【正文】 2 :1 11 樁 筏 滿堂布置 3 . 0 ~ 3 . 5 3 . 0 8 :2 . 2 5 :1 1 . 4 3 :1 1 . 0 5 :1 0 . 4 6 :1 注： Pc、 Pe、 Pi和 Pav為角樁、邊樁、內部樁和平均的樁頂荷載 變樁距、變樁徑或變樁長 都可以達到變剛度的目的 變剛度調平概念設計 ? 變剛度調平概念設計的目的為了減小差異變形、降低承臺內力和上部結構次應力，以節(jié)約資源，提高建筑物使用壽命，確保正常使用功能。 ? 對于主群樓連體建筑，當高層主體采用樁基時，裙房（含純地下室）的地基或樁基的剛度宜相對弱化，可采用天然地基、復合地基、疏樁或短樁基礎； ? 對于框架－核心筒結構高層建筑樁基，應加強核心筒區(qū)域樁基剛度（如適當增加樁長、樁徑、樁數、采用后注漿等措施），適當弱化核心筒外圍樁基剛度； ? 對于框架－核心筒結構高層建筑天然地基滿足要求的情況下，宜于核心筒區(qū)域設置增強剛度、減小沉降的摩擦型樁； ? 對于大體量筒倉、儲罐的摩擦型樁基，宜按內強外弱原則布樁； 軟土地基減沉復合疏樁基礎 ? 軟土地基上多層建筑，地基承載力基本滿足要求時，以減小沉降為目的，可設置穿越軟土層進入相對較好的疏布摩擦樁型，由樁和樁間土共同分擔荷載，稱為減沉復合疏樁基礎。 減沉復合疏樁基礎設計原則 ? 一是樁和樁間土在受荷變形過程中始終確保兩者共同分擔荷載； ? 樁端的變形條件 ? 二是樁距大于 5～ 6倍樁徑。 ? 隨著樁距的增大，群樁中基樁的承載性狀逐漸趨近于單樁。 050 10 20 5030 40單樁2015q (kPa)10sSa=3dSa=6dSa=4dS(mm) 0204060801001201400 200 400 600 800 1000 1200Q(kN)S(mm)復合樁基單樁天然地基 ?復合樁基的試驗 01002003004005006007008000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2022承臺上總荷載( k N )樁頂反力(kN) ?塑性樁的性狀 0 1 2 3Q /Q uQp/Qu實例一實例二Qp= p = Q u 　　 ? 當承臺上的荷載小于單樁極限承載力時（ u）， 樁分擔的荷載 Qp會逐漸接近 Q；當承臺上的荷載接近達到或超過單樁極限承載力時（ Q≥Qu ）， 樁分擔的荷載 Qp會逐漸接近并保持在 Qu左右。 ? 確定承臺底面積和樁數 ? ?－承臺面積控制系數，取大于等于 aakckkakkkRAfGFnfGFA??????? ? 沉降計算： ? s0－ 承臺底附加應力產生中點的沉降； ? ssp －樁土相互作用產生的中點沉降； ? qsu－ 厚度加權平均的樁側摩阻力： ? ?p－ 刺入變形影響系數，砂土 ，粉土 ，粘土 ? ?AnRFpdsdEqsEzzpssssapassuspmi siiiiisp??????????????????????021110002804 ? 樁側阻力引起樁周土的沉降，按樁側剪切位移法計算； ? 樁周碟形位移體積： ? 再除以環(huán)形面積后得沉降公式 ? ??mrrmsrsp rrGrrdGrw ln0000 ?? ?????? ???? ??44ln22ln 202020220220rrrrrGrd r drrrGrV mmsrrmsspm ????? s0 ssp ? 疏樁基礎的沉降由兩部分構成； ? 樁端下土層，由承臺底面的壓力產生的壓縮變形，按實體基礎假定計算 s0 ； ? 樁身部分，樁身壓縮加刺入變形與樁土相互作用產生的土體壓縮變形應當是相等的； ? 由于刺入變形難以計算，故規(guī)范計算樁土相互作用產生的土體壓縮變形 ssp 。 原型觀測的結果 樁土荷載分擔比隨總荷載變化0 . 0 00 . 1 00 . 2 00 . 3 00 . 4 00 . 5 00 . 6 00 . 7 00 . 8 0 0 . 8 0 1 . 2 0實測荷載/ 最終荷載荷載分擔比土分擔比樁分擔比 樁頂反力的分布 樁頂反力橫斷面分布0501001502002503003504000 2 4 6 8 10 12到建筑物南側距離 （ m ）樁頂反力（kN）一層三層四層五層七層竣工一個月竣工兩個半月竣工四個半月 復合樁基與純樁基的樁分擔比 兩幢建筑物樁荷載分擔 比隨總荷載變化對比0 . 0 00 . 2 00 . 4 00 . 6 00 . 8 01 . 0 01 . 2 00 . 0 0 0 . 4 0 0 . 8 0 荷載/ 最終荷載樁荷載分擔比8 號樓1 6 號樓 復合樁基與純樁基的承臺分擔比 兩幢建筑物土體荷載分擔比隨總荷載水平變化對比0 . 0 0 0 . 2 0 0 . 4 0 0 . 6 0 0 . 8 0 1 . 0 0 1 . 2 0荷載/ 最終荷載土體荷載分擔比8 號樓1 6 號樓 樁基結構的耐久性 ? 結構的耐久性 ? 在設計確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，結構構件在規(guī)定的期限內保持其適用性和安全性的能力。 ? 設計使用年限 ? 在設計確定的環(huán)境作用和維修、使用條件下，作為結構耐久性設計依據并具有一定保證率的目標使用年限。 環(huán)境類別 混凝土 結構 的 環(huán)境 類別 環(huán)境 類別 條 件 一 室 內 正常 環(huán)境 a 室 內 潮濕 環(huán)境 ； 非 嚴 寒 和 非 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無 侵蝕 性的 水 或 土 直接 接觸 的 環(huán)境 二 b 嚴 寒 和 寒冷 地區(qū) 的 露天 環(huán)境 、 與 無 侵蝕 性 的 水 或 土 直接 接觸 的環(huán)境 三 使用 除 冰 鹽 的 環(huán)境 ； 嚴寒 和 寒冷 地區(qū) 冬季 水位 變動 的 環(huán)境 ； 濱海 室 外 環(huán)境 四 海水 環(huán)境 五 受 人為 或 自然 的 侵蝕 性 物質 影響 的 環(huán)境 影響混凝土耐久性的機理分析 ? 二類環(huán)境： ? 主要指碳化引起的鋼筋銹蝕環(huán)境，不存在凍融和鹽、酸等化學物質的作用，主要考慮的環(huán)境因素是濕度、溫度和 CO2與 O2的供給程度。 ? 如果相對濕度較高，混凝土始終處于濕潤的飽水狀態(tài)，則空氣中的 CO2難以擴散到混凝土體內，碳化就不能進行或非常緩慢地進行。 ? 如果相對濕度很低，混凝土比較干燥，雖然 CO2能夠比較順利地通過孔隙向混凝土內部遷移，但混凝土因缺水而缺少氫氧化鈣，這是發(fā)生碳化反應的必要物質，故碳化很難進行。 ? 鋼筋銹蝕是一種電化學過程，要求混凝土有一定的電導率。當混凝土內部的相對濕度低于 70％時，碳化引起的鋼筋銹蝕就會因混凝土的電導率太低而很難進行。 ? 鋼筋銹蝕的電化學過程需要有水和 O2的參與。當混凝土處于水下或接近飽和時， O2難以擴散到鋼筋的表面，銹蝕因缺氧而難以發(fā)生。 ? 所以，最易發(fā)生鋼筋碳化銹蝕的環(huán)境是干濕交替，在這種環(huán)境條件下，我國現行混凝土設計規(guī)范所規(guī)定的保護層最小厚度和最大水膠比，都難以滿足設計使用年限 50年的適用性要求。 ? 低水膠比的混凝土保護層甚為密實，水、 CO2與 O2都不易從混凝土表面滲透或擴散到內部，內部的混凝土也處于比較干燥的狀態(tài)，相應的電導率比較低，所以能有效地保護鋼筋免受銹蝕。 設計使用年限 50年的樁基結構混凝土耐久性要求 二 類 和 三 類 環(huán)境 樁基 結構 混凝土 耐久性 的 基本 要求 環(huán)境 類別 最大 水灰比 最小 水泥 用量 （ kg/ m3） 最低 混凝土強度 等級 最大 氯 離子含量 ( % ) 最大 堿 含量 （ kg/ m3） a 250 C 25 二 b 275 C 30 三 300 C 30 注 ： ① 氯 離子 含量 指 其 與 水泥 用量 的 百分率 ； ② 預應力 構件 混凝土 中 最大 氯 離子 含量 為 0. 06 ％ ， 最小 水泥 用量 為 300 ， 最低 強度 等級應 按 表 中 規(guī)定 提高 兩個 等級 ； ③ 當 混凝土 中 摻入 活 性 摻合 料 或 能 提高 耐久性 的 外 加 劑 時 ， 可 適當 降低 最小 水泥 用量 ； ④ 當 使用 非 堿 活 性 骨料 時 ， 對 混凝土 中 堿 含量 不 作 限制 ； ⑤ 當 有 可靠 工程 經驗 時 ， 表 中 最低 混凝土 強度 等級 可 降低 一個 等級 。 樁身裂縫控制 樁身 裂縫 控制 等級 及 最大 裂縫 寬度 限值 鋼筋混凝土 樁 預應力 混凝土 樁 環(huán)境 類別 裂縫 控制 等級 裂縫 最小 寬度( mm ) 裂縫 控制 等級 a 三 ( ) 三 二 b 三 二 三 三 一 注 ： ① 對于 水 、 土 為 強 腐蝕性 時 ， 裂縫 控制 等級 應 提高 一 級 ； ② 對于 二 a 類 環(huán)境 ， 長年 位于 地下水位 以下 的 基樁 ， 其 最大 裂縫 寬度 限值 可 采用 括 號 中 的 數值 ； ③ 預應力 管樁 抗 拔 時 ， 樁身 裂縫 控制 等級 應 為 一 級 。 單樁承載力和樁基沉降計算的討論 ? 比較兩本主要的地基基礎規(guī)范： ? 《建筑地基基礎設計規(guī)范》 ? 《建筑樁基技術規(guī)范》 樁基礎的承載力 ? 單樁承載力的確定是樁基設計的重要內容，而要正確地確定單樁承載力又必須了解樁－土體系的荷載傳遞，包括樁側摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮性狀與破壞機理。 ? 單樁承載力同時還需滿足樁身強度的要求。 ?單樁豎向承載力 ? 確定單樁豎向承載力是樁基勘察的最主要的內容，單樁豎向承載力是樁基設計的重要設計參數。單樁豎向承載力是指單樁所具有的承受豎向荷載的能力，其最大的承載能力稱為單樁極限承載力，可由單樁豎向靜載荷試驗測定，也可用其它的方法（如規(guī)范經驗參數法、靜力觸探法等）估算。 ? 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 規(guī)定 ， 初步設計時單樁豎向承載力特征值可按下式估算： ? 式中 Ra－ 單樁豎向承載力特征值； ? qpa、 qsia－ 樁端阻力 、 樁側阻力特征值 ，由當地靜載荷試驗結果統(tǒng)計分析算得； ? Ap－ 樁底端橫截面面積； ? up－ 樁身周邊長度； ? li－ 第 i層巖土厚度 。 ??? is i apppaa lquAqR ? 《 建筑樁基技術規(guī)范 》 規(guī)定 ， 單樁豎向承載力特征值應由下式確定： ? 式中 Quk－ 單樁極限承載力標準值； ? K－ 安全系數 ， 取 K＝ 2； ? ?? ppkis i kuk AqlquQ 比較的結論 ? 1） 單樁承載力的特征值 ， 就是取安全系數為 2的單樁容許承載力； ? 2） 按照 《 建筑樁基技術規(guī)范 》 的術語和符號規(guī)定 ， 對單樁的端阻力和側阻力 ，只定義力單樁極限端阻力標準值和單樁極限側阻力標準值 ， 不定義樁端阻力和樁側阻力的特征值； ? 3） 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 在其術語和符號的規(guī)定中沒有定義樁端阻力和樁側阻力的特征值的條文 ， 但規(guī)定了樁端阻力和樁側阻力特征值是由靜載荷試驗結果統(tǒng)計分析得到的； ? 5） 根據 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 附錄Q中的規(guī)定： “ 將單樁極限承載力除以安全系數 2， 為單樁豎向承載力特征值Ra”； ? 6） 由此可見 ， 《 建筑地基基礎設計規(guī)范 》 實際上規(guī)定了樁端阻力特征值 、 樁側阻力的特征值與樁的極限端阻力標準值及樁的極限側阻力標準值之間存在下列的