安全验证
5.7【  桩基 ! : 5.7.1  湿!陷性黄土场》地地基一旦》浸水便会引》起,湿陷给建筑》物带来危《害特别是《对于上?部结构荷载大且集中!的甲、乙类建筑;】。对整体倾斜有严格】限制的高《耸结构;对不均匀】沉降:有严格限制的甲类】建筑和设《备基:础,以及主要承》受水平荷《载和上拔《力的建筑《或,基础等均应从消除湿!陷性危害的角度出发!针对建筑物的具体情!况和场地条件—首先:从经济技术条—件,。上考虑采取可—靠的地基处理—措施当采用地基【。处理措施不能满足】设计要求或》经济技术分析比较】。采用地基处》理不适宜的》建筑可采用》桩基础自20世纪7!0年代以《来陕西、甘肃、山西!等湿陷性黄土地区】大量采用了桩基础】均取得?了良好的经济技术效!果 : 》5.7.2  【在湿陷性黄土地【区采用的桩》。型,主要有?钻,、挖孔(扩》底)灌注桩》沉管灌注桩静压【桩,和打入?式钢筋混凝土—预制桩等选用桩型时!应根:据工程要求、场【地,湿,陷类型、地基湿陷等!级、岩土工程地质】条件、?。。施工条件及场地周】围环境等综合因素确!定如在非《自重湿陷性黄土【。场,地,可采:用钻:、挖孔?(扩底)灌注—桩;:在地基湿陷性等级较!高,的自重湿陷性—黄土场地宜采用干作!业成孔(扩》底)灌注《桩;:还可充分利》用黄土直立性好【的特性采《用,人工挖?孔(扩底《)灌注桩;在—。可能条件下可采【用混:凝土预制桩沉桩工艺!有静力?压,入法和打入法两【种但打入法因—噪声大和污染严【。重不宜在城市—中采用 》。 《5.7?.3  在》湿陷性黄土场地采】用桩基础桩周黄土在!。浸水后会发生—软化:导致桩侧极限—摩阻力减《小在:自重湿陷《性黄土场《地,还可能产《生负:摩阻力?使桩的轴向力加【大,而产生?较大沉?。降天然?。黄土:的强度较高当桩的长!度和直径《较大时桩身》的正:摩阻力?相当大在这》种情:况下即使桩端支撑在!湿陷性?黄土层上在桩周【土,天然:含水量状态》下试:验桩:的下沉量也往往【不大例如《20世纪《70:。年代建成投》产的甘肃刘家峡化肥!。厂碱洗?塔工程采《用的井?桩基础?未穿透湿陷》性黄:土层但由于载荷【试验未?。进行浸水荷》载加至30》00kN下沉量仅6!mm井桩按单—桩,。竖向:承载力特征值为1】500kN进行设计!当时认为《安,全系数?取2:。已足够安全但建【成投产后不》久地基浸水产生了】严重的湿陷》事故桩周土体的自重!湿陷量达60—0,。mm桩周土的正【。摩阻力?完,全丧失并产生负摩】。阻力:使桩基产生了大【量的下沉 【   》  甲类《、,乙类建筑物其—。工程:重要性或浸水—可能性较高》应按较不《利,的浸水条《。。件进行设计桩端【必须穿透湿陷性【。黄土层已《有研究资料》表明桩端持力层【的性质明显影—响着桩基浸水—附加沉降桩端持【力层的压缩性—越低浸水附加沉降越!小因而宜选》择压缩性较低的岩】土层作为桩端持力】层 :     !近年:来在:湿陷性黄土地—区,修建了一些浸水【可能性低的》构筑物在这种场地按!。原“规?范”饱和条件进【行桩:基设:计其经济技术效果较!差因此在本》次修订中取》消了丙、丁类—建筑桩基础必须穿透!湿陷性黄土层—的强制?性规定但在条—件,许可(?如湿陷性《黄土层较《薄,。)时应首先考虑按】不利的浸水条件【进行:设,计桩:端穿透?湿陷性黄《土层确有困难—时应:评估浸水的概率及】其对桩基础的影响】并采取相应的防排水!措施、?地,基处理措施和结【构措施 !。5.7.4  基】底下湿陷性》黄土层?的厚度越大湿—陷性:可,能越:严重由此产》生,的危害也可》能越大鉴于》目前根据有关经验】公式和室内试验评】价湿陷性的结果估】算,。单桩竖向承载—力还往往与实际【存在:较大差别规定基底】下,湿陷性黄《土层厚度较大时单桩!竖向承载力特征【值应通?过单桩?竖向静载荷浸—水试验确定以便为】。更合理?的桩:基础设计提供更为】丰,富的:基础资料甲》类建筑和乙类建筑中!的重要建筑是高【、重建?筑或地基受》水浸湿可能》。性较大发生湿—。陷灾害的影响较大】其单桩承载力的确】定更应慎重 【 ?。     按—本标准附录G试验】要点仅测定桩—周土饱?和状态下单》桩,竖向承载力时由于浸!水坑面?积较小对自重—湿陷性黄土场—地在试?验过程中桩周土体不!一定产生《自重湿?陷因此应从》试验结果中扣除中】性点深?度以上的桩侧—正、负摩阻力— 》  : ,  :对于:采用:桩基础的其他—建筑其单桩竖向【承载特征值》可按有关《。标准的经验公式估算!即 — 式中!qpa桩端》阻力:特,征值(kPa—); 】   ?。   ?A,p桩端?横,。截面的面积(—。m2); 【。 :     》 , ,u桩身周长(m)】;  】    《 qsa中》性点深?度,以下土层(加权平均!)桩侧?摩阻力特《征值(kPa); ! 》      —qsa中性点—深度以上黄土层平均!负摩阻力特征值(k!。Pa)?;, 《  ?     l—桩身:。长度(m); 】 , :     》  z中性》。点深度(《m,)可按本标》准第5.7.6【条的规定确》定,  【   对于上式【中的qpa》和q:sa值对湿陷—性黄土?土层一般应按饱【和状态下的土性指标!确定:但对有可靠地区【经验或研《究表明?建筑寿命期内无【浸,水可能性的湿—陷性黄土土层可【。。取天然状态下的土】性指标饱《和状态下的液—性指数可按下式【计算 — 《 , 式中 —Sr土的《饱和:度可取85%; !    【。   e土的孔隙比!;,   】 ,   ?ds土粒相对密【度(比重); !     【。  ωL、ωp分别!为土:的液限和塑限含水】。量以小数计 —    】 对于自重湿陷性】土层中?的桩侧负《摩阻力特征值的【概,念对负摩《阻力而言不甚确切但!。考虑到工《程人员的习惯仍采用!负,摩,阻,。力“特征值”说法 ! 《 5.7.5  对!于非自重《湿陷性黄土场地【的桩基虽然》理论:分析和现场实测均】。表明:在浸水饱和条件下也!可,能产生?负摩阻力作用但9】0规范和原》规范规?定非自重湿陷性黄土!场地可计入》湿陷性黄土层范【围内饱?和状态下桩侧正侧】。阻力以来在按“【规范:”设计前提下—工程实践中》。还,未见有?桩,基础:事故的案例因—此本次修订仍维【持非自重湿陷性【。黄土场地《可考虑?饱和状?态下:桩,侧正摩阻力的—规定 5!.7.?6 : 对自重湿陷性黄】。土,场,地桩周的《自,。重湿陷性黄》土层浸水《后发生自重湿陷时】将产:生土层对桩的向下】位移对桩将产生【一个向下的作用【力即负摩阻力因此】在确:定单桩竖《。向承载力特》征值时除不计中性】。点深:度以上?黄土层的桩侧—正摩阻力外尚应【考,。虑桩侧的负》摩阻:力 》     —桩侧负摩阻力应通过!现场桩基竖向载【荷浸水试验》确定但?一般情况下不—容易做?到因此许多单位提出!希望本标准能—给出:具,体数据或参考—值,自20世纪70年代!开始我国《有关:单位采用悬吊法【实测桩侧负》摩阻力;随》。着测试技术的—进步20世》纪90?年代开始《有,关单位在桩》身中埋设测试—元件进行黄》土桩基?浸水:。载荷试验《实测:桩侧负摩阻力和中】性,点深度?本,次,修订收?集,了在陕西、甘肃、】宁夏、河南》、山西?等省2?6根桩的负摩阻【力测试?资,料资料?显,示浸水试验》过程中桩《顶无荷载的》。桩实:测的负摩阻力要比】有,荷载桩大鉴》于先:湿法和后《湿法得到的负摩阻】力大小不同且后湿法!被认为更符合桩的】工作实际剔》除先湿法《和,不确定的试验—数据绘?制1:4根灌注桩(4根】采,。用悬吊法测》试,10根?采,用,后,。湿法埋设测试元【件测试)实测负【摩阻力大《小频数?分布直方《图见图2 】 】图2  灌》注桩实测《负摩阻力频数分布直!。方图  !   从图2中【以看出目前的负摩】阻力测试结果较【为离散但大》多数:。。桩(占79%)实测!负,。摩阻力不大于30k!Pa表明原规范负】摩阻力的取》值总体上是较合适的!因此本次《修订仍维持原规范】负摩阻?力取值大小不—变,  【   关于桩的类型!对负摩擦力》的影响试验》结果表明预制—桩的侧?表面虽比灌注—桩平滑?但其单位面积—上的负摩擦》力却比灌注桩—为大:这主要是《由于:预制桩在打桩过程】中将桩周《土挤:密挤密土在桩周形】成一层硬壳》牢,。。固,地黏附在桩侧表面上!桩周土体发生自【重湿陷时不是沿【桩身而是沿硬—壳层滑移增加了桩】的侧表面《面积负摩《。擦,力也随之增大因【此对于具有挤密作】用的预?制桩与无挤密作用的!钻、:挖孔灌?。注,桩其桩侧负》摩擦力应分别—给出不?同的数值《但近年在自》重湿陷性黄土场【地进行的P》HC管桩浸》水试验结果表—明当桩由多》节管:桩连接而成时沉桩后!有时在上部桩体【与桩周土《。之间会存在明—显缝隙导致浸水后】桩侧负摩阻力—较小;该现象是个】别现象还是普遍现】象还需要进一步【积累资料 】     关于】自重:湿陷量的《大小对负《摩擦力的《影响兰州钢》厂两次负摩擦力的测!试结果表明经过8年!之,后由于地下水位上】升地基土的含水量】提高以及《地面堆载的》影响场地《的湿陷性降低负【摩擦力值也明显【减小钻?孔灌注桩两次的测试!结,。果见:表3 表!3, , 兰州钢《厂钻:孔灌注桩负摩擦力】的测试结果 — , —  》 ,  试?验结果表明桩侧【负摩擦力与自重【湿,。。陷量:。的大小有关土—的自重湿陷性—愈强地?面的沉?降,速度愈?大桩侧负摩擦力值】也愈大因此对—自重湿陷量△zs<!。20:0mm的弱自重湿】陷性黄土与△z【s≥200mm【较强的自重湿—陷性黄土桩侧负摩擦!。力的数?。值差:异较大 【 :    大多数【学者认为按》原规范?进行湿陷性黄—。土地区的桩基设计】总体是偏于安—全的特别是》在大厚度自重湿【陷性:黄土场地尤为—如,此其主?要原因一是》基坑开挖的卸—荷导致自重湿陷【量减小自重湿陷土层!。的下限?深,度上移;二是已【。有桩基?竖向静载荷浸—水试验结《果表明实测的—中,性点深度往往要比】。室内试验确定—。。的自:重湿陷土《层下限深度小;三是!对大厚度自重湿【。陷性黄土层》在建筑?。。物生命?期内下?部自重湿陷土层受到!浸水:作用的概率》较小上述《三,个原因?均与:桩中性?点深度的选取相关但!目前相关的试验和】研究开展得》并不多还《难以形成比较具【体,的条文本次修—订,仅对中性《点深度的确定—作出原则性规定【 》。 ,    1》  通过单桩竖向】静载荷浸水试验实】测中性点深》度在大厚度自重湿】陷性黄土场地相【对于将室《内试验确定的自【重湿陷?土,层下限深《度作为中性点—深度采取《该方法在《不少地区能优化(】减小:。)中性点深》度 【   ?。 2:  按桩周黄—。土沉:降与桩沉降》相等的?条件实?测或计算中性点深度!在较细?致的:竖向应力计算和包】括湿陷?性试验在内更细【致的室内外试—验基础上分别计【算桩周土沉》降和桩沉降》从负摩阻《力最基本的》理论出发计算中性】点深:度可解决深》基坑及其《。。他竖向应力减小【情况:下原:规,范确定的中性—点深:度过大的问题 【  — ,  3? , 取自重湿陷性黄】土层底?面对:应的深?度,作为中性点深度【包括两层含义一是取!室内试验确定的自】重湿陷性黄》土层:底面深度(自—重湿陷性黄土层下】限,深度)作为中—性点深度《。该方:法是传统《的湿陷性黄土场地】桩基中性点深度【确定:方法在没有更多的地!区,经验、现场试验或】研,。究的情况下一般【按该法确定中性【。点,深度;二是取现【场试坑浸水试—验确:定的自重湿》陷黄土层底面深【度,作,为,中性点深度该法【虽不如单桩》竖向静载荷》浸水试验实测—中性点直《接但对中性点深【。度的取?值,也是重要参》考,在,大厚度湿《陷,性黄:土地区采用该—法往往也可以优化(!减小)中性点深度】如,在郑西高《速,。。铁路:沿线进行的7组现】场试坑浸《水试验室内》。试验确定的》自重湿陷下限—深度为19m~32!m而实?测自重湿陷下限深】。度为10m~—22m?后,者是前者的0—.40倍~》0.9?6倍 【     4 【 通过开展水环境变!化研:究确定中性》点深度在地下水无】上升至自重湿—陷性土层可》能的情?况下可将研究—得到的建筑》使用期内可能达到】的最大浸水深度作为!中性点深度(最【大浸水深度小于自重!湿陷下限深度时【) 《 ?    5  【。根据:。地区经验确定中性】点深度鼓《励有条件的》大厚度湿陷性黄土】地区:开展研?究根据浸《水水源、地基土渗透!性、地层《结构、?黄土性?质、建设规划等条】件总结地区不同【防水措施《。不同类型建筑使用】期内浸水深度—。的经验;在不同【。地质单元选择—代表性的场地进行现!。场,浸水试?验,总,结地区实测自重湿陷!下限深度与室内试】验确定的自重湿陷】下限深度关系的经】验综合确《定,地区可靠的中—性点深度取值经验方!法 《    — 鉴于目前自—重湿陷黄土》场地:。桩侧负摩《阻,力,的试验资料》不,。多关于黄土》浸水可能性的—研究还不够深—入本标准有关—桩侧负摩阻力和【中性:点,深度的规《定有待于今后通过】不断积?累资料逐《步完善 》 , : 5.7.》7,  将负摩阻—力引起的下》拉荷载计入附加荷】载验算桩基沉—。降时对于《单桩基础桩》侧,。负摩阻力《的总和即为》下拉荷载;对于桩距!较小:的群桩其单桩的【负摩阻力因群桩效应!而降低本条》考,虑,群桩效应下》拉荷:载的:算法:取,自现:。行,。国,家标:准,建筑桩基《技术规范JGJ 9!4 》 :5.7.8》  在水平荷—载和弯矩作用—下桩身将产》生挠曲变形并挤压桩!侧,土,体土体则《对桩产生水平—抗力:其大小和分布与【桩,的变:形,以及土质《条件、桩的入土深】度等因?素有关设在湿陷性黄!土层中的桩在天【然含:水量条件下桩侧土】对桩往往《可以提?供较大的水平—抗力;一旦》浸水桩周土变软强】度显著降《低桩周土《体对桩侧的水平抗力!就会降低 】。 5.7》.9  《对于混凝土灌注桩纵!向受:力钢:筋的配置长度在设计!中应有所考虑—对于:在非自重《湿,陷性黄土层中的【桩一经浸水》桩周土可能变软或产!生一定量的》负摩擦力对桩产生】不利影响因此建议桩!的纵向钢筋除应自桩!顶按1/3桩—长配置?之外配筋长度尚应】超过湿陷《性黄:土层:的厚度;《对,于在自?。重湿陷性黄土层中的!。桩由于桩侧可能【承受较大的负—摩擦力中性》点界面处的轴向压】力,往,往大于桩顶全桩【长的轴?向压力均较大因此建!议在:湿陷性相对较强的区!自重湿陷性黄土【场地桩身纵向钢【筋应通?长,配,置 5】.7.1《0,  在自重湿陷【性黄土层中的桩基一!经浸水桩《侧产生负摩阻力将】使桩基竖向》承载力不同程度的降!低为了提高》桩基:的竖:向承载力设》在,自重湿陷性黄土场】地的桩基可采取减小!桩侧负摩阻力—的,措施如 【    》 ,1  在自重湿【陷性黄土层桩的【负摩阻?。力试验资料表—明在同一类土中挤土!桩的负?摩阻力大《于,非挤土桩的负摩【阻力因此应尽量采用!非,挤土:桩(:如钻、挖孔灌注桩)!以减小桩侧负摩阻力!(,挤,土桩:已完全消除地基【。土湿陷性的情况除】外) 》     2】  对位《于中性点以上的【桩侧表面进行处理】以减小?。。负摩阻力的》产生 》   》  3  在桩基施!工,前可采用强夯—、挤密法等进行【地基处理消除—中性:点深度以《上土层的《。自重湿陷性 】     【4  ?采,取其:他有效而合理的措】施 ?