南京地区建筑地基基础设计规范(9.15)-第九章桩基础设计修订

《南京地区建筑地基基础设计规范》第九章桩基础设计主要修订内容1.在正式条文列出软弱粘性土地基桩基平面布桩系数（9.1.2）2.后注浆灌注桩单桩承载力特征值估算公式（9.2.3-3）（9.2.3-4）3.粉土、砂土地基预制桩单桩承载力特征值估算公式（9.2.3-5）4.地下室抗浮验算（9.2.4-1）式与抗浮桩数量确定（9.2.4-2）5.嵌岩桩单桩竖向承载力特征值修订6.桩身混凝土强度工作条件系数ψc的修订（表9.2.5）7.将锚杆静压桩列入规范正式条文。《南京地区建筑地基基础设计规范》第九章桩基础设计修订介绍•9.1.2布桩原则•桩的中心距：表9.1.2-1是桩的最小中心距，对于群桩、挤土桩，桩中心距需适当加大，考虑桩上共同工作的桩基础，桩中心距宜大于5d。•桩基布置宜使桩基础承载力合力点与竖向永久荷载和力点重合，并使桩基础在受剪力与弯矩组合作用下满足承载力和抗倾覆要求。•桩基形式：柱下集中布桩的独立承台，沿墙下布桩的条形承台满堂布桩的筏板承台。•同一结构单元宜避免采用导致沉降差异的不同桩型•布桩平面系数a=nAp/A是为防止布桩过密对建筑场地以及周围环境产生不利影响，表9.1.2-3。•9.2单桩承载力确定•9.2.1群桩中单桩桩顶竖向力应按下列公式计算：•轴心竖向力作用Qk=（Fk＋Gk）/n（9.2.1-1）•偏心竖向力作用Qik=（Fk＋Gk）/n±Mxkyi/∑yi2±Mxkxi/∑xi2（9.2.1-2）•水平力作用下Hik=Hk/n（9.2.1-3）•9.2.2单桩承载力应符合下列表达式•1.轴心竖向作用下Qk≤Ra（9.2.2-1）•2.偏心竖向作用下Qikmax≤1.2Ra（9.2.2-2）•注意：《建筑抗震设计规范》GB50011-2001第4.4.2条：“单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值，可均比非抗震设计时提高25%。”•9.2.3单桩竖向承载力特征值的确定•1.甲级、乙级基础单桩竖向承载力应通过作静载试桩确定。•2.丙级桩基础可按（9.2.3-1）及（9.2.3-2）估算。抗压桩Ra=qpaAp＋Up∑qsiaLi（9.2.3-1）抗拔桩Ra=Up∑λiqsiaLi（9.2.3-2）•3.后注浆灌注桩摩擦型桩Ra=qpaβp＋Up∑qsiaLiβs（9.2.3-3）端承型桩Ra=qpaApβp（9.2.3-4）粘性土、细砂中砂、砾砂、卵石βB1.15～1.351.25～1.60βS1.15～1.401.25～1.604.粉土、砂土地预制桩用单桥静力触探资料确定单桩承载力的估算公式原南京地基基础规范采用的是JGJ94-94规程公式：Quk=U∑qsikLi＋αbPsbAp，其中qsik由以下曲线确定•对于粉土、砂土地基用单桥静探值（Ps）估算单桩承载力与常规的参数法公式（9.2.3-3）相比，单桩承载力增大较多，很多的静载试桩资料表明，Ps值法估算结果较接近静载试桩结果。随着近几年来预制管桩大量运用，我们发现当砂层较密实且较厚时，运用原规范Ps值法公式估算结果偏高。•同济大学蔡建[《建筑结构》（2004年第5期“南通地区静压桩单桩承载力分析计算”）在《JGJ94-94》(5.2.6-1)的基础上引入地区经验系数m1，m2得出适用于南通地区地区粉土、粉砂层基桩承载力计算的经验公式：•QUK＝QSK＋QPK＝m1u∑PsiLi＋m2PSKAP＝0.014u∑PsiLi＋0.68PSKAP该公式估算值与南通地区44根桩的单桩静载荷试验实测值进行对比，符合程度较好。•南京地基基础规范桩基修订过程中搜集了100多根静载试桩数据，对照地质勘查报告分别采用参数法、《JGJ94-94》Ps值法以及蔡建公式进行对比计算，总的情况是对于粉土,砂性土地基上的短桩(桩长小于20m)，蔡建公式值比方法二估算值高,比方法一估算值低，大多数情况下更接近静载试桩结果。•对南京地区100多根静载试桩对比计算时，发现一些工程的试桩用蔡建公式估算值比静载试桩结果高出很多，如卢龙山庄、四季仁恒、江苏科学历史文化中心、欧洲城、芝兰斋、紫金大厦、东城国际等工程的试桩。后经分析，这些工程的试桩都较长，且穿越的砂层密实性较高，桩周单桥静探比贯入阻力沿桩长的加权平均值都在3Mpa以上，经过统计、归纳、引入桩周摩阻力调整系数m，经与静载试桩数据进行对比，符合程度较好。中密以上砂层较厚的场地，采用本式估算的结果与试桩资料的差异减小了。•式（9.2.3-5）的源头公式是《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）的公式（5.2.6-1），运用式（9.2.3-5）须注意：•采用静压法施工的预制桩承载力估算时，各土层的摩阻力按该层的Ps计算；•计算桩周摩阻力时，各土层的Psi≥5.0Mpa时取Psi=5.0MPa；•在同时具备两个条件时，才启用桩周摩阻力调整系数m，即桩长大于30m，单桥静探比贯入阻力加权平均值大于3.2MPa，否则不予调整，取m＝1.0；•式（9.2.3-5）采用的Psp实质是对桩端处静力触探比贯入阻力大于10.0MPa的情况进行折减；•式（9.2.3-5）来源于《建筑桩基技术规范》JGJG94-94的公式（5.2.6-1）以及蔡建的经验公式。修正估算公式依据的是南通地区44根静载试桩与南京地区100根静载试桩，这144根试桩都是在粉土、砂土场地上，所以公式（9.2.3-5）适用于以粉土、砂土为主要土层的场地。当局部含有粘性土层时，采用本式得出的计算结果会偏小，但作为承载力估算，不会有太大影响，且偏于安全；对于以粘性土为主要土层的预制桩，目前搜集到的资料不够多，这方面工作还要继续做。•修订后的（9.2.3-5）式估算单桩承载力直接采用Ps值，不需查询qski-Ps曲线，运用方便。•5.嵌岩桩单桩竖向承载力特征值当上部结构传给桩基础的竖向荷载很大或建筑物对变形要求严格，且场地地基土层厚度不大时，嵌岩桩可获的显著的经济技术效益。嵌岩桩的单桩极限竖向承载力由土的极限侧阻力、嵌岩段极限侧阻力和桩端极限阻力三部分组成。南京地区嵌岩桩桩身应力量测资料表明，嵌岩桩的多力机制及荷载传递较为复杂，主要与桩的长径比、嵌岩深度和桩端沉渣厚度等因素有关。对于有足够嵌岩深度且桩的长径比大于20的嵌岩桩，其多力表现为类似摩擦型桩，其桩端阻力占其总承载力的百分比不超过20%，一般小于10%。土的侧阻力发挥也不同于一般概念的摩擦型桩，土的侧阻力表现有增大效应，其增长幅度可达20～50%以上。96根静载试桩对比计算汇总表•说明：•方法1:QUK＝Qsk+Qpk＝m∑qsikLi＋aPSkAPJGJ94-94(5.2.6-1)•方法2:Ra＝qpaAP＋mP∑qsiaLiGB50007-2002(8.5.5-1)•方法3:用于粉土﹑粉砂﹑细砂及中砂QUK＝0.014mm∑PsiLi＋0.68PSPAP桩号桩径x桩长(mm×m)桩持力层(深度)N(PS)试桩最大加载(对应沉降量)方法3(KN)方法2(KN)方法1(KN)卢龙山庄试1(J64)Ф500×34m粉细砂(3)23.6(10.811)3300KN338630455974试2(J62)Ф500×31.8m粉细砂(0.5)23.6(10.811)4180KN4070.936976698试3(J56Ф500×41粉细砂(3.8)23.6(10.811)2880(桩破坏)KN3915.236455339.5试4(JB10)Ф500×40.0粉细砂(6.5)23.6(10.811)3060KN3819.235226732试5(JB7)Ф600×28.2粉细砂(4.4)14.6(6.989)3240KN364124934924.696根静载试桩对比计算汇总表桩号桩径x桩长(mm×m)桩持力层(深度)N(PS)试桩最大加载(对应沉降量)方法3(KN)方法2(KN)方法1(KN)南京奥体建设公司办公楼试91(J17)Ф500×21.3m细砂(8m)20.08(7.4)2200(8.36)221016002866试192(J22)Ф500×18m细砂(1.6m)20.08(7.4)2200(7.89)1742.913222196试244(J19)Ф500×16.1m细砂(5m)20.08(7.4)2200(7.15)1706.812301991紫鑫中华试4(J42)□450×34.5细砂(2)22.4(10.81)3500(31.86)3485.932685388试5(J20)□450×34.5细砂(2)22.4(10.81)3500(15.16)3383.636186068桩号桩径x桩长(mm×m)桩持力层(深度)N(PS)试桩最大加载(对应沉降量)方法3(KN)方法2(KN)方法1(KN)新南京图书馆J5Ф500×20.20粉砂夹粉土(1.7)18.8(7.522)2628KN（桩头破坏）278315923116G8Ф500×20.00粉砂夹粉土(1.3)18.8(7.522)3100(27.1)262616033053.3G19Ф500×21.35粉砂夹粉土(2.35)18.8(7.522)2870(17.75)268016943229J11Ф500×21.1粉砂夹粉土(0.7)18.8(7.522)2610(22.84)2730.916563680J10Ф500×20.50粉砂夹粉土(1.2)18.8(7.522)3045(7.78)2704.516163138.5G6Ф500×22.25粉砂夹粉土(1.55)18.8(7.522)2900(15.17)3024.116523517.9G11Ф500×22.25粉砂夹粉土(2.15)18.8(7.522)3045(9.58)2873.217723460.9J4Ф500×22.25粉砂夹粉土(3.75)18.8(7.522)3045(15.42)3013.718083768J1Ф500×21.75粉砂夹粉土(1.65)18.8(7.522)3045(9.17)2745.317243249.5桩号桩径x桩长(mm×m)桩持力层(深度)N(PS)试桩最大加载(对应沉降量)方法3(KN)方法2(KN)方法1(KN)金陵世纪花园试1(G3)Ф600×54m中粗砂混卵砾石(1.4)24(16)4060(12.01)↓（再加一级就破坏）383172005878.2试2(G5)Ф600×53.5m中粗砂混卵砾石(1.037)24(16)4060(19.84)↓3845.670866450试3(G8)Ф600×52m中粗砂混卵砾石(1.147)24(16)4060(11.62)↓4000.970256695.8万和源静4(J25)Ф500×45②6粉细砂(3)27.6（10.4999）4000(23.46)，0（9.80)3988.633166415.4静6(J11)Ф500×45②5粉土~粉砂(8)20.3（8.426）4000(25.57)，0(5.31)39453218.36267.2静3(J21)Ф500×45②6粉细砂(1)27.6（10.4999）4000(24.69)，0（11.18)4128.83434.56484.8桩号桩径x桩长(mm×m)桩持力层(深度)N(PS)试桩最大加载(对应沉降量)方法3(KN)方法2(KN)方法1(KN)南京奥体建设公司A2小区试1(J33)Ф400×22粉砂～细沙(7.7)18.35(6.25)1600(9.07)↓1619.712682215试2(J7)Ф500×22粉砂～细沙(6)18.35(6.25)3120(16.63)↓2299.617923400试3(J4)Ф500×22粉砂～细沙(5.3)18.35(6.25)2600(11.27)↓2043.216062736试4(J11)Ф400×22粉砂～细沙(6.6)18.35(6.25)1800(9.71)↓1797.812102175试5(G13)Ф400×22粉砂～细沙(8.2)18.35(6.25)1800(9.56)↓170713602332试6(J1)Ф500×22粉砂