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建筑桩基技术规范JGJ94-2008.pdf

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建筑 桩基 技术规范 JGJ942008
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UDC 中华人民共和国行业标准 JGJ94-2008 建筑桩基技术规范 Technical Code for Building Pile Foundations 2 0 0 8 北 京 中华人民共和国行业标准 建筑桩基技术规范 Technical Code for Building Pile Foundations JGJ 94- 2008 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:2008 年 10 月 1 日 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 2 0 0 8 北 京 前 言 本规范是根据建设部建标[2003]104 号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关设计、勘察、施工、研究和教学单位,对《建筑桩基技术规范》JGJ94-94 修订而成。 在修订过程中,开展了专题研究,进行了广泛的调查分析,总结了近年来我国桩基础设计、施工经验,吸纳了该领域新的科研成果,以多种方式广泛征求了全国有关单位的意见,并进行了试设计,对主要问题进行了反复修改,最后经审查定稿。 本规范主要技术内容有:桩基基本设计规定、桩基构造、桩基承载力极限状态和正常使用极限状态计算或验算、桩基施工、桩基工程质量检查和验收及有关附录。 本规范修订增加的内容主要有:减少差异沉降和承台内力的变刚度调平设计;桩基耐久性规定;后注浆灌注桩承载力计算与施工工艺;软土地基减沉复合疏桩基础设计;考虑桩径因素的 Mindlin 解计算单桩、单排桩和疏桩基础沉降;抗压桩与抗拔桩桩身承载力计算;长螺旋钻孔压灌混凝土后插钢筋笼灌注桩施工方法;预应力混凝土空心桩承载力计算与沉桩等。调整的主要内容有:基桩和复合基桩承载力设计取值与计算;单桩侧阻力和端阻力经验参数;嵌岩桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数;等效作用分层总和法计算桩基沉降经验系数;钻孔灌注桩孔底沉渣厚度控制标准等。 本规范由建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。 本规范主编单位:中国建筑科学研究院(地址:北京市北三环东路 30 号;邮编: 100013)。 本规范参编单位:北京市勘察设计研究院、现代设计集团华东建筑设计研究院有限公司、上海岩土工程勘察设计研究院、天津大学、福建省建筑科学研究院、中冶集团建筑研究总院、机械工业勘察设计研究院、中国建筑东北设计院、广东省建筑科学研究院、北京筑都方圆建筑设计有限公司、广州大学。 本规范主要起草人:黄 强 刘金砺 高文生 刘金波 沙志国 侯伟生 邱明兵 顾晓鲁 吴春林 顾国荣 王卫东 张 炜 杨志银 唐建华 张丙吉 杨 斌 曹华先 张季超 目 次 1 总则 ………………………………………………………………………………………1 2 术语、符号 …………………………………………………………………………………2 2.1 术语………………………………………………………………………………………2 2.2 符号………………………………………………………………………………………3 3 基本设计规定 ……………………………………………………………………………5 3.1 一般规定…………………………………………………………………………………5 3.2 基本资料…………………………………………………………………………………6 3.3 桩的选型与布置…………………………………………………………………………7 3.4 特殊条件下的桩基 …………………………………………………………………… 8 3.5 耐久性规定…………………………………………………………………………… 10 4 桩基构造 ……………………………………………………………………………………11 4.1 基桩构造 ………………………………………………………………………………11 4.2 承台构造……………………………………………………………………………… 13 5 桩基计算 ……………………………………………………………………………………15 5.1 桩顶作用效应计算 ……………………………………………………………………15 5.2 桩基竖向承载力计算 …………………………………………………………………16 5.3 单桩竖向极限承载力……………………………………………………………………17 5.4 特殊条件下桩基竖向承载力验算………………………………………………………24 5.5 桩基沉降计算 …………………………………………………………………………28 5.6 软土地基减沉复合疏桩基础 …………………………………………………………31 5.7 桩基水平承载力与位移计算 …………………………………………………………33 5.8 桩身承载力与裂缝控制计算 …………………………………………………………36 5.9 承台计算 ………………………………………………………………………………38 6 灌注桩施工 …………………………………………………………………………………46 6. 1 施工准备 …………………………………………………………………………………46 6.2 一般规定 ………………………………………………………………………………46 6.3 泥浆护壁成孔灌注桩……………………………………………………………………47 6.4 长螺旋钻孔压灌桩………………………………………………………………………50 6.5 沉管灌注桩和内夯沉管灌注桩…………………………………………………………50 6. 6 干作业成孔灌注桩 ………………………………………………………………………53 6. 7 灌注桩后注浆 ……………………………………………………………………………54 7 混凝土预制桩与钢桩施工 ………………………………………………………………56 7.1 混凝土预制桩的制作 …………………………………………………………………56 7.2 混凝土预制桩的起吊、运输和堆放 …………………………………………………57 7.3 混凝土预制桩的接桩……………………………………………………………………57 7.4 锤击沉桩…………………………………………………………………………………58 7.5 静压沉桩…………………………………………………………………………………60 7.6 钢桩( 钢管桩、H 型桩及其他异型钢桩) 施工 …………………………………………61 8 承台施工 ………………………………………………………………………… 63 8.1 基坑开挖和回填…………………………………………………………………………63 8.2 钢筋和混凝土施工………………………………………………………………………63 9 桩基工程质量检查及验收……………………………………………………… 64 9.1 一般规定…………………………………………………………………………………64 9.2 施工前检验………………………………………………………………………………64 9.3 施工检验…………………………………………………………………………………64 9.4 施工后检验………………………………………………………………………………64 9.5 基桩及承台工程验收资料………………………………………………………………65 附录A 桩型与成桩工艺选择……………………………………………………………………66 附录B 预应力混凝土空心桩基本参数…………………………………………………………68 附录C 考虑承台(包括地下墙体)、基桩协同工作和土的弹性抗力作用计算受水平荷载的 桩基………………………………………………………………………………………72 附录D Boussinesq解的附加应力系数 α 、平均附加应力系数 α …………………………91 附录E 桩基等效沉降系数eψ 计算参数………………………………………………………106 附录F 考虑桩径影响的Mindlin解应力影响系数……………………………………………117 附录G 按倒置弹性地基梁计算砌体墙下条形桩基承台梁…………………………………156 附录H 锤击沉桩锤重的选用………………………………………………………………158 本规范用词说明…………………………………………………………………………………159 条文说明 ………………………………………………………………………………………160 1 总 则 1.0.1 为了在桩基设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于各类建筑(包括构筑物)桩基的设计、施工与验收。 1.0.3 桩基的设计与施工,应综合考虑工程地质与水文地质条件、上部结构类型、使用功能、荷载特征、施工技术条件与环境;并应重视地方经验,因地制宜,注重概念设计,合理选择桩型、成桩工艺和承台形式,优化布桩,节约资源;强化施工质量控制与管理。 1.0.4 在进行桩基设计与施工时,除应符合本规范外,尚应符合现行的有关标准的规定。 12 术语、符号 2.1 术 语 2.1.1 桩基 piled foundation 由设置于岩土中的桩和与桩顶联结的承台共同组成的基础或由柱与桩直接联结的单桩基础。 2.1.2 复合桩基 composite piled foundation 由基桩和承台下地基土共同承担荷载的桩基础。 2.1.3 基桩 foundation pile 桩基础中的单桩。 2.1.4 复合基桩 composite foundation pile 单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。 2.1.5 减沉复合疏桩基础 composite foundation with settlement-reducing piles 软土地基天然地基承载力基本满足要求的情况下,为减小沉降采用疏布摩擦型桩的复合桩基。 2.1.6 单桩竖向极限承载力标准值 ultimate vertical bearing capacity of a single pile 单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载,它取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力。 2.1.7 极限侧阻力标准值 ultimate shaft resistance 相应于桩顶作用极限荷载时,桩身侧表面所发生的岩土阻力。 2.1.8 极限端阻力标准值 ultimate tip resistance 相应于桩顶作用极限荷载时,桩端所发生的岩土阻力。 2.1.9 单桩竖向承载力特征值 characteristic value of the vertical bearing capacity of a single pile 单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值。 2.1.10 变刚度调平设计 optimized design of pile foundation stiffness to reduce differential settlement 考虑上部结构形式、荷载和地层分布以及相互作用效应,通过调整桩径、桩长、桩距等改变基桩支承刚度分布,以使建筑物沉降趋于均匀、承台内力降低的设计方法。 2.1.11 承台效应系数 pile cap coefficient 竖向荷载下,承台底地基土承载力的发挥率。 2.1.12 负摩阻力 negative skin friction ,negative shaft resistance 桩周土由于自重固结、湿陷、地面荷载作用等原因而产生大于基桩的沉降所引起的对桩表面的向下摩阻力。 2.1.13 下拉荷载 down drag 作用于单桩中性点以上的负摩阻力之和。 2.1.14 土塞效应 plugging effect 敞口空心桩沉桩过程中土体涌入管内形成的土塞,对桩端阻力的发挥程度的影响效应。 2.1.15 灌注桩后注浆 post grouting for cast-in-situ pile 灌注桩成桩后一定时间,通过预设于桩身内的注浆导管及与之相连的桩端、桩侧注浆阀注入水泥浆,使桩端、桩侧土体(包括沉渣和泥皮)得到加固,从而提高单桩承载力,减小沉降。 2.1.16 桩基等效沉降系数 equivalent settlement coefficient for calculating settlement of piled 2foundations 弹性半无限体中群桩基础按 Mindlin 解计算沉降量 与按等代墩基 Boussinesq 解计算沉降量 之比,用以反映 Mindlin 解应力分布对计算沉降的影响。 MwBw2. 2 符 号 2.2.1 作用和作用效应 Fk—— 按荷载效应标准组合计算的作用于承台顶面的竖向力; Gk—— 桩基承台和承台上土自重标准值; kH ——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的水平力; ikH ——按荷载效应标准组合计算的作用于第 i 基桩或复合基桩的水平力; xkM 、 ——按荷载效应标准组合计算的作用于承台底面的外力,绕通过桩群形心的ykM x、y 主轴的力矩; Nik——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第i 基桩或复合基桩的竖向力; ngQ ——作用于群桩中某一基桩的下拉荷载; fq ——基桩切向冻胀力。 2.2.2 抗力和材料性能 sE ——土的压缩模量; tf 、 ——混凝土抗拉、抗压强度设计值; cfrkf ——岩石饱和单轴抗压强度标准值; sf 、 ——静力触探双桥探头平均侧阻力、平均端阻力; cqm ——桩侧地基土水平抗力系数的比例系数; sp ——静力触探单桥探头比贯入阻力; sikq ——单桩第 i 层土的极限侧阻力标准值; pkq ——单桩极限端阻力标准值; skQ 、 ——单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值; pkQkuQ ——单桩竖向极限承载力标准值; R ——基桩或复合基桩竖向承载力特征值; aR ——单桩竖向承载力特征值; ahR ——单桩水平承载力特征值; hR ——基桩水平承载力特征值; gkT ——群桩呈整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值; ukT ——群桩呈非整体破坏时基桩抗拔极限承载力标准值; γ 、eγ ——土的重度、有效重度。 2.2.3 几何参数 pA ——桩端面积; psA ——桩身截面面积; cA ——计算基桩所对应的承台底净面积; cB ——承台宽度; d ——桩身设计直径; sd ——钢管桩外直径; D ——桩端扩底设计直径; l——桩身长度; 3cL ——承台长度; as ——基桩中心距; u ——桩身周长; nz ——桩基沉降计算深度(从桩端平面算起)。 2.2 . 4 计算系数 Eα ——钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值; cη ——承台效应系数; fη ——冻胀影响系数; rζ ——桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数; sψ 、pψ ——大直径桩侧阻力、端阻力尺寸效应系数; pλ ——桩端土塞效应系数; λ ——基桩抗拔系数; ψ ——桩基沉降计算经验系数; cψ ——成桩工艺系数; eψ ——桩基等效沉降系数; α 、 α ——Boussinesq 解的附加应力系数、平均附加应力系数。 43 基本设计规定 3.1 一般规定 3.1.1 桩基础应按下列两类极限状态设计: 1 承载能力极限状态:桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继续承载的变形; 2 正常使用极限状态:桩基达到建筑物正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。 3.1.2 根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体型的复杂性以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度,应将桩基设计分为表 3.1.2 所列的三个设计等级。桩基设计时,应根据表 3.1.2 确定设计等级。 表 3.1.2 建筑桩基设计等级 设计等级 建筑类型 甲级 (1)重要的建筑 (2)30 层以上或高度超过 100m 的高层建筑 (3)体型复杂且层数相差超过 10 层的高低层(含纯地下室)连体建筑 (4)20 层以上框架-核心筒结构及其他对差异沉降有特殊要求的建筑 (5)场地和地基条件复杂的 7 层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑 (6)对相邻既有工程影响较大的建筑 乙级 除甲级、丙级以外的建筑 丙级 场地和地基条件简单、荷载分布均匀的 7 层及 7 层以下的一般建筑 3.1.3 桩基应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算: 1 应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算; 2 应对桩身和承台结构承载力进行计算;对于桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa、且长径比大于 50 的桩应进行桩身压屈验算;对于混凝土预制桩应按吊装、运输和锤击作用进行桩身承载力验算;对于钢管桩应进行局部压屈验算; 3 当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应进行软弱下卧层承载力验算; 4 对位于坡地、岸边的桩基应进行整体稳定性验算; 5 对于抗浮、抗拔桩基,应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算; 6 对于抗震设防区的桩基应进行抗震承载力验算。 3.1.4 下列建筑桩基应进行沉降计算: 1 设计等级为甲级的非嵌岩桩和非深厚坚硬持力层的建筑桩基; 2 设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的 建筑桩基; 3 软土地基多层建筑减沉复合疏桩基础。 3.1.5 对受水平荷载较大,或对水平位移有严格限制的建筑桩基,应计算其水平位移。 3.1.6 应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级,验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。 3.1.7 桩基设计时,所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下列规定: 1 确定桩数和布桩时,应采用传至承台底面的荷载效应标准组合;相应的抗力应采用5
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