港口工程桩基规范(JTJ25498)局部修订(桩的水平承载力设计).doc

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1、港口工程桩基规范(JTJ254-98)局部修订(桩的水平承载力设计)JTJ中华人民共和国行业标准港口工程桩基规范(JTJ254-98) 局部修订 (桩的水平承载力设计)Code for Pile Foundation of Harbour Engineering Supplement(Horizontal Bearing Capacity of Piles)2000一12一25发布 2001一05一01实施中华人民共和国交通部发布关于发布港口工程桩基规范 (JTJ254-98)局部修订(桩的水平承载力设计)的通知交水发20001688号各有关单位: 由我部组织中港第三航务工程局科学研究所等单位

2、进行的港口工程桩基规范 (JrJ254-98)局部修订(桩的水平承载力设汁)，业经审查，现予公布，并以此替代港口工程桩基规范(JTJ254-9 8)相应的章、节和附录的内容，自2001年 5月 1日起施行。本次局部修订的内容必须与港口工程桩基规范(Prj254-98)的保留部分配套使用。 本规范局部修订内容的管理工作由我部水运司负责，具体解释工作由中港第三航务工程局科学研究所负责，由人民交通出版社出版发行。 中华人民共和国交通部-O00年十二月二十五日前 言 本次对现行行业标准港口工程桩基规范(J'rj254-98 )第4章、第11章和附录C进行的局部修订，主要包括水平力作用下桩的设

3、计计算内容。 本次局部修订认真总结了国内外有关水平力设计计算的方法及科研成果，进行了大规模的现场试验，探人开展了专题研究工作，力求将最新的科研成果列人规范之中。在修订过程中，尽量保留了原规范的结构次序及内容。此次出版的仅为被修订的有关章节，并以此替代规范中的章节和附录。为表示区别，修订的条文、条文说明和附录下方均以横线标识。 本局部修订的内容，必须与规范保留部分配套使用。 本局部修订的内容由交通部水运司负责管理，具体解释工作由中港第三航务工程局科学研究所负责。请各单位在执行过程中，将发现的问题和意见及时函告中港第三航务工程局科学研究所，以便再修订时参考。目 次4 承载力 。，? (1) 4.1

4、一般要求 ? (1) 4.2垂直承载力 ，? (2) 4.3水平力作用下桩的计算 ? (7)n 水平静载荷试验? (9) 11.工一般要求? (9) 11.2试验设备? (9) 11.3静载荷试验 ? (10)附录C 承受水平力的桩身内力和变形计算 ? (12)附加说明 本局部修订主编单位、参加单位和主要起草人 名单 ? (34)附 条文说明 . (35)4 承 载 力4.1 一 般要求4.1.1 在桩基中，桩与桩的中心距等于、大于6倍桩径或桩宽，以及中心距为3一6倍桩径或桩宽且桩端进人良好持力层时的垂直承载桩可按单桩设计;沿水平力方向桩与桩的中心距等于、大于6一8倍桩径或桩宽的水平承载桩，也

5、可按单桩设计。其他情况可按群桩设计。4.1.2桩基宜选择中密或密实砂层、硬粘性土层、碎石类土或风化岩层等良好土层作为桩端持力层。桩端进人持力层的深度应符合下列规定: (1)桩端进人持力层的深度(不包括桩尖部分长度)，对粘性土和粉土不宜小于2倍桩径;对密实砂土和碎石类土不宜小于1倍桩径; (2)当良好持力层较厚，施工条件和桩身强度许可时，桩端进人持力层的深度宜达到桩端阻力的临界深度; (3)在桩端以下4倍桩径范围内，当存在软弱土层时，应考虑冲剪破坏的可能性; (4)鱼Wif鳍l h鱼 动丝退皿,)遍遗l4逊 0A6-St遴pi T程经验,考虑沉桩锤的性能、桩身强度和桩的人土深度等因素，避免桩锤损

6、坏或沉桩困难。4.1.3 减少码头沉降可采取下列措施: (1)同一桩台下的基桩，宜打至同一土层，且桩端标高不宜相差太大; (2)当桩端进人不同的土层时，各桩沉初贯人度不宜相差过大; (3)同一桩台基桩桩端不应打人软硬不同土层。4.2 垂直承载力4.2.1 单桩承载力应根据静载荷试验确定。下列情况可不进行静载荷试验: 川附近工程有试桩资料，且沉桩工艺相同，地质条件相近; (2)重要工程中的附属建筑物; (3)桩数较少的重要建筑物，并经技术论证; (4)小港口中的建筑物。4.2.2 当进行静载荷试验时，单桩垂直极限承载力设计值应按下式计算:(4.2.2)式中 Qe 单桩垂直极限承载力设计值(kN)

7、; Qk 单桩11直极限承载力标准值(kN)o当试桩数量在2 个以上时，且各桩的极限承载力最大值与最小值之比 值小于或等于1.3时，应取其平均值作为单桩垂直极 限承载力标准值;其比值大于1.3时，应经分析确定; Y。一-一单桩垂直承载力分项系数，取1.30。当地质情况复 杂或永久作用所占比重较大时取1.4004.2.3凡允许不作静载荷试桩的工程，可根据具体情况采用承载力经验参数法或静力触探等确定单桩垂直极限承载力。4.2.4 当按承载力经验参数法确定单桩垂直极限承载力设计值时，应按下式计算:口。=牛(Ulgfl;十。，) J R(4.2.4)式中 Qa 单桩垂直极限承载力设计值(kN) ; Y

8、e 单桩垂直承载力分项系数，取1.45。当地质条件复 杂或永久作用所占比重较大时取1.55; U 桩身截而周长(m); qc 单桩第;层土的极限侧摩阻力标准值(kPa)。无当地 经验值时，对预制混凝土挤土桩可按表4.2.41采用; L 桩身穿过第i层土的长度(m); 9a，一牟桩极限桩端阻力标准值(kPa)。无当地经验值 时，对预制混凝土挤土桩可按表4.2.4-2采用; A 桩身截面面积(扩) o4.2.5 为提高钢管桩的桩端阻力和侧摩阻力，当覆盖层较差，且桩端打人良好持力层时，可采用半封闭式或封闭式桩尖。4.2.桩径小于600mm的开口钢管桩，当桩端进人良好持力层的深度大于5倍桩径时，可认为

9、桩端土的闭塞效应得到充分发挥，单桩垂直极限承载力设计值可按式(4.2.4)汁算。4.2.7 凡允许不作静载荷试桩的工程，其单桩抗拔极限承载力设计值可按下式计算:。二1 ( ff$cgnliYa “一 (4.2.7)式中 T,.一单桩抗拔极限承载力设计值(kN); Ye 单桩抗拔承载力分项系数，取1.45。当地质条件复 杂时取1.55; 毛 折减系数。对枯性土取0.7一0. 8;对砂土取 0.5一0.6。桩的人土深度大时取大值，反之取小 值; 桩重力(kN，水下部分按浮重力计; a 桩轴线与垂线夹角(0) 04.2.8 对重要工程和地质复杂的工程，以及其他情况影响桩的垂直承载力的可靠性时，宜采用

10、高应变动力试验法对单桩垂直承载力进行检测。检测桩数可取总桩数的2%一5%，且不得少于5根。 当采用动力试验法对桩承载力进行检查时，应符合国家现行标准的有关规定。4.2.，当遇下列情况时，在基桩设计中宜考虑负摩阻力的影响: (1)桩身穿过新近沉积或人工填筑的土层，该土层在其自重力作用下仍未固结稳定;预制混凝土挤土桩桩侧极限脚土的名称 士的状态 土)j0 2 2 4 46 6 8 l8一10?一淤泥 IL>1.015<(2.42.4 4一6 68 810 10一12思 IL>1.00，75 <IL1.00一刃<L0口5。.25(人0.50 0<IL0.25471

11、114加 2327 、3134 38 794，1723 历313538 4291117、劲26 2935 3942 一461113劫 23湘 3239 4346 5013一1523 一乃32一3543一礴750 一54粉质枯土10<Ip17 IL>10。一，“L0一0.匆<11075025<11。50 0<IL(025一一“加一2211一1322 2430 3339 4349 54131524 一2633 36434754 一59巧 17肠 2536 一3947 5159 6417一1928一犯39一4251一55研 一的 粉土0<Ip100刀5<IL

12、10050<才L0刃5住25<八。.50 0<IL0.2527 加35 3944 4954 一团30 3339一4349 5460 一砧33 3643 4754 59肠 72览 一3947 一5159 6472 7839 一425卜 55M 一份，8一84粉砂细砂稍 密中密密实35 3944 4954 印39 一4349 一54印 一肠43 4754 59肠 花47 51男 一麟72一7851一55科 一的78一84中粗砂 丹>洲) 65 一70 70 一75 7581 81叩 卯 一卯注:1厂rees土的塑性指数 IL- 土的液性指数仍一 标准贯人击数;。 土的阻力标

13、准值 4'i 目、) 表4.2.41i 度(m)10一13 13一16 16- 19 19-22 刀 -26 26-30 30-35 35叨12-1415一1726-2935一3847-5154-5817-19扮 -3238-4151-5558一6232一3441-科55-5962-6634一3644-4759-6366-70哭 一3847-5063一6770-7438-4050-5367-7174-7840-4253-5671-7578-8242-4456-5975一7982-8619-2130一3242一4555-5969一7421 -2332-3445一4859-6374-79

14、34-3648 5I63-6779-8436-3851-5467-7184-8938-4054-5771-7589-9440-425宁-6075-7994-9942-44印 -6379一8399-10444-4663-6683一87104一l伪42 朽55一5969一7484-9045-4859-6374一7900 -9648-5163-6779-9496一10251-5467-7194-89102-108 54-57 71-乃89-94108-114 57一6075一7994-99114-12060-6379-8399-104120-12663一砧83-87104-109126- 132弘

15、-5969-7494-0059一6374-7990一9663一6779一8496一10267一7184一89102一1田71-7589-94108-11475-7994-99114-12079-83卯 1以120-12683-87104-109126-132卯 - 107 107一115 115-123 123一130 130一137 137-144 144-150 150-156天然孔隙比夏鑫呈M写疾豁 豁AI m % sIIV% s 1 1&i0辱馨鑫8冻 忿C溺翼8 g舀馨恳 鑫'A0 ' ' 9A0115' 0I I I窦 教舀泥鑫a呈昼

16、呈I孟盛 鉴 鉴 SARIIImt;8 aI洲户 、 已、 .尸划送迎叫嘴 闷翔 了蒙 过 = :9鑫委里过 弓 N鑫呈舅辱r N m 7:v N m om C hm(48异只aP呈鑫寒多呈鑫参9m参g!mA0989iAi&Sit窦鑫委舀;aR a R之 才 硬 之99R 5 'q g g I5 5 8 Agii8 9 'Aa会 奇 2 之 哥系豁鬓蒙于 己 了 乙麟舀叁垂垂鑫s m8 g 丫 之aOC口O土II g I鑫多疾80 冲 示 ，I g $ m七 忿 井 之爵馨毫委q p $ 。登 a 星 N了 荟 J 于密舅里a。 价 日 ，星 m gA留叠k?劣名洲

17、N j j o乏9' A op o 0粤粤粤N4 4 4 Vtv0 0 0 0粤O O NUf Vf 41 U,v v H c0 0 0邵 拓 1K擎 于 像 寥?6 (2)桩台附近地面有大面积堆载; (3)存在有其他会引起桩人土范围内的上层产生压缩的因素。4.2.10按群桩设计的桩基，其单桩垂直极限承载力设计值除应按本节有关规定确定外，尚应考虑群桩效应影响，并符合下列规定: (1)高桩承台中的单桩垂直极限承载力应乘以群桩折减系数，折减系数可按附录B采用; (2)高桩码头中的排架基桩，可不考虑群桩折减系数; (3)高桩码头起重机梁下的双桩，其间距宜小于3倍桩径，折减系数可取0.90一

18、0.95，桩距小或人土深度大时取小值; (4)低桩承台中的单桩垂直极限承载力设计值可按有关规范确定。 4.3水平力作用下桩的计算4.3.1 承受水平力或力矩作用的单桩，其人土深度宜满足弹性长桩条件。当采用NL法时人土深度不应小于弯矩零点的1.5倍，桩顶自由转动时，取第一零点，桩顶无转动时取第二零点。当采用、法时，桩的人土深度不应小于相对刚度系数的4倍，相对刚度系数可按附录C确定。4.3.2 承受水平力作用的弹性长桩桩身内力和变形，应按下列规定确定。 4.3.2.1 单桩在水平力作用下的桩身内力和变形可采用NL法计算，也可根据工程经验采用尸一y曲线法或m法计算。必要时可通过水平静载荷试验确定桩在

19、水平力作用下的桩身内力和变形。有关计算见附录Co 4.3.2.2 当必须考虑波浪等荷载的往复作用时，土生立纽自通A试验等方法确定。4.3.3 当采用假想嵌固点法计算时，弹性长桩的受弯嵌固点深度可采用m法，并按下式计算: =9T (4.3.3)式中 t 受弯嵌固点距泥面深度(m); 7 ， 系数，取1.8-2.2。桩顶铰接或桩的自由长度较大 时取较小值，桩顶转角无转动或桩的自由长度较小时 较大值; T 桩的相对刚度系数(m)，按附录C确定。4.3.4 当按假想嵌固点法计算排架时，桩在泥面以下的内力和变形，可根据计算排架时求得的桩顶力矩和水平力，采用 m法进行计算。4.3.5 当进行群桩静载荷试验

20、时，应与单桩静载荷试验相比较，确定群桩计算参数和水平承载力。无条件进行静载荷试验时，对按群桩设计的全直桩桩基，在非往复水平力作用下，可按水平地基反力系数折减后的单桩设计，其折减系数可按表4.3.5取值。 水平地基反力的折减系数 表4.3.5 桩 距 5折减系数6D-SD krv 0.20 注:对大于3D且小于按单桩设计最小间距6D一8D的情况，采用线性插人取 值; )k、为采用NL法的单桩水平地基反力系数，二为采用。法的单桩水平地基 反力系数随深度线It增加的比例系数,D为桩径或桩宽11 水平静载荷试验 11.1 一般要 求11.1.1试验桩的位置应根据工程设计要求选择有代表性的地点，试验桩的

21、周围表面应较平坦，并应减少影响试验桩变形的其他因素。11.1.2试验桩的数量应根据设计要求和工程地质等条件确定，但不宜少于2根。11.1.3试验桩在沉桩后到进行加载的n吐歇时间，应与垂直静载荷试验桩的规定相同。在同一根试验桩上先进行垂直静载荷试验，再进行水平静荷载试验时，两次试验之间的间歇时间不宜小于48h011.1.4 试验前应按第10.1.7条的规定进行试验准备。11.1.5 距试验桩3一lom范围内应有钻孔。在地表以下16倍桩径深度范围内每隔lm均应有土样的物理力学试验,16倍桩径以下深度间距可适当加大。有条件时可进行现场十字板、静力触探或旁压试验。11.1.6 试盼 桥桩顶官 以 白由

22、状杰讲行试验_11.2 试 验设 备11.2.1根据试验要求预估能施加的最大荷载和最大位移，试验设备的加载能力应取预计最大试验荷载的1.3一1.5倍;试验桩周边至平台间预留的空挡位置不应小于预计的最大位移。11.2.2 在试验桩的加力点处应适当提高其强度或刚度，防止局部变形或破坏。11.2.3 反力结构的承载力及其刚度应取试验桩的1.3一1.5倍。采取对顶法时，其净距不应小于5倍桩径。11.2.4基准桩应稳固可靠，不受试验和其他影响，其与试验桩或反力结构的净距不宜小于5倍桩径。11.2.5试验设备除应满足第10.2.1条的有关规定外，在试验中尚应防止加载的偏心。测力装置应设球支座，位移测试精度

23、不宜小 于 0. 02r= 11.3 静载荷试验11.3.1试验方法宜采用单向单循环水平维持荷载法，根据设计要求也可采用多循环等其他水平荷载试验方法。11.3.2加卸载均应分级进行，加载时每级级差可取预计最大荷载的 I/l0，卸载时可取2倍加载级。11.3.3 加载每级维持20min,卸载每级维持lOmin。从0开始，每隔5min测读一次，直到到达维持时间止。测读数据应现场记录、整理和汇总。11.3.4 试验中止加载条件为:在某级荷载下，横向变形急剧增加、变形速率明显加快、地基土出现明显的斜裂缝、达到试验要求的最大荷载或最大位移11.3.5 试验结束后应绘制荷载一变形(H- Y)曲线，荷载一时

24、间一变形(H-t-Y )曲线、荷载一水平地基反力系数(H -kN)曲线和荷载一地基上水平力反力系数随深度增长的比例系数(H-m)曲线。对于埋设量测装置的试桩应绘制桩身弯矩分布曲线，桩顶或泥面处倾斜角度变化曲线等;根据实测变形和桩身弯矩，汁算并绘制桩身挠曲及桩侧 上抗力 10第二折点第一折点图 11.3.6 H- Y曲线与变形关系曲线簇(P-Y曲线)。11.3.6 试桩水平极限承载力应根据(图11.3.6)所示的H-Y曲线上第二折点前一级荷载或1gH-1gY曲浅上第二折点(钢桩取第一折点)的前一级荷载等方法综合确定。11.3.7 试验报告主要内容应按第10.1. L0条的规定确定。附录C 承受水

25、平力的桩身内力 和变形计算C.1 NL 法C.1.1 桩在水平力作用下应满足下列方程:dlyVEl补十Bq=“q二kNZV3yv3(C.1.1-1)(C.1.1-2)式中 EI- 桩的抗弯刚度(kN;m2); Y- 桩计算点的水平位移(m); z 计算点离泥面深度(m); B- 桩径或桩宽(m); 。 桩计算点处单位面积上承受的土抗力(U.); kN 水平地基反力系数(kN/m3)oC.1.2 水平地基反力系数宜通过第C.1.4条规定的水平静载荷试验确定，当无试桩资料时，水平地基反力系数林可按第C.1.5条的规定确定。C.1.3 桩在水平力作用下的桩身内力和变形可按下列方法，根据相似原理由标准

26、桩的计算结果推算求得。 C.1.3.1标准桩主要参数应采用下列规定值: (1)力作用点距泥面的高度Lo取5.0m; (2)桩的抗弯刚度EI取10'0-m?; (3)横向抗力系数Bk,取l00kN/m'a 12 C.1.3.2 标准桩在不同水平力作用下桩身内力和变形，当桩Ti鱼 E挂鱼旦匹叁羲 C卫. 3-1巫值止进 丛孟盆鱼时应.笙壶C.1.3-2取值。 C.1.3.3工程桩在水平力作用下的相一身内力和变形可按下列步骤计算: (1)J:拯工A4 )Wf王遍 鲤丝A型II on. mij玉fI,由长度的相似系数 Re1,Rak,R，应按下列公式确定:(C.1.3-1)(C.1

27、.3-2)(C.1.3-3) 式中实际工程桩参数以下标P表示，标准桩参数以下标。表不 。 (2)实际工程桩相对于标准桩的挠度、转角、弯矩和剪力的相似系数R?Re, R。和Rp应按下列公式计基 *。=厂 RBR瑟司 (C.1.34) Rh,=丫R;0RekRe' (C.1.3-5) Re =俪万骊矿 (C.1.3-6) R,=了R再SkRE,'. (C.1.3-7) (3) 1矍近I鱼壑 J臼达 Hp里坦PJA鳌 Ro,M1渔准桩的水平力HS可按下式计算:(C.1.3-8) (4)通过查表确定标准桩在水平力H、作用下的各项特征值。N丛亚自山丝动旦查霆 C.1.3-1,当塑卫亘;丝动时查A C土3-2?;?m易蒸拿闪 闪?，?14?。?、?。?。?，?葺?，?i?a?睿?7 下?，?，?x19?。?。?。?。?N)Z?萝?，?