基础及管桩设计1。
概述(1)基础设计的特点基础设计的难度远大于上部建筑,一是因为与土壤有牵连(以经验设计为主、规范为辅);二是因为规范许多计算公式的离散性较大;三是基础设计或施工出现缺陷时,补救的代价很大。
(2)各种规范局限性有关的基础设计规范有许多含糊不清地方,例如:承台侧向钢筋、承台最小配筋率、静压法沉桩、桩水平承载力、计算嵌固端等等。
国家及地方规范的缺陷都较多,国家规范难以包络和讲清各地实际地质情况和基础形式。
各地方无力编制本地规范,各地方成功的基础设计实例和经验都在私人的肚子里(比规范更重要)。
各地方规范之间差异较大,当地成功的基础设计的经验至关重要,外地项目做基础设计前,应对当地常用的基础形式的进行调研,实地调研内容有:设计、施工、检验。
(3)基础施工图出图的先行性质①基础施工图何时出图,一定要在设计进度表内单独写出。
②随时准备承担其它专业变更的风险、随时准备承担自己设计缺陷的风险。
(4)施工的难度①设计师自己要了解各种基础施工关键点,并在设计图纸中注明。
②当地施工单位的技术水平和承包形式。
(5)设计师的职责个人的设计时间和经验至关重要,不要做自己无把握的事(不要打肿脸充胖子)。
由自己判断:什么是原则性问题、什么是一般性问题。
2。
共用两种基础型式应注意事项2.1基础型式基础型式可以为两大类:(1)天然(复合地基)地基基础:扩展基础、柱下条基、筏形基础。
(2)桩基础:桩基、复合桩基、基桩、复合基桩。
地基承载力和桩端阻力是相差很大的。
什么是桩效应2.2 两种基础型式的共用扩展基础和桩基础、筏形基础和桩基础、人工挖孔灌注桩和人工挖孔灌注墩、管桩基础和大直径灌注桩基础等等。
同一种基础型式的持力土层差异较大时也可以属于两种基础,例如:桩基持力岩层分别为微、强风化岩时;扩展基础持力土层分别为粘性土和强风化岩时等等。
2.3 两种基础型式在施工场地的划界采用两种基础型式时,由于场地持力土层分界线的不确定性,使得两种基础型式的现场划界较困难、沉降后浇带的划界较困难。
施工配合工作量也较大(去施工现场踏勘次数和变更单次数均较多)。
2.4 两种基础型式的不均匀沉降规范给出的基础沉降量计算公式,其离散性较大,仅能作为概念设计的参考之一。
2.5 两种基础型式处理方法(1)基础选型分析时要考虑各不利因素,了解当地两种基础型式实例工程。
(2)应进行基础沉降量的计算(仅能作为概念设计的参考之一)。
(3)基底平均压力值的调整(基底面积加大、扩大头直径加大、管桩根数的放宽、等等)。
(4)柱下独立基础+防水底板、桩基+防水底板:底板下地基土直接承重后,底板可起筏形基础的部分作用。
(上海地区常见的桩筏基础)(5)预先采取适当措施避免采用两种基础型式。
例如:较软土采用换填碾压、搅拌桩复合地基等。
(6)设置沉降缝或沉降后浇带。
应尽量避免使用沉降缝。
筏形基础区域内采用沉降后浇带,要注意关注施工期间沉降后浇带处的沉降。
3。
桩基础3.1概述(1)广东地区常用的桩基:预应力管桩、人工挖孔灌注桩、机械成孔(扩底)灌注桩。
以上顺序也是经济性顺序,也是我们设计时应优先选择的顺序。
预应力管桩和人工挖孔灌注桩受条件限制,机械成孔灌注桩可用于任何情况(也是地勘单位在基础选型中常常首选推荐的)。
(2)桩承载力和桩身承载力桩承载力和桩身承载力的区别:桩承载力:当地的经验值;按规范的估算公式预估承载力及施工参数;单桩承载力试验值。
桩身承载力:桩身砼承载力和桩身纵向钢筋的承载力之和,灌注桩不考虑纵向钢筋的承载力。
任何情况下,桩身承载力≥桩承载力。
大直径的扩底灌注桩一般以桩身承载力作为控制值。
(3)桩直径分类(d-设计直径)小直径桩:d≤250mm;中等直径桩:250<d<800mm;大直径桩:d≥800mm。
3.2 桩基础设计依据(1)有关桩基础设计规范很多,包络全部设计规范的设计是很难实现的,事前要选定合适的规范。
(2)桩基选型论证会应作为设计依据。
(3)甲方的观点仅作为参考,不作为设计依据。
3.3 桩基础选型分析(今后项目均要有桩基础选型分析报告)(1)房屋框架柱最大轴压力值。
(2)预估桩承载力(抗压、抗拔):计算出最大有效桩长和最小有效桩长(要算出桩端持力土层最大和最小深度)。
(3)施工图中应摘录地质报告中不良地质现象,及对该桩基的不利影响和处理措施。
例如:中风化夹层和“孤石”对预应力管桩的影响;地下流沙层对挖孔桩的影响,“孤石”对钻孔桩影响等。
也是提醒施工单位提前制定好应对措施。
(4)桩选型的经济分析和施工工期分析;与地质报告建议桩型的比较。
(5)两种基础型式时,施工现场如何划界。
3.4 桩检测依据桩身质量及承载力的检测按什么标准执行,不必详细注明检测内容。
地下室未开挖时管桩在场地地面沉桩的注意事项:(1)送桩深度及送桩措施。
(2)土方开挖时避免碰撞管桩:应在桩位处插标志杆,且有专人在地面指挥,严禁铲钩碰撞基桩。
(3)桩基检测:在场地地面进行单桩承载力静载试验时应扣除地下室高度土侧阻力。
小应变的桩身质量检测必须待土方挖完及截桩后,在底板处进行小应变检测。
3.5 桩的水平承载力我们通常在民用建筑中采用的都是竖向承载力桩(即抗压桩、抗拔桩、抗压兼抗拔桩),不考虑桩的水平承载力和桩顶弯矩(规范要求把柱底弯矩换算为竖向力分配在桩顶。
)计算模型:桩顶与承台是铰接连接、承台水平面内刚度无穷大(即刚性承台)。
桩水平承载力承载力的检测困难和相当麻烦,常采用斜桩抵抗水平推力。
桩基设计时可不考虑水平承载力和桩顶弯矩,但是必须满足以下条件:(1)应保证承台本身在土中的实际埋深,承台顶面与室外地坪至少1米(注意:是室外地坪)。
(2)应保证承台侧面、底面和顶面的回填土质量,应采用好素土分层夯实,且压实系数不应小于0.94。
(3)应保证与承台相连的地下室底板下土层的质量,地下室底板下应清除扰动土层或淤泥质土,换填好素土或级配砂石分层密实,压实系数不应小于0.95(底板自承重)。
(4)应保证地下室外墙回填土质量的,应采用好素土分层夯实,且压实系数不应小于0.94。
4。
预应力砼管桩4.1 管桩的分类(1)国家建筑标准设计图集03SG409《预应力混凝土管桩》第2页:预应力高强砼管桩(代号PHC);预应力砼管桩(代号PC);预应力砼薄壁管桩(代号PTC)。
(2)管桩按承载性状分类摩擦桩(一般用于抗拔桩);端承摩擦桩(一般用于抗压桩、抗压兼抗拔桩)。
无论是静压法沉桩,还是锤击法沉桩,都存在挤土效应(有时要对周围环境有影响)。
(3)管桩优缺点①成桩速度快。
②一般常用直径的管桩,其竖向承载力和水平承载力不是很高。
③桩身砼强度极高和桩身质量有保证(因为是工厂加工),抗腐蚀能力较好(因为砼强度等级较高)。
④对场地地质条件有一定要求:可以穿越一般粘性土、稍密以下的砂类土、粉土;避免“筷子插进稀饭里”,即软土下马上是坚硬岩层。
对中密-密实的中间硬夹层或碎石土,对密实的砂土、硬粘土,均难以穿越。
设计中一般看土层的标贯值和土层厚度,标贯值30左右时沉桩困难。
⑤焊接接桩时焊接质量经常出问题;采用机械挖土时钩机容易碰撞管桩。
⑥受道路运输及桩基设备的限制,例如:地下室外墙的角桩(无论是静压法沉桩,还是锤击法沉桩)、边桩;静压法沉桩的桩基设备移动困难。
4.2 管桩的设计(1)管桩标注的图例各种桩直径桩的受力类型:抗压桩、抗拔桩、抗压兼抗拔桩。
尽量少用“抗压兼抗拔桩”,纯抗拔桩仅需要控制桩长(贯入度和终压条件可放宽)。
尽量用1:100的图纸画,否则管桩图例很难看清楚。
(2)桩型按管桩混凝土有效预压应力值和抗弯性能分为:A型、AB型、B型、C型,共四种。
广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程DBJ/T15-22-2008》第5.1.6-3条:建筑桩基设计等级为甲级时宜选用AB、B、C型;有腐蚀性时,应选用AB、B、C型。
(3)壁厚根据规范规定、管桩受力参数和沉桩难易程度,选择管桩壁厚。
沉桩困难时要选择壁厚较大的管桩和穿透力较强的钢桩尖。
(4)单桩承载力特征值如何确定单桩抗压承载力特征值和单桩抗拔承载力特征值:①当地普遍的经验值;②按规范的估算公式预估的承载力及预估的施工参数;单桩承载力试验值。
③通过单桩承载力试验,最终确定单桩各承载力特征值和施工参数。
(5)桩顶构造①截断桩身预应力钢筋的截桩,分为抗压桩、抗拔桩(抗压兼抗拔桩)。
②不截断桩身预应力钢筋的截桩,就一种桩顶构造,是因为保留了桩身预应力钢筋。
国标03SG409内有,升版后的10G409取消了。
③不截桩时(即保留桩套箍端板),为抗压桩(拔力较小时)。
④用于竖向抗拔静载法检测的桩顶构造,要加大插筋直径和灌孔深度。
先确定、后灌孔附注:国标与广东省标对于桩顶构造,有许多处是不同的。
(6)桩长要给出最大有效桩长和最小有效桩长的参考值。
选择最小有效桩长的管桩进行承载力静载试验(还要考虑最不利土层)。
(7)桩端持力土层要给出预估的桩端持力土层名称和入持力土层深度。
(8)管桩钢桩尖的选型管桩钢桩尖也是设计重要内容,有效桩长较短、持力层岩面较陡(≥30°)、有难穿透土层时,可选用尖底十字形钢桩尖(仅广东省标准中有)。
(9)各种桩的数量要按不同桩径、不同桩型、不同壁厚、不同受力情况,统计桩的数量。
一般情况时最好在平面图中标注顺序号。
4.3 管桩的施工(1)管桩的沉桩方法分为锤击法沉桩和静压法沉桩。
引孔沉桩(2)锤击法沉桩的施工参数(参考值)柴油锤型号、冲击体质量(t)、冲程(m)、控制贯入度(mm/10击)。
贯入度读数时,要控制每一锤的冲程高度。
(3)静压法沉桩的施工参数(参考值)终压力峰值、复压次数、复压总沉降量、终压时每次复压的稳定压桩时间。
要控制稳压时间。
(4)管桩的接桩方法焊接连接、法兰连接和机械连接(螺纹式、啮合式);常见:焊接连接和机械啮合连接。
桩焊接接头的质量不好是普遍的毛病,施工交底时要特别强调。
(5)管内填灌砼封底广东省标准《锤击式预应力混凝土管桩基础技术规程DBJ/T15-22-2008》第5.2.18条:管桩第一节施打(压)完毕后,立即往管内填灌C30细石砼封底,管内填灌细石砼封底高度2.0m。
(6)管桩桩身的防腐蚀①任何腐蚀性等级时,预应力砼管桩的砼强度等级不应低于C60,抗渗等级不应低于P10,钢筋的砼保护层厚度不应小于35mm(广东省是40);桩尖宜采用闭口型。
《工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-2008》第4.9.4-2条。
②腐蚀环境下,预应力砼管桩桩身的防护按《工业建筑防腐蚀设计规范GB50046-2008》表4.9.5执行(强条)。
2011-02-24试题1. “甲方看过图并且同意那样做”,此时设计师应如何处理。
对原则性问题应当仁不让;对一般性问题应有甲方书面确认文件。