- 結構設計常用條文速查與解析
- 《結構設計常用條文速查與解析》編委會
- 5字
- 2019-01-03 06:37:19
2.2 基礎設計
2.2.1 擴展基礎
《建筑地基基礎設計規范》GB 50007—2011
8.2.1 擴展基礎的構造,應符合下列規定:
1 錐形基礎的邊緣高度不宜小于200mm,且兩個方向的坡度不宜大于1:3;階梯形基礎的每階高度,宜為300~500mm。
2 墊層的厚度不宜小于70mm,墊層混凝土強度等級不宜低于C10。
3 擴展基礎受力鋼筋最小配筋率不應小于0.15%,底板受力鋼筋的最小直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm,也不應小于100mm。墻下鋼筋混凝土條形基礎縱向分布鋼筋的直徑不應小于8mm;間距不應大于300mm;每延米分布鋼筋的面積不應小于受力鋼筋面積的15%。當有墊層時鋼筋保護層的厚度不應小于40mm;無墊層時不應小于70mm。
4 混凝土強度等級不應低于C20。
5 當柱下鋼筋混凝土獨立基礎的邊長和墻下鋼筋混凝土條形基礎的寬度大于或等于2.5m時,底板受力鋼筋的長度可取邊長或寬度的0.9倍,并宜交錯布置(圖8.2.1-1)。

圖8.2.1-1 柱下獨立基礎底板受力鋼筋布置
6 鋼筋混凝土條形基礎底板在T形及十字形交接處,底板橫向受力鋼筋僅沿一個主要受力方向通長布置,另一方向的橫向受力鋼筋可布置到主要受力方向底板寬度1/ 4處(圖8.2.1-2)。在拐角處底板橫向受力鋼筋應沿兩個方向布置(圖8.2.1-2)。

圖8.2.1-2 墻下條形基礎縱橫交叉處底板受力鋼筋布置
【條文解析】
擴展基礎是指柱下鋼筋混凝土獨立基礎和墻下鋼筋混凝土條形基礎。由于基礎底板中垂直于受力鋼筋的另一個方向的配筋具有分散部分荷載的作用,有利于底板內力重分布,因此各國規范中基礎板的最小配筋率都小于梁的最小配筋率。
8.2.4 預制鋼筋混凝土柱與杯口基礎的連接(圖8.2.4),應符合下列規定:

圖8.2.4 預制鋼筋混凝土柱與杯口基礎的連接示意
注:a2≤a1;1—焊接網
1 柱的插入深度,可按表8.2.4-1選用,并應滿足本規范第8.2.2條鋼筋錨固長度的要求及吊裝時柱的穩定性。
表8.2.4-1 柱的插入深度h1(mm)

注:1 h為柱截面長邊尺寸,ha為雙肢柱全截面長邊尺寸,hb為雙肢柱全截面短邊尺寸;
2 柱軸心受壓或小偏心受壓時,h1可適當減小,偏心距大于2h時,h1應適當加大。
2 基礎的杯底厚度和杯壁厚度,可按表8.2.4-2選用。
表8.2.4-2 基礎的杯底厚度和杯壁厚度

注:1 雙肢柱的杯底厚度值,可適當加大;
2 當有基礎梁時,基礎梁下的杯壁厚度,應滿足其支承寬度的要求;
3 柱子插入杯口部分的表面應鑿毛,柱子與杯口之間的空隙,應用比基礎混凝土強度等級高一級的細石混凝土充填密實,當達到材料設計強度的70%以上時,方能進行上部吊裝。
3 當柱為軸心受壓或小偏心受壓且t/ h2≥0.65時,或大偏心受壓且t/ h2≥0.75時,杯壁可不配筋;當柱為軸心受壓或小偏心受壓且0.5≤t/ h2<0.65時,杯壁可按表8.2.4-3構造配筋;其他情況下,應按計算配筋。
表8.2.4-3 杯壁構造配筋

注:表中鋼筋置于杯口頂部,每邊兩根(圖8.2.4)。
【條文解析】
考慮到柱子偏心距對柱插入杯口深度的影響,補充規定:當柱偏心距大于2h時,h1應適當放大,一般取1.2~1.4h;對軸心受壓或小偏心受壓柱,h1值可適當減小。
8.2.7 擴展基礎的計算應符合下列規定:
1 對柱下獨立基礎,當沖切破壞錐體落在基礎底面以內時,應驗算柱與基礎交接處以及基礎變階處的受沖切承載力;
2 對基礎底面短邊尺寸小于或等于柱寬加兩倍基礎有效高度的柱下獨立基礎,以及墻下條形基礎,應驗算柱(墻)與基礎交接處的基礎受剪切承載力;
3 基礎底板的配筋,應按抗彎計算確定;
4 當基礎的混凝土強度等級小于柱的混凝土強度等級時,尚應驗算柱下基礎頂面的局部受壓承載力。
【條文解析】
本條規定了擴展基礎的設計內容:受沖切承載力計算、受剪切承載力計算、抗彎計算、受壓承載力計算。為確保擴展基礎設計的安全,在進行擴展基礎設計時必須嚴格執行。
2.2.2 筏基基礎
《建筑地基基礎設計規范》GB 50007—2011
8.4.1 筏形基礎分為梁板式和平板式兩種類型,其選型應根據地基土質、上部結構體系、柱距、荷載大小、使用要求以及施工條件等因素確定??蚣芤缓诵耐步Y構和筒中筒結構宜采用平板式筏形基礎。
【條文解析】
筏形基礎分為平板式和梁板式兩種類型,其選型應根據工程具體條件確定。與梁板式筏基相比,平板式筏基具有抗沖切及抗剪切能力強的特點,且構造簡單,施工便捷,經大量工程實踐和部分工程事故分析,平板式筏基具有更好的適應性。
8.4.4 筏形基礎的混凝土強度等級不應低于C30,當有地下室時應采用防水混凝土。防水混凝土的抗滲等級應按表8.4.4選用。對重要建筑,宜采用自防水并設置架空排水層。
表8.4.4 防水混凝土抗滲等級

【條文解析】
本條主要對筏形基礎的混凝土強度等級以及防水混凝土抗滲等級作了明確規定。
8.4.5 采用筏形基礎的地下室,鋼筋混凝土外墻厚度不應小于250mm,內墻厚度不宜小于200mm。墻的截面設計除滿足承載力要求外,尚應考慮變形、抗裂及外墻防滲等要求。墻體內應設置雙面鋼筋,鋼筋不宜采用光面圓鋼筋,水平鋼筋的直徑不應小于12mm,豎向鋼筋的直徑不應小于10mm,間距不應大于200mm。
【條文解析】
本條主要規定了筏形基礎地下室的構造。
8.4.6 平板式筏基的板厚應滿足受沖切承載力的要求。
【條文解析】
平板式筏基的板厚通常由沖切控制,包括柱下沖切和內筒沖切,因此其板厚應滿足受沖切承載力的要求。
8.4.9 平板式筏基應驗算距內筒和柱邊緣h0處截面的受剪承載力。當筏板變厚度時,尚應驗算變厚度處筏板的受剪承載力。
【條文解析】
平板式筏基內筒、柱邊緣處以及筏板變厚度處剪力較大,應進行抗剪承載力驗算。
8.4.11 梁板式筏基底板應計算正截面受彎承載力,其厚度尚應滿足受沖切承載力、受剪切承載力的要求。
【條文解析】
本條規定了梁板式筏基底板的設計內容:抗彎計算、受沖切承載力計算、受剪切承載力計算。為確保梁板式筏基底板設計的安全,在進行梁板式筏基底板設計時必須嚴格執行。
8.4.13 地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏基的基礎梁連接的構造應符合下列規定:
1 柱、墻的邊緣至基礎梁邊緣的距離不應小于50mm(圖8.4.13)
2 當交叉基礎梁的寬度小于柱截面的邊長時,交叉基礎梁連接處應設置八字角,柱角與八字角之間的凈距不宜小于50mm(圖8.4.13(a));
3 單向基礎梁與柱的連接,可按圖8.4.13(b)、(c)采用;
4 基礎梁與剪力墻的連接,可按圖8.4.13(d)采用。

圖8.4.13 地下室底層柱或剪力墻與梁板式筏基的基礎梁連接的構造要求
1—基礎梁;2—柱;3—墻
【條文解析】
本條主要對地下室底層柱、剪力墻與梁板式筏基的基礎梁連接的構造作了明確規定。
8.4.15 按基底反力直線分布計算的梁板式筏基,其基礎梁的內力可按連續梁分析,邊跨跨中彎矩以及第一內支座的彎矩值宜乘以1.2的系數。梁板式筏基的底板和基礎梁的配筋除滿足計算要求外,縱橫方向的底部鋼筋尚應有不少于1/3貫通全跨,頂部鋼筋按計算配筋全部連通,底板上下貫通鋼筋的配筋率不應小于0.15%。
【條文解析】
筏形基礎在四角處及四邊邊區格上,往往地基反力較大,尤其是四角處應力更為集中。設計時,配以輻射狀鋼筋,給予適當加強,以免在梁板上出現過大的裂縫。
當按連續梁計算梁肋時,必然會遇到計算出的“支座”反力與柱壓力不符的問題,對于其中某些位置上的主肋來說,這種矛盾還可能相當突出,因此就更需要設計者在截面設計時結合實際作必要的調整,有時也可用前述靜定分析法計算主肋的內力,再參考兩種結果進行配筋。
在進行計算與設計時,片筏設計由于以下三種原因,可能引起這種形式過于保守。
1)附加的分析費及分析中的不確定因素。
2)此種結構設計保守所增加的造價一般較小,只要超過安全的合理化費用與總的工程造價相比不大。
3)增加造價,也增加了安全系數。
8.4.17 對有抗震設防要求的結構,當地下一層結構頂板作為上部結構嵌固端時,嵌固端處的底層框架柱下端截面組合彎矩設計值應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011—2010的規定乘以與其抗震等級相對應的增大系數。當平板式筏形基礎板作為上部結構的嵌固端、計算柱下板帶截面組合彎矩設計值時,底層框架柱下端內力應考慮地震作用組合及相應的增大系數。
【條文解析】
本條主要對有抗震設防要求的結構作了明確規定。
8.4.18 梁板式筏基基礎梁和平板式筏基的頂面應滿足底層柱下局部受壓承載力的要求。對抗震設防烈度為9度的高層建筑,驗算柱下基礎梁、筏板局部受壓承載力時,應計入豎向地震作用對柱軸力的影響。
【條文解析】
梁板式筏基基礎梁和平板式筏基的頂面處與結構柱、剪力墻交界處承受較大的豎向力,設計時應進行局部受壓承載力計算。
8.4.19 筏板與地下室外墻的接縫、地下室外墻沿高度處的水平接縫應嚴格按施工縫要求施工,必要時可設通長止水帶。
【條文解析】
對于地下水位以下的地下室筏板基礎,必須考慮混凝土的抗滲等級,并進行抗裂驗算。
8.4.20 帶裙房的高層建筑筏形基礎應符合下列規定:
1 當高層建筑與相連的裙房之間設置沉降縫時,高層建筑的基礎埋深應大于裙房基礎的埋深至少2m。地面以下沉降縫的縫隙應用粗砂填實(圖8.4.20(a))。
2 當高層建筑與相連的裙房之間不設置沉降縫時,宜在裙房一側設置用于控制沉降差的后澆帶,當沉降實測值和計算確定的后期沉降差滿足設計要求后,方可進行后澆帶混凝土澆筑。當高層建筑基礎面積滿足地基承載力和變形要求時,后澆帶宜設在與高層建筑相鄰裙房的第一跨內。當需要滿足高層建筑地基承載力、降低高層建筑沉降量、減小高層建筑與裙房間的沉降差而增大高層建筑基礎面積時,后澆帶可設在距主樓邊柱的第二跨內,此時應滿足以下條件:
1)地基土質較均勻;
2)裙房結構剛度較好且基礎以上的地下室和裙房結構層數不少于兩層;
3)后澆帶一側與主樓連接的裙房基礎底板厚度與高層建筑的基礎底板厚度相同(圖8.4.20(b))。
3 當高層建筑與相連的裙房之間不設沉降縫和后澆帶時,高層建筑及與其緊鄰一跨裙房的筏板應采用相同厚度,裙房筏板的厚度宜從第二跨裙房開始逐漸變化,應同時滿足主、裙樓基礎整體性和基礎板的變形要求;應進行地基變形和基礎內力的驗算,驗算時應分析地基與結構間變形的相互影響,并采取有效措施防止產生有不利影響的差異沉降。

圖8.4.20 高層建筑與裙房間的沉降縫、后澆帶處理示意
1—高層建筑;2—裙房及地下室;3—室外地坪以下用粗砂填實;4—后澆帶
【條文解析】
1)厚筏基礎(厚跨比不小于1/6)具備擴散主樓荷載的作用,擴散范圍與相鄰裙房地下室的層數、間距以及筏板的厚度有關,影響范圍不超過三跨。
2)多塔樓作用下大底盤厚筏基礎的變形特征為:各塔樓獨立作用下產生的變形效應通過以各個塔樓下面一定范圍內的區域為沉降中心,各自沿徑向向外圍衰減。
3)多塔樓作用下大底盤厚筏基礎的基底反力的分布規律為:各塔樓荷載產出的基底反力以其塔樓下某一區域為中心,通過各自塔樓周圍的裙房基礎沿徑向向外圍擴散,并隨著距離的增大而逐漸衰減。
4)大比例室內模型系列試驗和工程實測結果表明,當高層建筑與相連的裙房之間不設沉降縫和后澆帶時,高層建筑的荷載通過裙房基礎向周圍擴散并逐漸減小,因此與高層建筑緊鄰的裙房基礎下的地基反力相對較大,該范圍內的裙房基礎板厚度突然減小過多時,有可能出現基礎板的截面因承載力不夠而發生破壞或其因變形過大出現裂縫。因此本條提出高層建筑及與其緊鄰一跨的裙房筏板應采用相同厚度,裙房筏板的厚度宜從第二跨裙房開始逐漸變化。
5)室內模型試驗結果表明,平面呈L形的高層建筑下的大面積整體筏形基礎,筏板在滿足厚跨比不小于1/6的條件下,裂縫發生在與高層建筑相鄰的裙房第一跨和第二跨交接處的柱旁。試驗結果還表明,高層建筑連同緊鄰一跨的裙房其變形相當均勻,呈現出接近剛性板的變形特征。因此,當需要設置后澆帶時,后澆帶宜設在與高層建筑相鄰裙房的第二跨內(見圖2-3)。

圖2-3 平面呈L形的高層建筑后澆帶示意
1—L形高層建筑;2—后澆帶
8.4.21 在同一大面積整體筏形基礎上建有多幢高層和低層建筑時,筏板厚度和配筋宜按上部結構、基礎與地基土共同作用的基礎變形和基底反力計算確定。
【條文解析】
室內模型試驗和工程沉降觀察以及反算結果表明,在同一大面積整體筏形基礎上有多幢高層和低層建筑時,筏形基礎的結構分析宜考慮上部結構、基礎與地基土的共同作用,否則將得到與沉降測試結果不符的較小的基礎邊緣沉降值和較大的基礎撓曲度。
8.4.24 筏形基礎地下室施工完畢后,應及時進行基坑回填工作。填土應按設計要求選料,回填時應先清除基坑中的雜物,在相對的兩側或四周同時回填并分層夯實,回填土的壓實系數不應小于0.94。
【條文解析】
回填土的質量影響著基礎的埋置作用,如果不能保證填土和地下室外墻之間的有效接觸,將減弱土對基礎的約束作用,降低基側土對地下結構的阻抗。因此,應注意地下室四周回填土應均勻分層夯實。
2.2.3 樁基礎
《建筑地基基礎設計規范》GB 50007—2011
8.5.2 樁基設計應符合下列規定:
1 所有樁基均應進行承載力和樁身強度計算。對預制樁,尚應進行運輸、吊裝和錘擊等過程中的強度和抗裂驗算。
2 樁基礎沉降驗算應符合本規范第8.5.15條的規定。
3 樁基礎的抗震承載力驗算應符合現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011—2010的有關規定。
4 樁基宜選用中、低壓縮性土層作樁端持力層。
5 同一結構單元內的樁基,不宜選用壓縮性差異較大的土層作樁端持力層,不宜采用部分摩擦樁和部分端承樁。
6 由于欠固結軟土、濕陷性土和場地填土的固結,場地大面積堆載、降低地下水位等原因,引起樁周土的沉降大于樁的沉降時,應考慮樁側負摩擦力對樁基承載力和沉降的影響。
7 對位于坡地、岸邊的樁基,應進行樁基的整體穩定驗算。樁基應與邊坡工程統一規劃,同步設計。
8 巖溶地區的樁基,當巖溶上覆土層的穩定性有保證,且樁端持力層承載力及厚度滿足要求,可利用上履土層作為樁端持力層。當必須采用嵌巖樁時,應對巖溶進行施工勘察。
9 應考慮樁基施工中擠土效應對樁基及周邊環境的影響;在深厚飽和軟土中不宜采用大片密集有擠土效應的樁基。
10 應考慮深基坑開挖中,坑底土回彈隆起對樁身受力及樁承載力的影響。
11 樁基設計時,應結合地區經驗考慮樁、土、承臺的共同工作。
12 在承臺及地下室周圍的回填中,應滿足填土密實度要求。
【條文解析】
同一結構單元的樁基,由于采用壓縮性差異較大的持力層或部分采用摩擦樁,部分采用端承樁,常引起較大不均勻沉降,導致建筑物構件開裂或建筑物傾料;在地震荷載作用下,摩擦樁和端承樁的沉降不同,如果同一結構單元的樁基同時采用部分摩擦樁和部分端承樁,將導致結構產生較大的不均勻沉降。
巖溶地區的嵌巖樁在成孔中常發生漏漿、塌孔和埋鉆現象,給施工造成困難,因此應首先考慮利用上覆土層作為樁端持力層的可行性。利用上覆土層作為樁端持力層的條件是上覆土層必須是穩定的土層,其承載力及厚度應滿足要求。上覆土層的穩定性的判定至關重要,在巖溶發育區,當基巖上覆土層為飽和砂類土時,應視為地面易塌陷區,不得作為建筑場地。必須用作建筑場地時,可采用嵌巖端承樁基礎,同時采取勘探孔注漿等輔助措施?;鶐r面以上為黏性土層,黏性土有一定厚度且無土洞存在或可溶性巖面上有砂巖、泥巖等非可溶巖層時,上覆土層可視為穩定土層。當上覆黏性土在巖溶水上下交替變化作用下可能形成土洞時,上覆土層也應視為不穩定土層。
在深厚軟土中,當基坑開挖較深時,基底土的回彈可引起樁身上浮、樁身開裂,影響單樁承載力和樁身耐久性,應引起高度重視。設計時應考慮加強樁身配筋、支護結構設計時應采取防止基底隆起的措施,同時應加強坑底隆起的監測。
承臺及地下室周圍的回填土質量對高層建筑抗震性能的影響較大,規范均規定了填土壓實系數不小于0.94。除要求施工中采取措施盡量保證填土質量外,可考慮改用灰土回填或增加一至兩層混凝土水平加強條帶,條帶厚度不應小于0.5m。
關于樁、土、承臺共同工作問題,各地區根據工程經驗有不同的處理方法,如混凝土樁復合地基、復合樁基、減少沉降的樁基、樁基的變剛度調平設計等。實際操作中應根據建筑物的要求和巖土工程條件以及工程經驗確定設計參數。無論采用哪種模式,承臺下土層均應當是穩定土層。液化土、欠固結土、高靈敏度軟土、新填土等皆屬于不穩定土層,當沉樁引起承臺土體明顯隆起時也不宜考慮承臺底土層的抗力作用。
8.5.3 樁和樁基的構造,應符合下列規定:
1 摩擦型樁的中心距不宜小于樁身直徑的3倍;擴底灌注樁的中心距不宜小于擴底直徑的1.5倍,當擴底直徑大于2m時,樁端凈距不宜小于1m。在確定樁距時尚應考慮施工工藝中擠土等效應對鄰近樁的影響。
2 擴底灌注樁的擴底直徑,不應大于樁身直徑的3倍。
3 樁底進入持力層的深度,宜為樁身直徑的1~3倍。在確定樁底進入持力層深度時,尚應考慮特殊土、巖溶以及震陷液化等影響。嵌巖灌注樁周邊嵌入完整和較完整的未風化、微風化、中風化硬質巖體的最小深度,不宜小于0.5m。
4 布置樁位時宜使樁基承載力合力點與豎向永久荷載合力作用點重合。
5 設計使用年限不少于50年時,非腐蝕環境中預制樁的混凝土強度等級不應低于C30,預應力樁不應低于C40,灌注樁的混凝土強度等級不應低于C25;二b類環境及三類及四類、五類微腐蝕環境中不應低于C30;在腐蝕環境中的樁,樁身混凝土的強度等級應符合現行國家標準 《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010的有關規定。設計使用年限不少于100年的樁,樁身混凝土的強度等級宜適當提高。水下灌注混凝土的樁身混凝土強度等級不宜高于C40。
6 樁身混凝土的材料、最小水泥用量、水灰比、抗滲等級等應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010、《工業建筑防腐蝕設計規范》GB 50046—2008及《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T 50476—2008的有關規定。
7 樁的主筋配置應經計算確定。預制樁的最小配筋率不宜小于0.8%(錘擊沉樁)、0.6%(靜壓沉樁),預應力樁不宜小于0.5%;灌注樁最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%(小直徑樁取大值)。樁頂以下3~5倍樁身直徑范圍內,箍筋宜適當加強加密。
8 樁身縱向鋼筋配筋長度應符合下列規定:
1)受水平荷載和彎矩較大的樁,配筋長度應通過計算確定。
2)樁基承臺下存在淤泥、淤泥質土或液化土層時,配筋長度應穿過淤泥、淤泥質土層或液化土層。
3)坡地岸邊的樁、8度及8度以上地震區的樁、抗拔樁、嵌巖端承樁應通長配筋。
4)鉆孔灌注樁構造鋼筋的長度不宜小于樁長的2/ 3;樁施工在基坑開挖前完成時,其鋼筋長度不宜小于基坑深度的2/3。
9 樁身配筋可根據計算結果及施工工藝要求,可沿樁身縱向不均勻配筋。腐蝕環境中的灌注樁主筋直徑不宜小于16mm,非腐蝕性環境中灌注樁主筋直徑不應小于12mm。
10 樁頂嵌入承臺內的長度不應小于50mm。主筋伸入承臺內的錨固長度不應小于鋼筋直徑(HPB235)的1/30和鋼筋直徑(HRB335和HRB400)的1/35。對于大直徑灌注樁,當采用一柱一樁時,可設置承臺或將樁和柱直接連接。樁和柱的連接可按本規范第8.2.5條高杯口基礎的要求選擇截面尺寸和配筋,柱縱筋插入樁身的長度應滿足錨固長度的要求。
11 灌注樁主筋混凝土保護層厚度不應小于50mm;預制樁不應小于45mm,預應力管樁不應小于35mm;腐蝕環境中的灌注樁不應小于55mm。
【條文解析】
本條規定了摩擦型樁的樁中心距限制條件,主要為了減少摩擦型樁側阻疊加效應及沉樁中對部樁的影響,對于密集群樁以及擠土型樁,應加大樁距。非擠土樁當承臺下樁數少于9根,且少于3排時,樁距可不小于2.5d。對于端承型樁,特別是非擠土端承樁和嵌巖樁樁距的限制可以放寬。
擴底灌注樁的擴底直徑,不應大于樁身直徑的3倍,是考慮到擴底施工的難易和安全,同時需要保持樁間土的穩定。
樁端進入持力層的最小深度,主要是考慮了在各類持力層中成樁的可能性和難易程度,并保證樁端阻力的發揮。
樁端進入破碎巖石或軟質巖的樁,按一般樁來計算樁端進入持力層的深度。樁端進入完整和較完整的未風化、微風化、中等風化硬質巖石時,入巖施工困難,同時硬質巖已提供足夠的端阻力。
樁身混凝土最低強度等級與樁身所處環境條件有關。有關巖土及地下水的腐蝕性問題,牽涉腐蝕源、腐蝕類別、性質、程度、地下水位變化、樁身材料等諸多因素?,F行國家標準《巖土工程勘察規范》GB 50021—2001、《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010、《工業建筑防腐蝕設計規范》GB 50046—2008、《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T 50476—2008等不同角度作了相應的表述和規定。
為了便于操作,本條將樁身環境劃分為非腐蝕環境(包括微腐蝕環境)和腐蝕環境兩大類,對非腐蝕環境中樁身混凝土強度作了明確規定,腐蝕環境中的樁身混凝土強度、材料、最小水泥用量、水灰比、抗滲等級等還應符合相關規范的規定。
樁身埋于地下,不能進行正常維護和維修,必須采取措施保證其使用壽命,特別是許多情況下樁頂附近位于地下水位頻繁變化區,對樁身混凝土及鋼筋的耐久性應引起重視。
灌注樁水下澆筑混凝土目前大多采用商品混凝土,混凝土各項性能有保障的條件下,可將水下澆筑混凝土強度等級達到C45。
當場地位于坡地且樁端持力層和地面坡度超過10%時,除應進行場地穩定驗算并考慮擠土樁對邊坡穩定的不利影響外,樁身尚應通長配筋,用來增加樁身水平抗力。關于通長配筋的理解應該是鋼筋長度達到設計要求的持力層需要的長度。
采用大直徑長灌注樁時,宜將部分構造鋼筋通長設置,用以驗證孔徑及孔深。
8.5.10 樁身混凝土強度應滿足樁的承載力設計要求。
【條文解析】
為避免基樁在受力過程中發生樁身強度破壞,樁基設計時應進行基樁的樁身強度驗算,確保樁身混凝土強度滿足樁的承載力要求。
8.5.12 非腐蝕環境中的抗拔樁應根據環境類別控制裂縫寬度滿足設計要求,預應力混凝土管樁應按樁身裂縫控制等級為二級的要求進行樁身混凝土抗裂驗算。腐蝕環境中的抗拔樁和受水平力或彎矩較大的樁應進行樁身混凝土抗裂驗算,裂縫控制等級應為二級;預應力混凝土管樁裂縫控制等級應為一級。
【條文解析】
非腐蝕性環境中的抗拔樁,樁身裂縫寬度應滿足設計要求。預應力混凝土管樁因增加鋼筋直徑有困難,考慮其鋼筋直徑較小,耐久性差,所以裂縫控制等級應為二級,即混凝土拉應力不應超過混凝土抗拉強度設計值。
腐蝕性環境中,考慮樁身鋼筋耐久性,抗拔樁和受水平力或彎矩較大的樁不允許樁身混凝土出現裂縫。預應力混凝土管樁裂縫等級應為一級(即樁身混凝土不出現拉應力)。
預應力管樁作為抗拔樁使用時,近期出現了數起樁身抗拔破壞的事故,主要表現在主筋墩頭與端板連接處拉脫,同時管樁的接頭焊縫耐久性也有問題,因此,在抗拔構件中應慎用預應力混凝土管樁。必須使用時應考慮以下幾點:
1)預應力筋必須錨入承臺;
2)截樁后應考慮預應力損失,在預應力損失段的樁外圍應包裹鋼筋混凝土;
3)宜采用單節管樁;
4)多節管樁可考慮通長灌芯,另行設置通長的抗拔鋼筋,或將抗拔承載力留有余地,防止墩頭拔出;
5)端板與鋼筋的連接強度應滿足抗拔力要求。
8.5.13 樁基沉降計算應符合下列規定:
1 對以下建筑物的樁基應進行沉降驗算;
1)地基基礎設計等級為甲級的建筑物樁基;
2)體形復雜、荷載不均勻或樁端以下存在軟弱土層的設計等級為乙級的建筑物樁基;
3)摩擦型樁基。
2 樁基沉降不得超過建筑物的沉降允許值,并應符合本規范表5.3.4的規定。
【條文解析】
地基基礎設計強調變形控制原則,樁基礎也應按變形控制原則進行設計。本條規定了樁基沉降計算的適用范圍以及控制原則。
8.5.14 嵌巖樁、設計等級為丙級的建筑物樁基、對沉降無特殊要求的條形基礎下不超過兩排樁的樁基、吊車工作級別A5及A5以下的單層工業廠房且樁端下為密實土層的樁基,可不進行沉降驗算。當有可靠地區經驗時,對地質條件不復雜、荷載均勻、對沉降無特殊要求的端承型樁基也可不進行沉降驗算。
【條文解析】
對于地基基礎設計等級為丙級的建筑物、群樁效應不明顯的建筑物樁基,可根據單樁靜載荷試驗的變形及當地工程經驗估算建筑物的沉降量。
8.5.16 以控制沉降為目的設置樁基時,應結合地區經驗,并滿足下列要求:
1 樁身強度應按樁頂荷載設計值驗算;
2 樁、土荷載分配應按上部結構與地基共同作用分析確定;
3 樁端進入較好的土層,樁端平面處土層應滿足下臥層承載力設計要求;
4 樁距可采用4~6倍樁身直徑。
【條文解析】
開發為控制沉降而設置樁基的方法是考慮樁、土、承臺共同工作時,基礎的承載力可以滿足要求,而下臥層變形過大,此時采用摩擦型樁旨在減少沉降,以滿足建筑物的使用要求。以控制沉降為目的設置樁基是指直接用沉降量指標來確定用樁的數量。能否實行這種設計方法,必須要有當地的經驗,特別是符合當地工程實踐的樁基沉降計算方法。直接用沉降量確定用樁數量后,還必須滿足本條所規定的使用條件和構造措施。上述方法的基本原則有下面三點。
1)設計用樁數量可以根據沉降控制條件,即允許沉降量計算確定。
2)基礎總安全度不能降低,應按樁、土和承臺共同作用的實際狀態來驗算。樁土共同工作是一個復雜的過程,隨著沉降的發展,樁、土的荷載分擔不斷變化,作為一種最不利狀態的控制,樁頂荷載可能接近或等于單樁極限承載力。為了保證樁基的安全度,規定按承載力特征值計算的樁群承載力與土承載力之和應大于或等于作用的標準組合產生的作用在樁基承臺頂面的豎向力與承臺及其上土自重之和。
3)為保證樁、土和承臺共同工作,應采用摩擦型樁,使樁基產生可以容許的沉降,承臺底不致脫空,在樁基沉降過程中充分發揮樁端持力層的抗力。同時樁端還要置于相對較好的土層中,防止沉降過大,達不到預期控制沉降的目的。為保證承臺底不脫空,當承臺底土為欠固結土或承載力利用價值不大的軟土時,尚應對其進行處理。
8.5.17 樁基承臺的構造,除滿足受沖切、受剪切、受彎承載力和上部結構的要求外,尚應符合下列要求:
1 承臺的寬度不應小于500mm。邊樁中心至承臺邊緣的距離不宜小于樁的直徑或邊長,且樁的外邊緣至承臺邊緣的距離不小于150mm。對于條形承臺梁,樁的外邊緣至承臺梁邊緣的距離不小于75mm。
2 承臺的最小厚度不應小于300mm。
3 承臺的配筋,對于矩形承臺,其鋼筋應按雙向均勻通長布置(圖8.5.17(a)),鋼筋直徑不宜小于10mm,間距不宜大于200mm;對于三樁承臺,鋼筋應按三向板帶均勻布置,且最里面的三根鋼筋圍成的三角形應在柱截面范圍內(圖8.5.17(b))。承臺梁的主筋除滿足計算要求外,尚應符合現行國家標準《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010關于最小配筋率的規定,主筋直徑不宜小于12mm,架立筋不宜小于10mm,箍筋直徑不宜小于6mm(圖8.5.17(c));柱下獨立樁基承臺的最小配筋率不應小于0.15%。鋼筋錨固長度自邊樁內側(當為圓樁時,應將其直徑乘以0.886等效為方樁)算起,錨固長度不應小于35倍鋼筋直徑,當不滿足時應將鋼筋向上彎折,此時鋼筋水平段的長度不應小于25倍鋼筋直徑,彎折段的長度不應小于10倍鋼筋直徑。

圖8.5.17 承臺配筋
1—墻;2—箍筋直徑≥6mm;3—樁頂人承臺≥50mm;4—承臺梁內主筋除須按計算配筋外尚應滿足最小配筋率;5—墊層100mm厚C10混凝土
4 承臺混凝土強度等級不應低于C20;縱向鋼筋的混凝土保護層厚度不應小于70mm,當有混凝土墊層時,不應小于50mm;且不應小于樁頭嵌入承臺內的長度。
【條文解析】
承臺之間的連接應符合下列要求:
1)單樁承臺,應在兩個互相垂直的方向上設置連系梁。
2)兩樁承臺,應在其短向設置連系梁。
3)有抗震要求的柱下獨立承臺,宜在兩個主軸方向設置連系梁。
4)連系梁頂面宜與承臺位于同一標高。連系梁的寬度不應小于250mm,梁的高度可取承臺中心距的1/15~1/10,且不宜小于400mm。
5)連系梁的主筋應按計算要求確定。連系梁內上下縱向鋼筋直徑不應小于12mm且不應少于2根,并應按受拉要求錨入承臺。
8.5.20 柱下樁基礎獨立承臺應分別對柱邊和樁邊、變階處和樁邊連線形成的斜截面進行受剪計算。當柱邊外有多排樁形成多個剪切斜截面時,尚應對每個斜截面進行驗算。
【條文解析】
樁基承臺的柱邊、變階處等部位剪力較大,應進行料截面抗剪承載力驗算。
8.5.22 當承臺的混凝土強度等級低于柱或樁的混凝土強度等級時,尚應驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。
【條文解析】
樁基承臺與柱、樁交界處承受較大的豎向力,設計時應進行局部受壓承載力計算。
8.5.23 承臺之間的連接應符合下列要求:
1 單樁承臺,應在兩個互相垂直的方向上設置連系梁。
2 兩樁承臺,應在其短向設置連系梁。
3 有抗震要求的柱下獨立承臺,宜在兩個主軸方向設置連系梁。
4 連系梁頂面宜與承臺位于同一標高。連系梁的寬度不應小于250mm,梁的高度可取承臺中心距的1/15~1/10,且不小于400mm。
5 連系梁的主筋應按計算要求確定。連系梁內上下縱向鋼筋直徑不應小于12mm且不應少于2根,并應按受拉要求錨入承臺。
【條文解析】
承臺之間的連接,通常應在兩個互相垂直的方向上設置連系梁。對于單層工業廠房排架柱基礎橫向跨度較大、設置連系梁有困難,可僅在縱向設置連系梁,在端部應按基礎設計要求設置地梁。
10.2.13 人工挖孔樁終孔時,應進行樁端持力層檢驗。單柱單樁的大直徑嵌巖樁,應視巖性檢驗孔底下3倍樁身直徑或5m深度范圍內有無土洞、溶洞、破碎帶或軟弱夾層等不良地質條件。
【條文解析】
人工挖孔樁應逐孔進行終孔驗收,終孔驗收的重點是持力層的巖土特征。對單柱單樁的大直徑嵌巖樁,承載能力主要取決嵌巖段巖性特征和下臥層的持力性狀,終孔時,應用超前鉆逐孔對孔底下3d或5m深度范圍內持力層進行檢驗,查明是否存在溶洞、破碎帶和軟夾層等,并提供巖芯抗壓強度試驗報告。
終孔驗收如發現與勘察報告及設計文件不一致,應由設計人提出處理意見。缺少經驗時,應進行樁端持力層巖基原位荷載試驗。
10.2.14 施工完成后的工程樁應進行樁身完整性檢驗和豎向承載力檢驗。承受水平力較大的樁應進行水平承載力檢驗,抗拔樁應進行抗拔承載力檢驗。
【條文解析】
單樁豎向靜載試驗應在工程樁的樁身質量檢驗后進行。
《建筑樁基技術規范》 JGJ 94—2008
3.1.2 根據建筑規模、功能特征、對差異變形的適應性、場地地基和建筑物體形的復雜性以及由于樁基問題可能造成建筑破壞或影響正常使用的程度,應將樁基設計分為表3.1.2所列的三個設計等級。樁基設計時,應根據表3.1.2確定設計等級。
表3.1.2 建筑樁基設計等級

【條文解析】
劃分建筑樁基設計等級,旨在界定樁基設計的復雜程度、計算內容和應采取的相應措施。樁基設計等級是根據建筑物規模、體形與功能特征、場地地質與環境的復雜程度,以及由于樁基問題可能造成建筑物破壞或影響正常使用的程度劃分為三個等級。
3.1.3 樁基應根據具體條件分別進行下列承載能力計算和穩定性驗算:
1 應根據樁基的使用功能和受力特征分別進行樁基的豎向承載力計算和水平承載力計算。
2 應對樁身和承臺結構承載力進行計算;對于樁側土不排水抗剪強度小于10k Pa且長徑大于50的樁,應進行樁身壓屈驗算;對于混凝土預制樁,應按吊裝、運輸和錘擊作用進行樁身承載力驗算;對于鋼管樁,應進行局部壓屈驗算。
3 對樁端平面以下存在軟弱下臥層時,應進行軟弱下臥層承載力驗算。
4 對位于坡地、岸邊的樁基,應進行整體穩定性驗算。
5 對于抗浮、抗拔樁基,應進行基樁和群樁的抗拔承載力計算。
6 對于抗震設防區的樁基,應進行抗震承載力驗算。
【條文解析】
關于樁基承載力計算和穩定性驗算,是承載能力極限狀態設計的具體內容,應結合工程具體條件有針對性地進行計算或驗算,條文所列6項內容中有的為必算項,有的為可算項。
3.1.4 下列建筑樁基應進行沉降計算:
1 設計等級為甲級的非嵌巖樁和非深厚堅硬持力層的建筑樁基;
2 設計等級為乙級的體形復雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在軟弱土層的建筑樁基;
3 軟土地基多層建筑減沉復合疏樁基礎。
3.1.5 對受水平荷載較大,或對水平位移有嚴格限制的建筑樁基,應計算其水平位移。
【條文解析】
樁基變形涵蓋沉降和水平位移兩大方面,后者包括長期水平荷載、高抗震烈度區水平地震作用以及風荷載等引起的水平位移;樁基沉降是計算絕對沉降、差異沉降、整體傾料和局部傾料的基本參數。
3.1.7 樁基設計時,所采用的作用效應組合與相應的抗力應符合下列規定:
1 確定樁數和布樁時,應采用傳至承臺底面的荷載效應標準組合;相應的抗力應采用基樁或復合基樁承載力特征值。
2 計算荷載作用下的樁基沉降和水平位移時,應采用荷載效應準永久組合;計算水平地震作用、風載作用下的樁基水平位移時,應采用水平地震作用、風載效應標準組合。
3 驗算坡地、岸邊建筑樁基的整體穩定性時,應采用荷載效應標準組合;抗震設防區,應采用地震作用效應和荷載效應的標準組合。
4 在計算樁基結構承載力、確定尺寸和配筋時,應采用傳至承臺頂面的荷載效應基本組合。當進行承臺和樁身裂縫控制驗算時,應分別采用荷載效應標準組合和荷載效應準永久組合。
5 樁基結構安全等級、結構設計使用年限和結構重要性系數γ0應按現行有關建筑結構規范的規定采用,除臨時性建筑外,重要性系數γ0應不小于1.0。
6 對樁基結構進行抗震驗算時,其承載力調整系數γRE應按現行國家標準《建筑抗震設計規范》GB 50011—2010的規定采用。
【條文解析】
樁基設計所采用的作用效應組合和抗力是根據計算或驗算的內容相適應的原則確定。
5.2.1 樁基豎向承載力計算應符合下列規定。
1 荷載效應標準組合。
軸心豎向力作用下

偏心豎向力作用下。除滿足上式外,尚應滿足下式的要求:

2 地震作用效應和荷載效應標準組合。
軸心豎向力作用下

偏心豎向力作用下,除滿足上式外。尚應滿足下式的要求:

式中 Nk——荷載效應標準組合軸心豎向力作用下,基樁或復合基樁平均豎向力;
Nkmax——荷載效應標準組合偏心豎向力作用下,樁頂最大豎向力;
NEk——地震作用效應和荷載效應標準組合下,基樁或復合基樁平均豎向力;
NEkmax——地震作用效應和荷載效應標準組合下,基樁或復合基樁最大豎向力;
R——基樁或復合基樁豎向承載力特征值。
【條文解析】
樁基安全度水準與《建筑樁基技術規范》JGJ 94—2008相比,有所提高。這是由以下三個原因導致的。
1)建筑結構荷載規范的均布活載標準值較前提高了1/3(辦公樓、住宅),荷載組合系數提高了17%;由此使以土的支承阻力制約的樁基承載力安全度有所提高。
2)基本組合的荷載分項系數由1.25提高至1.35(以永久荷載控制的情況)。
3)鋼筋和混凝土強度設計值略有降低。
以上2)、3)因素使樁基結構承載力安全度有所提高。
5.4.2 符合下列條件之一的樁基,當樁周土層產生的沉降超過基樁的沉降時,在計算基樁承載力時應計入樁側負摩阻力:
1 樁穿越較厚松散填土、自重濕陷性黃土、欠固結土、液化土層進入相對較硬土層時;
2 樁周存在軟弱土層,鄰近樁側地面承受局部較大的長期荷載,或地面大面積堆載(包括填土)時;
3 由于降低地下水位,使樁周土有效應力增大,并產生顯著壓縮沉降時。
【條文解析】
本文為樁基設計時應該考慮樁側負摩阻力的使用條件。當樁周土層產生的沉降超過基樁的沉降時,應考慮樁側負摩阻力對樁基承載力和變形的影響??紤]樁側負摩阻力時,基樁承載力應滿足設計要求;考慮樁側負摩阻力的樁基沉降量應滿足設計要求。
5.5.1 建筑樁基沉降變形計算值不應大于樁基沉降變形允許值。
5.5.4 建筑樁基沉降變形允許值,應按表5.5.4規定采用。
表5.5.4 建筑樁基沉降變形允許值

注:l0為相鄰柱(墻)二測點間距離,Hg為自室外地面算起的建筑物高度(m)。
【條文解析】
根據《建筑樁基技術規范》JGJ94—2008第5.5.2條和第5.5.3條的規定:
1)樁基沉降變形可用下列指標表示:
①沉降量;
②沉降差;
③整體傾料——建筑物樁基礎傾料方向兩端點的沉降差與其距離之比值;
④局部傾料——墻下條形承臺沿縱向某一長度范圍內樁基礎兩點的沉降差與其距離之比值。
2)計算樁基沉降變形時,樁基變形指標應按下列規定選用:
①由于土層厚度與性質不均勻、荷載差異、體形復雜、相互影響等因素引起的地基沉降變形,對于砌體承重結構應由局部傾抖控制;
②對于多層或高層建筑和高聳結構應由整體傾料值控制;
③當其結構為框架、框架-剪力墻、框架-核心筒結構時,尚應控制柱(墻)之間的差異沉降。
5.9.6 樁基承臺厚度應滿足柱(墻)對承臺的沖切和基樁對承臺的沖切承載力要求。
5.9.9 柱(墻)下樁基承臺,應分別對柱(墻)邊、變階處和樁邊連線形成的貫通承臺的斜截面的受剪承載力進行驗算。當承臺懸挑邊有多排基樁形成多個斜截面時,應對每個斜截面的受剪承載力進行驗算。
【條文解析】
以上兩條對樁基承臺厚度應滿足的要求和柱(墻)下樁基承臺抖截面的受剪承載力計算作出規定。由于剪切破壞面通常發生在柱邊(墻邊)與樁邊連線形成的貫通承臺的料截面處,因而受剪計算料截面取在柱邊處。當柱(墻)承臺懸挑邊有多排基樁時,應對多個料截面的受剪承載力進行計算。
5.9.15 對于柱下樁基,當承臺混凝土強度等級處于柱或樁的混凝土強度等級時,應驗算柱下或樁上承臺的局部受壓承載力。
【條文解析】
承臺混凝土強度等級低于柱或樁的混凝土強度等級時,應按現行《混凝土結構設計規范》GB 50010—2010的規定驗算柱下或樁頂承臺的局部受壓承載力,避免承臺發生局部受壓破壞。
《濕陷性黃土地區建筑規范》GB 50025—2004
5.7.2 在濕陷性黃土場地采用樁基礎,樁端必須穿透濕陷性黃土層,并應符合下列要求:
1 在非自重濕陷性黃土場地,樁端應支承在壓縮性較低的非濕陷性黃土層中;
2 在自重濕陷性黃土場地,樁端應支承在可靠的巖(或土)層中。
【條文解析】
在濕陷性黃土場地樁周浸水后,樁身尚有一定的正摩擦力,在充分發揮并利用樁周正摩擦力的前提下,要求樁端支承在壓縮性較低的非濕陷性黃土層中。
自重濕陷性黃土場地建筑物地基浸水后,樁周土可能產生負摩擦力,為了避免由此產生下拉力,使樁的軸向力加大而產生較大沉降,樁端必須支承在可靠的持力層中。樁底端應坐落在基巖上,采用端承樁;或樁底端坐落在卵石、密實的砂類土和飽和狀態下液性指數IL<0的硬黏性土層上,采用以端承力為主的摩擦端承樁。
除此之外,對于混凝土灌注樁縱向受力鋼筋的配置長度,雖然在規范中沒有提出明確要求,但在設計中應有所考慮。對于在非自重濕陷性黃土層中的樁,雖然不會產生較大的負摩擦力,但一經浸水樁周土可能變軟或產生一定量的負摩擦力,對樁產生不利影響。因此,建議樁的縱向鋼筋除應自樁頂按1/3樁長配置外,配筋長度尚應超過濕陷性黃土層的厚度;對于在自重濕陷性黃土層中的端承樁,由于樁側可能承受較大的負摩擦力,中性點截面處的軸向壓力往往大于樁頂,全樁長的軸向壓力均較大。因此,建議樁身縱向鋼筋應通長配置。
《載體樁設計規程》JGJ 135—2007
4.5.1 對于下列建筑物的載體樁基應進行沉降計算:
1 建筑樁基設計等級為甲級的載體樁基;
2 體形復雜、負荷不均勻或樁端以下存在軟弱下臥層的設計等級為乙級的載體樁基;
3 地基條件復雜、對沉降要求嚴格的載體樁基。
4.5.4 建筑物載體樁基沉降變形計算值不應大于建筑物樁基沉降變形允許值。
【條文解析】
載體樁是指由混凝土樁身和載體構成的樁。原復合載體夯擴樁簡稱復合載體樁,現稱載體樁。施工時采用柱錘夯擊,護筒跟進成孔,達到設計標高后,柱錘夯出護筒底一定深度,再分批向孔內投入填充料,用柱錘反復夯實,達到設計要求后再填入混凝土夯實,形成載體,然后再執行下鋼筋籠、澆注混凝土、振搗、養護等工序形成混凝土樁身。從受力原理分析,混凝土樁身相當于傳力桿,載體相當于無筋擴展基礎。根據樁身混凝土的施工方法、施工材料及受力條件等的不同,載體樁有現澆鋼筋混凝土樁身載體樁、素混凝土樁身載體樁和預制樁身載體樁。載體樁著重研究載體的受力,其核心為土體密實,承載力主要源于載體。
- GB 50049-2011 小型火力發電廠設計規范
- GB/T 50596-2010 雨水集蓄利用工程技術規范
- GB 50193-93 二氧化碳滅火系統設計規范(2010年版)
- GB 50601-2010 建筑物防雷工程施工與質量驗收規范
- GB 50275-2010 風機、壓縮機、泵安裝工程施工及驗收規范
- GB 50453-2008 石油化工建(構)筑物抗震設防分類標準
- GB 51049-2014 電氣裝置安裝工程串聯電容器補償裝置施工及驗收規范
- GB 50054-2011 低壓配電設計規范
- GB 50598-2010 水泥原料礦山工程設計規范
- GB 50461-2008 石油化工靜設備安裝工程施工質量驗收規范
- T/CCUA 002-2019 數據中心基礎設施運維服務能力評價
- GB 50197-2015 煤炭工業露天礦設計規范
- CECS 221:2012 疊壓供水技術規程
- GB 50955-2013 石灰石礦山工程勘察技術規范
- GB 50172-2012 電氣裝置安裝工程 蓄電池施工及驗收規范