露在外，非常触目惊心。倒塌的13层商品楼事故发生现场倒塌现场倒塌的商品房地基全部外露倒塌的商品房地基全部外露13层在建住宅楼整体倒塌后横“躺”在地上数十根管桩被“整齐”地折断后裸露在外浅析上海莲花河畔景苑13层楼倒塌与桩基规范那些条文有关？工程是在一个岸边，地基是软土，邻近有车库基坑（4m多），地面上有大面积堆载（堆载高度10m多），这是一个荷载下的剪切滑动，建筑荷载，大面积高填方土荷载，也许还有附近基坑开挖影响到的“高层建筑基础侧限力的永久性削弱”，与加拿大谷仓倾倒有所类似。《建筑桩基技术规范》JGJ94-20083.1.3桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算：（强制性条文）1应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算；4对位于坡地、岸边的桩基应进行整体稳定性验算；5对于抗浮、抗拔桩基，应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算；《建筑桩基技术规范》JGJ94-20083.1.4下列建筑桩基应进行沉降计算：（强制性条文）1设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基；2设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的建筑桩基；3软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。8.1.5挖土应均衡分层进行，对流塑状软土的基坑开挖，高差不应超过1m。（强制性条文）3.4.5坡地岸边上桩基的设计原则应符合下列规定：1对建于坡地岸边的桩基，不得将桩支承于边坡潜在的滑动体上。桩端应进入潜在滑裂面以下稳定岩土层内的深度应能保证桩基的稳定；2建筑桩基与边坡应保持一定的水平距离；建筑场地内的边坡必须是完全稳定的边坡，当有崩塌、滑坡等不良地质现象存在时，应按现行国家标准《建筑边坡工程技术规范》（GB50330）的规定进行整治，确保其稳定性；3新建坡地、岸边建筑桩基工程应与建筑边坡工程统一规划，同步设计，合理确定施工顺序；4不宜采用挤土桩；5应验算最不利荷载效应组合下桩基的整体稳定性和基桩水平承载力。《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-20048.2.6地基承载力的计算应符合下列要求：1持力层及软弱下卧层的地基承载力验算；2当高层建筑周边的附属建筑基础处于超补偿状态，且其与高层建筑不能形成刚性整体结构时，应考虑由此造成高层建筑基础侧限力的永久性削弱及其对地基承载力的影响；桩基础在地基基础中有着广泛应用，并起着十分重要的作用。而且桩基础设计成功与否，关系到整个建（构）筑物的长久安全。都是地基惹的祸？天有日月星辰谓之文，地有山川陵谷谓之理。古人云，上知天文，下知地理今人言，天地人，三者合一。天有日月星辰谓之文，地有山川陵谷谓之理。古人云，上知天文，下知地理今人言，天地人，三者合一。关于发布行业标准《建筑桩基技术规范》的公告现批准《建筑桩基技术规范》为行业标准，编号为JGJ94-2008，自2008年10月1日起实施。其中，第3.1.3、3.1.4、5.2.1、5.4.2、5.5.1、5.5.4、5.9.6、5.9.9、5.9.15、8.1.5、8.1.9、9.4.2条(共12条)为强制性条文，必须严格执行。原行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-94同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二○○八年四月二十二日中华人民共和国行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008TechnicalCodeforBuildingPileFoundations简介目录（正文共9章）1总则2术语、符号3基本设计规定4桩基构造5桩基计算6灌注桩施工7混凝土预制桩与钢桩施工8承台施工9桩基工程质量检查及验收目录（8个附录）附录A桩型与成桩工艺选择附录B预应力混凝土空心桩基本参数附录C考虑承台（包括地下墙体）、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的桩基附录DBoussinesq（布辛奈斯克）结的附加应力系数、平均附加应力系数附录E桩基等效沉降系数计算参数附录F考虑桩径影响的Mindlin（明德林）解应力影响系数附录G按倒置弹性地基梁计算砌体墙下条形基础承台梁附录H锤击沉桩锤重的选用1。增加内容（8个部分）减少差异沉降和承台内力的变刚度调平设计；（3.1.8）桩基耐久性规定；（3.5耐久性规定）后注浆灌注桩承载力计算与施工工艺；（5.3.10～5.3.10、6.7）软土地基减沉复合疏桩基础设计；（3.1.9、5.6）考虑桩径因素的Mindlin应力解计算单桩、单排桩和疏桩基础沉降；（附录F）抗压桩与抗拔桩桩身承载力计算；（5.8.2～5.8.6、5.8.7～5.8.10）长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工方法；（6.4）预应力混凝土空心桩承载力计算与沉桩等（5.3.8、附录B）修订概况2。调整内容（5个部分）基桩和复合基桩承载力设计取值与计算；单桩侧阻力和端阻力经验参数；嵌岩桩嵌岩段侧阻力系数和端阻力系数；（JGJ94-2008修改为：嵌岩桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数）等效作用分层总和法计算桩基沉降经验系数；钻孔灌注桩孔底沉渣厚度控制标准等3。强制性条文（共12条）强制性条文（共12条）3.1.3桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算：1应根