载体桩设计规程

载体桩设计规程的修订杨启安2007年9月10日规程修订的主要内容一.术语及一般规定；二.增加了桩顶作用效应的计算；三.载体桩承载力估算进行修订；四.增加了软弱下卧层承载力的验算；五.对沉降计算公式进行了修订六.载体桩的检测一.术语及基本规定1.载体桩载体桩是指由混凝土桩身和载体构成的桩，而载体是由混凝土、夯实填充料和挤密土体构成。术语载体影响区域为直径2-3m，深度3-5m。2.载体桩桩长载体桩桩长包括混凝土桩身长和载体高度.载体高度因柱锤夯击能量和填料的不同而不同，计算一般取2m(包括承载力计算和变形计算)。3.去掉2.18细长锤的概念原规范：直径250-500mm,长3000-5000mm，锤质量为1.5-5t用以夯实填充料和干硬性混凝土的锤。随着载体桩技术的发展，载体桩发展为从350-800mm，因此相匹配的夯锤也相应改变。将细长锤变为柱锤。4.对三击贯入度重新定义原规范：夯实后，当不在填料时连续夯击三次后的锤的下沉量。新规范：以锤径355mm，质量3500kg的柱锤，落距6.0m，连续三次锤击的累计下沉量。基本规定3.0.2被加固土层宜为粉土、砂土、碎石土及可塑、硬塑状态的粘性土。当软塑状态的粘性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土经过成桩试验和载荷试验确定载体桩的承载力满足要求时，也可作为被加固土层。在湿陷性黄土地区采用载体桩时，载体桩必须穿透湿陷性黄土层。3.0.3载体桩桩间距不宜小于3倍桩径，且载体施工时不得影响到相邻桩的施工质量。当被加固土层为粉土、砂土或碎石土时，桩间距不宜小于1.6m；当被加固土层为含水量较高的粘性土时，桩间距不宜小于2.0m。载体桩间距由桩径、填料量和土性而定，桩径小、填料少时，间距可适当减小，以粘性土为被加固土层时，其间距应比以砂土作为被加固土层大。土样编号1号2号3号4号距夯扩体距离(cm)0306090密度(g/cm3)2.0452.011.951.92孔隙率38.039.341.342.2孔隙比0.6130.6470.7040.730含水量(%)22.222.723.023.1干密度(g/cm3)1.6741.6381.5851.560A.开挖试验桩径410mm，桩长5.0m，三击贯入度为18cm。B.模型试验粘性土中的模型试验密砂中的模型试验砂性土中的塑性影响区域半径饱和粘性土中的塑性影响区域半径sin)1(2/0ERRupuupcERR3)1(2/C.球形扩张理论3.0.6当桩身进入承压水土层时，应采取有效措施，防止发生突涌。原规范中规定：桩身不应进入有承压水地区。3.0.6载体施工时的填料量应以三击贯入度为主，对于桩径为300-500mm的载体桩，其填料量不宜大于1.8m3，当填料量大于1.8m3时，应另选被加固土层或改变施工参数。原规范规定：以三击贯入度控制填料量。投料量不宜小于0.5m3，且不宜大于1.8m3。主要是考虑，当桩径较小时，间距也较小，填料不宜太大，否则影响到邻桩施工质量；在卵石层中施工，可以不填料直接夯实。3.0.8在桩基础施工时，应采取相应措施控制相邻的上浮量，对于桩身混凝土已经达到终凝的相邻桩，其上浮量不宜大于20mm；对于桩身混凝土处于流动状态的相邻桩，其上浮量不宜大于50mm。原规范：夯击后的地面隆起不得大于50mm；相邻桩的竖向位移不得大于20mm。影响载体质量的主要因素为相邻桩的上浮量，上浮量过大，容易造邻桩载体与桩身的脱离。故本次规程主要控制相邻桩的上浮量。3.0.9当采用载体桩作为复合地基中的增强体时，载体桩桩身可不配筋。由于载体桩具有桩长短，承载力高等特点，可以将素混凝土载体桩施工为复合地基，能有效节省造价。为充分发挥载体桩承载力，将桩顶一定范围直径进行扩大，同时应选择合适的褥垫层厚度，ApAsAAAAfpsppspk)(11ApADAAAAAAfsDpDsppspk'222)()(σs2σ’s2σp2σp1σs1若σp2不变，则，由于小于，故小于0，即随着AD的增大，复合地基承载力减小。实际情况，桩顶扩大面积，复合地基承载力增大。AAAfssDspk'22'2s2sDspkAf说明假设载体桩顶的压力不变是错误的；现在一般认为复合地基受力时单桩承载力完全发挥，桩间土承载力发挥一部分。而实际情况，一般设计的复合地基单桩承载力并没有全部发挥，在随着桩顶AD的变化，单桩承载力的发挥是变化的；桩间土承载力由于受到桩的约束，往往承载力比勘察报告提供的承载力高。skpaspkfmARmf)1(CFG桩复合地基扩顶后，等沉面下移；载体桩复合地基扩顶后，充分发挥载体的承载力。skpaspkfmnARmnf)1(21根据基础的刚度不同，载体桩复合地基分为刚性基础复合地基和柔性基础复合地基。二、载体桩计算增加了桩顶作用效应4.2桩顶作用效应轴心竖向力作用下偏心竖向力作用下水平力作用下nFNkkkG22jiykjixkkkikxxMyyMnGFNnHHkik成立条件1承台绝对刚性，受弯距不产生挠曲；2桩与承台为铰接，只传递轴力和水平力，不传递弯距；3各桩的刚度相同。4.3.2单桩承载力特征值可采用下列经验公式估算：原规范计算公式：eaaAfRepaisiapaAqlquR三、单桩承载力的计算载体桩的受力为一等效扩展基础，由于载体桩长不长，且受载体的影响，其侧阻比较小，故计算承载力时，可以参照浅基础承载力的计算公式进行计算。Ae的取值可以采用经验值，也可以参考规范表的取值；表中三击指采用标准锤测的三击，当采用非标准锤时，应对三击进行调整；当桩长较长时候，应考虑侧阻挡的影响，Ae可以采用静载荷试验反算，也可对规范表中Ae进行适当调整。等效计算面积Ae4.3.5软弱下卧层承载力应按下式验算：)22)(22()(20000tgtRBtgtRLlqBLAdGFiikshkkpzazizpfzσpz——相应于荷载效应标准组合时作用于软弱下卧层顶面的附加应力四、增加了软弱下卧层的计算注意：软弱下卧层承载力只进行深度修正，不进行宽度修正；计算附加压力时候，面积增大要考虑载体面积的影响，增加2ΔR，ΔR=0.6-1.0m。扩散角度按建筑地基基础设计规范的扩散角。五、沉降计算4.5.6明确沉降计算按等代实体的分层总和法进行计算。4.5.7载体桩沉降计算公式：Ψp——沉降计算经验系数。nisiiiiipEzzps1110按等代实体基础采用单向压缩分层总和法进行计算。由于缺少载体桩的足够沉降观测资料，ψp取值参照建筑地基基础设计规程取值。沉降计算深度采用应力比控制。cz2.0六、特殊土层中载体桩的设计1湿陷性黄土地区载体桩的设计。护筒可以沉到湿陷性黄土底以上3-4m。经过施工后载体桩穿透整个持力层。三门峡某工程的实测资料,桩径410mm，桩长9.0m，三击贯入度为10cm。距离混凝土桩身距离（m)01234施工前的湿陷系数0.0340.0190.0240.0290.023施工后的湿陷系数0.0020.0050.0120.0140.0152液化土中载体桩的设计。北京通州东潞园，载体桩桩长5-6m，填砖100块，桩径330mm，单桩承载力为650kN。土层厚度（m）含水量（%）容重(g/cm3)孔隙比(e)压缩模量(MPa)承载力特征值（kPa）①素填土0.5～1.8----80②1粘质粉土0.4～2.012.51.920.7610130③砂质粉土0.3-3.0m15.51.930.7213140③1粉质粘土0.3-2.7m21.01.900.8514150③2粉砂1.1-5.2m-1.95-16210④细砂未揭穿-2.0-21230载体桩施工完毕后，在护筒底以下4m范围内，标贯击数都大于临界击数，液化被消除在液化土地区，在承载力满足设计要求的情况下，施工时护筒可沉到液化土层底以上3-4m。七.载体桩的检测一、检测数量静载荷试验：1%，不少于3根；当总桩数量少于50根时，不少于2根。动测数量：10%-20%，每栋楼不少于10根。对于独立柱基，每柱下不少于1根。2检测方法与常规混凝土桩检测方法基本相同。3检测判断静载荷试验由于载体桩变形为40mm后进行回弹，回弹量还非常大，说明还处于弹性变形，还能够承受一定的承载力，故规范规定：对于缓变性的载体桩Q-s曲线，取60mm对应的荷载作为极限承载力。动测有缺陷的桩桩底一定为同相反射的曲线，但桩底为同相反射曲线的桩不一定为有缺陷的桩。震速反射系数：122111122111AcAcAcAcRv普通灌注桩大于，Rv大于0，桩底为同相反射；嵌岩桩：小于，Rv小于0，桩底为反相反射；Ac22111AcAc22111Ac载体桩：主要看介质密度和扩底面积的影响程度，呈现不同的曲线。但大部分曲线为反相反射。谢谢!