其嵌岩深度根据岩层软硬程度确定 由此得到本规范式(5.3.7-2) 再计算p ＞30MPa) 这是本次修订的良好基础 端阻的增幅高于侧阻 sk 5.3.5 式中 ——岩石饱和单轴抗压强度标准值 rs ——桩端附近的静力触探比贯入阻力标准值(平均值) 本条说明不同桩基设计等级对于单桩竖向极限承载力标准值确定方法的要求 ——后注浆非竖向增强段第j层土厚度 β 1d 如无当地经验时可按下式计算 sk 粉土取2／3 力求涌盖不同桩型 r 吴其芳等通过孔底载荷板(d＝0.3m)试验得到ζ 振动台试验和工程地震液化实际观测表明 ψ 山东 ／F 对于不同桩基设计等级应采用不同可靠性水准的单桩竖向极限承载力确定的方法 对于桩径大于800mm的桩 降低而增大 sik sk1 成桩工艺 si r 硬质岩(E 桩端置于完整 b rs 称此为土塞效应 软质岩q ) l u——桩身周长 根据这一特性 Ⅲ 因此 D——桩端直径 一一后注浆竖向增强段的总极限侧阻力标准值 三部分组成 u A -0.55 b n——经验指数 单桩竖向极限承载力仍以原位原型试验为最可靠的确定方法 ——桩端土塞效应系数 剪切面一般发生于桩岩介面 ＝q n＝1／4 为桩端进入持力层的深度 而桩端土的闭塞程度又直接影响桩的承载力性状 5.3.4 1 pk ——第i层土的探头平均侧阻力(kPa) ／f uk β 后注浆灌注桩的单桩极限承载力 4 桩端 取0 从该图看出 c b b 关于嵌岩段侧阻力发挥机理及侧阻力系数ζ 散点图如图19所示 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系 i 其中q 可按本规范表5.3.5-1取值 前后合计总试桩数为645根 pk i 混凝土空心桩 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件由静载试验确定 p 2d ——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值 sik 相应的岩石f 这是由于端阻受沉渣影响敏感 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定钢管桩单桩竖向极限承载力标准值时 为简化计算 ψ 2)嵌岩段桩的极限侧阻力大小与岩性 sk2 当承台底面上下非液化土层厚度小于以上规定时 对于干作业成桩(清底干净)和泥浆护壁成桩后注浆 在设计过程中 对于黏性土 后注浆灌注桩单桩极限承载力计算模式与普通灌注桩相同 b 5.3.5 r ＝1 p λ 和侧阻系数ζ 按本规范式(5.3.8-2) Q s 粗粒土是渗透注浆 考虑桩端土塞效应系数λ 2 (A 表5～表8是部分不同岩性嵌岩段极限侧阻力q 2 浙江 计算模式不确定性影响的可靠度分析仍处于探索阶段的情况下 4d p 桩型与工艺 ／r 反映特定地质条件 设计等级为丙级的建筑桩基 ψ 经验值 5.3.9 ＝d／ )嵌岩段呈双驼峰形分布 b 单桩竖向极限承载力的确定 泥浆相对密度小 当为单一桩端后注浆时 核心问题是经验参数的收集 λ ＝0.12f 本规范规定采用单桩极限承载力标准值作为桩基承载力设计计算的基本参数 sk1 2 Q′ 为嵌岩段侧阻和端阻综合系数 ＝静载试验总极限端阻／30NA ——分别为土的总极限侧阻力标准值 单桩竖向极限承载力 表中数值适用于泥浆护壁成桩 2d 4d β p 对于砂土 当P 当h 无当地经验时 ＜E ／f )嵌岩段侧阻力分布呈单驼峰形分布 敞口钢管桩的承载力机理与承载力随有关因素的变化比闭口钢管桩复杂 94-94是基于当时数量不多的小直径嵌岩桩试验确定嵌岩段侧阻力和端阻力系数 ζ 端阻力尺寸效应系数 j 其比贯入阻力平均值超过20MPa时 因为除坚硬黏性土外 其中n为桩端隔板分割数(见图5.3.7) 端阻与饱和单轴抗压强度等的相关关系 桩体材料和成桩清孔情况有关 图14为试验结果与上式计算端阻尺寸效应系数ψ sk2 ——桩径为800mm的极限端阻力标准值 ——第i层土桩侧阻力综合修正系数 碎石m＝1／3 其余均应通过单桩静载试验确定 黏性土 ＝0.1f 对于硬质岩(f 本条主旨是说明单桩竖向极限承载力标准值及其参数包括侧阻力 Q 7d h 干作业钻孔灌注桩资料144根 嵌岩段总侧阻力Q 或由于土塞压缩量大而导致桩端土大量涌入 ／d＞5时 Ⅳ 一一桩端平面上 管壁端部端阻力为 二是要重视综合判定的思想 u——桩身周长 r 趋于常量 当h 地区 另一种是如同闭口桩一样破坏 3 随深径比d rk 黏性土 ζ ／Q 将统计得到预制桩(317根) ＞P 其二 i 嵌岩段总极限阻力由总极限侧阻力和总极限端阻力组成 p 与上述规律一致 5.3.3 Ⅷ 式中 p 式中 并通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标 桩端分担荷载比F 河南 桩侧复式注浆高于桩端 桩侧阻力根据λ 增大而减小 r 1d 增大而增大 和β ＝5.05(f 5.3.7 与实测值Q i 粉土m＝1／5 随h 即均高于或接近于计算值 3)根据有限元分析 确定大直径桩单桩极限承载力标准值时 式中 5.3 当不能进行深层载荷板试验时 这说明后注浆灌注桩极限承载力按规范第5.3.10条计算的可靠性是较高的 ＝1.2～5.2MPa 而且变幅很大 载荷板在岩石中埋深0.5～4m 饱和砂土取1／2 大直径桩静载试验Q-S曲线均呈缓变型 则需乘以表5.3.3-2中系数C予以折减后 5.3.7 不同的是 5.3.2 侧阻剪切破坏面是发生于靠近桩表面的土体中 式中 对于干作业挖孔(清底干净)可采用深层载荷板试验确定 非竖向增强段第j土层初始极限侧阻力标准值 s 对按各桩型建议的q ——桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数 对于带隔板的半敞口钢管桩 如无当地经验时 承载力计算时应有区别 t Q u实 细粒土是劈裂注浆 d——钢管桩外径 离不开综合判定 导致侧阻力有所降低 sik d 随嵌岩深度增加而减小 将极限端阻的尺寸效应系数表示为 rk ——空心桩内径 式中 另一点是桩侧注浆增强段对于泥浆护壁和干作业桩 sjk b 有关 和总端阻力Q 1)嵌岩桩端阻性状 分别计算出硬质岩h Q 对于扩底桩变截面以上2d长度范围不计侧阻力 几何尺寸 ＞E 5.3.1 5.3.6 可通过直径为0.3m岩基平板载荷试验确定极限端阻力标准值 G.G.Meyerhof(1998)指出 s 称ζ j ——桩端土塞效应系数 分别表示于图11～图13 si 设计前进行完全与实际条件相符的试验不可能 土质 sk1 pk 桩端沉渣和土的加固效应强于桩侧泥皮的加固效应 s1 反映出其端阻力以压剪变形为主导的渐进破坏 p ／r 要把握两点 ＝q 桩身周长可按护壁外直径计算 即地震过后若干小时乃至一二天后才出现喷水冒砂 5.3 取桩端平面以上4d(d为桩的直径或边长)范围内按土层厚度的探头阻力加权平均值(kPa) 可按表5.3.5-1取值 桩端总阻力F β (5.3.7-3)取值 F 注 一一分别为后注浆侧阻力 上海 单桩竖向极限承载力标准值 一一桩端全截面以上8倍桩径范围内的比贯入阻力平均值 8d情况下的嵌岩段侧阻力系数ζ 较为离散 e 侧面积300cm 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定敞口预应力混凝土空心桩单桩竖向极限承载力标准值时 可按下式计算 可参照地质条件相同的试桩资料 应通过单桩静载试验确定 ／E β 106执行 而不是发生于桩土介面 s1 嵌岩段总极限阻力简化计算 q 1 给出硬质岩和软质岩的端阻系数ζ 将侧阻力分布概化为图17 p p N为桩端土标贯击数 图18所示不同桩 ／Q 可根据成桩工艺按本规范表5.3.5-1取值 可按表5.3.9采用 3d p gi r 按表5.3.3-3选用 随桩端进入持力层的相对深度h cr 当根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时 s ——桩端面积 而上部有无一定厚度非液化覆盖层对此也有很大影响 可按下式计算 si 2 这种状态称为非完全闭塞 rk f 基于以上端阻性状及有关试验资料 敞口钢管桩的端阻力 b 岩石饱和单轴抗压强度以及与静力触探等土的原位测试指标间的经验关系 式中 可按表5.3.12确定 5.3.11 ——桩端进入持力层深度 A 94-94收集的试桩资料经筛选得到完整资料229根 之比λ q 竖向增强段为桩端以上 β——折减系数 桩成孔后产生应力释放 ——分别为后注浆竖向增强段第i土层初始极限侧阻力标准值 p 粉土 p 摩擦套筒高21.85cm 总的变化规律是 sk Ⅰ 结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定 在承台底面上下分别有厚度不小于1.5m 初始极限端阻力标准值 故分为两部分 式(5.3.7-3) 平均值及均方差S 几何尺寸的单桩极限承载力代表值 武汉 时 单桩竖向静载试验应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 孔壁出现松弛变形 本规范建议采用如下表达式进行侧阻尺寸效应计算 土塞的闭塞程度主要随桩端进入持力层的相对深度h 其间还参考了上海 如表9所示 一般规定 q 是随岩石饱和单轴抗压强度f 原位测试法 α一一桩端阻力修正系数 表征闭塞程度对端阻力的影响 l 经验值计算统计样本的极限承载力Q 混凝土敞口管桩单桩竖向极限承载力的计算 b 天津 s f ＝(ζ e pk 在符合本规范第6.7节后注浆技术实施规定的条件下 pk 1 桩进入持力层的深度等诸多因素变化 ≤P 粉土 软质岩h q p ／d p p 桩侧复式注浆时 计算端阻力时 当地质条件简单时 总的说来 pk q p ／d)的变化 存在3.5m厚非液化覆盖层时 当P ＋λ 土层的液化并非随地震同步出现 粉土和砂土 sk 表5.3.5-2取与混凝土预制桩相同值 可按表5.3.10取值 5.3.10 经验参数法 作为规范经验值 可按表9确定 该图显示 但大量试验表明 d——桩身直径 sk2 p )干作业条件下 代替d确定λ ——空心桩敞口面积 首先土层的地震液化严重程度与土层的标贯数N与液化临界标贯数N 桩型与工艺 si Q 取勘察报告提供的经验值或本规范所列经验值 而显示滞后 sik 故敞口混凝土空心桩总极限端阻力Q ／d(h 后注浆钢导管注浆后可等效替代纵向主筋 也可通过直径为0.3m嵌岩短墩载荷试验确定极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值 n 与嵌岩深径比h λ 设计采用的单桩竖向极限承载力标准值应符合下列规定 较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力 q 其后注浆单桩极限承载力标准值可按下式估算 pk q 不能忽略管壁端部提供的端阻力 增强系数β λ 为闭口桩总极限端阻 pk pk 系通过数十根不同土层中的后注浆灌注桩与未注浆灌注桩静载对比试验求得 图16为λ 也可通过深层平板(平板直径应与孔径一致)载荷试验确定极限端阻力 rk 如无当地经验值时 对于软质岩(f ／d≤5时 p A rk 可按表5.3.6-1取值 式中 λ 极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值应按下列规定确定 边长 Ⅵ 水下钻(冲)孔桩(184根) 可按表5.3.5-2取值 浆液在不同桩端和桩侧土层中的扩散与加固机理不尽相同 桩侧注浆断面上下各6m 应按本规范表5.3.6-2进行侧阻和端阻尺寸效应修正 侧阻力随桩径增大呈双曲线型减小(图15 p 壁厚 单桩竖向极限承载力 p 类似于钢管桩也存在桩端的土塞效应 b——空心桩外径 Ⅶ 因此 总极限侧阻力计算与闭口预应力混凝土空心桩相同 后注浆灌注桩 对于干作业灌注桩 n＝1／3 和β 和β q 一种是土塞沿管内向上挤出 西安 岩石软硬程度和成桩工艺有关 ——极限端阻力标准值 pk ＝1.38～4.50 由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成 对于泥浆护壁成桩 最终得到本规范表5.3.5-1 1)嵌岩段桩岩之间的剪切模式即其剪切面可分为三种 p 3 可按下列公式计算 3 sik 桩端阻力由于桩端敞口 由于浆液扩散特性不同 的比较 ≤15MPa) ) 2)端阻系数ζ sik 闭口钢管桩 sik p 福州等城市后注浆灌注桩静载试桩资料106份 收集北京 嵌岩桩极限端阻力发挥机理及端阻力系数ζ -0.45 静探等原位测试指标的相关关系以及岩石侧阻 5.3.2 η＝Q′ 实测值均位于45°线以上 其中30NA 式中 当为桩端 锥角60° rk 比较 二则在很多情况下如地下室土方尚未开挖 1 u——桩身周长 3d 但总的规律是岩石强度愈高 β ψ p 本条说明关于钢管桩的单桩竖向极限承载力的相关内容 不同 ／d线性增大 r 并建立承载力参数与土层物性指标 一是以单桩静载试验为主要依据 ——后注浆总极限端阻力标准值 应以等效直径d 经后注浆后沉渣得到加固且桩端有扩底效应 如无当地经验 j 5.3.6 si ζ q rk 因此 2 闭口钢管桩的承载变形机理与混凝土预制桩相同 rk ——空心桩桩端净面积 sk 愈低 其中预制桩资料88根 以极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值的统计经验值计算的单桩极限承载力标准值 对于大直径端承型桩 rk u计 端阻力以及嵌岩桩嵌岩段的侧阻力 设计等级为乙级的建筑桩基 其次是利用地质条件相同的试桩资料和原位测试及端阻力 故嵌岩段总极限阻力标准值可按如下简化公式计算 式中 5.3.8 以原规范表列q q q 土层液化影响折减系数 Ⅴ N 按表5.3.6-2取值 对于闭口钢管桩λ r 一一大直径桩侧阻力 为计算侧阻系数ζ ＝10.04(f N ——桩侧第i层土极限侧阻力标准值 对于泥浆护壁成孔灌注桩 黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值 A Q sik 5.3.11 然后再和桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均 1)大直径桩端阻力的尺寸效应 硬质岩q 计算单桩极限承载力标准值指根据特定地质条件 值和液化土层埋深乘以不同的折减系数 对于嵌岩桩 碎石土 当人工挖孔桩桩周护壁为振捣密实的混凝土时 表5.3.5-2所列各桩型的q rk 砂土 为桩端投影面积 p A 原《建筑桩基技术规范》JGJ pk q 竖向增强段为桩端以上12m sik 对于黏性土 砂土中大直径桩的极限端阻随桩径增大而呈双曲线 愈小液化愈严重 m——经验指数 如表9所示 si pk p 土层液化影响折减系数 可根据原位测试和经验参数确定 各试桩的极限承载力实测值Q′ uk 干作业钻孔桩(144根)的η按0.1分位与其频数N之间的关系 ——分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值 宜按下式估算 ＝0.5d ——分别按本规范表5.3.5-1 b 计算值Q q ——用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土的极限侧阻力 ＝0.5d 对于黏性土 r 表5.3.5-2取与混凝土预制桩相同值 N 与计算值Q d 式(5.3.8-3)计算确定 ／E d为桩外径)而变化 ) si p p 土塞的高度及闭塞效果随土性 粗粒土的增幅高于细粒土 另一部分为敞口部分端阻力 5.3.9 uk 嵌岩桩 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时 嵌岩桩极限承载力由桩周土总阻力Q 试验单桩极限承载力标准值指通过不少于2根的单桩现场静载试验确定的 r ) l 竖向增强段为桩端以上12m及各桩侧注浆断面以上12m 1.0m的非液化土或非软弱土层时 ——后注浆非竖向增强段的总极限侧阻力标准值 ——桩周第i层土的厚度 钢管桩 从图中看出 当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时 p β 5.3.8 闭口钢管桩承载力的计算可采用与混凝土预制桩相同的模式与承载力参数 q (q 由表5～表8看出实测ζ p 剪切面发生于岩体一侧 根据本规范第5.3.5条确定 对于敞口钢管桩按式(5.3.7-2) pk 如桩端持力层为密实的砂土层 gpk 受清底情况影响较大 d 因为静载试验一则数量少 取本规范表5.3.10所列上限值 管径 重叠部分应扣除 ／d的关系 软质岩(E 5.3.12 根据本规范第5.3.10条的计算公式求得Q 对于后者类似于钢管桩的承载机理 敞口部分端阻力为 p1 q 侧阻力与土的物理指标的经验关系参数确定 2)大直径桩侧阻尺寸效应系数 ——分别按本规范表5.3.5-1 l 区别在于侧阻力和端阻力乘以增强系数β q 应取表列数值的1.2倍 ＝0.25～0.75 l 如无当地经验时 嵌岩段总极限阻力标准值 Ⅱ rp 目前对单桩竖向极限承载力计算受土强度参数 液化效应 sik 一一后注浆竖向增强段内第i层土厚度 p 对其承载性状的认识进一步深化 λ 时 可按表5.3.3-1取值 ／d而变化(d为管桩外径) 这说明 天津 砂土 (2h H.Brand1.1988) 对于桩身周围有液化土层的低承台桩基 Q 端阻力如何根据具体情况通过试验直接测定 ) 钢管桩表面性质与混凝土桩表面虽有所不同 p ——总桩端阻力 rk 5.3.1 si 0 一部分为管壁端部的端阻力 gsk 桩端部分土将涌入管内形成“土塞” 可按下列公式计算 t r 根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系计算单桩竖向极限承载力 u计 与桩进入持力层相对深度h 福建 p 下探头阻力 随E 各特征点侧阻力为 混凝土管桩壁厚度较钢管桩大得多 与实心混凝土预制桩相同的是 称其为完全闭塞 sk u 本次修订又共收集试桩资料416根 5d 设计等级为甲级的建筑桩基 其中ζ 应通过静载试验确定 可将液化土层极限侧阻力乘以土层液化影响折减系数计算单桩极限承载力标准值 发生于桩体一侧 这种非完全闭塞将导致端阻力降低 当根据单桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时 r 直径为0.3m的嵌岩短墩试验 sik 桩侧单一注浆 因此侧阻和端阻增强系数β 闭塞程度的不同导致端阻力以两种不同模式破坏 涵盖11个省市 p 这是由于沉桩过程 5.3.10 近十余年嵌岩桩工程和试验研究积累了更多资料 Thorne(1997)所给端阻系数ζ 桩的极限侧阻力并非瞬间丧失 具有一定的可靠性和较大适用性 而且并非全部损失 一一岩面桩顶荷载)随嵌岩深径比d 1 r 《建筑桩基技术规范》JGJ 深圳等省市地方标准给出的经验值 p 减小 s 前者的加固效应强于后者 si 以经验参数法确定单桩竖向极限承载力 p1 q (F α——桩端阻力修正系数 r p 岩刚度比(E 为基础对新收集到的资料进行试算调整 ζ 两者的极限侧阻力可视为相等 b 端阻力增强系数 ——桩端全截面以下4倍桩径范围内的比贯入阻力平均值 以桩端土塞效应系数λ 的平均值 q 0 2 u p 6d 本条说明关于大直径桩(d≥800mm)极限侧阻力和极限端阻力的尺寸效应 无当地经验时 λ ——桩周第i层土的极限侧阻力 当清孔好 p 双桥探头的圆锥底面积为15cm 水下钻(冲)孔灌注桩资料184根 uk 统计分析 可按下列公式计算 取嵌岩段极限侧阻力峰值