附录H 挖孔桩基础
H.0.1 一般规定:
1 采用挖孔桩需满足下列要求:
1)有中硬以上的粘土、中密以上砂土、卵石层、岩层等作为持力层;
2)持力层在地下水位以上或地下水降水不很困难;
3)所穿越的土层不含淤泥层、流砂层,或淤泥层、流砂层厚度不大,并经降水后,在适当调整护壁高度及壁厚前提下挖进中不会造成垮塌。
2 挖孔桩地基的勘察要求:
1)查明场地有无不良地质构造,判断危害程度;
2)场区各地层结构及均匀性,提出各土层侧阻特征值及可能作持力层的各土层端阻特征值;
3)地下水埋藏情况、类型、水位变化幅度、降水难易及对混凝土的腐蚀性;
4)勘察深度为预估桩端下5~10m[岩层为5m(当为微风岩时,可适当减小)、土层为10m],若有断层、破碎带、古墓、溶洞等,与设计部门研究后确定补勘深度;复杂地质条件下的一柱一桩,应按一柱一孔进行勘察;
5)查明场区地层内是否含有毒或有害气体。
6)详细要求见现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021。
3 由挖孔桩受力特性决定,应优先采用端承桩,其次是摩擦端承桩,不应采用摩擦桩。
4 桩径一般为Φ800~Φ2000,不宜大于2500mm,扩底直径D与桩身直径d之比宜小于3.0,扩底宜挖成锅底形,锅底比四周低200mm或(0.15~0.2)D。在满足桩身强度的前提下,直径应尽量取小值,依靠扩底来提高单桩承载力特征值。
5 人工挖孔桩的桩长不宜大于30m。桩长少于6m及L/D≤3时按墩基础设计。
6 应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度,对于粘性土不宜小于2d,砂土不宜小于1.5d,碎石类土不宜小于1d。
7 挖孔桩桩端以下3倍桩端直径范围内应无软弱层、断裂破碎带和洞穴,并应在桩底6倍桩端直径范围内无岩体临空面,若不满足6倍时,应专题研究。
8 对柱基宜采用一柱一桩,变形缝处亦可二柱合用一桩。
9 挖孔桩必须在无水情况下挖进,人工降水深度应始终控制在桩底标高以下大于等于500mm。
H.0.2 挖孔桩桩基计算:
1 计算原则:
1)作用于桩上的荷载应按正常使用极限状态下的荷载效应的标准组合,进行单桩地基承载力计算。
2)计算单桩承载力时,桩侧阻力可按混凝土护壁外直径计算,计算桩端阻力和桩身强度时,仅取内径d为桩身计算直径。单桩承载力的计算见本措施第6章。
3)支承在微风化岩上长径比L/d≤5的端承桩,只计端阻,不计侧阻,支承于其他土层或中风化岩、强风化岩上的桩,按摩擦端承桩计,即计入摩擦力,但有扩大头的桩其扩大部分及以上1~2m范围内不计桩周侧阻力。
4)作用于桩顶的弯矩,可按桩和连梁的抗弯线刚度进行分配,当梁的抗弯线刚度大于桩的抗弯线刚度5倍以上时,桩顶可只考虑轴向力和水平力的作用。
注:本款参见《自贡市建筑地基基础设计规范》DB 51/5006—93。
5)作用于桩顶的水平力,可由与连梁相连的各柱水平力的平均值计算,当水平力较大,可设置联合承台,水平力可由左右各一跨范围内的桩(或联合承台内的桩)共同承担。
2 桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。
桩轴心受压时:
Q≤0.7APfc (H.0.2)
式中fc——混凝土轴心抗压强度设计值,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》取值;
Q——相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值;
AP——桩身横截面积(不计护壁截面)。
H.0.3 挖孔桩构造要求:
1 挖孔桩混凝土强度等级不应低于C25。
2 保护层厚度不小于:
无地下水、有混凝土护壁:40mm;
有地下水、有混凝土护壁:50mm。
3 桩帽海边应大于桩边200mm,桩帽高大于1000mm,并上下配以不少于Φ12@150的双向钢筋。
桩顶嵌入承台长度不宜小于75~100mm,当桩嵌入承台大于等于100mm。
4 挖孔桩的配筋要求:
1)主筋应经计算确定。配筋长度不少于4/a,a为桩的水平变形系数。桩长小于15m及端承桩、抗拔桩与地震区及基本风压大于0.4kN/m2地区的挖孔桩钢筋应通长配置,其他情况亦不小于桩长的2/3,并应伸过淤泥层及液化土层后进入稳定土层不少于la。膨胀土上的挖孔桩的纵向钢筋宜通长设置。
2)挖孔桩的护壁混凝土强度等级不应低于C20,通常每段浇捣高度为0.8~1m,遇淤泥、流砂则采用0.3~0.5m。上下节护壁搭接长度不得小于50mm。壁厚:当桩径≤1.4m时,上口为100mm,下口为50mm;当桩径≥1.4m时,上口为150mm,下口为100mm;当桩径>2.0m时,上口为200mm,下口为150mm。护壁中应配Φ6~Φ8@200双向钢筋网,可分3~4片弧形制作,搭接长为200~250mm。
3)箍筋:桩帽下1.0~1.5m范围用Φ10@100,其他处为Φ8~Φ10@200~300;可用环形焊接箍或螺旋箍,每隔2m设一道Φ12~Φ18焊接加劲箍筋,当桩身直径≥1600mm时,在加劲箍内增加相应钢筋直径的三角加劲箍筋,并与主筋焊接。
5 当桩落在斜面基岩上的做法可参考图H.0.3—1。
6 当桩底位于已胶结良好的破碎带时可视为风化岩,但扩大头处应铺底筋,视扩大头尺寸双向布置不小于Φ12~Φ16@150,且扩头范围混凝土强度等级不低于C30。
7 特殊情况下,只要持力层相同且承载力特征值≥200kPa及控制住沉降差及桩底的高差时,允许挖孔桩与独立墩基混用,见图H.0.3—2。
H.0.4 人工挖孔灌注桩的施工应注意安全防护,具体措施见《建筑桩基技术规范》JGJ 94—2008第6.6.5~6.6.14条。