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中华人民共和国行业标准
三岔双向挤扩灌注桩设计规程
Design specification for cast-in-place piles with expanded branches and bells by 3-way extruding arms
JGJ 171-2009
发布部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
发布日期:2009年04月07日
实施日期:2009年10月01日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第273号
关于发布行业标准《三岔双向挤扩灌注桩设计规程》的公告
现批准《三岔双向挤扩灌注桩设计规程》为行业标准,编号为JGJ 171-2009,自2009年10月1日起实施。其中,第3.0.3、4.0.2条为强制性条文,必须严格执行。
本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2009年4月7日
前 言
根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2006]77号)的要求,本规程由北京中阔地基基础技术有限公司会同有关单位经认真总结三岔双向挤扩灌注桩的科研成果、工程实践经验,在广泛征求意见的基础上编制而成。
本规程的主要内容是:总则、术语和符号、基本规定、构造、设计、质量检查与检测要点以及相关附录。其中包括三岔双向挤扩灌注桩的设计原则、竖向承载力和水平承载力的计算、沉降计算等内容。
本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规程由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由北京中阔地基基础技术有限公司负责具体技术内容的解释(地址:北京市海淀区蓝靛厂东路2号院金源时代商务中心2号楼C座9D;邮政编码:100097)。
本规程主编单位:北京中阔地基基础技术有限公司
本规程参编单位:北京市建筑工程研究院
中国建筑科学研究院
清华大学土木水利学院
同济大学土木工程学院
天津中阔建筑工程有限公司
济南同圆建筑设计研究院有限公司
天津市勘察院
山东中阔基础工程有限公司
机械工业第三勘察设计研究院
本规程参加单位:河北省建设勘察研究院有限公司
江苏省建筑科学研究院有限公司
陕西地质工程总公司
本规程主要起草人:沈保汉 贺德新 李广信 钱力航 宰金璋 吴永红 韩克胜 王思增 刘振亮 孙君平 郭桂霞 袁海涛 田忠生 贺建东 陈宗年 鲍生谋 王衍
本规程主要审查人员:王梦恕 陈祥福 崔玖江 彭念祖 包琦玮 柳建国 王园 王利华 孙世国 唐建华 曾昭礼 武建伟
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1 总 则
1.0.1 为了使三岔双向挤扩灌注桩基础设计做到安全适用、经济合理、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于工业与民用建(构)筑物三岔双向挤扩灌注桩基础的设计、检查与检测。
1.0.3 三岔双向挤扩灌注桩的设计,应综合考虑地质条件、上部结构类型、使用功能、荷载特征、施工技术条件与环境等因素,因地制宜地选择相应的成孔与挤扩工艺和技术参数并合理地确定承力盘(岔)的位置。
1.0.4 三岔双向挤扩灌注桩的设计、检查与检测除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 三岔双向挤扩灌注桩 cast-in-place piles with expanded branches and bells by 3-way extruding arms
三岔双向挤扩灌注桩是在预钻(冲)孔内,放入专用的三岔双缸双向液压挤扩装置,按承载力要求和地层土质条件在桩身适当部位,通过挤扩装置双向油缸的内外活塞杆作大小相等方向相反的竖向位移带动三对等长挤扩臂对土体进行水平向挤压,挤扩出互成120°夹角的3岔状或3n岔(n为同一水平面上的转位挤扩次数)状的上下对称的扩大形腔或经多次挤扩形成近似双圆锥盘状的上下对称的扩大腔,成腔后提出三岔双缸双向液压挤扩装置,放入钢筋笼,灌注混凝土,制成由桩身、承力岔、承力盘和桩根共同承载的钢筋混凝土灌注桩。
2.1.2 承力岔 branch bearing
用三岔双缸双向液压挤扩装置在桩孔外侧沿径向对称挤扩,形成一定宽度的上下对称的楔形腔,此后岔腔与桩孔同时灌注混凝土所形成的楔形体,称为承力岔。承力岔按同一水平面上的转位挤扩次数可分为3岔型(一次挤扩)和3n岔型(n次挤扩)。承力岔可简称“岔”。
2.1.3 承力盘 bell bearing
在桩孔同一标高处,用三岔双缸双向液压挤扩装置在桩孔外侧沿径向水平挤扩,经过7次以上的转位挤扩,在桩孔周围土体中形成一近似双圆锥盘状的上下对称的扩大腔,此后盘腔与桩孔同时灌注混凝土形成的盘体,称为承力盘。承力盘可简称“盘”。
2.1.4 扩径体 expanded body
承力岔和承力盘的统称。
2.1.5 桩身 pile shaft
桩的等直径部分。
2.1.6 桩根 root of pile
底承力盘以下的桩身部分。
2.1.7 三岔双缸双向液压挤扩装置 hydraulic extruding-expanding devices with 3-way and double-cylinder
在桩周土体中挤扩形成承力岔和承力盘腔体的三岔双缸双向液压挤扩专用设备。
2.1.8 挤扩压力 extrusion-expansion pressure
三岔双缸双向液压挤扩装置对土体进行挤扩时,液压站压力表上显示的压力值。
2.1.9 首次挤扩压力值 pressure value of extrusion first time
对土体进行第一次挤扩时,压力表上显示的最大压力值,简称首扩压力值。
2.1.10 承力盘腔直径检测器 check meter of diameter of bell cavity
用于测定三岔双向挤扩灌注桩承力盘腔直径的机械式专用检测装置,简称盘径检测器。
2.1.11 基桩 foundation pile
桩基础中的单桩。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
N——相应于荷载效应基本组合时的桩顶竖向压力设计值;
Nk——按荷载效应标准组合计算的单桩拉拔力。
2.2.2 抗力和材料性能
ƒc——混凝土轴心抗压强度设计值;
Ggp——群桩基础及其所包围的桩间土总自重标准值除以总桩数;
Gp——基桩桩体及承力盘以上部分土体的自重标准值;
P——挤扩压力;
QBk——单桩总极限盘端阻力标准值;
Qbk——单桩总极限岔端阻力标准值;
Qpk——单桩总极限桩端阻力标准值;
Qsk——单桩总极限侧阻力标准值;
Quk——单桩竖向抗压极限承载力标准值;
qBik——单桩第i个盘的持力土层极限盘端阻力标准值;
qbik——单桩第i个岔的持力土层极限岔端阻力标准值;
qpk——单桩极限桩(盘、岔)端阻力标准值;
qsik——单桩第i层土的极限侧阻力标准值;
Ra——单桩竖向抗压承载力特征值;
RTa——单桩竖向抗拔承载力特征值;
Tgk——群桩基础呈整体破坏时,基桩抗拔极限承载力标准值;
Tuk——群桩基础呈非整体破坏时,基桩抗拔极限承载力标准值。
2.2.3 几何参数
A——桩身设计截面面积;
Ap——桩端设计截面面积;
ApD——在水平投影面上的承力盘(扣除桩身设计截面面积)设计截面面积;
Apd——在水平投影面上的承力岔(扣除桩身设计截面面积)设计截面面积;
a——承力盘(岔)宽度;
b——挤扩臂宽度、承力岔厚度;
c——承力盘(岔)外沿高度;
D——承力盘设计直径、承力岔外接圆设计直径;
Dg——承力盘公称直径、承力岔外接圆公称直径;
Ds——挤扩承力盘腔实际直径,简称挤扩盘(岔)径;
d——桩身设计直径;
h——承力盘(岔)高度;
hb——桩端进入持力层的深度;
l——桩身长度;
lD——承力盘、承力岔的竖向中心间距;
lf——桩根长度;
n——同一水平面上的转位挤扩次数或桩基中的桩数;
sa——桩的中心距;
u——桩身或桩根周长;
VBg——承力盘公称体积;
Vbg——承力岔公称体积。
2.2.4 计算系数
α——桩的水平变形系数;
αt——荷载性质系数;
ξi——等效抗拔长度系数;
λi——抗拔侧阻力折减系数;
η——总盘端阻力调整系数;
ψc——工作条件系数;
ψD——三岔双向挤扩灌注桩基沉降修正系数。
3 基本规定
3.0.1 对无相近地质条件下成桩试验资料的三岔双向挤扩灌注桩(附录A)设计,应预先进行成孔、成盘(岔)腔、成桩试验和载荷试验,确定设计及施工参数。
3.0.2 桩基的详细勘察除应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定外,当相邻勘探点所揭露的可作承力盘(岔)持力土层的层面坡度大于10%时,宜加密勘探点,查明该持力土层的分布情况。
3.0.3 淤泥及淤泥质土层、松散状态的砂土层、可液化土层、湿陷性黄土层、大气影响深度以内的膨胀土层、遇水丧失承载力的强风化岩层不得作为抗压三岔双向挤扩灌注桩的承力盘和承力岔的持力土层。
3.0.4 可塑-硬塑状态的黏性土、稍密-密实状态的粉土和砂土、中密-密实状态的卵砾石层和残积土层、全风化岩、强风化岩层宜作为抗压三岔双向挤扩灌注桩的承力盘和承力岔的持力土层。
3.0.5 承力盘的持力土层厚度不宜小于3d(d为桩身设计直径);当有软弱下卧层时,承力盘的持力土层厚度不宜小于4d。承力岔的持力土层厚度不宜小于2d;当有软弱下卧层时,承力岔的持力土层厚度不宜小于3d。
3.0.6 承力盘底进入持力土层的深度不宜小于0.5~1.0h(h为承力盘和承力岔的高度),承力岔底进入持力土层的深度不宜小于1.0h。
3.0.7 宜选择较硬土层作为桩端持力土层。桩端全断面进入持力土层的深度,对于黏性土、粉土时不宜小于2.0d;砂土不宜小于1.5d;碎石类土不宜小于1.0d。当存在软弱下卧层时,桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d。
3.0.8 相邻桩的最小中心距不宜小于3.0d,并不宜小于1.5D(D为承力盘设计直径)。当D大于2m时,桩的最小中心距不宜小于D+1(m)。
3.0.9 承力盘的竖向中心间距:当持力土层为砂土时,不宜小于2.5D;当持力土层为黏性土、粉土时不宜小于2.0D。
承力岔的竖向中心间距不宜小于1.5D。承力岔与承力盘的竖向中心间距:当持力土层为粉细砂时,不宜小于2.0D;当持力土层为黏性土、粉土时不宜小于1.5D。
3.0.10 桩根长度不宜小于2.0d。
3.0.11 抗拔三岔双向挤扩灌注桩的承力盘(岔)宜设置在持力土层的下部。
3.0.12 三岔双向挤扩灌注桩施工应采用三岔双缸双向液压挤扩装置(附录B),主要技术参数可按本规程附录C的规定确定,并应符合下列要求:
1 桩身直径可选用450~1500mm,承力盘(岔)直径应根据桩身直径、承载力要求和三岔双缸双向挤扩装置的类别及型号确定;
2 三岔双缸双向挤扩装置主要技术参数应符合本规程附录C的规定;
3 承力盘腔直径检测器应符合本规程附录D的规定;
4 三岔双向挤扩灌注桩主要参数应符合本规程附录E的规定。
4 构 造
4.0.1 三岔双向挤扩灌注桩的配筋应符合下列规定:
1 截面配筋率可取0.40%~0.65%,对大直径桩宜取低值;承受水平荷载较大的桩及抗拔桩的配筋率应按计算确定;
2 桩身直径大于600mm的桩,主筋长度不宜小于桩长的2/3;
3 位于坡地岸边的基桩应通长配筋;
4 对于受地震作用的基桩,桩身配筋长度应穿过可液化土层和软弱土层,进入稳定土层的深度不应小于4.0/α(α为桩的水平变形系数);
5 对于承受水平荷载或较大弯矩的基桩,配筋长度应通过计算确定,且不应小于4.0/α,并应穿过软弱土层进入稳定土层;
6 对于仅设置一个底承力盘的基桩宜通长配筋;
7 专用抗拔基桩以及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的基桩,应等截面或变截面通长配筋;
8 主筋的最小直径与布置及箍筋的形式、直径、间距与配置,以及桩的水平变形系数(α)应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。
4.0.2 三岔双向挤扩灌注桩桩身混凝土强度等级不得低于C25。
4.0.3 三岔双向挤扩灌注桩桩身混凝土保护层厚度应符合下列规定:
1 主筋的混凝土保护层厚度,在干作业成孔时不应小于35mm;在水下灌注混凝土时,不应小于50mm;
2 四类、五类环境中桩身混凝土保护层厚度应符合国家现行标准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267、《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046的相关规定。
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5 设 计
5.1 单桩竖向抗压承载力确定
5.1.1 对于设计等级为甲级和地质条件复杂的乙级建筑的桩基,施工前单桩竖向抗压极限承载力标准值应通过单桩静载试验确定。在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%,且不应少于3根;当工程桩总数在50根以内时,不应少于2根。单桩的竖向抗压静载试验,应按本规程附录F的规定进行。
5.1.2 单桩竖向抗压承载力特征值Ra应按下式计算:
式中 K——安全系数,可取K=2;
Quk——单桩竖向抗压极限承载力标准值(kN)。
5.1.3 初步设计时,当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗压极限承载力标准值Quk,可按下式估算:
式中 Quk——单桩竖向抗压极限承载力标准值(kN);
Qsk——单桩总极限侧阻力标准值(kN);
QBk——单桩总极限盘端阻力标准值(kN);
Qpk——单桩总极限桩端阻力标准值(kN);
qsik——单桩第i层土的极限侧阻力标准值(kPa),如无当地经验值时,可按本规程表G.0.1取值;
qBik——单桩第i个盘的持力土层极限盘端阻力标准值(kPa),如无当地经验值时,可按本规程表G.0.2取值;
qpk——极限端阻力标准值(kPa),如无当地经验值时,可按本规程表G.0.2取值;
u——桩身或桩根周长(m);
li——桩穿过第i层土的厚度(m);
η——总盘端阻力调整系数,单个和2个承力盘时η=1.00;3个及3个以上承力盘时η=0.93;
ApD——承力盘设计截面面积(㎡),按承力盘在水平投影面上的面积扣除桩身设计截面面积计算;
Ap——桩端设计截面面积(㎡);
D——承力盘设计直径(m);
d——桩身设计直径(m)。
5.2 桩基竖向抗拔承载力验算
5.2.1 承受拉拔力的三岔双向挤扩灌注桩基,应按下列公式同时验算群桩基础及其基桩的抗拔承载力,并应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定验算基桩材料的抗拉承载力。
式中 Nk——按荷载效应标准组合计算的基桩拉拔力(kN);
Tgk——群桩基础呈整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值(kN),应按本规程第5.2.2条确定;
Tuk——群桩基础呈非整体破坏时,基桩抗拔极限承载力标准值(kN),应按本规程第5.2.2条确定;
Ggp——群桩基础及其所包围的桩间土总自重标准值除以总桩数,地下水位以下的部分应扣除浮力,应按本规程表5.2.2-1和5.2.2-2计算三岔双向挤扩灌注群桩和土体的尺寸及桩土的自重标准值;
Gp——基桩桩体及承力盘以上部分土体的自重标准值,计算地下水位以下部分的基桩自重时,应扣除浮力;三岔双向挤扩灌注桩及承力盘以上部分土体的直径和长度,应按本规程表5.2.2-1和5.2.2-2确定。
5.2.2 单桩竖向抗拔极限承载力标准值的确定应符合下列规定:
1 对于设计等级为甲级和乙级的桩基,基桩的抗拔极限承载力标准值应通过单桩竖向抗拔静载试验确定。在同一条件下的试桩数量不宜少于总桩数的1%,且不应少于3根。单桩竖向抗拔静载试验,应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定进行。单位工程同一条件下的单桩竖向抗拔承载力特征值可按单桩抗拔极限承载力标准值的一半取值。
2 初步设计时,基桩竖向抗拔承载力特征值(RTa)可按下式计算:
1)当群桩基础呈非整体破坏时,基桩抗拔极限承载力标准值可按下式估算:
Tuk=∑λiqsikuili (5.2.2-2)
式中 Tuk——基桩抗拔极限承载力标准值(kN);
qsik——单桩第i层土的抗压极限侧阻力标准值(kPa),如无当地经验时,可按本规程表G.0.1取值;
ui——桩身周长(m),可按表5.2.2-1和表5.2.2-2取值;
li——桩的破坏表面穿过的第i层土的厚度(m);
λi——抗拔侧阻力折减系数,可按表5.2.2-3取值。
表5.2.2-1 承力盘和桩身破坏表面周长(ui)
自承力盘中心起算的长度li | ≤ξiD | >ξiD |
ui | πD | πd |
注:表中ξi为等效抗拔长度系数,按表5.2.2-2取值。
表5.2.2-2 等效抗拔长度系数(ξi)
承力盘以上土的类型 | 黏性土、粉土 | 砂土 | 角砾、圆砾、碎石、卵石 | |
松散、稍密 | 中密、密实 | |||
ξi | 2~4 | 4~5 | 5~8 | 7~10 |
注:1 当最上部承力盘距地面的距离,或者某承力盘到上一个承力盘的间距小于表中的ξiD时,按实际距离计算li;
2 当承力盘以上的持力土层厚度小于表中ξiD时,可根据盘以上各层土的性质综合确定系数ξi;
3 土的强度高时ξi取大值,土层埋深小时ξi取小值。
表5.2.2-3 抗拔侧阻力折减系数(λi)
土类 | λi | 土类 | λi |
砂土 | 0.50~0.70 | 黏性土、粉土 | 0.70~0.80 |
注:当桩长l与桩径之比小于20时,λi取小值。
2)当群桩基础呈整体破坏时,基桩抗拔极限承载力标准值可按下式计算:
式中 Tgk——基桩抗拔极限承载力标准值;
ui——桩群外围周长,可按本规程表5.2.2-1和表5.2.2-2分段计算;
n——桩基中桩数。
5.3 单桩水平承载力计算
5.3.1 对于承受水平荷载较大的、设计等级为甲级的建筑桩基,其单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载试验确定。必要时可进行带承台或加竖向荷载的桩水平静载试验。试验宜采用慢速维持荷载法,应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定进行。
5.3.2 三岔双向挤扩灌注桩可按桩身设计直径为d的等截面灌注桩,根据现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定进行水平承载力与位移计算。
5.4 桩身强度验算
5.4.1 三岔双向挤扩灌注桩桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。当轴心受压时,桩身强度应符合下式规定:
N≤ψcƒcA (5.4.1)
ψc——工作条件系数,取0.80~0.90,泥浆护壁成孔时取低值,干作业成孔时取高值;
ƒc——混凝土轴心抗压强度设计值(kPa),应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010取值;
A——桩身设计截面面积(㎡)。
5.4.2 当三岔双向挤扩灌注桩的桩身设计直径(d)、承力盘(岔)设计直径(D)和高度(h)符合本规程附录C的规定时,可不进行承力盘(岔)的抗剪和抗冲切验算。
5.4.3 对于抗拔桩的裂缝控制计算,应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的规定。
5.5 桩基沉降计算
5.5.1 当三岔双向挤扩灌注桩基需要进行沉降验算时,其沉降计算和沉降允许值应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定,其最终沉降量可按本规程第5.5.2条的规定计算。
5.5.2 三岔双向挤扩灌注桩基最终沉降量应按下式计算:
s=ψDsz (5.5.2)
式中 s——三岔双向挤扩灌注桩基的最终沉降量(mm);
ψD——桩基沉降修正系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,无地区经验时可取ψD=0.6~0.8;
sz——按等截面桩基计算的最终沉降量(mm),即将三岔双向挤扩灌注桩的桩身直径d作为设计直径,底承力盘平面作为桩端平面,按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定计算的最终沉降量,计算时尚应符合下列规定:
a 对于桩中心距小于或等于3D的桩基,sz可采用现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的等效作用分层总和法计算;
b 对于桩中心距大于3D的桩基,sz宜按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94关于单桩、单排桩或疏桩基础的有关规定计算,其中桩身压缩量应按本规程第5.5.3条确定。
5.5.3 三岔双向挤扩灌注桩身压缩量可按下式简化计算:
式中 se——三岔双向挤扩灌注桩身压缩量(mm);
Q——相应于荷载准永久组合时的桩顶竖向力(kN);
lm——顶承力盘平面以上的桩身长度(m);
Ec——桩身混凝土的弹性模量(MPa);
A——桩身设计横截面面积(㎡)。
5.5.4 设计等级为甲级的三岔双向挤扩灌注桩基础宜进行沉降观测。
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6 质量检查与检测要点
6.1 质量检查要点
6.1.1 三岔双向挤扩灌注桩的施工质量检查的要点包括对成孔、清孔、成腔、钢筋笼制作及混凝土灌注主要工序,以及对承力盘(岔)的数量和盘(岔)的位置的检查,并应符合表6.1.1的规定。
表6.1.1 三岔双向挤扩灌注桩施工质量检查标准
6.1.2 本规程第6.1.1条未规定的施工质量检查项目,尚应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202的相关规定。
6.1.3 三岔双向挤扩灌注桩的成孔记录应按本规程附录H填写。
6.1.4 三岔双向挤扩灌注桩的挤扩记录应按本规程附录J填写。
6.2 检测要点
6.2.1 三岔双向挤扩灌注桩基的工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性的抽样检测。
6.2.2 工程桩的竖向抗压承载力检测应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定,检测数量应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的有关规定。
6.2.3 当有本地区相近条件的对比验证资料时,高应变法也可作为本规程第6.2.2条规定条件下单桩竖向抗压承载力的验收检测的补充。抽检数量不宜少于总桩数的5%,且不得少于5根。
6.2.4 桩身完整性检测可采用低应变法。设计等级为甲级或地质条件复杂的三岔双向挤扩灌注桩,抽检数量不应少于工程桩总数的30%,且不得少于20根;其他设计等级桩基工程的抽检数量不应少于总桩数的20%,且不得少于10根;柱下三桩或三桩以下承台的抽检数量不得少于1根。
对于桩身设计直径大于800mm的三岔双向挤扩灌注桩的桩身完整性检测,除可采用低应变法外,也可选用声波透射法、钻芯法,后两者的抽检数量不应少于总桩数的10%。
附录A 三岔双向挤扩灌注桩的构造
图A 三岔双向挤扩灌注桩的构造示意
a—承力盘(岔)宽度;b—承力岔厚度;c—承力盘(岔)外沿高度;d—桩身设计直径;h—承力盘(岔)高度;
Dg—承力盘(岔)公称直径;lD—承力盘竖向间距;lf—桩根长度
附录B 三岔双缸双向液压挤扩装置
图B 三岔双缸双向液压挤扩装置示意
1—三岔挤扩臂;2—内活塞杆;3—外活塞杆;4—缸筒;5—油管;6—接长杆
附录C 三岔双缸双向液压挤扩装置主要技术参数
表C 三岔双缸双向液压挤扩装置主要技术参数
注:表中承力盘(岔)公称直径可根据实际工程需要作适当变动,随之相应的承力盘(岔)设计直径和桩身设计直径也作相应变动。
附录D 承力盘腔直径检测器
D.0.1 承力盘腔直径检测器(图D)的检测方法应符合下列规定:
图D 承力盘腔直径检测器构造示意
1—主测绳;2—主杆;3—收缩状态;4—测杆;5—副测绳;6—配重;7—张开状态;8—落差;9—承力盘腔直径
1 检测前,应对承力盘腔直径检测器进行测量标定,建立测杆张开状态时的直径(即盘径)和主、副测绳零点间距的承力盘腔直径与落差关系表;
2 将检测器放入到承力盘位置深度后,应放松副测绳,使测杆完全张开处于挤扩腔内,此时应提直副测绳;
3 应在孔口处测量主测绳与副测绳零点之间落差;
4 根据落差并由承力盘腔直径与落差关系表可查出相应的承力盘腔直径。
附录E 三岔双向挤扩灌注桩主要参数
表E 三岔双向挤扩灌注桩主要参数
注:1 计算承力盘和承力岔的工程量时,应按表中承力盘和承力岔的公称体积VBg和Vbg取值;
2 计算三岔双向挤扩灌注桩承载力时,应按表中承力盘和承力岔的设计直径D、设计截面面积ApD和Apd取值;
3 挤扩臂宽度等于承力岔厚度。
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附录F 单桩竖向抗压静载试验
F.1 一般规定
F.1.1 本方法适用于检测单桩的竖向抗压承载力。
F.1.2 当埋设有测量桩身应力、应变、桩端反力的传感器或位移杆时,可测定桩的分层侧阻力、盘端阻力、岔端阻力和桩端阻力或桩身截面的位移量。
F.1.3 为设计提供依据的试验桩,宜加载至破坏;当桩的承载力以桩身强度控制时,可按设计要求的加载量进行。
F.1.4 对工程桩抽样检测时,加载量不宜小于设计要求的单桩承载力特征值的2倍。
F.2 仪器设备及其安装
F.2.1 仪器设备及其安装应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定执行。三岔双向挤扩灌注桩的试桩与锚桩的中心距不应小于2倍承力盘设计直径。
F.3 现场检测
F.3.1 试桩的成桩工艺和质量控制标准应与工程桩一致。
F.3.2 桩顶部宜高出试坑底面,试坑底面宜与桩承台底面标高一致。混凝土桩头加固可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定执行,其中桩顶应设置钢筋网片3~4层,间距宜为60~100mm。
F.3.3 检测前,应对试桩进行桩身完整性检测,也宜对锚桩进行桩身完整性检测。
F.3.4 试验加卸载方式应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定执行。
F.3.5 静载试验应采用慢速维持荷载法,其试验步骤应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定执行。当作为工程桩验收时也可采用快速维持荷载法进行试验(即每隔1h加一级荷载)。
F.3.6 当出现下列情况之一时,可终止加载:
1 桩顶荷载-桩顶沉降(Q-s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段;当Q-s曲线呈缓变型时,桩顶总沉降量超过承力盘设计直径的5%;
2 某级荷载作用下,桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍,且经24h尚未达到相对稳定标准;
3 已达到设计要求的最大加载量;
4 当工程桩作锚桩时,锚桩上拔量已达到允许值。
F.4 检测数据的整理
F.4.1 确定单桩竖向抗压承载力时,应绘制竖向荷载-沉降(Q-s)曲线、沉降-荷载对数(s-lgQ)曲线、沉降-时间对数(s-lgt)曲线,需要时也可绘制其他辅助分析所需曲线。
F.4.2 当进行桩身应力、应变和桩端反力测定时,应整理出有关数据的记录表,并按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106-2003附录A绘制桩身轴力分布图,计算不同土层的分层侧阻力、盘端阻力、岔端阻力和桩端阻力值。
F.5 单桩竖向抗压极限承载力(Qu)的确定
F.5.1 根据沉降随荷载变化的特征确定:对于陡降型Q-s曲线,取其发生明显陡降的起始点对应的荷载值;对于缓变型Q-s曲线可根据沉降量确定,可取s=0.05D(D为承力盘设计直径)对应的荷载值。
F.5.2 根据沉降随荷载对数变化的特征确定:对于s-lgQ曲线,取其末段直线段的起始点对应的荷载值。
F.5.3 根据沉降随时间变化的特征确定:取s-lgt曲线尾部出现明显向下弯曲的前一级荷载值。
F.5.4 出现本规程第F.3.6条第2款情况时,可取前一级荷载值。
F.5.5 按上述方法判断有困难时,可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩基沉降有特殊要求时,应根据具体情况选取。
F.5.6 单桩竖向抗压极限承载力统计值的确定应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定。
F.5.7 单桩竖向抗压承载力特征值(Ra)应按单桩竖向抗压极限承载力统计值的1/2取值。
F.5.8 检测报告内容应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106的规定。
附录G 三岔双向挤扩灌注桩的极限侧阻力标准值、极限盘端阻力标准值和极限桩端阻力标准值
G.0.1 三岔双向挤扩灌注桩的极限侧阻力标准值可按表G.0.1取值。
表G.0.1 三岔双向挤扩灌注桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)
注:1 对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土,不计算其侧阻力;
2 aw为含水比,aw=ω/ωL,ω为天然含水量,ωL为液限,e为孔隙比,IL为液性指数;
3 N为标准贯入击数,N63.5为重型圆锥动力触探击数;
4 表中数值适用于老沉积土;对于新近沉积土,qsik应按土的状态,降一级取值。
G.0.2 三岔双向挤扩灌注桩的极限盘端阻力标准值和极限桩端阻力标准值可按表G.0.2取值。
表G.0.2 三岔双向挤扩灌注桩的极限盘端阻力标准值qBik和极限桩端阻力标准值qpk(kPa)
注:1 砂土和碎石类土中桩的极限桩端阻力取值,宜综合考虑土的密实度、桩端进入持力层的深度比hb/d及成孔方法;密实的、hb/d大的土和干作业成孔时宜取高值;
2 IL为液性指数,e为孔隙比,N为标准贯入击数,N63.5为重型圆锥动力触探击数;
3 极限岔端阻力标准值qbik按同条件的极限盘端阻力标准值qBik取值;
4 表中数值适用于老沉积土;对于新近沉积土,qBik和qpk应按土的状态,降一级取值。
附录H 三岔双向挤扩灌注桩成孔记录表
表H 三岔双向挤扩灌注桩成孔记录表
附录J 三岔双向挤扩灌注桩挤扩记录表
表J 三岔双向挤扩灌注桩挤扩记录表
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对于要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件允许时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为:“应按……执行”或“应符合……的规定(或要求)”。
引用标准名录
1 《混凝土结构设计规范》GB 50010
2 《岩土工程勘察规范》GB 50021
3 《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
4 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202
5 《建筑桩基技术规范》JGJ 94
6 《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106
7 《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267