《载体桩设计规程》（10.16）.doc

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1、中华人民共和国行业标准载体桩设计规程（报批稿）Specification for design of ram-compacted pileswith composite bearing baseJGJ 135-J121-2006 北 京中华人民共和国行业标准载体桩设计规程Specification for design of ram-compacted piles with bearing baseJGJ 135-J121-批准部门：中华人民共和国建设部施行日期： 年 月 日中国建筑工业出版社2006 北 京前 言根据建设部建标2004 66号文件要求，由北京波森特岩土工程有限公司会同有关科研

2、、设计及教学等单位广泛调查研究，认真总结近年来的实践经验，并参考有关国内标准和国外标准，对复合载体夯扩桩设计规程进行了修订。本规程的主要修订内容：1. 增加了载体桩桩顶作用效应的计算；2. 对用于初步设计时载体桩承载力特征值估算的参数Ae进行了修订；3. 增加了当载体桩持力层下存在软弱下卧层时，软弱下卧层承载力的验算；4. 对原规范中沉降计算公式进行了修订。本规程主编单位：北京波森特岩土工程有限公司（北京市昌平区东小口镇太平家园31#楼，邮政编码：102218，联系电话（传真）：010-84810820，13910389676。 参编单位：中国建筑科学研究院、清华大学、天津大学建筑设计研究院、

3、天津中怡建筑设计有限公司、北京建筑工程研究院 、哈尔滨波森特建筑安装工程有限公司、陕西波森特岩土工程有限公司。本规程主要起草人员：王继忠 杨启安 李广信 闫明礼 凌光容 方继圣 沈保汉 杨立杰 麻水歧 孙玉文 戚银生 葛宝亮 季强 杨浩军 蔺忠彦 马治国。目 次1 总则52 术语和符号 .62.1 术语.62.2 符号.73 基本规定.84 载体桩基计算.104.1 一般规定.104.2 载体桩桩顶作用效应计算.114.3 单桩竖向承载力.124.4 单桩水平承载力.144.5 载体桩基沉降计算 .155 承台（梁）设计 .186 载体桩基工程质量检查与检测.196.1 成桩质量检查.196.

4、2 单桩完整性及承载力检测.19附录A 载体桩竖向静载荷试验 .20本规程用词说明 . 22条文说明 .231 总 则1.0.1 为了使载体桩的设计做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规程。1.0.2 本规程适用于工业与民用建筑和构筑物的载体桩设计。1.0.3 载体桩设计应因地制宜，综合考虑地质条件、环境条件、建筑物结构类型、荷载特征及施工设备等因素。1.0.4 载体桩设计，除应符合本规程规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。2 术语和符号2.1 术 语2.1.1填充料 filling material为挤密桩端地基土体而填入的材料，包括碎砖、碎混凝土块、水泥拌

5、和物、碎石、卵石及矿渣等。2.1.2挤密土体 soil in compacted zone夯实填充料时周围被挤密的地基土体。 2.1.3 载体 bearing base由混凝土、夯实填充料、挤密土体三部分构成的承载体。2.1.4载体桩ram-compacted piles with composite bearing base由混凝土桩身和载体构成的桩。2.1.5载体桩桩长 length of the ram-compacted piles with composite bearing base 载体桩的桩长，包括混凝土桩身长度和载体高度。2.1.6被加固土层 stabilized soil

6、stratum载体所在的土层。2.1.7 载体桩的持力层 bearing stratum for ram-compacted piles with composite bearing base 直接承受载体桩传递的荷载的土层。2.1.8 三击贯入度 the total penetration of three drives指填充料夯实完毕后，以锤径为355mm，质量为3500kg的柱锤，落距为6.0m，连续三次锤击的累计下沉量。2.2 符 号Fk相应于承载能力极限状态时，荷载效应标准组合下上部结构传到承台顶面的竖向力；Gk承台和承台上土自重标准值；F相应于承载能力极限状态时，荷载效应准永久组合

7、下作用于承台顶面的竖向力；F 相应于正常使用极限状态时，荷载效应准永久组合下上部结构传递到承台梁上单位长度的竖向力；N相应于承载能力极限状态时，荷载效应基本组合下作用于载体桩单桩上竖向力设计值；Nk相应于承载能力极限状态时，荷载效应标准组合下作用于任一根载体桩桩顶的竖向力；NEk在地震作用效应和荷载效应标准组合下，每一根载体桩的竖向承载力；Hik相应于承载能力极限状态时，荷载效应标准组合下作用于任一根载体桩桩顶的水平力；Ae载体等效计算面积；Ap桩身截面面积；d混凝土桩身直径；e土的孔隙比；Esi桩基沉降计算范围内第i层土的压缩模量；fa经深度修正后的载体桩持力层地基承载力特征值；faz软弱下

8、卧层顶面处经深度修正后地基承载力特征值；IL土的液性指数；l混凝土桩身长度；li混凝土桩身长度范围内第i层土的土层厚度；po相应于荷载效应准永久组合时压缩层顶部的附加压力；Ra单桩竖向承载力特征值；s 桩基最终沉降量;载体桩基础地面（或沉降计算面）计算点至第i层土底面深度范围内平均附加应力系数；c地基土自重应力；z地基中的附加应力；Qu载体桩单桩竖向极限承载力。3 基本规定3.0.1 对于无相近地质条件下成桩试验资料的载体桩设计，应事先进行成孔、成桩试验和载荷试验确定设计施工参数。3.0.2 被加固土层宜为粉土、砂土、碎石土以及可塑、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

9、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。3.0.4 桩身长度应由所选择的被加固土层和持力层的埋深和承台底标高确定。3.0.5 桩身构造应符合下列规定：1 桩身混凝土强度等级，灌注桩不得低于C25，预制桩不得低于C30；2主筋混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注混凝土时，不得小于50mm；3 载体桩

10、桩身正截面配筋率可取0.20%0.65%（小直径桩取大值，大直径桩取小值），对于抗压和抗拔桩主筋不应少于610，对受水平力的桩主筋不应少于812；箍筋可采用直径不小于6间距不大于300mm的螺旋箍筋，在桩顶35倍桩身直径范围内箍筋应适当加密，钢筋笼应沿混凝土桩身通长配筋；当钢筋笼的长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12的焊接加劲箍筋。4 对于抗压桩纵筋伸入承台的锚固长度不得小于30倍主筋直径；对抗拔桩，桩顶纵向主筋的锚固长度应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010确定。3.0.6 载体施工时的填料量应以三击贯入度控制。对于桩径为300500mm的载体桩，其填料量不宜大于1.8m

11、3；当填料量大于1.8m3时，应另选被加固土层或改变施工参数。3.0.7 当桩身进入承压水土层中时，应采取有效措施，防止发生突涌。3.0.8 在桩基础施工时，应采取相应措施控制相邻桩的上浮量。对于桩身混凝土已达到终凝的相邻桩，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。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。4 载体桩基计算4.1一般规定4.1.1 验算竖向力作用下载体桩竖向承载力时，应符合下列规定：1 荷载效应标准组合 轴心竖向力作用下 NkRa (4.1.1-1)偏心竖向力作用下除应满足式(4.1.1-1)外，尚应满

12、足下式要求：Nk max1.2 Ra (4.1.1-2)式中：Nk相应于荷载效应标准组合时，作用于任一根载体桩桩顶的竖向力；Nk max相应于荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用于承台顶时载体桩所受的最大竖向力；Ra单桩竖向承载力特征值。 2 地震作用效应组合轴心竖向力作用下NEk1.25Ra （4.1.1-3）偏心竖向力作用下，除应满足上式外，尚应满足下式：NEk max1.5 Ra （4.1.1-4）式中：NEk地震作用效应和荷载效应标准组合下，每一根载体桩的竖向承载力；NEk max地震作用效应和荷载效应标准组合下，载体桩上的最大竖向力。4.1.2承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液

13、化土层且桩承台周围无淤泥、淤泥质土或地基土承载力特征值不小于100kPa的填土时，下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算：1） 砌体房屋；2） 抗震设防烈度为7度和8度时，一般单层厂房、单层空旷房屋、不超过8层且高度在25m以内的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房；3）现行国家标准建筑抗震设计规范GB50011规定可不进行上部结构抗震验算的建筑物。4.1.3 水平力作用下，基桩水平承载力应符合下式要求： HikRh （4.1.3）式中：Hik相应于荷载效应标准组合时，作用于任一根载体桩桩顶的水平力；Rh单桩水平承载力特征值。4.2 载体桩桩顶作用效应计算4.2.1对于一般建筑物和受水

14、平力较小的高大建筑物，桩径和桩长相同的载体桩群桩基础，应按下列公式计算群桩中载体桩的桩顶作用效应：1竖向力承台上轴心竖向力作用下 (4.2.1-1)偏心竖向力作用下 (4.2.1-2)式中：Nik相应于荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用于承台顶时第i根载体桩桩顶所受的竖向力；Fk相应于荷载效应标准组合时，上部结构传到承台顶面的竖向力；Gk载体桩的承台和承台上土自重标准值，对于地下水以下部分应扣除水的浮力； Mxk、Mxy相应于荷载效应标准组合时，对承台底面通过载体桩群桩形心的x、y轴的力矩；xi、xj、yi、yj第i、j根载体桩至y、x轴的距离；2 水平力作用下 (4.2.1-3)式中：Hk相

15、应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面的水平力；n桩基中载体桩的数量；4.3 单桩竖向承载力4.3.1 为设计提供依据时，单桩竖向承载力特征值应通过竖向静载荷试验确定。在同一条件下，试桩数量不应少于3根，试验方法见附录A。单桩竖向承载力特征值应按下式计算Ra=Qu/K (4.3.1)式中：Qu 载体桩单桩竖向极限承载力； K安全系数，取K =2。4.3.2 初步设计时，单桩竖向承载力特征值可采用以下经验公式估算：Ra=faAe (4.3.2)式中： fa经深度修正后的载体桩持力层地基承载力特征值，应按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007执行； Ae载体等效计算面积，在没有当地经验时其

16、值可按表4.3.2选用。表4.3.2 载体等效计算面积Ae（m2）被加固土层土性三击贯入度（cm）30粘性土0.75IL1.0-2.0-2.31.6-1.91.4-1.71.80.25 IL0.75-2.3-2.61.9-2.21.7-2.02.10.0 IL0.252.7-3.22.6-2.92.2-2.62.0-2.30.82.4-2.72.2-2.51.9-2.21.6-1.91.70.7e0.82.7-3.02.5-2.82.2-2.51.9-2.22.0e0.73.0-3.42.8-3.12.5-2.82.2-2.52.3粉砂细砂中密2.7-3.12.4-2.82.1-2.51.8-

17、2.21.9稍密3.1-3.52.8-3.22.5-2.92.2-2.62.2中砂粗砂中密2.9-3.42.7-3.12.4-2.81.9-2.4-稍密3.4-3.83.1-3.52.8-3.22.4-2.8-碎石土中密3.2-3.82.9-3.42.6-3.0-稍密3.8-4.53.4-3.83.0-3.4-杂填土2.4-2.92.1-2.51.8-2.21.5-1.92.0m4d且2.0m4d且2.0m 注：d为桩身直径；A.0.4 加荷分级不应少于8级，每级加荷量宜为预估极限荷载的1/8-1/10。A.0.5 慢速维持荷载法测读桩沉降量的间隔时间；每级加载后，每第5、10、15min时应

18、各测读一次，以后每隔15min读一次，累计1h后可每隔0.5h读一次。A.0.6 稳定标准：在每级荷载作用下，桩的沉降量连续两次在每小时内小于0.1mm。A.0.7 出现下列情况之一时可终止加载：1 某级荷载作用下，桩的沉降量为前一级荷载作用下沉降量的5倍且总沉降大于60mm；2 某级荷载作用下，桩的沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到相对稳定；3 达到设计要求的最大加载量；4 当采用锚桩法时，锚桩的上拔量已达到允许值；5 曲线呈缓变型，桩顶沉降累计达到60mm。A.0.8 卸载观测的规定：每级卸载值为加载值的两倍。卸载后隔15min测读一次，读两次后，隔0.5h再读一次

19、，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔3-4h再测读一次。A.0.9 单根载体桩竖向极限承载力的确定应符合下列规定：1 根据沉降随荷载变化的特征确定：当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值； 2 根据沉降随时间变化的特征确定：取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值；3 当出现本规程A.0.7-2的情况，取前一级荷载值；4 Q-s曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量为60mm所对应的荷载值；A.0.10 参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的30%时，可增加试桩数量，分析离差过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。对桩数为

20、3根及3根以下的桩基，应取最小值作为单桩极限承载力。将单桩竖向极限承载力除以安全系数2，可作为单桩竖向承载力特征值Ra。本规程用词说明1 为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词，说明如下：1） 表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2） 表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3） 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为“应按执行”或“应符合规定（或要求）”。中华人

21、民共和国行业标准载体桩设计规程JGJ 135-J121-条文说明目 次1 总则.252 术语 .262.1 术语.263 基本规定.284 载体桩基计算.324.1 一般规定.324.2载体桩桩顶作用效应的计算.324.3 单桩竖向承载力.324.4 单桩水平承载力.364.5 载体桩基沉降计算.366. 载体桩基工程质量检查与检测 .386.1 成桩质量检查.386.2单桩完整性及承载力检测.381 总 则1.0.1原复合载体夯扩桩简称复合载体桩，现称载体桩。设计载体桩时首先应从建筑安全考虑，确定方案是否可行，然后再根据建筑物的安全等级、建筑场地情况、结构形式和结构荷载，确定桩长、桩径等设计

22、参数；并考虑施工工艺对环境的影响，确定最优设计方案。1.0.3载体桩成孔一般采用柱锤夯击、护筒跟进成孔，再对桩端土体进行填料和夯击，必然对桩端周围土体产生一定的挤土效应，故施工时必须根据建筑物所处的地质条件和周围的环境条件，综合考虑施工方法。地质条件是指被加固土层应具有良好的可挤密性、足够的厚度、土层稳定和埋深适宜，不具备这些条件时不宜采用。为减小桩身施工时的挤土效应可以采用螺旋钻成孔。当拟建场地周围有建筑物时，为减小施工对已建建筑物的影响，可以采用无震感的施工方法进行施工，或者采取适当的减震、隔震措施。 2 符号与术语2.1 术 语2.1.1填充料是为了增强混凝土桩端下土体的挤密效果而填充的

23、材料。碎砖、碎混凝土块、水泥拌和物、碎石、卵石及矿渣等都可以作为填充料，其中水泥拌和物指水泥和粉煤灰与粗骨料按一定比例掺合的混合物。对于某些地质条件较好、挤密效果佳的土层，在施工载体桩时，可以不投填充料对桩端土体直接夯实。2.1.2 挤密土体是填充料周围被夯实挤密的土体，随着离填充料距离越远，挤密土体的影响越小。2.1.3 载体由三部分组成：混凝土、夯实填充料、挤密土体。从混凝土、夯实填充料到挤密土体，其压缩模量逐渐降低，应力逐渐扩散。根据施工经验以及对桩端周围土体取样分析，载体的影响区域约为深度35m ，直径23m，即施工完毕时，桩端下深35m，宽度23m的土体都得到了有效挤密，载体的构造见

24、图1。图1 载体构造示意2.1.4载体桩指由混凝土桩身和载体构成的桩。施工时采用柱锤夯击，护筒跟进成孔，达到设计标高后，柱锤夯出护筒底一定深度，再分批向孔内投入填充料，用柱锤反复夯实，达到设计要求后再填入混凝土夯击，形成载体，最后再施工混凝土桩身。从受力原理分析，混凝土桩身相当于传力杆，载体相当于无筋扩展基础。根据桩身混凝土的施工方法、施工材料及受力条件等的不同，载体桩有现浇钢筋混凝土桩身载体桩、素混凝土桩身载体桩和预制桩身载体桩。载体桩着重研究如何发挥桩端土体的挤密效果，其核心为土体密实，其承载力主要源于载体。2.1.5载体桩桩长包括两部分：混凝土桩身长度和载体高度，其中混凝土桩身长度即从承

25、台底到载体顶的高度，载体的影响区域因桩端土体土性和三击贯入度的不同而不同，一般深度约为35m。在进行设计计算时，从安全角度考虑，常常取2m作为载体的计算高度。2.1.6被加固土层指载体所在的土层，被加固土层的土性直接影响到土体的挤密效果，影响到载体等效计算面积Ae。土颗粒粒径越大，土体的挤密效果也就越好，Ae就越大。为保证土体的挤密效果，必须保证加固土层要有一定的埋深，若埋深太浅，载体周围约束力太小，施工时候容易引起土体的隆起而达不到设计的挤密效果。2.1.7 载体桩持力层指直接承受载体传递荷载的土层。上部荷载通过桩身传递到载体，并最终传递到持力层。2.1.8 三击贯入度是采用直径355mm，

26、质量3500kg，落距为6.0m，连续三次锤击的累计下沉量。当填料夯实完毕后，正常的贯入度应该为第二次测得的贯入度不大于前一次的贯入度，若发现不符合此规律，应分析查明原因，处理完毕后重新测量。3 基本规定3.0.1 与其它桩基础相比，载体桩的承载力主要来源于载体，而载体的受力和等效计算面积与桩端土体的性质有密切的关系，因此当无类似地质条件下的成桩试验资料时，应在设计或施工前应进行成孔、成桩试验以确定沉管深度、封堵措施、填料用量、三击贯入度和混凝土充盈系数等施工参数，并试验其承载力以确定设计参数是否经济合理。3.0.2随着近几年的研究，载体桩的应用已经取得了长足的进展。对于软塑状态的粘土、素填土

27、、杂填土和湿陷性黄土，只要经过成桩和载荷试验确定承载力满足设计要求，也可作为被加固土层。黄土作为被加固土层时，经过填料夯击，使桩身下土体的结构够发生变化，在载体周围一定范围内湿陷性被消除，设计时保证载体桩桩长穿过湿陷性黄土。表1为三门峡某工程载体桩载体周围土在施工前后物理力学参数指标的变化。试验桩混凝土桩身长度为9.0m，桩间距1.8m，三击贯入度为12cm，土样从9.0m深度处开始取样，每米取一组，取样水平位置位于两试桩中心连线的中点。由试验数据分析可见，混凝土桩身下4m范围内，经过载体的施工，黄土的湿陷系数明显降低，湿陷性被消除。表1 三门峡某工程载体桩施工前后载体周围土的物理力学参数指标

28、变化 土样编号取土深度（m）(m（m）天然密度(g/cm3)孔隙比压缩模量(MPa)湿陷系数原状土施工后原状土施工后原状土施工后原状土施工后19.01.391.580.940.7095.714.20.0340.002210.01.461.500.9060.8077.615.30.0190.005311.01.421.450.8910.7938.816.40.0240.012412.01.411.410.9150.8757.69.30.0290.014513.01.381.420.9570.9015.46.70.0230.0153.0.3设计中应根据地质条件和设计荷载，确定合适的桩间距。合适的桩

29、间距是指既能满足设计要求，又不至于影响到相邻载体桩受力，且造价最经济的桩间距。桩间距过小时，施工载体时产生的侧向挤土压力可能导致邻桩载体偏移；当桩长较短且土层抗剪强度较低时，可能导致土体剪切滑裂面的形成，从而使地面隆起、邻桩桩身上移，造成断桩或桩身与载体脱离等缺陷。在天津千禧园住宅小区采用桩径410mm，桩长约5.0m的载体桩，载体被加固土层为粘土层，经取土和土工试验发现：在夯实填充料外表面沿水平方向0300cm处土体孔隙比的变化如表2所示，沿水平方向90cm范围内，孔隙比变化明显，但超过60cm后孔隙比变化减小。实测夯实填充料水平轴直径为105cm，沿水平方向90cm范围内土体的孔隙比都有一定的变化，则被加固区范围约为2m。表2 土体孔隙比沿与填充料表面水平距离的变化 取样点号12345距填充料外表面水平距离（cm）0306090300孔隙比0.6130.6470.7040.7300.730上述试验是