9.4 桩下压承载力计算
9.4.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求:
1 荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
偏心竖向力作用下除满足上式外,尚应满足下式的要求:
2 地震作用效应和荷载效应标准组合:
轴心竖向力作用下
偏心竖向力作用下,除满足上式外,尚应满足下式的要求:
式中:Nk——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合基桩的平均竖向力;
Nkmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力;
NEk——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基桩的平均竖向力;
NEkmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩或复合基桩的最大竖向力;
R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。
9.4.2 单桩竖向承载力特征值Ra应按下式确定:
式中:Quk——单桩竖向极限承载力标准值;
K——安全系数,取K=2。
1 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型桩基或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时,基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值;
2 对于考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定:
不考虑地震作用时:
考虑地震作用时:
式中:ηc——承台效应系数,可按表9.4.2取值;
fak——承台下1/2承台宽度且不超过5m深度范围内各层土的地基承载力特征值按厚度加权的平均值;
Ac——计算基桩所对应的承台底净面积;
Aps——桩身截面面积;
A——承台计算域面积,对于杆塔桩基,A为承台总面积;
ζa——地基抗震承载力调整系数,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011取值。
当承台底为可液化土、湿陷性土、高灵敏度软土、欠固结土、新填土时,沉桩引起超孔隙水压力和土体隆起时,不考虑承台效应,取ηc=0。
表9.4.2 承台效应系数ηc
注:1 表中sa/d为桩中心距与桩径之比,Bc/l为承台宽度与桩长之比,当基桩为非正方形排列时,(A承台计算域面积,n为总桩数)。
2 对于桩布置于墙下的箱、筏承台,ηc可按单排桩条基取值。
3 对于单排桩条形承台,当承台宽度小于1.5d时,ηc按非条形承台取值。
4 对于采用后注浆灌注桩的承台,ηc宜取低值。
5 对于饱和黏性土中的挤土桩基、软土地基上的桩基承台,ηc宜取低值的0.8倍。
9.4.3 设计采用的单桩下压极限承载力标准值应按下列规定确定:
1 设计等级为甲级的杆塔桩基,有条件时应采用现场静载荷试验,并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定;
2 设计等级为乙级的杆塔桩基,应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算,并依据地质条件相同的试桩资料,综合确定。当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时,应由现场静载荷试验确定;
3 对设计等级为丙级的杆塔桩基,如无原位测试资料时,可利用承载力经验参数估算。
9.4.4 采用现场静载荷试验确定单桩下压极限承载力标准值时,在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%,且不应小于3根,工程总桩数在50根以内时不应小于2根。试验及单桩下压极限承载力可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106取值。
9.4.5 当采用经验关系法确定单桩下压极限承载力标准值时,应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定。
9.4.6 对于微型桩基础,基桩的下压极限承载力应通过现场静载荷试验确定,当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系来确定单桩下压极限承载力标准值时,可按照下式估算:
式中:qsik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值,如无当地经验值时,可按表9.4.6-1取值;
δNi——注浆工艺抗压调整系数,宜取1.0,当采用二次注浆工艺时可取1.1~1.3。
当桩尖进入硬土层且进入端部二次注浆扩径时,可计入桩端承载力。扩径长度应不小于扩径的2.5倍,其单桩承载力设计值应由现场静载荷试验确定。
9.4.7 桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩下压极限承载力标准值,可按照现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94关于嵌岩桩的规定执行。
9.4.8 对于桩身周围有液化土层的桩基,可按下列两种情况分别进行抗震验算:
1 地震作用按全部地震作用采用,可将液化土层极限侧阻力标准值乘以土层液化折减系数计算单桩极限承载力标准值。土层液化折减系数ψL按表9.4.8确定;
2 地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用,计算单桩极限承载力标准值时应扣除液化土层的桩周摩阻力,同时,对低承台桩基应扣除承台底面以下2.0m深度范围内非液化土层的桩周摩阻力,对高承台桩基及单桩应扣除设计地面以下3.0m深度范围内非液化土层的桩周摩阻力。
表9.4.8 土层液化折减系数ψL
注:1 N63.5为饱和土标准贯入击数实测值,Ncr为液化判别标准贯入击数临界值。
2 对低承台桩基,当承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土或非软弱土时,ψL可按表中取值;当无法满足时,应按表中降低一档采用。
3 对高承台桩基及单桩,当自设计地面向下有厚度不小于3.0m的非液化土或非软弱土覆盖层时,ψL可按表中取值;当无法满足时,应按表中降低一档采用。
9.4.9 存在液化土层的桩基,桩深入非液化土中的长度,应按计算确定,且对于碎石土、砾砂、粗砂、中砂、坚硬黏性土和密实粉土还不应小于0.5m;对于其他非岩石土,同时不宜小于1.5m。
9.4.10 对于桩距Sa不超过6d的群桩基础,且桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层时,应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定进行软弱下卧层承载力的验算。