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70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1500kN!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—0mm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(k【Pa)?;
《
,
A!p桩端横截面的面】积,(m2);
】
《。 u桩身周!长(m?);
》
》 : qs《a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(kP》a,);
【
, 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—qsa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》90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26】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1】0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
》
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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<200mm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~32m而!实测自重湿陷下【限深度?为10?m~2?2m后?者是:前者的0.4—0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JGJ— 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》
: