地基基礎規範的理解與應用

2021-03-04 09:56:56 字數 4874 閱讀 6679

第二章地基相關規範的理解與應用

目前,有關地基基礎工程的規範眾多,有國家標準、行業標準、產品標準、地方標準,不完全統計,全國有關地基基礎的規範超過100本,且每年還在增加。如此多的規範,給工程技術人員提供了方便。如不能正確理解和使用,則可能帶來了一定的負擔,更可能出現應用錯誤。

本章介紹了規範應用中的一些注意事項。

注:建設部相應規範,設計人掌握好『度』(上海),保護好自己。

禁忌2.1不能整體把握相關的地基基礎規範

地基基礎相關規範是進行勘察、設計、施工、檢測的依據,一定要正確的理解和掌握,而不是簡單、教條摳表面文字,應從以下幾方面對規範進行理解:

1編制的目的

毋庸置疑,規範編制的最終目的是確保擬建工程的安全,不同的規範從不同的角度去實現。如各種勘察規範,通過具體規定來達到準確的描述擬建場地的水文地質情況、場地的均勻性等,為後續設計、施工提供準確的資料,即從勘察的角度來保證擬建築物安全的目的;各種地基基礎的設計規範通過對具體設計的規定、引數選取、具體計算規定等,從設計的角度來保證擬建築物的安全;施工規範的規定是通過對每種施工工藝的適用條件、施工控制要點等規定,使施工質量滿足設計要求,來保證擬建築物的安全;檢測規範通過相應的規定,如檢測數量、檢測要求、檢測標準等,使檢測盡可能體現整體的安全情況,確保擬建築物的安全。

確保擬建築物的安全和正常使用是規範編制的最終目的,規範的其它內容都是為實現此目的服務的。切記不能為滿足規範而滿足規範,而應為工程的安全合理利用規範。

2編制的原則和指導思想

編制原則和指導思想是規範的精髓,如《建築地基基礎設計規範》1.0.3條規定對編制原則和指導思想為「地基基礎設計,應堅持因地制宜、就地取材、保護環境和節約資源的原則;根據岩土工程勘察資料,綜合考慮結構型別、材料情況與施工條件等因素,精心設計」。

《建築樁基技術規範》1.0.3條也對編制原則和指導思想進行了類似的規定。

如將規範的原則和指導思想合理的應用到實際工程中,則是對規範最好的理解和應用。

3適用範圍

每一本規範都有其適用範圍,如《建築地基基礎設計規範》1.04條規定「建築地基基礎的設計除應符合本規範的規定外,尚應符合國家現行有關標準的規定。《建築基樁檢測技術規範》的1.

02條規定「本規範適用於建築工程基樁的承載力和樁身完整性檢測與評價」。因此,我們在選擇規範時,一定要了解其適用範圍。

一些產品標準做了更詳細的規定,如《預應力混凝土管樁》規定了預應力混凝土管樁的在高**設防烈度、

三、四場地條件的應用條件。(補充)

4和其它規範的關係

隨著專業分工的細化,一本規範不可能解決所在專業的所有問題,需要其它規範配合。如地基基礎設計中需考慮多本規範,如荷載、混凝土、抗震、耐久性等規範。

禁忌2.2不注重理解規範條文規定的目的和要解決的問題

規範的每條規定都是有一定目的和解決相關的問題,在使用規範時,應注意分析判斷。只有了解了條文規定的目的,才能正確合理的應用各種方法來實現規範的目的,避免出現規範規定了就能設計,規範沒規定就茫然無知,無從下手的情況,以利於提高設計水平。下通過幾個例子分析:

1 沉降後澆帶的設定

如《建築地基基礎設計規範》gb50007-2011中8.4.20條中第2條規定,「當高層與相連的裙房之間不設沉降縫時,宜在裙房一側設定用於控制沉降差的後澆帶,….

」,此規定目的是解決主裙樓差異沉降過大,避免造成裙樓部分基礎底板開裂。理解設沉降後澆帶的目的,在具體工程中,可根據規範規定的目的,正確處理有關沉降後澆帶問題,可從以下幾方面考慮:

1)主裙樓連體不是必設沉降後澆帶

從沉降後澆帶設定目的可看出,主裙樓連體不一定設定沉降後澆帶。如在主裙樓之間差異沉降很小,如主樓採用嵌巖樁、基礎埋深大附加壓力很小等情況,則沒有必要設沉降後澆帶。規範對應的用了『宜』字也說明這一點。

目前,主裙樓之間不設沉降後澆帶的工程案例很多,只要設計很好的處理好主裙樓之間的地基變形協調,就能考慮取消沉降後澆帶。對於施工來說,取消沉降後澆帶將給施工帶來很大的便利。本書第三章禁忌7介紹了一些設計方法。

2)沉降後澆帶不一定是解決差異沉降的最佳方法

如設計不合理或錯誤造成主樓沉降量大且穩定時間很長,則後澆帶也不一定解決問題,有可能造成後澆帶鋼筋的受拉屈服。也可能後澆帶不能按期澆築,影響建築物的正常交付使用。

3)後澆帶的澆築條件是主樓沉降基本穩定或後期沉降很小

沉降後澆帶澆築時,一般需沉降穩定,或經計算後期沉降不足以造成基礎底板或上部結構的開裂。一些設計人員常常在圖紙上寫明結構完工或建築物竣工後澆築沉降後澆帶,這是典型的沒有正確理解後澆帶設定目的和作用的,是可能出現工程問題。

2 坡地岸邊樁基設計原則

《建築樁基技術規範》jgj94-2008在3.4.5規定如下:

『3.4.5坡地、岸邊樁基的設計原則應符合下列規定:

1對建於坡地岸邊的樁基,不得將樁支承於邊坡潛在的滑動體上。樁端進入潛在滑裂面以下穩定巖土層內的深度,應能保證樁基的穩定;

2 建築樁基與邊坡應保持一定的水平距離;建築場地內的邊坡必須是安全穩定的邊坡,當有崩塌、滑坡等不良地質現象存在時,應按現行國家標準《建築邊坡工程技術規範》的規定進行整治,確保其穩定;

3新建坡地、岸邊樁基工程應與建築邊坡工程統一規劃,同步設計,合理確定施工順序;

4不宜採用擠土樁;』。

規範的以上規定,目的就是要避免建築在坡地、岸邊的樁基,由於滑坡或崩塌而破壞,進而造成整個建築物的破壞。規範從樁進入穩定岩層的深度、建築物距坡邊保持一定距離、坡應是穩定的、施工順序、成樁工藝等方面規定,實現坡穩定的目的。

在實際工程中,影響邊坡穩定的因素很多,對於規範沒有規定的,而會影響邊坡穩定的因素,如**、洪水、泥石流等,我們在具體設計中,也應給予考慮,以實現規範的目的。

對規範條文的閱讀,我們會發現其規定都是有目的。如樁基規範3.4.4條3條規定『當基岩面起伏很大且埋深較大時,宜採用摩擦型灌注樁。』,此條的目的,是避出現差異沉降。

3 框筒結構基礎筏板的規定

《建築地基基礎設計規範》gb50007-2011在8.4.1條有關高層建築筏形基礎規定如下:

『8.4.1 筏形基礎分為梁板式和平板式兩種型別,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。

框架-核心筒結構和筒中筒結構宜採用平板式筏形基礎。』

地基規範對於框架-核心筒結構和筒中筒結構,規定宜採用平板式筏形基礎。主要考慮框架-核心筒結構和筒中筒結構一般層數高、荷載大、荷載分布不均,基礎筏板容易出現整體撓曲。而平板式筏形基礎相對於梁筏、承臺基礎,抵抗整體撓曲的能力強,且由於截面均勻,不會出現應力分布不均的情況,避免基礎剛度變化處,如梁板交界、承臺和板交界處,出現裂縫。

規範規定的目的是增強整體性,避免由於整體撓曲和基礎剛度變化出現區域性開裂情況。

4 樁的分類的規定

《建築樁基技術規範》jgj94-2008中3.3.1條,對於基樁的分類如下:

『1 按承載性狀分類

1)摩擦型樁:

摩擦樁:在承載力能力極限狀態下,樁頂豎向荷載由樁側阻力承受,樁端阻力小到可忽略不計;

端承摩擦樁:在承載力能力極限狀態下,樁頂豎向荷載主要由樁側阻力承受。

2)端承型樁:

端承樁:在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載由樁端阻力承受,樁側阻力小到可忽略不計;

摩擦端承樁:在承載能力極限狀態下,樁頂豎向荷載主要由樁端阻力承受。』

樁基規範按承載力性狀分類的目的,是在規範後面樁的構造配筋、樁基豎向承載力計算中復合樁基的應用條件、樁負摩阻力計算的有關規定,根據承載力性狀分類不同而不同。

5 灌注樁鋼筋籠加勁箍的規定

《建築樁基技術規範》jgj94-2008中4.1.1條中4小條規定:

『當鋼筋籠子長度超過4m時,應每隔2m設一道直徑不小於12mm的焊接加勁箍筋,』。

對於規範的規定,應首先理解規範規定設加勁箍的目的。在工程中,加勁箍的作用主要有兩點:

1)鋼筋籠加工時,起到固定主筋的作用,對提高鋼筋籠子的質量和加工速度有很大作用;

2)對鋼筋籠子的抗彎剛度有很大影響,間距越小,抗彎剛度越大。加勁箍的作用類似於連續梁的支座,在相同截面情況下,支座間距越小,梁的抗彎剛度越大。當鋼筋籠較長、縱向鋼筋配置較低時,鋼筋籠在起吊過程中,由於鋼筋籠抗彎剛度低,常出現撓曲。

撓曲嚴重時,影響鋼筋籠的垂直度,造成向孔內置入困難,影響樁的質量。

注:注漿籠子不到底處理方法

禁忌2.3不注重理解具體規定所含的基本概念

規範條文的具體應用時應理解條文所包含的基本概念,這樣在規範條文沒有作具體規定時,可根據基本概念進行判斷,以下舉例說明。

1 大直徑樁的尺寸效應注:為什麼講這個?

如《建築樁基技術規範》jgj94-2008中5.3.6條對大直徑樁承載力計算時,規定應考慮尺寸效應,即對於大直徑樁(樁徑不小於800mm)和中小直徑樁相比,其最大的區別是極限側阻力標準值、極限端阻力標準值隨樁徑的增大而降低。

但規範表5.3.6-1沒有給出樁端為岩石時,樁的端阻力是否折減,相關條文也沒有說明。

很多設計人員對此不知如何處理。如能理解基本概念,則能幫助解決這樣的問題。樁側摩阻力和端阻力折減的基本概念是,樁成孔使樁側和樁端土受力狀態發生改變,造成孔壁土出現鬆弛變形,導致側阻力有所降低,成孔解除安裝造成孔底土的回彈,類似於深基坑的回彈,造成端阻力的降低。

這些不利影響都和樁徑有關,樁徑越大,不利影響越大。如了解此基本原理,技術人員就能很好的理解規範的具體規定,及規範沒做規定的情況下如何處理工程實際問題。以下就基本概念的應用做一些解釋:

1)承載力折減係數隨樁徑增大而增大

從概念上講,樁徑越大,樁側土和樁端土的鬆弛效應越大,承載力折減的越多。現行樁基規範5.3.

6-2規定,對於黏性土和粉土樁側摩阻力、端阻力的折減係數為(0.8/d)1/5和(0.8/d)1/4,從上式可看出,隨樁徑d和樁端直徑d的增大,承載力折減的越多。

規範的規定反映了以上基本概念。

2)土顆粒越大,折減係數越大

從概念分析,土顆粒越大,鬆弛效應越明顯,因此對於黏性土和粉土樁側摩阻力、端阻力的折減係數,應小於砂土和碎石土。樁基規範規定黏性土和粉土側阻力和端阻力的折減係數分別為(0.8/d)1/5和(0.

8/d)1/4,砂土和碎石土,樁側摩阻力、端阻力的折減係數為(0.8/d)1/3,規範的規定反映了上述概念。

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