關(guān)于(yú)大(dà)直(zhí)徑樁(d≥800mm)极(jí)限側阻力和(hé)极(jí)限端阻力的(de)尺(chǐ)寸(cùn)效应
近(jìn)日,有(yǒu)同(tóng)行提(tí)出(chū)一(yī)个問(wèn)題(tí):“樁基規範在(zài)計(jì)算大(dà)直(zhí)徑樁承载(zài)力时(shí)需考慮樁側阻力尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數(<1的(de)系(xì)數),但計(jì)算嵌岩樁时(shí)沒(méi)有(yǒu)區(qū)分大(dà)直(zhí)徑樁,沒(méi)有(yǒu)考慮樁側阻力尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數,是(shì)否有(yǒu)點(diǎn)兒前(qián)後(hòu)不(bù)对(duì)应呢?”
为(wèi)了(le)解釋这(zhè)个問(wèn)題(tí),我(wǒ)们(men)先(xiān)了(le)解下(xià)規範是(shì)如(rú)何規定(dìng)的(de),《建築樁基技術(shù)規範 》JGJ 94-2008 对(duì)于(yú)大(dà)直(zhí)徑樁單樁极(jí)限承载(zài)力标(biāo)準值是(shì)这(zhè)樣(yàng)規定(dìng)的(de):
5.3.6 根(gēn)據(jù)土(tǔ)的(de)物(wù)理(lǐ)指标(biāo)與(yǔ)承载(zài)力参數之(zhī)間(jiān)的(de)經(jīng)验關(guān)系(xì),确定(dìng)大(dà)直(zhí)徑樁單樁极(jí)限承载(zài)力标(biāo)準值时(shí),可(kě)按下(xià)式計(jì)算:
式中(zhōng) qsik——樁側第(dì)i层(céng)土(tǔ)极(jí)限側阻力标(biāo)準值,如(rú)無当地(dì)經(jīng)验值时(shí),可(kě)按本(běn)規範表(biǎo)5.3.5-1取值,对(duì)于(yú)扩底樁變(biàn)截面(miàn)以(yǐ)上(shàng)2d长度(dù)範圍不(bù)計(jì)側阻力;
qpk——樁徑为(wèi)800mm的(de)极(jí)限端阻力标(biāo)準值,对(duì)于(yú)干(gàn)作(zuò)業挖孔(清(qīng)底干(gàn)淨)可(kě)采用(yòng)深层(céng)载(zài)荷闆試验确定(dìng);当不(bù)能(néng)進(jìn)行深层(céng)载(zài)荷闆試验时(shí),可(kě)按表(biǎo)5.3.6-1取值;
——大(dà)直(zhí)徑樁側阻、端阻尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數,按表(biǎo)5.3.6-2取值。
而(ér)对(duì)于(yú)嵌岩樁卻沒(méi)有(yǒu)尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數:
5.3.9 樁端置于(yú)完整、較完整基岩的(de)嵌岩樁單樁豎向(xiàng)极(jí)限承载(zài)力,由(yóu)樁周土(tǔ)总极(jí)限側阻力和(hé)嵌岩段总极(jí)限阻力組成(chéng)。当根(gēn)據(jù)岩石(dàn)單軸抗壓強(qiáng)度(dù)确定(dìng)單樁豎向(xiàng)极(jí)限承载(zài)力标(biāo)準值时(shí),可(kě)按下(xià)列公(gōng)式計(jì)算:
式中(zhōng) Qsk、Qrk——分别为(wèi)土(tǔ)的(de)总极(jí)限側阻力、嵌岩段总极(jí)限阻力;
qsik——樁周第(dì)i层(céng)土(tǔ)的(de)极(jí)限側阻力,無当地(dì)經(jīng)验时(shí),可(kě)根(gēn)據(jù)成(chéng)樁工藝按本(běn)規範表(biǎo)5.3.5-1取值;
frk——岩石(dàn)饱和(hé)單軸抗壓強(qiáng)度(dù)标(biāo)準值,黏土(tǔ)岩取天(tiān)然湿(shī)度(dù)單軸抗壓強(qiáng)度(dù)标(biāo)準值;
——嵌岩段側阻和(hé)端阻綜合系(xì)數,與(yǔ)嵌岩深徑比hr/d、岩石(dàn)软(ruǎn)硬(yìng)程度(dù)和(hé)成(chéng)樁工藝有(yǒu)關(guān),可(kě)按表(biǎo)5.3.9采用(yòng);表(biǎo)中(zhōng)數值适用(yòng)于(yú)泥(ní)漿护壁(bì)成(chéng)樁,对(duì)于(yú)干(gàn)作(zuò)業成(chéng)樁(清(qīng)底干(gàn)淨)和(hé)泥(ní)漿护壁(bì)成(chéng)樁後(hòu)注漿,
应取表(biǎo)列數值的(de)1.2倍。
注:①极(jí)软(ruǎn)岩、软(ruǎn)岩指frk≤15MPa,較硬(yìng)岩、堅硬(yìng)岩指frk>30MPa,介于(yú)二(èr)者(zhě)之(zhī)間(jiān)可(kě)內(nèi)插取值。
②hr为(wèi)樁身(shēn)嵌岩深度(dù),当岩面(miàn)傾斜时(shí),以(yǐ)坡下(xià)方(fāng)嵌岩深度(dù)为(wèi)準;当hr/d为(wèi)非(fēi)表(biǎo)列值时(shí),可(kě)內(nèi)差取值。
大(dà)直(zhí)徑樁,为(wèi)何要(yào)考慮側阻、端阻尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數呢?
由(yóu)于(yú)樁的(de)承载(zài)性(xìng)狀随樁徑而(ér)有(yǒu)所變(biàn)化(huà),工程界通(tòng)常将樁劃(huà)分为(wèi)小直(zhí)徑樁或(huò)微型樁 (d~250mm) 、中(zhōng)等直(zhí)徑樁 (250mm <d < 800mm) 、大(dà)直(zhí)徑樁 (d≥800mm) 。大(dà)量(liàng)試验證實(shí),灌注樁的(de)樁側阻力與(yǔ)樁端阻力不(bù)僅與(yǔ)土(tǔ)层(céng)性(xìng)質(zhì)和(hé)成(chéng)樁工藝有(yǒu)關(guān),而(ér)且(qiě)與(yǔ)樁徑有(yǒu)明(míng)顯關(guān)系(xì),稱其(qí)为(wèi)尺(chǐ)寸(cùn)效应。《建築樁基技術(shù)規範》JGJ 94-2008 表(biǎo) 5.3.5-1 中(zhōng)樁的(de)极(jí)限側阻力标(biāo)準值是(shì)由(yóu)中(zhōng)、小直(zhí)徑樁的(de)試验参數統計(jì)而(ér)得,将之(zhī)套用(yòng)于(yú)大(dà)直(zhí)徑樁是(shì)不(bù)合适的(de),会(huì)得出(chū)偏大(dà)的(de)結果(guǒ)。同(tóng)樣(yàng), 《建築樁基技術(shù)規範 》JGJ 94-2008 表(biǎo) 5.3. 6-1 干(gàn)作(zuò)業挖孔樁(清(qīng)底干(gàn)淨, D=800) 极(jí)限端阻力标(biāo)準值給(gěi)出(chū)端阻力尺(chǐ)寸(cùn)效应的(de)修正(zhèng)基準 。
近(jìn)年(nián)来(lái)的(de)試验研究和(hé)工程實(shí)踐發(fà)現(xiàn),發(fà)揮側阻所需的(de)相对(duì)位(wèi)移並(bìng)非(fēi)定(dìng)值,除與(yǔ)成(chéng)樁工藝、土(tǔ)层(céng)性(xìng)質(zhì)及(jí)各(gè)土(tǔ)层(céng)豎向(xiàng)分布(bù)位(wèi)置(處(chù)于(yú)樁側的(de)上(shàng)、中(zhōng)、下(xià)方(fāng))有(yǒu)關(guān)外(wài),還(huán)與(yǔ)樁徑大(dà)小有(yǒu)關(guān);樁側阻力亦随樁徑增大(dà)而(ér)減小。分析原因(yīn)有(yǒu)两(liǎng)方(fāng)面(miàn):一(yī)方(fāng)面(miàn)由(yóu)于(yú)大(dà)直(zhí)徑樁發(fà)揮側阻所需沉降遠(yuǎn)大(dà)于(yú)常規直(zhí)徑樁所需沉降;另一(yī)方(fāng)面(miàn)由(yóu)于(yú)樁成(chéng)孔後(hòu)産生(shēng)应力釋放,孔壁(bì)出(chū)現(xiàn)松弛變(biàn)形,導致(zhì)側阻力有(yǒu)所降低(dī)。《建築樁基技術(shù)規範》JGJ 94-2008 表(biǎo) 5.3.5-1 是(shì)根(gēn)據(jù)常規樁徑极(jí)限承载(zài)力下(xià)沉降标(biāo)準确定(dìng)的(de)側阻力参數,如(rú)套用(yòng)于(yú)大(dà)直(zhí)徑樁,其(qí)數值偏大(dà)。
那对(duì)于(yú)对(duì)于(yú)大(dà)直(zhí)徑扩底嵌岩灌注樁,根(gēn)據(jù)岩石(dàn)的(de)物(wù)理(lǐ)力學(xué)指标(biāo)确定(dìng)單樁承载(zài)力时(shí),是(shì)否需考慮側阻力與(yǔ)端阻力的(de)尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數呢?
大(dà)直(zhí)徑灌注樁側阻力及(jí)端阻力尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數主(zhǔ)要(yào)对(duì)于(yú)粘性(xìng)土(tǔ)、粉土(tǔ)、砂土(tǔ)和(hé)碎石(dàn)类等土(tǔ)层(céng),相对(duì)于(yú)岩石(dàn)而(ér)言,內(nèi)部(bù)結構应力較弱(ruò),可(kě)能(néng)由(yóu)于(yú)樁成(chéng)孔後(hòu)应力釋放較快,孔壁(bì)出(chū)現(xiàn)松弛變(biàn)形,國(guó)內(nèi)外(wài)的(de)一(yī)些(xiē)試验研究發(fà)現(xiàn),大(dà)直(zhí)徑灌注樁的(de)側阻力與(yǔ)端阻力較中(zhōng)小直(zhí)徑灌注樁有(yǒu)所降低(dī)。而(ér)岩石(dàn)的(de)內(nèi)部(bù)結構穩定(dìng),構成(chéng)岩石(dàn)的(de)礦物(wù)颗(kē)粒(lì)之(zhī)間(jiān)結合力較土(tǔ)颗(kē)粒(lì)之(zhī)間(jiān)的(de)結合力大(dà)得多(duō),岩石(dàn)的(de)抗剪、抗壓強(qiáng)度(dù)較土(tǔ)也(yě)高(gāo)得多(duō),因(yīn)此(cǐ)岩石(dàn)因(yīn)樁施工成(chéng)孔産生(shēng)的(de)应力釋放較慢(màn),故嵌岩樁嵌岩段可(kě)不(bù)考慮側阻力與(yǔ)端阻力的(de)尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數。
綜上(shàng),对(duì)大(dà)直(zhí)徑嵌岩樁(直(zhí)徑>800mm),嵌岩段的(de)側阻力和(hé)端阻力不(bù)需要(yào)考慮尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數;計(jì)算嵌岩段以(yǐ)上(shàng)土(tǔ)层(céng)側阻力时(shí),应考慮大(dà)直(zhí)徑樁側阻力的(de)尺(chǐ)寸(cùn)效应系(xì)數。
02
岩溶地(dì)區(qū)的(de)樁基設計(jì)原則(規範3.4.4条)一(yī)不(bù)宜采用(yòng)管(guǎn)樁的(de)原因(yīn)如(rú)下(xià)
管(guǎn)樁一(yī)旦穿过(guò)風(fēng)化(huà)岩层(céng)覆蓋就(jiù)立即接觸岩层(céng),管(guǎn)樁很容易就(jiù)破壞,破壞率达(dá)30%~50%;
樁尖接觸岩面(miàn)後(hòu),很容易沿傾斜的(de)岩面(miàn)滑移,造成(chéng)樁身(shēn)傾斜,導致(zhì)樁身(shēn)斷裂或(huò)傾斜率过(guò)大(dà);
樁长難以(yǐ)把(bǎ)握,配樁困難;
樁尖落在(zài)基岩上(shàng),周圍土(tǔ)體(tǐ)嵌固力小,樁身(shēn)穩定(dìng)性(xìng)差。
03
灌注樁後(hòu)注漿
A.灌注樁成(chéng)樁後(hòu)一(yī)定(dìng)时(shí)間(jiān),通(tòng)过(guò)預設于(yú)樁身(shēn)內(nèi)的(de)注漿導管(guǎn)及(jí)與(yǔ)之(zhī)相連(lián)的(de)樁端、樁側注漿閥注入(rù)水(shuǐ)泥(ní)漿,使樁端、樁側土(tǔ)體(tǐ)(包括沉渣和(hé)泥(ní)皮(pí))得到(dào)加固,從而(ér)提(tí)高(gāo)單樁承载(zài)力,減小沉降。承载(zài)力一(yī)般可(kě)提(tí)高(gāo)40%~100%(但湖(hú)北(běi)省(shěng)标(biāo)DB42/242-2003規定(dìng)不(bù)宜超过(guò)同(tóng)类非(fēi)壓漿樁的(de)1.3倍),沉降可(kě)減少(shǎo)20%~30%,可(kě)使用(yòng)于(yú)除沉管(guǎn)灌注樁外(wài)的(de)各(gè)種(zhǒng)鑽(zuàn)、挖、沖孔樁。
B.增強(qiáng)机理(lǐ):後(hòu)注漿对(duì)樁側及(jí)樁端土(tǔ)的(de)加固作(zuò)用(yòng),表(biǎo)現(xiàn)为(wèi):固化(huà)效应 -樁底沉渣及(jí)樁側泥(ní)皮(pí)因(yīn)漿液滲入(rù)而(ér)發(fà)生(shēng)物(wù)理(lǐ)化(huà)學(xué)作(zuò)用(yòng)而(ér)固化(huà),充填胶(jiāo)結效应-对(duì)樁底沉渣及(jí)樁側泥(ní)皮(pí)因(yīn)滲入(rù)注漿而(ér)顯示的(de)充填胶(jiāo)結,加筋效应-因(yīn)劈裂注漿現(xiàn)成(chéng)网(wǎng)狀結石(dàn)。
C.增強(qiáng)特(tè)點(diǎn):端阻的(de)增幅高(gāo)于(yú)側阻,粗(cū)粒(lì)土(tǔ)的(de)增幅高(gāo)于(yú)细(xì)粒(lì)土(tǔ)。樁端、樁側複式注漿高(gāo)于(yú)樁端、樁側單一(yī)注漿。这(zhè)是(shì)由(yóu)于(yú)端阻受沉渣影響敏感(gǎn),經(jīng)後(hòu)注漿後(hòu)沉渣得到(dào)加固且(qiě)樁端有(yǒu)扩底效应,樁端沉渣和(hé)土(tǔ)的(de)加固效应強(qiáng)于(yú)樁側泥(ní)皮(pí)的(de)加固效应;粗(cū)粒(lì)土(tǔ)是(shì)滲透注漿,细(xì)粒(lì)土(tǔ)是(shì)劈裂注漿,前(qián)者(zhě)的(de)加固效应強(qiáng)于(yú)後(hòu)者(zhě)。
D.注漿後(hòu)變(biàn)形特(tè)點(diǎn):非(fēi)注漿的(de)Q-s曲(qū)線(xiàn)为(wèi)陡降型,而(ér)後(hòu)注漿为(wèi)緩變(biàn)型,使得在(zài)相同(tóng)安(ān)全(quán)系(xì)數下(xià)樁的(de)可(kě)靠度(dù)提(tí)高(gāo),沉降減少(shǎo)。沉降減少(shǎo)的(de)主(zhǔ)要(yào)原因(yīn)如(rú)下(xià):
固化(huà)了(le)樁底沉渣及(jí)虛土(tǔ),同(tóng)时(shí)樁端有(yǒu)扩底效应
由(yóu)于(yú)注漿壓力較大(dà)(一(yī)般均大(dà)于(yú)1Mpa),对(duì)樁端土(tǔ)進(jìn)行了(le)預壓。
E.設計(jì)注意(yì)的(de)事項:
注漿管(guǎn)的(de)連(lián)接应采用(yòng)套管(guǎn)連(lián)接
当注漿管(guǎn)代(dài)替鋼(gāng)筋时(shí),最(zuì)好(hǎo)在(zài)樁頂處(chù)預埋附加鋼(gāng)筋,避免由(yóu)于(yú)施工保护不(bù)当導致(zhì)注漿管(guǎn)在(zài)樁頂處(chù)折斷
注漿管(guǎn)的(de)固定(dìng)应采用(yòng)綁紮固定(dìng)。
04
單樁承载(zài)力的(de)时(shí)間(jiān)效应
所謂的(de)單樁承载(zài)力的(de)时(shí)間(jiān)效应是(shì)指樁的(de)承载(zài)力随时(shí)間(jiān)變(biàn)化(huà),一(yī)般出(chū)現(xiàn)在(zài)擠土(tǔ)樁中(zhōng),特(tè)别是(shì)預制樁。上(shàng)海(hǎi)的(de)資料顯示,随着打(dǎ)樁後(hòu)間(jiān)歇时(shí)間(jiān)的(de)增加承载(zài)力都有(yǒu)不(bù)同(tóng)程度(dù)的(de)增加,間(jiān)歇一(yī)年(nián)後(hòu)的(de)打(dǎ)樁承载(zài)力可(kě)提(tí)高(gāo)30%~60%。
分析原因(yīn)如(rú)下(xià):
樁打(dǎ)入(rù)时(shí),土(tǔ)不(bù)易被(bèi)立即擠實(shí)(特(tè)别是(shì)软(ruǎn)土(tǔ)中(zhōng)),在(zài)強(qiáng)大(dà)的(de)擠壓力作(zuò)用(yòng)下(xià),使貼近(jìn)樁身(shēn)的(de)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)産生(shēng)了(le)很大(dà)的(de)空(kōng)隙水(shuǐ)壓力,土(tǔ)的(de)結構也(yě)造成(chéng)了(le)破壞,抗剪強(qiáng)度(dù)降低(dī)(觸變(biàn))。經(jīng)过(guò)一(yī)段时(shí)間(jiān)的(de)間(jiān)歇後(hòu),孔隙水(shuǐ)壓力逐漸消散(sàn),土(tǔ)逐漸固結密實(shí),同(tóng)时(shí)土(tǔ)的(de)結構強(qiáng)度(dù)也(yě)逐漸恢複,抗剪強(qiáng)度(dù)逐漸提(tí)高(gāo)。因(yīn)而(ér)摩擦力及(jí)樁端阻力也(yě)不(bù)斷增加。強(qiáng)度(dù)提(tí)高(gāo)最(zuì)快發(fà)生(shēng)在(zài)1~3个月(yuè)时(shí)。某種(zhǒng)程度(dù)上(shàng)可(kě)由(yóu)高(gāo)孔隙水(shuǐ)壓和(hé)排擠開(kāi)的(de)體(tǐ)積的(de)影響,使緊靠樁的(de)土(tǔ)産生(shēng)迅速的(de)排水(shuǐ)固結来(lái)解釋。實(shí)際上(shàng)緊靠樁的(de)土(tǔ)(大(dà)約50~200mm的(de)範圍內(nèi))往往固結的(de)很厲害,以(yǐ)至(zhì)使樁的(de)有(yǒu)效直(zhí)徑增加。樁的(de)承载(zài)力随时(shí)間(jiān)的(de)增长的(de)現(xiàn)象在(zài)软(ruǎn)土(tǔ)中(zhōng)比較明(míng)顯。但在(zài)硬(yìng)塑土(tǔ)中(zhōng)的(de)變(biàn)化(huà)規律有(yǒu)待進(jìn)一(yī)步研究。不(bù)是(shì)所有(yǒu)的(de)樁的(de)承载(zài)力都随时(shí)間(jiān)增加,一(yī)些(xiē)樁的(de)承载(zài)力随时(shí)間(jiān)降低(dī)。
05
樁筏基础反(fǎn)力呈马鞍型分布(bù)的(de)解釋
根(gēn)據(jù)傳統的(de)荷载(zài)分布(bù)原則,荷载(zài)的(de)分布(bù)是(shì)根(gēn)據(jù)剛度(dù)進(jìn)行分配 ,基础中(zhōng)間(jiān)部(bù)位(wèi)樁的(de)承载(zài)力低(dī)说(shuō)明(míng)土(tǔ)对(duì)樁的(de)支撐剛度(dù)降低(dī),也(yě)就(jiù)是(shì)樁側樁端土(tǔ)的(de)剛度(dù)降低(dī)。
原因(yīn)是(shì)中(zhōng)間(jiān)部(bù)位(wèi)的(de)樁間(jiān)土(tǔ)要(yào)承受四(sì)周樁傳来(lái)的(de)荷载(zài)。換一(yī)種(zhǒng)解釋方(fāng)法(fǎ)是(shì),中(zhōng)間(jiān)有(yǒu)限的(de)樁間(jiān)土(tǔ)不(bù)能(néng)同(tóng)时(shí)給(gěi)周圍的(de)樁提(tí)供所要(yào)求的(de)承载(zài)力,而(ér)靠近(jìn)外(wài)側的(de)樁除依靠基础內(nèi)側的(de)土(tǔ)提(tí)供承载(zài)力外(wài),還(huán)能(néng)利用(yòng)靠近(jìn)基础外(wài)側的(de)土(tǔ)提(tí)供承载(zài)力,而(ér)靠近(jìn)基础外(wài)側的(de)土(tǔ)受內(nèi)部(bù)樁的(de)影響小,能(néng)比內(nèi)部(bù)的(de)土(tǔ)提(tí)供更(gèng)多(duō)的(de)承载(zài)力,因(yīn)此(cǐ)外(wài)側的(de)樁能(néng)承受較內(nèi)部(bù)樁更(gèng)多(duō)的(de)荷载(zài),也(yě)就(jiù)是(shì)樁反(fǎn)力呈马鞍型分布(bù)的(de)原因(yīn)。
另基坑開(kāi)挖对(duì)樁間(jiān)土(tǔ)的(de)卸载(zài)造成(chéng)樁間(jiān)土(tǔ)的(de)回(huí)彈,導致(zhì)靠近(jìn)基坑边緣處(chù)樁剛度(dù)大(dà),中(zhōng)部(bù)樁剛度(dù)小,更(gèng)加加劇了(le)基础反(fǎn)力呈马鞍型分布(bù)。
06
變(biàn)剛調平設計(jì)原則总體(tǐ)思(sī)路(lù)
根(gēn)據(jù)上(shàng)部(bù)結構布(bù)局(jú)、荷载(zài)和(hé)地(dì)質(zhì)特(tè)征,考慮相互作(zuò)用(yòng)效应,采取增強(qiáng)與(yǔ)弱(ruò)化(huà)結合,減沉增沉結合,整體(tǐ)平整,實(shí)現(xiàn)差异(yì)沉降最(zuì)小化(huà),基础內(nèi)力最(zuì)小化(huà)和(hé)資源消耗最(zuì)小化(huà)。
根(gēn)據(jù)建築物(wù)體(tǐ)型、結構、荷载(zài)和(hé)地(dì)質(zhì)条件(jiàn),選擇樁基、複合樁基、剛性(xìng)樁複合地(dì)基,合理(lǐ)布(bù)局(jú),調整樁土(tǔ)支承剛度(dù),使之(zhī)與(yǔ)荷载(zài)相匹(pǐ)配。
为(wèi)減小各(gè)區(qū)位(wèi)应力场(chǎng)的(de)相互重(zhòng)叠堆(duī)核心(xīn)區(qū)有(yǒu)效剛度(dù)的(de)削弱(ruò),樁土(tǔ)支承體(tǐ)布(bù)局(jú)宜做到(dào)豎向(xiàng)錯位(wèi)或(huò)水(shuǐ)平向(xiàng)拉開(kāi)距離。
考慮樁土(tǔ)的(de)相互作(zuò)用(yòng)效应,支承剛度(dù)的(de)調整宜采用(yòng)強(qiáng)化(huà)指數進(jìn)行控制。核心(xīn)區(qū)強(qiáng)化(huà)指數宜为(wèi)1.05~1.30,外(wài)框區(qū)弱(ruò)化(huà)指數宜为(wèi)0.95~0.85。
对(duì)于(yú)主(zhǔ)裙連(lián)體(tǐ)建築,应按增強(qiáng)主(zhǔ)體(tǐ),弱(ruò)化(huà)裙房(fáng)的(de)原則進(jìn)行設計(jì)。
樁基的(de)樁選型和(hé)樁端持(chí)力层(céng)的(de)确定(dìng),应有(yǒu)利于(yú)应用(yòng)後(hòu)注漿技術(shù),应确保單樁承载(zài)力有(yǒu)較大(dà)的(de)調整空(kōng)間(jiān)。基樁宜集中(zhōng)布(bù)置于(yú)柱(zhù)牆(qiáng)下(xià),以(yǐ)降低(dī)承台(tái)內(nèi)力,最(zuì)大(dà)限度(dù)發(fà)揮承台(tái)底地(dì)基土(tǔ)分担荷载(zài)的(de)作(zuò)用(yòng),減小柱(zhù)下(xià)樁基與(yǔ)核心(xīn)筒樁基的(de)相互作(zuò)用(yòng)。
宜在(zài)概念設計(jì)的(de)基础上(shàng)進(jìn)行上(shàng)部(bù)結構-基础-樁土(tǔ)的(de)共(gòng)同(tóng)作(zuò)用(yòng)分析,優化(huà)细(xì)部(bù)設計(jì),差异(yì)沉降宜嚴于(yú)規範值,以(yǐ)提(tí)高(gāo)耐久性(xìng)可(kě)靠度(dù)
07
樁基變(biàn)剛度(dù)設計(jì)细(xì)則
a.框筒結構
核心(xīn)筒和(hé)外(wài)框柱(zhù)的(de)基樁宜按集团(tuán)式布(bù)置于(yú)核心(xīn)筒和(hé)柱(zhù)下(xià),以(yǐ)減小承台(tái)內(nèi)力和(hé)減小各(gè)部(bù)分相邻影響。
以(yǐ)樁筏总承载(zài)力特(tè)征值與(yǔ)总荷载(zài)效应标(biāo)準組合值平衡为(wèi)前(qián)提(tí),強(qiáng)化(huà)核心(xīn)區(qū),弱(ruò)化(huà)外(wài)框區(qū)。核心(xīn)區(qū)強(qiáng)化(huà)指數,对(duì)于(yú)核心(xīn)區(qū)與(yǔ)外(wài)框區(qū)樁端平面(miàn)豎向(xiàng)錯位(wèi)或(huò)外(wài)框區(qū)柱(zhù)下(xià)樁數不(bù)超过(guò)5根(gēn)时(shí),宜取1.05~1.15,外(wài)框为(wèi)一(yī)排柱(zhù)时(shí)取低(dī)值,二(èr)排柱(zhù)时(shí)取高(gāo)值;对(duì)于(yú)樁端平面(miàn)處(chù)在(zài)同(tóng)一(yī)标(biāo)高(gāo)且(qiě)柱(zhù)下(xià)樁數超过(guò)5根(gēn)时(shí),核心(xīn)區(qū)強(qiáng)化(huà)指數宜取1.2~1.3,一(yī)排柱(zhù)时(shí)取低(dī)值,二(èr)排柱(zhù)时(shí)取高(gāo)值。外(wài)框區(qū)弱(ruò)化(huà)指數根(gēn)據(jù)核心(xīn)區(qū)強(qiáng)化(huà)指數越高(gāo),外(wài)框區(qū)弱(ruò)化(huà)指數越低(dī)的(de)關(guān)系(xì)确定(dìng);或(huò)按总承载(zài)力特(tè)征值與(yǔ)总荷载(zài)标(biāo)準值平衡,單獨控制核心(xīn)區(qū)強(qiáng)化(huà)指數,使外(wài)框區(qū)弱(ruò)化(huà)指數相应降低(dī)。
框剪,框支剪力牆(qiáng),筒中(zhōng)筒結構形式,参框筒結構确定(dìng)。
b. 剪力牆(qiáng)結構
剪力牆(qiáng)結構整體(tǐ)性(xìng)好(hǎo),牆(qiáng)下(xià)荷载(zài)分布(bù)較均勻,对(duì)于(yú)電(diàn)梯井和(hé)楼梯間(jiān)等荷载(zài)集度(dù)高(gāo)處(chù)宜強(qiáng)化(huà)布(bù)樁。基樁宜布(bù)置于(yú)牆(qiáng)下(xià),对(duì)于(yú)牆(qiáng)體(tǐ)交叉(chā)、轉(zhuǎn)角(jiǎo)處(chù)应予以(yǐ)布(bù)樁,当單樁承载(zài)力較小,按滿堂布(bù)樁时(shí),应強(qiáng)化(huà)內(nèi)部(bù),弱(ruò)化(huà)外(wài)圍。
c.樁基承台(tái)設計(jì)
对(duì)變(biàn)剛調皮(pí)設計(jì)的(de)承台(tái),应按計(jì)算結果(guǒ)确定(dìng)截面(miàn)和(hé)配筋,其(qí)最(zuì)小闆厚和(hé)梁(liáng)高(gāo),对(duì)于(yú)柱(zhù)下(xià)梁(liáng)闆式承台(tái),梁(liáng)的(de)高(gāo)跨比和(hé)平闆式承台(tái)闆的(de)厚跨比,宜取1/8;梁(liáng)闆式筏式承台(tái)的(de)闆厚和(hé)最(zuì)大(dà)双(shuāng)向(xiàng)闆區(qū)格短边淨跨之(zhī)比不(bù)宜小于(yú)1/16,且(qiě)厚度(dù)不(bù)小于(yú)400mm;对(duì)于(yú)牆(qiáng)下(xià)平闆式承台(tái)厚跨比不(bù)宜小于(yú)1/20,且(qiě)厚度(dù)不(bù)小于(yú)400mm;筏闆最(zuì)小配筋率应符合規範要(yào)求。
筏式承台(tái)的(de)選型,对(duì)于(yú)框筒結構,核心(xīn)筒和(hé)柱(zhù)下(xià)集团(tuán)式布(bù)樁时(shí),核心(xīn)筒宜采用(yòng)平闆,外(wài)框區(qū)宜采用(yòng)梁(liáng)闆式,对(duì)于(yú)剪力牆(qiáng)結構,宜采用(yòng)平闆。承台(tái)配筋可(kě)按局(jú)部(bù)彎矩計(jì)算确定(dìng)。
d. 共(gòng)同(tóng)作(zuò)用(yòng)分析與(yǔ)沉降計(jì)算
对(duì)于(yú)框筒結構宜進(jìn)行共(gòng)同(tóng)作(zuò)用(yòng)計(jì)算分析,據(jù)此(cǐ)确定(dìng)沉降分布(bù)、樁土(tǔ)反(fǎn)力分布(bù)和(hé)承台(tái)內(nèi)力。
当不(bù)進(jìn)行共(gòng)同(tóng)作(zuò)用(yòng)分析时(shí),应按規範計(jì)算沉降,據(jù)此(cǐ)檢验差异(yì)沉降等指标(biāo).
08
樁基础受力的(de)基本(běn)規律
随着豎向(xiàng)荷载(zài)的(de)加大(dà),側阻的(de)發(fà)揮先(xiān)于(yú)端阻。随着變(biàn)形的(de)增加,端阻力得以(yǐ)發(fà)揮。一(yī)般樁土(tǔ)相对(duì)位(wèi)移到(dào)达(dá)4-10mm左(zuǒ)右(yòu)(根(gēn)據(jù)土(tǔ)種(zhǒng)类而(ér)定(dìng)),側阻力即可(kě)以(yǐ)充分發(fà)揮,而(ér)端阻力的(de)充分發(fà)揮需要(yào)樁土(tǔ)相对(duì)位(wèi)移达(dá)到(dào)d/12~d/4(小直(zhí)徑樁),d为(wèi)樁徑,黏性(xìng)土(tǔ)为(wèi)d/4,砂性(xìng)土(tǔ)为(wèi)d/12~d/10。
09
樁基沉降的(de)特(tè)征
时(shí)間(jiān)性(xìng)。
土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)樁基础的(de)沉降要(yào)經(jīng)曆一(yī)个很长的(de)时(shí)間(jiān)。在(zài)上(shàng)海(hǎi)地(dì)區(qū),一(yī)般竣工後(hòu)5~7年(nián)的(de)沉降速度(dù)才会(huì)降到(dào)每年(nián)4mm以(yǐ)下(xià)。软(ruǎn)土(tǔ)中(zhōng)樁基础沉降的(de)主(zhǔ)要(yào)部(bù)分是(shì)與(yǔ)时(shí)間(jiān)因(yīn)數有(yǒu)關(guān)的(de),按目前(qián)土(tǔ)力學(xué)的(de)認識,沉降主(zhǔ)要(yào)部(bù)分有(yǒu)固結變(biàn)形和(hé)土(tǔ)體(tǐ)的(de)流變(biàn)組成(chéng);
刺入(rù)變(biàn)形。
産生(shēng)刺入(rù)變(biàn)形的(de)解釋如(rú)下(xià):在(zài)群樁樁頂逐漸加载(zài)过(guò)程时(shí),單樁頂荷载(zài)較小时(shí),首先(xiān)使樁的(de)上(shàng)部(bù)樁身(shēn)産生(shēng)壓縮,樁的(de)上(shàng)部(bù)質(zhì)點(diǎn)向(xiàng)下(xià)位(wèi)移于(yú)土(tǔ)體(tǐ)之(zhī)間(jiān)産生(shēng)了(le)相对(duì)位(wèi)移,土(tǔ)體(tǐ)要(yào)阻止樁的(de)上(shàng)部(bù)的(de)位(wèi)移就(jiù)産生(shēng)了(le)摩阻力。樁頂荷载(zài)通(tòng)过(guò)摩阻力逐漸扩散(sàn)到(dào)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)去(qù)。不(bù)僅扩散(sàn)到(dào)樁于(yú)樁之(zhī)間(jiān)的(de)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng),也(yě)扩散(sàn)到(dào)樁尖以(yǐ)下(xià)的(de)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)。
在(zài)这(zhè)一(yī)階(jiē)段,樁側阻力的(de)分布(bù)可(kě)能(néng)是(shì)樁的(de)上(shàng)端大(dà),下(xià)端小,逐步向(xiàng)下(xià)發(fà)展(zhǎn)。土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)的(de)应力主(zhǔ)要(yào)由(yóu)于(yú)樁上(shàng)部(bù)的(de)摩阻力傳給(gěi)上(shàng)部(bù)的(de)土(tǔ)體(tǐ),因(yīn)此(cǐ)樁間(jiān)土(tǔ)體(tǐ)的(de)应力也(yě)大(dà)于(yú)樁尖以(yǐ)下(xià)土(tǔ)體(tǐ)的(de)应力。再繼續加载(zài),樁側上(shàng)部(bù)滑移區(qū)域不(bù)斷向(xiàng)下(xià)扩大(dà)。樁尖承载(zài)力開(kāi)始(shǐ)發(fà)揮作(zuò)用(yòng),樁尖以(yǐ)下(xià)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)的(de)应力增加的(de)幅度(dù)会(huì)大(dà)于(yú)樁間(jiān)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)的(de)应力的(de)增加。(一(yī)般認为(wèi)当相对(duì)位(wèi)移达(dá)到(dào)2~5mm时(shí),樁側摩阻力达(dá)到(dào)极(jí)限,樁土(tǔ)之(zhī)間(jiān)将産生(shēng)相对(duì)滑移) 加载(zài)完成(chéng)以(yǐ)後(hòu),樁間(jiān)土(tǔ)及(jí)樁尖土(tǔ)在(zài)应力场(chǎng)的(de)作(zuò)用(yòng)下(xià)由(yóu)于(yú)固結和(hé)流變(biàn)会(huì)繼續變(biàn)形。其(qí)中(zhōng)樁間(jiān)土(tǔ)體(tǐ)的(de)固結壓縮和(hé)流變(biàn)更(gèng)为(wèi)重(zhòng)要(yào),由(yóu)于(yú)樁身(shēn)的(de)變(biàn)形基本(běn)上(shàng)是(shì)材料的(de)彈性(xìng)壓縮,因(yīn)此(cǐ)在(zài)这(zhè)段时(shí)間(jiān)內(nèi),樁間(jiān)土(tǔ)體(tǐ)質(zhì)點(diǎn)向(xiàng)下(xià)的(de)位(wèi)移要(yào)大(dà)于(yú)同(tóng)一(yī)截面(miàn)深度(dù)處(chù)樁質(zhì)點(diǎn)的(de)位(wèi)移,即在(zài)樁的(de)上(shàng)部(bù),樁身(shēn)質(zhì)點(diǎn)向(xiàng)下(xià)位(wèi)移與(yǔ)相邻土(tǔ)質(zhì)點(diǎn)之(zhī)間(jiān)的(de)位(wèi)移差会(huì)減小,甚至(zhì)会(huì)改變(biàn)方(fāng)向(xiàng)。
由(yóu)于(yú)位(wèi)移差産生(shēng)的(de)摩阻力也(yě)将随之(zhī)減小,甚至(zhì)産生(shēng)負摩阻力。为(wèi)了(le)使減少(shǎo)了(le)的(de)樁周土(tǔ)體(tǐ)反(fǎn)力與(yǔ)樁頂荷载(zài)平衡,必須産生(shēng)一(yī)个新(xīn)的(de)沉降增量(liàng),增加樁土(tǔ)相对(duì)位(wèi)移来(lái)增加土(tǔ)反(fǎn)力。在(zài)这(zhè)一(yī)工程中(zhōng)就(jiù)会(huì)發(fà)生(shēng)新(xīn)的(de)滑移(刺入(rù)變(biàn)形)。总的(de)趨勢是(shì)使樁上(shàng)部(bù)的(de)摩阻力逐漸減少(shǎo),樁下(xià)部(bù)的(de)摩阻力和(hé)樁端支撐力逐漸增加。当樁的(de)數量(liàng)較多(duō),樁的(de)布(bù)置比較密集,樁間(jiān)土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)应力較大(dà)时(shí),樁上(shàng)部(bù)可(kě)能(néng)出(chū)現(xiàn)負摩阻力,承台(tái)下(xià)的(de)土(tǔ)體(tǐ)会(huì)與(yǔ)承台(tái)底面(miàn)脫開(kāi)。
土(tǔ)體(tǐ)中(zhōng)摩擦樁基础的(de)沉降實(shí)際上(shàng)由(yóu) 樁身(shēn)壓縮、樁尖的(de)刺入(rù)變(biàn)形及(jí)樁尖下(xià)土(tǔ)體(tǐ)的(de)壓縮變(biàn)形(固結和(hé)流變(biàn))。
10
樁土(tǔ)共(gòng)同(tóng)工作(zuò)
樁土(tǔ)共(gòng)同(tóng)工作(zuò)是(shì)一(yī)个典型的(de)非(fēi)線(xiàn)性(xìng)过(guò)程。樁土(tǔ)共(gòng)同(tóng)工作(zuò)的(de)實(shí)验表(biǎo)明(míng):
樁土(tǔ)共(gòng)同(tóng)作(zuò)用(yòng)的(de)加载(zài)过(guò)程中(zhōng),樁土(tǔ)是(shì)先(xiān)後(hòu)發(fà)揮作(zuò)用(yòng)的(de),是(shì)一(yī)个非(fēi)線(xiàn)性(xìng)的(de)过(guò)程。樁总是(shì)先(xiān)起(qǐ)支撐作(zuò)用(yòng),樁的(de)承载(zài)力达(dá)到(dào)100%以(yǐ)後(hòu),既达(dá)到(dào)极(jí)限以(yǐ)後(hòu)土(tǔ)體(tǐ)才能(néng)起(qǐ)支承作(zuò)用(yòng)。樁土(tǔ)分担比是(shì)随加载(zài)过(guò)程而(ér)變(biàn)化(huà),沒(méi)有(yǒu)固定(dìng)的(de)分担比;
樁頂荷载(zài)小于(yú)單樁极(jí)限荷载(zài)时(shí),每級增加的(de)荷载(zài)主(zhǔ)要(yào)由(yóu)樁承受,樁承担90~95%左(zuǒ)右(yòu);
樁上(shàng)荷载(zài)达(dá)到(dào)單樁屈服(fú)荷载(zài)後(hòu),承台(tái)底的(de)地(dì)基土(tǔ)承受的(de)荷载(zài)才明(míng)顯的(de)增加,樁的(de)分担比顯著減小,沉降速度(dù)也(yě)有(yǒu)所增加。
樁土(tǔ)共(gòng)同(tóng)作(zuò)用(yòng)的(de)极(jí)限承载(zài)力>單樁承载(zài)力+地(dì)基土(tǔ)的(de)极(jí)限承载(zài)力。