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GFG桩规范_地基
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博乐体育app官方版下载:GFG桩规范_地基

发布时间:2022-08-01 15:15:38 来源:博乐体育app下载 作者:ballersports

  1、 水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)法适用于处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。

  3、 桩距s应根据设计要求的复合地基承载理、土性、施工工艺等确定,宜取3-6倍桩井。当在饱和粘性土中挤土成桩时,桩距s不宜小于4倍桩径。

  4、 桩体试块抗压强度平均值应满足下式要求:fcu≥3Rk/Ap式中fcu-桩体混合料试块(边长150mm立方体)标准养护28d无侧限抗压强度平均值(KPa)RK-单桩承载力标准值(KN),应按本规范9.2.8条取值。

  5、 桩顶应设置垫层,褥垫层厚度宜取100-300mm,当桩径、桩距大时褥垫层厚度宜取高值。

  7、 水泥粉煤灰碎石桩复合地基承载力标准值,宜通过现场复合地基载荷实验确定,初步设计时也可按下式估算:fsp,k=mRk/Ap+β(1-m)fs,k

  式中γsp——调整系数,宜取1.50-1.60,一般工程或桩间土承载力高、基础埋深大以及基础下桩数较多时应取低值,重要工程、基础下桩数较少或桩间土为承载力较低的粘性土时应取高值。

  9、 地基处理后的变形计算应按现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7的有关规定执行,复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ζ倍,ζ值可按下式确定:

  式中:fki——基础地面下第i层土的天然地基承载力标准值。变形计算经验系数s根据地区沉降观测资料及经验确定,也可采用表1的树脂。

  式中:Ai——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;Esi——基础底面下第i层土的压缩模量,桩长范围内的复合土层模量取值。

  10、 地基变形计算深度必须大于复合土层的厚度,并满足现行的国家标准《建筑地基基础设计规范》GBJ7中地基变形计算深度的有关规定。

  1、 水泥粉煤灰碎石的施工,应按设计要求和现场条件选用相应施工工艺,并应按照国家现行有关规范执行:

  (2)泥浆护壁钻孔灌注成桩,适用于粘性土、粉土、砂土、人工填土、碎石(砾)石土及风化岩层分布的地基;

  (3)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩,适用于粘性土、粉土、砂土等地基,以及对噪音及泥浆污染要求严格的场地;

  2、 长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工和沉管灌注成桩施工除应执行国家现行有关规范外,尚应符合下列要求:

  (1)施工时应按设计配比配置混合料,投入搅拌机加水量由混合料塌落度控制,长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的塌落度以为180-200mm,沉管灌 注成桩施工的塌落度宜为30-50mm,成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过200mm;

  (2)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工在钻至设计深度后,应准确掌握提拔钻杆时间,混合料泵送量应同拔管速度相配合,以保证挂内有一定高度的混合料,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;沉管灌注成桩施工拔管速度应按均匀线m/min左右,如遇淤泥或淤泥质土,拔管速度可适当放慢

  (3)施工时,桩顶标高应高出设计桩顶标高,高出长度应根据桩距、布桩形式、现场地质条件和成 桩顺序等综合确定,一般不应小于0.5m.

  (4)成桩过程中,抽样做混合料试块,每台机械一天应做一组(3块)试块(边长为150mm的立方体),标准养护28d,测定其抗压强度;

  (5)沉管灌注成桩施工过程中应观测新施工桩对已施工桩的影响,当发现桩断裂并脱开时,必须对工程桩逐桩静压,静压时间一般为3min,静压荷载以保证使断桩接起来为准。

  3、 复合地基的基坑可采用人工或机械、人工联合开挖。机械、人工联合开挖时,予留人工开挖厚度应由现场开挖确定,以保障及械开挖造成桩的断裂部位不低于基础底面标高,且桩间土不受扰动。

  5、 施工中桩长允许偏差为100mm,桩径允许偏差为20mm,垂直度允许偏差为1%.对满堂布桩基础,桩位允许偏差为0.5倍桩径;对条形基础,垂直于轴线倍桩径,顺轴线倍桩径,对单排布桩桩位允许偏差不得大于60mm。

  2、复合地基承载力宜用单桩或多桩复合地基载荷试验确定,复合地基载荷试验方法宜符合本规范附录A的规定,试验数量不应少于3个试验点。

  4.1.1 单桩抗压静载试验是公认的检测基桩竖向抗压承载力最直观、最可靠的传统方法。本 规范主要是针对我国建筑工程中惯用的维持荷载法进行了技术规定。根据桩的使用环境、荷 载条件及大量工程检测实践,在国内其他行业或国外,尚有循环荷载、等变形速率及终级荷 载长时间维持等方法。

  4.1.3 本条明确规定为设计提供依据的静载试验应加载至破坏,即试验应进行到能判定单桩 极限承载力为止。对于以桩身强度控制承载力的端承型桩,当设计另有规定时,应从其规定。

  4.1.4 在对工程桩抽样验收检测时,规定了加载量不应小于单桩承载力特征值的 2.0 倍,以 保证足够的安全储备。实际检测中,有时出现这样的情况:3 根工程桩静载试验,分十级加 载,其中一根桩第十级破坏,另两根桩满足设计要求,按第 3.5.3 条,单位工程的单桩竖向 抗压承载力特征值不满足设计要求。此时若有一根满足设计要求的桩的最大加载量取为单桩 承载力特征值的 2.2 倍,且试验证实竖向抗压承载力不低于单桩承载力特征值的 2.2 倍,则 单位工程的单桩竖向抗压承载力特征值满足设计要求。显然,若抽检的 3 根桩有代表性,就 可避免不必要的工程处理。

  4.2.1 为防止加载偏心,千斤顶的合力中心应与反力装置的重心、桩轴线重合,并保证合力 方向垂直。

  4.2.2 加载反力装置的形式在《建筑桩基技术规范》基础上增加了地锚反力装置,对单桩极 限承载力较小的摩擦桩可用土锚作反力;对岩面浅的嵌岩桩,可利用岩锚提供反力。

  4.2.3 用荷重传感器(直接方式)和油压表(间接方式)两种荷载测量方式的区别在于:前 者采用荷重传感器测力,不需考虑千斤顶活塞摩擦对出力的影响;后者需通过率定换算千斤 顶出力。同型号千斤顶在保养正常状态下,相同油压时的出力相对误差约为 1%~2%,非正 常时可高达 5%。采用传感器测量荷重或油压,容易实现加卸荷与稳压自动化控制,且测量 精度较高。采用压力表测定油压时,为保证测量精度,其精度等级应优于或等于 0.4 级,不 得使用 1.5 级压力表控制加载。当油路工作压力较高时,有时出现油管爆裂、接头漏油、油 泵加压不足造成千斤顶出力受限、压力表线性度变差等情况,所以应选用耐压高、工作压力 大和量程大的油管、油泵和压力表。

  4.2.4 对于机械式大量程(50mm)百分表,《大量程百分表》JJG379 规定的 1 级标准为:

  全程示值误差和回程误差分别不超过 40mm 和 8mm,相当于满量程测量误差不大于 0.1%FS。 沉降测定平面应在千斤顶底座承压板以下的桩身位置,即不得在承压板上或千斤顶上设置沉 降观测点,避免因承压板变形导致沉降观测数据失实。基准桩应打入地面以下足够的深度, 一般不小于 1m。基准梁应一端固定,另一端简支,这是为减少温度变化引起的基准梁挠曲 变形。在满足表 4.2.5 的规定条件下,基准梁不宜过长,并应采取有效遮挡措施,以减少温 度变化和刮风下雨的影响,尤其在昼夜温差较大且白天有阳光照射时更应注意。

  4.2.5 在试桩加卸载过程中,荷载将通过锚桩(地锚)、压重平台支墩传至试桩、基准桩周 围地基土并使之变形。随着试桩、基准桩和锚桩(或压重平台支墩)三者间相互距离缩小, 地基土变形对试桩、基准桩的附加应力和变位影响加剧。1985 年,国际土力学与基础工程协会(ISSMFE)根据世界各国对有关静载试验的规定,提 出了静载试验的建议方法并指出:试桩中心到锚桩(或压重平台支墩边)和到基准桩各自间 的距离应分别不小于 2.5m或 3D,这和我国现行规范规定的大于等于 4D且不小于 2.Om相比更容易满足(小直径桩按 3D控制,大直径桩按 2.5m控制)。高重建筑物下的大 直径桩试验荷载大、桩间净距小(最小中心距为 3D),往往受设备能力制约,采用锚桩法 检测时,三者间的距离有时很难满足大小等于 4D的要求,加长基准梁又难避免气候环

  境影响。考虑到现场验收试验中的困难,且加载过程中,锚桩上拔对基准桩、试桩的影响小 于压重平台对它们的影响,故本规范中对部分间距的规定放宽为不小于 3D。 关于压重平台支墩边与基准桩和试桩之间的最小间距问题,应区别两种情况对待。在场地土 较硬时,堆载引起的支墩及其周边地面沉降和试验加载引起的地面回弹均很小。如f1200 灌注桩采用 10×10m 平台堆载 11550kN,土层自上而下为凝灰岩残积土、强风化和中风化凝

  灰岩,堆载和试验加载过程中,距支墩边 1m、2m处观测到的地面沉降及回弹量几乎为零。 但在软土场地,大吨位堆载由于支墩影响范围大而应引起足够的重视。以某一场地f500 管

  平台堆载至4000kN时观测点下沉量分别为13.4mm、6.7mm、3.0mm和0.1mm;试验加载至4000kN 时观测点回弹量分别为 2.1mm、0.8mm、0.5mm和 0.4mm。但也有报导管桩堆载 6000kN,支墩 产生明显下沉,试验加载至 6000kN时,距支墩边 2.9m处的观测点回弹近 8mm。这里出现两 个问题:其一,当支墩边距试桩较近时,大吨位堆载地面下沉将对桩产生负摩阻力,特别对 摩擦型桩将明显影响其承载力;其二,桩加载(地面卸载)时地基土回弹对基准桩产生影响。 支墩对试桩、基准桩的影响程度与荷载水平及土质条件等有关。对于软土场地超过 10000kN 的特大吨位堆载(目前国内压重平台法堆载已超过 30000kN),为减少对试桩产生附加影响, 应考虑对支墩下 2~3 倍宽影响范围内的地基进行加固;对大吨位堆载支墩出现明显下沉的 情况,尚需进一步积累资料和研究可靠的沉降测量方法,简易的办法是在远离支墩处用水准 仪或张紧的钢丝观测基准桩的竖向位移。

  4.3.2 为便于沉降测量仪表安装,试桩顶部宜高出试坑地面;为使试验桩受力条件与设计条 件相同,试坑地面宜与承台底标高一致。对于工程桩验收检测,当桩身荷载水平较低时,允 许采用水泥砂浆将桩顶抹平的简单桩头处理方法。

  4.3.3 本条主要是考虑在实际工程桩检测中,因锚桩质量问题而导致试桩失败或中途停顿的 情况时有发生,为此建议在试桩前对灌注桩及有接头的混凝土预制桩进行完整性检测,大致 确定其能否作锚桩使用。

  4.3.5 慢速维持荷载法是我国公认,且已沿用多年的标准试验方法,也是其他工程桩竖向抗 压承载力验收检测方法的唯一比较标准。4.3.6~4.3.7 按 4.3.6 条第 2 款,慢速维持荷载法每级荷载持载时间最少为 2h。对绝大多 数桩基而言,为保证上部结构正常使用,控制桩基绝对沉降是第一位重要的,这是地基基础 按变形控制设计的基本原则。在工程桩验收检测中,国内某些行业或地方标准允许采用快速 维持荷载法。国外许多国家的维持荷载法相当于我国的快速维持荷载法,最少持载时间为 1h,但规定了较为宽松的沉降相对稳定标准,与我国快速法的差别就在于此。1985 年 ISSMFE 根据世界各国的静载试验有关规定,在推荐的试验方法中,建议维持荷载法加载为每小时 一级,稳定标准为 0.1mm/20min。当桩端嵌入基岩时,个别国家还允许缩短时间;也有些 国家为测定桩的蠕变沉降速率建议采用终级荷载长时间维持法。 快速维持荷载法在国内从 20 世纪 70 年代就开始应用,我国港口工程规范从 1983 年(JTJ 2202—83)、上海地基设计规范从 1989 年(DBJ-08-11-89)起就将这一方法列入,与慢速 法一起并列为静载试验方法。快速法由于每级荷载维持时间为 1h,各级荷载下的桩顶沉降

  相对慢速法确实要小一些。表 2 列出了上海市 23 根摩擦桩慢速维持荷载法试验实测桩顶稳 定时的沉降量和 1h 时沉降量的对比结果。从中可见,在 1/2 极限荷载点,快速法 1h 时的桩 顶沉降量与慢速法相差很小(0.5mm 以内),平均相差 0.2mm;在极限荷载点相差要大些, 为 0.6~6.1mm,平均 2.9mm。相对而言,慢速法的加荷速率比建筑物建造过程中的施工 加载速率要快得多,慢速法试桩得到的使用荷载对应的桩顶沉降与建筑物桩墓在长期荷载作 用下的实际沉降相比,要小几倍到十几倍。所以,规范中的快慢速试桩沉降差异是可以忽略 的。

  关于快慢速法极限承载力比较,根据上海市统计的 71 根试验桩资料(桩端在粘性土中 47 根,在砂土中 24 根),这些对比是在同一根桩或桩土条件相同的相邻桩上进行的,得出的 结果见表 3。 从中可以看出快速法试验得出的极限承载力较慢速法略高一些,其中桩端在粘性土中平均提 高约 1/2 级荷载,桩端在砂土中平均提高约 1/4 级荷载。 在我国,如有些软土中的摩擦桩,按慢速法加载,在 2 倍设计荷载的前几级,就已出现沉降 稳定时间逐渐延长,即在 2h 甚至更长时间内不收敛。此时,采用快速法是不适宜的。而也 有很多地方的工程桩验收试验,在每级荷载施加不久,沉降迅速稳定,缩短持载时间不会明 显影响试桩结果;且因试验周期的缩短,又可减少昼夜温差等环境影响引起的沉降观测误差。

  1 每级荷载施加后维持 1h,按第 5、15、30min 测读桩顶沉降量,以后每隔 15min 测读一次。

  2 测读时间累计为 1h 时,若最后 15min 时间间隔的桩顶沉降增量与相邻 15min 时间间隔的 桩顶沉降增量相比未明显收敛时,应延长维持荷载时间,直至最后 15min 的沉降增量小于相 邻 15min 的沉降增量为止。

  4 卸载时,每级荷载维持 15min,按第 5、15min 测读桩顶沉降量后,即可卸下一级荷载。 卸载至零后,应测读桩顶残余沉降量,维持时间为 2h,测读时间为第 5、15、30min,以后 每隔 30min 测读一次。 各地在采用快速法时,应总结积累经验,并可结合当地条件提出适宜的沉降相对稳定控制标 准。

  4.3.8 当桩身存在水平整合型缝隙、桩端有沉渣或吊脚时,在较低竖向荷载时常出现本级荷 载沉降超过上一级荷载对应沉降 5 倍的陡降,当缝隙闭合或桩端与硬持力层接触后,随着持 载时间或荷载增加,变形梯度逐渐变缓;当桩身强度不足桩被压断时,也会出现陡降,但与 前相反,随着沉降增加,荷载不能维持甚至大幅降低。所以,出现陡降后不宜立即卸荷,而 应使桩下沉量超过 40mm,以大致判断造成陡降的原因。 非嵌岩的长(超长)桩和大直径(扩底)桩的 Q-s 曲线一般呈缓变型,在桩顶沉降达到 40mm 时,桩端阻力一般不能充分发挥。前者由于长细比大、桩身较柔,弹性压缩量大,桩顶沉降 较大时,桩端位移还很小;后者虽桩端位移较大,但尚不足以使端阻力充分发挥。因此,放 宽桩顶总沉降量控制标准是合理的。

  4.4.1 除 Q-s、s-lgt 曲线外,还有 s-lgQ 曲线。同一工程的一批试桩曲线应按相同的沉降 纵座标比例绘制,满刻度沉降值不宜小于 40mm,使结果直观、便于比较。

  4.4.2 大量实践经验表明:当沉降量达到桩径的 10%时,才可能出现极限荷载(太沙基和 ISSMFE);粘性土中端阻充分发挥所需的桩端位移为桩径的 4%~5%,而砂土中至少达到 15%。 故本条第 4 款对缓变型 Q-s 曲线D 确定直径大于等于 800mm 桩的极限承载力大 体上是保守的;且因 D³800mm 时定义为大直径桩,当 D=800mm 时,0.05D=40mm,正好与 中、小直径桩的取值标准衔接。应该注意,世界各国按桩顶总沉降确定极限承载力的规定差 别较大,这和各国安全系数的取值大小、特别是上部结构对桩基沉降的要求有关。因此当按 本规范建议的桩顶沉降量确定极限承载力时,尚应考虑上部结构对桩基沉降的具体要求。

  4.4.3 本规范单桩竖向抗压承载力的统计按《建筑地基基础设计规范》GB 50007 的规定执 行。也有根据统计承载力标准差大于 15%时,采用极限承载力标准值折减系数的修正方法。 实际操作中对桩数大于等于 4 根时,折减系数的计算比较繁琐,且静载检测本身是通过小样 本来推断总体,样本容量愈小,可靠度愈低,而影响单桩承载力的因素复杂多变。当一批受 检桩中有一根桩承载力过低,若恰好不是偶然原因造成,则该验收批一旦被接受,就会增加 使用方的风险。因此规定极差超过平均值的 30%时,首先应分析、查明原因,结合工程实际 综合确定。例如一组 5 根试桩的承载力值依次为 800、950、1000、1100、1150kN,平均值 为 1000kN,单桩承载力最低值和最高值的极差为 350kN,超过平均值的 30%,则不得将最低 值 800kN 去掉将后面 4 个值取平均,或将最低和最高值都去掉取中间 3 个值的平均值。应查 明是否出现桩的质量问题或场地条件变异。若低值承载力出现的原因并非偶然的施工质量造 成,则按本例依次去掉高值后取平均,直至满足极差不超过 30%的条件。此外,对桩数小于 或等于 3 根的柱下承台,或试桩数量仅为 2 根时,应采用低值,以确保安全。对于仅通过少

  .4.4 《建筑地基基础设计规范》GB 50007 规定的单桩竖向抗压承载力特征值是按单桩竖 向抗压极限承载力统计值除以安全系数 2 得到的,综合反映了桩侧、桩端极限阻力控制承载 力特征值的低限要求。

  5.1.1 单桩竖向抗拔静载试验是检测单桩竖向抗拔承载力最直观、可靠的方法。与本规范中 抗压静载试验一样,拔桩试验也是采用了国内外惯用的维持荷载法,并规定应采用慢速维持 荷载法。

  5.1.2 当需要检测桩侧抗拔极限摩阻力或了解桩端上拔量时,可按本规范附录 A 中有关方法 执行。

  5.1.3 当为设计提供依据时,应加载到能判别单桩抗拔极限承载力为止,或加载到桩身材料 强度控制值。在对工程桩抽样验收检测时,可按没计要求控制最大上拔荷载,但应有足够的 安全储备。

  5.2.1 本条的要求基本同第 4.2.1 条。因拔桩试验时千斤顶安放在反力架上面,当采用二台 以上千斤顶加载时,应采取一定的安全措施,防止千斤顶倾倒或其他意外事故发生。

  5.2.2 当采用天然地基作反力时,两边支座处的地基强度应相近,且两边支座与地面的接触 面积宜相同,避免加载过程中两边沉降不均造成试桩偏心受拉。为保证反力梁的稳定性,应 注意反力桩顶面直径(或边长)不小于反力架的梁宽。

  5.2.3~5.2.5 这三条基本参照本规范第 4.2.3~4.2.5 条执行,但应注意以下两点:

  1 桩顶上拔量测量平面必须在桩身位置,严禁在混凝土桩的受拉钢筋上设置位移观测点,避 免因钢筋变形导致上拔量观测数据失实。

  2 在采用天然地基提供支座反力时,拔桩试验加载相当于给支座处地面加载。支座附近的地 面也因此会出现不同程度的沉降。荷载越大,这种变形越明显。为防止支座处地基沉降对基 准梁的影响,一是应使基准桩与支座、试桩各自之间的间距满足表 4.2.5 的规定,二是基准 桩需打入试坑地面以下一定深度(一般不小于 1m)。

  1 在拔桩试验前,对混凝土灌注桩及有接头的预制桩采用低应变法检查桩身质量,目的是防 止因试验桩自身质量问题而影响抗拔试验成果。

  2 对抗拔试验的钻孔灌注桩在浇注混凝土前进行成孔检测,目的是查明桩身有无明显扩径现 象或出现扩大头,因这类桩的抗拔承载力缺乏代表性,特别是扩大头桩及桩身中下部有明显 扩径的桩,其抗拔极限承载力远远高于长度和桩径相同的非扩径桩,且相同荷载下的上拔量 也有明显差别。

  3 对有接头的 PHC、PTC 和 PC 管桩应进行接头抗拉强度验算。对电焊接头的管桩除验算其主 筋强度外,还要考虑主筋墩头的折减系数以及管节端板偏心受拉时的强度及稳定性。墩头折 减系数可按有关规范取 0.92,而端板强度的验算则比较复杂,可按经验取一个较为安全的 系数。

  5.3.2 本条规定拔桩试验应采用慢速维持荷载法,其荷载分级、试验方法及稳定标准均同第 4.3.4 条和 4.3.6 条有关规定。

  5.3.3 本条规定出现所列四种情况之一时,可终止加载。但若在较小荷载下出现某级荷载的 桩顶上拔量大于前一级荷载下的 5 倍时,应综合分析原因。若是试验桩,必要时可继续加载, 因混凝土桩当桩身出现多条环向裂缝后,其桩顶位移可能会出现小的突变,而此时并非达到 桩侧土的极限抗拔力。

  5.4.1拔桩试验与压桩试验一样,一般应绘制U-d曲线和d-lgt曲线,但当上述二种曲线难以判别时,也可以辅以d-lgU曲线或lgU-lgd曲线,以确定拐点位置。

  5.4.2 本条前两款确定的抗拔极限承载力是土的极限抗拔阻力与桩(包括桩向上运动所带动 的土体)的自重标准值两部分之和。第 3 款所指的断裂是因钢筋强度不够情况下的断裂。 如果因抗拔钢筋受力不均匀,部分钢筋因受力太大而断裂,应视该桩试验无效并进行补充试 验。不能将钢筋断裂前一级荷载作为极限荷载。

  5.4.4 工程桩验收检测时,混凝土桩抗拔承载力可能受抗裂或钢筋强度制约,而土的抗拔阻 力尚未发挥到极限,一般取最大荷载或取上拔量控制值对应的荷载作为极限荷载,不能轻易 外推。

  5.4.5 按统计的试桩竖向抗拔极限承载力确定单桩竖向抗拔承载力特征值U a时取安全系数 为 2,显然只与极限抗拔承载力按土的极限抗拔阻力控制的情况对应。有关抗裂控制要求的 解释可参见第 6.4.6~6.4.7 条的条文说明。

  6.1.1 桩的水平承载力静载试验除了桩顶自由的单桩试验外,还有带承台桩的水平静载试验 (考虑承台的底面阻力和侧面抗力,以便充分反映桩基在水平力作用下的实际工作状况)、 桩顶不能自由转动的不同约束条件及桩顶施加垂直荷载等试验方法,也有循环荷载的加载方 法。这一切都可根据设计的特殊要求给予满足,并参考本方法进行。

  6.1.2 桩的抗弯能力取决于桩和土的力学性能、桩的自由长度、抗弯刚度、桩宽、桩顶约束 等因素。试验条件应尽可能和实际工作条件接近,将各种影响降低到最小的程度,使试验成 果能尽量反映工程桩的实际情况。通常情况下,试验条件很难做到和工程桩的情况完全一致, 此时应通过试验桩测得桩周土的地基反力特性,即地基土的水平抗力系数。它反映了桩在不 同深度处桩侧土抗力和水平位移之间的关系,可视为土的固有特性。根据实际工程桩的情况 (如不同桩顶约束、不同自由长度),用它确定土抗力大小,进而计算单桩的水平承载力和

  6.2.3水平力作用点位置高于基桩承台底标高,试验时在相对承台底面处产生附加弯矩,影响测试结果,也不利于将试验成果根据实际桩顶的约束予以修正。球形支座的作用是在试验过程中,保持作用力的方向始终水平和通过桩轴线,不随桩的倾斜或扭转而改变。

  6.2.6 为保证各测试断面的应力最大值及相应弯矩的测量精度,试桩设置时应严格控制测点 的纵剖面与力作用方向之间的偏差。对承受水平荷载的桩而言,桩的破坏是由于桩身弯矩引 起的结构破坏。因此对中长桩而言,浅层土的性质起了重要作用,在这段范围内的弯矩变化 也最大。为找出最大弯矩及其位置,应加密测试断面。

  6.3.1 单向多循环加载法,主要是为了模拟实际结构的受力形式。由于结构物承受的实际荷 载异常复杂,所以当需考虑长期水平荷载作用影响时,宜采用第 4 章规定的慢速维持荷载法。 由于单向多循环荷载的施加会给内力测试带来不稳定因素,为方便测试,建议采用第 4 章规 定的慢速或快速维持荷载法;此外水平试验桩通常以结构破坏为主,为缩短试验时间,也可 采用更短时间的快速维持荷载法。例如《港口工程桩基规范》(桩的水平承载设计)JTJ 254—98 规定每级荷载维持 20min。

  6.3.3 对抗弯性能较差的长桩或中长桩而言,承受水平荷载桩的破坏特征是弯曲破坏,即桩 身发生折断,此时试验自然终止。本条对终止加荷的水平位移限制要求是根据《建筑桩基技 术规范》提出的;在工程桩水平承载力验收检测中,终止加荷条件可按设计要求或规范规定 的水平位移允许值控制。

  6.4.1 本条中的地基土水平抗力系数随深度增长的比例系数m值的计算公式仅适用于水平力 作用点至试坑地面的桩自由长度为零时的情况。按桩、土相对刚度不同,水平荷载作用下的 桩-土体系有两种工作状态和破坏机理,一种是刚性短桩,因转动或平移而破坏,相当 于ah<2.5 时的情况;另一种是工程中常见的弹性长桩,桩身产生挠曲变形,桩下段嵌 固于土中不能转动,即本条中ah³4.0 的情况。在 2.5£ah<4.0 范围内,称为有限长度 的中长桩。《建筑桩基技术规范》对中长桩的v y变化给出了具体数值(见表 4)。因此, 在按式(6.4.1-1)计算m值时,应先试算ah值,以确定ah是否大于或等于 4.0,若在 2.5~

  4.0 范围以内,应调整v y值重新计算m值(有些行业标准不考虑)。当ah<2.5 时,式(6.4.1-1) 不适用。 试验得到的地基土水平抗力系数的比例系数 m 不是一个常量,而是随地面水平位移及荷载而 变化的曲线 对于混凝土长桩或中长桩,随着水平荷载的增加,桩侧土体的塑性区自上而下逐渐开 展扩大,最大弯矩断面下移,最后形成桩身结构的破坏。所测水平临界荷载H cr为桩身产生开 裂前所对应的水平荷载。因为只有混凝土桩才会产生开裂,故只有混凝土桩才有临界荷载。

  6.4.6~6.4.7 单桩水平承载力特征值除与桩的材料强度、截面刚度、入土深度、土质条件、 桩顶水平位移允许值有关外,还与桩顶边界条件(嵌固情况和桩顶竖向荷载大小)有关。由 于建筑工程的基桩桩顶嵌入承台长度通常较短,其与承台连接的实际约束条件介于固接与铰 接之间,这种连接相对于桩顶完全自由时可减少桩顶位移,相对于桩顶完全固接时可降低桩 顶约束弯矩并重新分配桩身弯矩。如果桩顶完全固接,水平承载力按位移控制时,是桩顶自 由时的 2.60 倍;对较低配筋率的灌注桩按桩身强度(开裂)控制时,由于桩顶弯矩的增加, 水平临界承载力是桩顶自由时的 0.83 倍。如果考虑桩顶竖向荷载作用,混凝土桩的水平承 载力将会产生变化,桩顶荷载是压力,其水平承载力增加,反之减小。 桩顶自由的单桩水平试验得到的承载力和弯矩仅代表试桩条件的情况,要得到符合实际工程 桩嵌固条件的受力特性,需将试桩结果转化,而求得地基土水平抗力系数是实现这一转化的 关键。考虑到水平荷载-位移关系的非线性且m值随荷载或位移增加而减小,有必要给出H-m

  2 设计未做具体规定的,可取 6.4.6 条或 6.4.7 条确定的水平承载力特征值对应的m值:对 低配筋率灌注桩,水平承载力多由桩身强度控制,则应按试验得到的H-m曲线取水平临界荷 载所对应的m值;对于高配筋率混凝土桩或钢桩,水平承载力按允许位移控制时,可按设计 要求的水平允许位移选取m值。 与竖向抗压、抗拔桩不同,混凝土桩在水平荷载作用下的破坏模式一般为弯曲破坏,极限承 载力由桩身强度控制。所以,6.4.6 条在确定单桩水平承载力特征值H a时,未采用按试桩水 平极限承载力除以安全系数的方法,而按照桩身强度、开裂或允许位移等控制因素来确定H a。 不过,也正是因为水平承载桩的承载能力极限状态主要受桩身强度制约,通过试验给出极限 承载力和极限弯矩对强度控制设计是非常必要的。抗裂要求不仅涉及桩身强度,也涉及桩的 耐久性。6.4.7 条虽允许按设计要求的水平位移确定水平承载力,但根据《混凝土结构设计 规范》GB 50010,只有裂缝控制等级为三级的构件,才允许出现裂缝,且桩所处的环境类别 至少是二级以上(含二级),裂缝宽度限值为 0.2mm。因此,当裂缝控制等级为一、二级时, 按 6.4.7 条确定的水平承载力特征值就不应超过水平临界荷载。

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