JGJ171-2009 三岔双向挤扩灌注桩设计规程.pdf

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88%。实测与计算值之比的平均值为1.1628,标准差为0.1600, 变异系数为0.1376,具有95%保证率的置信区间为[0.8760, 1,42991。

图7三岔双向挤扩灌注桩极限承载力实测值与式 512.1简化的极限承裁力简值的比值频数分在

Qbk=ZqbikApdo 由式(3)可知单桩总极限侧阻力标准值Qk包含Qssk、Qbsk 和Qbsk3项,因Qbsk占Qsk的比例很小,故可忽略不计。因此, Qk为单桩全部桩身和桩根的总极限侧阻力标准值,其表达式为:

Qsk = uzqskl!

JC/T 2241-2014 预制混凝土检查井5.2桩基竖向抗拨承载力验算

5.2.1 桩基可能呈单桩拔出或者群桩整体拨出两种破坏模式

5.2.1桩基可能呈单桩拔出或者群桩整体拔出两种破坏模式

例1室外大比例尺模型桩竖向抗拔静载试验,桩身直径为 d一0.2m,桩长L=4.7m,承力盘直径为D=0.6m,承力盘位 于密实细砂土层中。桩顶上拔量为18mm时,实测承力盘的抗 拔极限端阻力约为180kN,总抗拔极限阻力大于318kN。如果 全长用直径为0.6m的破裂柱面计算侧阻力,与试验结果很接 近,亦即~7~8。由于承力盘的埋深小于5m,侧阻力均乘以 0.8的修正系数(表1)

以上范围采用 D=0. 6m计算侧阻力

例2北京官厅水库南岸风力发电场,基础采用三岔双向挤 扩灌注桩基础。桩周土层主要为承载力较高的粉土及粉质黏土, 在现场进行了单桩载荷试验,3根为抗拔试桩。桩长22m,桩身 直径700mm,在一9.7m和一19.4m处分别设置了两个承力盘, 直径为1500mm。3根桩(L1、L2、L3)在上拔荷载为2000kN 时的桩顶上拔量分别为9.23mm、9.10mm和9.86mm。其土上拨 荷载一桩顶上拔量曲线无陡降段,最后几级基本呈直线,经两种 方法外推其抗拨极限承载力接近于试验外推值。由于试验最后一 级的实际桩顶上拔量偏小,用双曲线外推的抗拔极限承载力也偏 小(表2)。

表2外推的抗拔极限承载力与估算结果比较

例3天津宁发花园东苑工程中进行了3根三岔双向挤扩灌 注桩的抗拨静载试验,桩周主要为粉质黏土,处于可塑到流塑状 态。分别编号为Tl,T2和T3。桩长25.5m,桩身直径650mm, 在一16.5m设置~个承力岔,在一20m和一24m处分别设置了 两个承力盘,设计盘径为1400mm,混凝土强度等级为C25。试 验外推结果与估算结果见表3,其中考虑桩的自重及三个承力盘 与其围的土体自重为482kN时,计算结果更符合抗拨极限承 载力试验外推值,

表3抗拔极限承载力比较

5.3单桩水平承载力计算

5.3.1影响三岔双向挤扩灌注桩水平承载力的因素除桩的抗弯 强度(它取决于桩身截面尺寸、承力盘或承力岔的位置与尺寸、 配筋情况及混凝土强度等)、桩顶允许位移和地基卡的物理力学 性能外,还有桩顶嵌固情况、承力盘(岔)与桩端的约束情况、 桩顶竖向荷载的大小以及承台的底面阻力和侧面抗力等。三岔双 向挤扩灌注桩是带有一个或多个扩径体的变截面桩,要按某一种 分析计算法较准确地确定其单桩水平承载力是困难的,故对于承 受水平荷载较大的设计等级为甲级的三岔双向挤扩灌注桩基,应

按水平静载试验确定其单桩水平承载力特征值。 根据设计要求,三岔双向挤扩灌注桩的水平静载试验可进行 桩顶自由的单桩试验,加竖向荷载的单桩试验及带承台的单桩或 多桩试验等。

表4泥浆护壁成孔三岔双向挤扩灌注桩桩身受压承载力计算与试验结果

注:1同一组试桩相同的情况,仅列出一根试桩的数

注:1同一组试桩相同的情况,仅列出一根试桩的数据!

2泥浆护壁成孔含正循环钻成孔、反循环钻成孔及旋挖(钻斗钻)成孔

表5干作业成孔三岔双向挤扩灌注桩桩身受压承载力计算与试验结果

注:于作业成孔含长螺旋钻成孔和旋挖(钻斗钻)成孔。

V≤ 0. 25f.A,

G表G.0.2中最大值,即qBk=qk=3300kPa;桩身混凝土强度 等级取最低值,即C25,f。=11900kPa。以下按相应于5种承力 盘(岔)设计直径的最大和最小承力盘高度的情况列表6和表7 进行抗剪验算。 1)承力盘抗剪验算 表6承力盘抗剪验算

承力盘(岔)抗剪验算结果表明,当主 桩身设计直径d、承力盘(岔)设计直径I 的规定时,可不进行承力盘(岔)的抗剪骑 2抗冲切验算 吉林大学钱永梅(2002)在博士学位计 的承力盘(相当于三岔双向挤扩灌注桩的为 题,主要论点如下: 1)基本假定 ①承力盘冲切破坏形态类似于斜拉码 坏,其所形成的圆台斜裂面与水平面大致成 45°倾角,是一种脆性破坏,如图8所示 ②桩顶外荷载属于轴心作用荷载; ③承力盘下的土为均质各问同性的。 2)冲切理论分析 参考混凝土独立基础冲切破坏理论,为 力盘在承受桩顶传来的荷载时,如果沿桩眉 边的承力盘高度不够,就会发生如图8所才 的由于冲切承载力不足的截面,呈圆台斜 面破坏,为了保证不发生冲切破坏,必须值 冲切面以外的地基反力所产生的冲切力F 不超过冲切面处混凝土的抗冲切能力,如图 8所示。 根据上述理论,承力盘高度需满足如门

根据上述理论,承力盘高度需满足如下条件

FL ≤ 0. 7ft: Lm ho

式(12)中采用承力盘公称直径以考冲切破坏的不利情 况,需要说明的是,式(12)是参考钱永梅博士学位论文中第 4.2章式(7)并最终经本规程编制组修正后得出的。 表8按相应于5种承力盘公称直径的最大和最小桩身设计直 径与承力盘高度的情况列表进行抗冲切验算。验算时gBk取最大 值,即qBk3300kPa;身混凝土强度等级敢最低值,即C25, f,=1270kPa。 承力盘抗冲切验算结果表明,当三岔双向挤扩灌注桩的桩身 设计直径d、承力盘公称直径D。和高度h符合附录C的规定时, 可不进行承力盘的抗冲切验算,进而也可推断可不进行承力岔的

表8承力盘抗冲切验算

5.5.2三岔双向挤扩灌注桩基是一种变截面灌注桩基础,其荷 载传递规律和沉降机理均不同于等截面灌注桩基础。鉴于其荷载 传递和沉降机理的复杂性,自前还不足以提出理论严密而文简便 易行的计算方法,只能采取以现行计算方法为基本依据,再根据 工程实践经验加以修正的办法来确定变截面灌注桩基的沉降量。 理论研究与工程实践证明,三岔双向挤扩灌注桩独特的施工工 艺和荷载传递规律决定其沉降必然小手等截面灌注桩基础的沉降: 1三岔双向挤扩灌注桩的荷载大部分通过承力盘的底面传 递给各持力土层,而各承力盘持力土层的压缩性均很低。 2由于三岔双缸双向液压挤扩装置的水平向强力挤压,各 承力盘腔底面土体明显压密,这有利于减小承力盘的沉降。 3承力盘腔的底面是向桩孔倾斜的坡面,水平倾斜角为 35°,这就使得钻孔泥渣无法存留,从而保证从受荷一开始承力 盘的支承刚度就能得以发挥;而底承力盘下面“桩根”的存在, 更可消除钻孔泥浆沉淀对沉降的影响,因此沉降很小。 4三岔双尚挤扩灌注桩的桩周应力和承力盘下端土中的应 力收敛较快,桩距较大,这就使得桩间士中的桩周应力互不重

表9三岔双向挤扩灌注桩工程实测沉降资料

表9中等截面灌注桩基础的相关性是指与岔双向挤扩灌注 进的地质条件类似和竖向抗压承载力相同的条件。以武汉伟业大 夏三岔挤扩灌注桩基础为例,观测天数为302d,实测沉降速率 已小于0.01mm/d,表示沉降已稳定。武汉地区的工程实践表 明,类似于伟业大厦的工程条件,若采用直径为620mm的等截 面灌注桩,则桩长需40m左右,并且桩端要入岩,其桩基础最 终沉降量将达到20~~30mm。 由此可见,本规程第5.5.2条是一种简化方法。其主要优点 是:与现行有关规范保持一致,并最大限度地利用了行业标准 《建筑桩基技术规范》JG94的成果;本规程建议的方法对于设 计人员来说十分熟悉,便于操作;同时基本符合三岔双尚挤扩灌 注桩基础的沉降规律。

5.5.3关于三岔双向挤扩灌注桩的桩身压缩量计算,本规利

1顶承力盘平面以上身的应力较高,桩顶荷载经过顶承 力盘分担以后,项承力盘平面以下桩身的应力大大减小,因此顶 承力盘平面以下桩身的压缩量较小: 2顶承力盘平面以下各段桩身的轴力和桩身应力很难确定 因此难以准确计算它们的压缩量; 3桩身的压缩是弹性变形,在结构封顶后即基本完成,对 建筑物后期的沉降,特别是不均匀沉降不产生明显影响,因此, 即使忽略微量的桩身压缩变形,也不会影响建筑物的沉降分析 结果。

5.5.4基于沉降观测的重要性和必要性,本条规定设

6.1.1现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量

6.2.3本条强调当有本地区相近条件的对比验证资料时,高应 变法可作为单桩竖向抗压承载力的验收检测的补充。

变法可作为单桩竖向抗压承载力的验收检测的补充

三岔双缸双向液压挤扩装置是通过液压动力推动与双向油缸 相连的内外活塞杆作大小相等方向相反的位移,带动三对等长挤 扩臂在桩身孔壁的设计部位土体中扩展和回收以形成承力岔腔或 承力盘腔的机械设备。 该装置在挤扩时上下挤扩臂表面与土体紧密接触,以夹角为 120°三方向水平挤压土体,使盘(岔)腔上下土体受到均衡压 力,土体扰动小,加之挤护臂外表面呈圆弧状,挤扩空腔顶壁王 本不易塌,盘(岔)腔成型效果好;此外,挤扩装置能准确与 桩孔轴心对中。

附录C三岔双缸双向液压挤扩装置

表中列出已研制开发出的5种型号兰岔双缸双向液压挤扩装 置的主要技术参数。表中承力盘(岔)的公称直径是指对应于挤 扩装置上下挤扩臂的夹角为70°时所形成的挤扩盘(岔)腔 直径。 考虑到承力盘(岔)的竖向部面形状的特点和保证一定的承 载安全度,承力盘(岔)设计直径略小于承力盘(岔)公称 直径。 三岔双向挤扩灌注桩的扩径率和扩大率列于表10

表10三岔双向挤扩灌注桩的扩径率和扩大率

由表10可知三岔双向挤扩灌注桩的扩径率工为1.70~ 2.58,扩径率Ⅱ为1.58~2.38,扩大率为1.51~4.64。扩径率 和扩天率的大小直接影响单桩总极限盘端阻力和单桩竖向抗压极 限承载力的大小。因此,合理地选择三岔双向挤扩灌注桩的尺寸 参数也是很重要的。 需要说明的是,本规程表C中三岔双缸双向液压挤扩装置 主要技术参数表是根据现行设备型号汇编而成。今后根据实际工 程需要,设备型号将会增加和变动。

附录 D承力盘腔直径检测器

D承力盘腔直径检测者

注:表中承力盘腔直径与落差的关系值在使用前应检查测定,才能保证量测准确。

附录E三岔双向挤扩灌注桩主要参数

计算承力盘和承力岔的工程量时应按表E中承力盘和承力 岔的公称体积VB和Vb取值。 承力盘公称体积VB可按下式计算:

+Da &h VBg=2.元 + 4

附录 F 单桩竖向抗压静载试验

F.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。本规程对惯用的维持荷载法作出技术 规定。 F.1.2对于三岔双向挤扩灌注桩的内力测试,可测定分层侧阻 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本条明确规定为设计提供依据的静载试验宜加载至破 坏,即试验应进行到能判定单桩极限承载力为止JT/T 1108.2-2017 公路路域植被恢复材料 第2部分:辅助材料, F.1.4本条规定的目的在于要保证工程桩有足够的安全储备。

F.2仪器设备及其安装

F.3.1本条是为使试桩具有代表性而提出的。 F.3.3本条是为保证静载试验能顺利进行而提出的。 F.3.6本条第1款规定三岔双向挤扩灌注桩总沉降量超过承力 盘设计直径的5%可终止加载,是根据三岔双向挤扩灌注桩承载 特性并经大量试桩的数据分析得出的

F.3.1本条是为使试桩具有代表性而提出的。

综合判定。 第F.5.1~F.5.3条的规定是基于上述结果得出的。 综合判定。 106

F.5.7为现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》

2003第4.4.4条的强制性规定

附录G三岔双向挤扩灌注桩的极限侧

G.0.1和表G.0.2中的值未区分十作业成孔和泥浆护壁成孔 统一按泥浆护壁成孔取值,这样对十作业成孔的三岔双向挤扩灌 注桩更偏于安全,待今后积累更多的于作业成孔三岔双向挤扩灌 注桩试验资料后,在进行本规程修订时再适当调整取值范围JTG/T 3310-2019 公路工程混凝土结构耐久性设计规范

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