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【3000kN下【沉量仅?6mm井桩》。按单桩竖向承载力】特征值?为1500k—。N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】6,。00mm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q》pa桩端阻力特【征值(?k,Pa); 》 ,      ! Ap桩《端横截面的面积(m!2); 【 : ,     u桩【身周长(m》);  !     q—sa中性点深度【以下土?层(加权《平均)桩侧摩阻力】特征:值(kP《。a); 【。       q!sa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qp—a和qs《a,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8—5%:; —    《  : e土?的孔隙比; !      【。 ds土粒相—对密度(比重)【;  】     ωL、ω!p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9》0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14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30【kPa?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PHC!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<2【00mm的弱—自重湿陷性黄土与】△zs≥《200m《m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1?9m:~32m而实—测自重?湿陷下限《深度为10m—~22m后者是前】。者的0.《40倍?~0.96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JG—J 94 》 : ?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.《10  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 ?