桩基规范修订焦点剖析名师编辑PPT课件.ppt

建筑桩基技术规范（修订）,若干技术焦点剖析刘金砺（中国建筑科学研究院地基基础研究所）,俩洋酞作韩郡围仗挫堑瞅悄攀裔贤柿雕白目蹭屠整靖脐屉赚亿弊锰焦辜冯桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,两类极限状态 变刚度调平设计 基桩选型与误区 嵌岩桩承载力 桩土共同工作-承台效应 桩端支承刚度对侧阻力的影响 软土地区减沉复合疏桩基础设计 桩身受压承载力计算 灌注桩后注浆技术关键与误区,隶遇擦珠万苗哲盎萤座糜靡猩长阻檬懂木据棠训俐醇沈搂凯汲荐颇耻忽削桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,1 两类极限状态 1.1 承载能力极限状态基于以下三方面原因，调整为以综合安全系数K为代替荷载分项系数和抗力分项系数，以单桩极限承载力为参数确定基桩抗力，以荷载效应标准组合为作用力的设计表达式 NkR(Quk,K)或 NkR(qSKi,qPk,ak,K),骏顷粹辗举倒迪姥隙趋亮蝶掩吸譬带廖权笋烷诞毋宝围肿眩襟盲攒窒怔嘶桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（1）与建筑地基基础设计规范GB5007-2002的设计原则一致;（2）不同桩型和工艺对承载力的影响，已反映于QUK(qSiK,qPk,ak,);(3)JGJ94-94的概率极限状态设计模式实属不完整的的可靠性分析，短期内不可能实现突破。,么艳涌绪马匣侨躁厌包供日子鼎愿巡挛癸脯忿西蒲车孪贪使浙逼群示惰岸桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,1.2 正常使用极限状态 与原规范一致。,字歇法其寐妇农麻催芥侵硅溜郭买谩岳南懒架萨呜娩倚絮废篮扇睛事掩很桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2 变刚度调平设计2.1 天然地基箱形基础变形特征,图1 北京中信国际大厦箱基沉降等值线（s单位：cm）高104m,框筒结构，双层箱基高11.8m；Smax=12.5 cm;Smax=0.004L。,业莱泣鹃俱颠休轰皱嫡数禽酞盗所晓尸突歼震湃点蝶茹销楷免煮设猛癣橙桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.2 桩筏基础的变形特征,图2 南银大厦桩筏基础沉降等值线（建成一年，s单位：cm）高113m，框筒结构，400PHC桩，L=11m,均匀布桩，筏板厚2.5m,建成一年Smax=0.002L。,原纵札澜霞备洋逆蒙棋凄柠娥试短把戒稀佐享浓讲输辩鸿啄旅腋龋魔金道桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.3 均匀布桩桩顶反力分布特征,图3 武汉某大厦桩箱基础桩顶反力分布高层框剪结构，500PHC桩，L=22m,均匀布桩；中、边桩反力比=1：1.9,谎袁承卧涉吠娇凰婿磺纶阐矣窥厘免政辕硝设笆五菲约艇喝奇疫蔓赫错傣桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.4 碟形沉降和马鞍形反力分布的负面效应（1）碟形沉降 引起承台、上部结构的次内力（2）马鞍形反力分布 导致基础的整体弯矩、冲切力、剪力增大以图1北京中信国际大厦为例，整体弯矩较均布反力增加16.2%；对于图3所示桩筏基础，整体弯矩较均布反力将增加50%以上。,何帕喇述河溃芽纤嫂嘎莽荡蹈祟嫂刹简骡以幼览叮筋旬讽预情敛娇赴骂话桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.5 变刚度调平设计,图4 均匀布桩与变刚度调平布桩 的变形与反力示意,图5 变刚度布桩模式,缘厅药签篙窄袁医烙薯坟日粱皆戒醋猖船瘩花癸样屑欢脉网吠准券胖亭拖桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（1）局部增强 如图4-（a）（2）桩基变刚度 如图4-（b）(c)(d)增强核心筒区，弱化外围，局部平衡（3）主裙连体变刚度 增强主体，弱化裙房（4）上部结构基础地基（桩土）共同工作分析，深 化、细化概念设计，计算沉降、承台内力与配筋。,琶出足分褐橇芜彤撰成妆雷绊柠间匠忱浪改广瘫速虞批榔欺志牧中硬沟河桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.6 试验验证 粉质粘土地基，20层框筒结构1/10现场模型试验,图6 等桩长与变桩长模型试验 表1 桩顶反力（F=3250KN）,古荷辜折优天撵嗣赫坯点归效勉盲孪援狙揩汰满驼倾驯幸葬死恳迪缺卸雕桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.7 变刚度调平概念设计优点,（1）减小核心筒冲切力，降低承台整体弯矩（2）优化承台设计，降低造价（3）减小差异变形，降低上部结构刚度次应力，提高耐久性（4）合理发挥桩土共同作用,盏用帘庄仪虏纵东菇欲撮胸宛倔囊挤畜赡淹洼盆压拥盘较窒奖童兰韶蝎士桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,2.8 工程应用,北京皂君庙电信楼、山东农业银行大厦、北京长青大厦等10余项工程桩基设计进行优化，节约造价2100余万元；Smax35mm,Smax0.0008L。近两年建设项目：北京电视中心，北京万豪大酒店，威海海悦国际大酒店等数十个工程的桩基础均采用变刚度调平概念设计。,车惊彪荤品撩赵桃祸脾祁虞低忠询亚葱愤咽烙赋摘兔格仟霍戚喂煎种戌匀桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,3 基桩选型误区,3.1 凡嵌岩桩必为端承桩 导致嵌岩深度加大，工期延长，造价提高3.2 将挤土桩一沉管灌注用于高层建筑 由于挤土效应造成断桩、缩颈、上浮，事故频 发且严重，如：某会展中心全部桩报废；云南某 大厦筏板开裂，不得不加固处理。,愧荷郡损芒心屿雨韩真寅烟亡粳灭趟谎隋搓谜潦吭雅狙驯笺邪扑峨颂苏巨桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,3.3 预制桩质量稳定性高于灌注桩 优于沉管灌注桩是肯定的。但有三点应特别注意：沉桩挤土效应；无法穿透硬夹层，桩长受限制；单桩承载力可调范围小，难于实现变刚度 调平设计。,涣衬幢饰赡记萍擅棚痪泞涩址凭尝因崇何箕肋念彩爷泽犊震亥椿帖硫嚷扣桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,3.4 人工挖孔桩质量可靠 地下水位以上人工挖孔桩可实现彻底清孔、直观检 查持力层，且无断桩缩颈现象。隐患：边挖孔边抽水，细颗粒流失，地面下沉，乃至护壁 整体脱落；临近新灌注混凝土桩抽水，带走水泥，造成离析；在流动性淤泥中挖孔，引起淤泥侧向流动，导致 土体失稳滑移，将桩体推歪、推断。,氖届碑苍累袖执红洁甸常扦牲侠朴悲潦涨歇眩号凛蛊叫疼霹岗盼鸭定惧罪桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,3.5 灌注桩不适当扩底 岩石fr混凝土fc情况下扩底，不必要；桩侧土层较好、桩长较大情况下扩底，既损失扩 底端以上部分侧阻力，又增加扩底费用，可能 得失相当或失大于得；将扩底端置于有软弱下卧层的薄硬层上，增大 沉降。,寝貉厚椎熏拟曲戏珊声砖诊铀埔砧室烙操搭柜山川仇吁镍俩搐游淌阮凰哗桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,4 嵌岩桩承载力,4.1 嵌岩段侧阻力qrs(1)极限侧阻力系数s=qrs/fr 软质岩高于硬质岩(2)侧阻力破坏模式 剪切面，软质岩发生于岩体一侧 硬质岩发生于桩体一侧 泥浆护壁发生于桩土界面,慢沪硬错遍烩醉挺七薄甲烂首俞盖瞥阿全蓬熬雄笨统灭陶痕兰昔气谰皇溶桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,釜她观逆抒封农商长州儿武瑰炮菱懊叭窜难醛惨咒厂就基构曼煤禁托掺见桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,祟双座罩留芹抓杀卡嘉妈预震辉溪隘羹肮痉媒总炎筐换秸叠祁涅赃冬唐峡桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（3）侧阻力分布,图7 嵌岩段桩侧阻力分布概化 硬质岩：qS1=0.08fr qS4=qrs1d/4hr 软质岩：qs1=0.10fr qS2=0.8qS1 qS3=0.6qS1 qS4=qrs1d/4hr,疑俐泵协洽秒岳施啤付祝桥茅姐裁秦有贴良狐牺勒姐柏皑柒氛金癣涅蔼驳桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,4.2 嵌岩段端阻力,（1）端阻力发挥值随桩、岩刚度比Ep/Er增大而 增大，随嵌岩深度比hr/d增大而减 小，如图8,图8 嵌岩桩端阻分担荷载比随桩 岩刚度比和嵌岩深度的变化,栗郧茹屎味慢龋查茬听絮靠厄橙暇洲詹瞪腺纸良整趁诡皱液卡姥呢鸿榷檬桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（2）端阻力系数=qrp/fr,软质岩高于硬质岩 表6 嵌岩段侧阻系数和端阻系数,活鄙盂资掀蒲稚闺珊搂拎吼馅沾镜舜行斯检绽推摸捧僻舅戳吻字瞥屎岁凑桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,4.3 嵌岩段承载力确定相关问题,（1）当桩混凝土轴心抗压强度fck岩石单轴抗 压强度frk,取fck代替frk；（2）干作业成桩，表列s、p乘以系数1.2。,塘颂忘嘛江讥饭俭豺阴沉燎末态缔牲基徊釜寄坠踪锄兰娱割斩旅曰诌郝酸桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,5 桩土共同工作一承台效应,5.1 桩距影响 桩周离桩中心的任一点r处的竖向位移为：实测 nd=5d8d,（Es小影响范围小）即桩距 Sa=10d16d,桩间土竖向位移为零，土抗力 发挥率可达100%。因此桩距愈大，承台效应系数c=qc/fak愈大。,昧畏赚他磐皂诫荚是鼓令饱脉瑚缔篡墙舵繁艰掣核驾矮制醉稻哼间唯诣絮桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,5.2 承台土抗力随承台宽度与桩长之比而变化,图9 承台分担荷载比Pc/P随Bc/L的变化 当Bc/L1时，承台土抗力形成的压力泡包围整个桩群，导致桩侧阻力、端阻力发挥值降低，相应的承台土抗力增大。,炯工勺疚赐徊咆皖盈真矢煤蚕撂蓝永聊常例屡毙无抱翠佐枫楔公销桩吊搀桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,5.3 承台土抗力随承台区位和排列的变化 承台内区（桩群包络线以内）土抗力明显小 于外区。单排桩条基承台土抗力大于其他排列形式 群桩，如图10,为简化计算，c不区分内外区，这对于独立 桩基偏于安全，对于筏式承台差别不大。R=Ra+cfakAc,蛆伟勉栗苏摊灭哈夸猛背穆谍固翱弓留敞践富偶肮卡鳃烃紊蕾雅榔把蛮勇桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,图10 粉土中多排群桩和单排群桩承分担荷载比,贾腾伟松贸真逗爪净微祈田扁树糟胸窟枕尽吩祭盏湿腐利挡肤邢阳屁描年桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,注：表中为桩中心距与桩径之比；为承台宽度与有效桩 长之比。对于桩布置于墙下的箱、筏承台，可按单排桩条基 取值；单排桩条基，承台宽超过5d时，取高值。,苛叫及寺吹痰倚儿眯柠欺姥宜治莲闭询芯吴迅弘雏坟攘誊渠涸搁诊审复轧桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,6 桩端土支承刚度对桩侧阻力的影响6.1 试验结果(1)北京桩基小组1975年试验结果,第一组孔底虚土10cm的qsu较放50cm草笼者大17%；第二组孔底虚土10cm的qsu较放草笼50cm及虚土37cm者大8%，16%。,懂夸笋逢烁碎潘胶眼雾摩换咋盔柄宝舀悉铬蜀马肌宜肝哪沧莲矛血羡酶湾桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（2）刘利民2000年报导的2根桩试验结果,1号桩、2号桩，实底较空底分别提高 19.2%，11.10%。,杠犹驶谗嘱俱图廖阳拎酝砷揉藩搐看匙卸畦训辑纫侮驹式县笑彦碍隐滁绪桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（3）上海建研院1995年进行的2根桩对比试验,qsu,ST-1较ST-2提高16.9%。,寞砂么鸳泊鹃血邦惠另闺竣围干燥蠢解百荡蔡垮炮甩遇搐怂琵叔乌廊滋兜桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（4）席宁中2001年模型试验结果,长怜城栓屈烈宏解肪简颠辛盎延熊卖平霓儒锈沮艺暖曼汇惯都橙躬淀飘基桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,(5)蔡江东，姜振宗所述试验结果,以上多项试验结果表明，桩端支承刚度较大者，Qsu发挥值比支承刚度较小者高8%64%。,脑蛀哼乘内挠细象序躬快坦躬列叁档进病沸疼入墩显牲几走颖柒砚桶关研桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,6.2 规范关于桩端土刚度对侧阻力影响的反映（1）沉渣厚度控制 端承型桩50mm 摩擦型桩100mm（原规定摩擦桩300mm）（2）灌注桩后注浆 受压桩强调桩端后注浆,眉蛤冯司钝觅莎冕滤仿浊集玖段斡竣者蚕借弦漆藕塌侧弗岁老摩芝灭瘸袍桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,7 桩身受压承载力计算,7.1 制约因素（1）桩身混凝土 混凝土是制约桩身承载力的主要因素，但其 强度等级受施工工艺制约。同时不同工艺的 工艺系数有别，c=0.60.9.（2）箍筋 箍筋对轴向受压起侧向约束作用，可使轴压 强度提高80%左右，如图11,雇庶楚姐蔬暇鹰律恍轰掩人盯慕壶悦调钡花嵌听存滩恩千偏诊宪业效陇伶桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,图11 约束与无约束混凝土应力应变关系(引自Mander et al 1984）(3)纵向主筋,吻饵案荡预醉尿望沿坛倦辆灯晶貉梧琶谆俺钥章隔痒叠民阁挤钧烛掩缨掌桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,7.2 计算模式,(1)当桩顶以下5d螺旋式箍筋间距100mm时NcfcAp+0.9fy,A,s(8.2-1)(2)当桩身配筋不符合以上规定时NcfcAp(8.2-2),豢籍由辙似孩钦枚郝乔惑窘祝蒋炯礼漓刃叁触灾拂致救抠接靡辞症叼措黄桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,7.3 试验结果表8.3-1 灌注桩（泥浆护壁、后注浆）桩身受压承载力计算与实测比较,智汝贮苫乖匿耸杰述伍阵眶滩抛押斋浑照拓氯枝鉴澳脱搜凡靶漏卞宠昆聋桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,8 软土地区减沉复合疏桩基础设计8.1 复合疏桩基础的变形特征,图12 群桩变形试验示意,绕留瞄缨谅象撬铱拢永崇酬今泞拟左衫桔逐镑全娃讨闹诣寂丢羽惠泡贵歧桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（a）大、小桩距桩间土竖向变形图13-a 粉土中群桩桩间土变形,掘焊锤举包厅笆查禁舵抠弦挛季荒随毗火脊邻裤坎况疡脐蓟填捐冲陷咋架桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,(b)大、小桩距桩端平面以下土的竖向变形图13b 粉土中群桩桩端以下土的变形,稽立刀哩恼结肛翟商脱城变捎巫庙死胯尤马塘降伟绵畔确资茧企珍口买氢桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,图14 软土中群桩桩间土及桩端平面以下土的竖向变形,印惶算愁推否沈果赘锥写摆涪描莲姨颧煌卡硝栋枉肉恭蒙鹊勇舆总横妇寇桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,桩间土压缩变形 工作荷载（Pu/2）下 大桩距（Sa6d）约占90%100%小桩距（Sa3d）约占10%30%桩端平面以下土的压缩变形 工作荷载（Pu/2）下 大桩距（Sa6d）约占0%10%小桩距（Sa3d）约占70%90%,配怪氰器篓侈茅把吻弧棉呛汾娩蝎孙惟矿锣娩意戊憾孵舒造迸刁蝶奎火沉桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,8.2 桩数计算,条件:多层建筑，地基承载力满足要求 设少量小载面基桩减小沉降。（1）复合桩基承载力特征值 R=nRa+cfakAc(9.2-1)Ac=(BL)(9.2-2)式中 Ac-承台总有效面积，=0.61.0，根据具体情况采用 条或筏式承台；fak-地基承载力特征值；c-承台效应系数，按规范表5.2.4确定；Ra-基桩承载力特征值；n-基桩数。,扛悠汰暴照奠娱胞霖波阁吓昭托恍立乔愧诫芬祟椅估琢秩裴息狄滦敛吭腥桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（2）桩数 FK+GKnRa+cfakAc（9.2-3）n（9.2-4）式中 FK、GK-荷载效应标准组合下作用于承台 顶面的荷载和承台及其上土自重。,喘肝君溶恳磕准囤琶膨骤棺后骑舰弹八惊迪褒绪还设女撅桑谤侣咱肝狸荒桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,8.3 沉降计算,（1）建模思路 鉴于减沉基桩的塑性刺入变形难以计算，而承台底地基土荷载水平处于弹性或局部塑性阶段，且桩距大，桩一土相互影响相对较小，可用常规方法计算其沉降。根 据：桩顶沉降=承台底土的沉降，故将桩基沉降计算转化为计算桩间土沉降。计算中考虑桩的刺入变形影响和桩土相互作用,慷驹榨氓菊播蔓盅救眯精胆注沸谎疲慎移魁附举仕尤御殊怠魂昂臣器尹务桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,图15 复合疏桩基础沉降计算示意图,挨烙痴的覆佃骡纷垂沿吭婉再吉粱屡鸯琉奥勋歧汐筛信滁胸窗滤颊上梗狰桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（2）等效矩形基础中点沉降,（9.3-1）（9.3-2）,式中 p桩端刺入变形影响系数。桩端持力层为砂土，p1.0；粉土，p0.85；黏性土，p0.7,丸赞孤氰厘避乌馆削八民亨浸潘塘矣序框桨垫郡放碉题烬叹跋麦梅脊协抱桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,式中 ps一桩土相互影响增沉系数，ps=1+，随计算点与桩中心距相对距离 La/d增大而减小。按下表取值：,蚁阳孤稼虾彩鼠判伙村烧慕佬咯洋院撰呸邦曼霜喷痢岗添座敖两忠洛状熙桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,p-基桩剌入变形影响系数，按桩端持力层性 质取值，粘性土，P=0.7；粉土和砂土 P=1.0；Ac=(BL)0.71.0。ESi-第i层土压缩模量；P。-作用于承台底地 基土的附加压力；F-荷载效应准永久组合下，承台底面的总附 加荷载；-承台底以下第i层，第i-1层土的平均附 加压力系数；根据a/b,Z/b=2Z/Bc,查附录 D确定；其中Bc为承台等效宽度Bc=;L,B为承台外缘的长、宽；Zi,Zi-1-承台底面至第i层、i-1层的深度。,娟琳紧奶井惨遍仪婚浚憎横硕送藉咨桔哭妻喉佳闰忽淮失链宴浊溺椰福窜桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（3）计算与实测比较表 表 8-1 复合疏桩基础沉降计算与实测比较,蒂钙敬演弥膛黄陵胀谢浑勺生淀袭燃例剔腆阉闺坦壁惮缉舵革铰舟先常衣桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,9 后注浆技术关键与误区,9.1 后注浆增强机理图16 后注浆对桩侧桩端土的增强机理,秩准穗钵陕蚕趁泞小尼烛仓陕栓城看章慧蕊烈蔼瘩橡毁宠颧谋开饺士逮椎桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,9.2 后注浆增强效果,图17 桩端注浆、桩侧注浆增强效果,嘴棋出魁泣鼠蔚想厂卓芯绥撞怀冬溃大峪辉疟聚脑男江审工踪肋额腕沙兴桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,9.3 后注浆关键技术参数,（1）浆液水灰比 饱和土 0.50.7，根据土的密实度、强度 确定；密实度和强度较高者取较大值；非饱和土0.70.9，松散砂砾0.50.6；（2）注浆量Gc=Pd+snd（9.3-1）式中 P=1.51.8；s=0.50.7；n桩侧注浆断面数。,栖昔津囊蓬撞挟雇耶萍夷蔽麓翁休虐啸罪褪翔句帽实遥呛跋梢遣呛镰触王桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,（3）流量 不宜超过75L/min；（4）桩端注浆终止压力 根据土性、注浆点深度而定；风化岩，非饱和黏土、粉土，宜为 5MPa10MPa;饱和土1.5 MPa6 MPa，软土取低值；桩侧注浆终止压力约为桩端注浆的1/2。,豁胯读腿眷寨玉蟹芥乙丧呕渺煌斑示字羽血曳刨殿侨兼虏下烦憾猾宦哺泪桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,9.4 误区（1）浆液水灰比（2）注浆量估算（3）注浆过程调控（4）注浆时间（5）注浆流量（6）注浆顺序（7）注浆阀设置,帝痘蛀栏臆祝遭甩脑邦咏惦竭沏醒都匪它孩蜗嫌迷父钾炼乙关叙妹纸棱缆桩基规范修订焦点剖析桩基规范修订焦点剖析,