灌注桩桩身构造

百科   2024-12-02 17:47   福建  

      基桩纵筋应根据所受弯矩和轴压按压弯构件计算确定,基桩箍筋应按所受剪力计算。但当竖向承载力以土的支承阻力控制时,配筋则应按构造要求的最小配筋率确定。在竖向荷载作用下,内力计算简单可行;在水平作用下计算基桩内力,可按承台—地基土共同作用原理计算。

1、配筋率

      灌注桩的配筋与预制桩不同之处是无需考虑吊装、锤击沉桩等因素。正截面最小配筋率宜根据桩径确定,如Φ300mm桩,配6Φ10mm,As=471mm2g=As/A=0.67%;又如Φ2000mm桩,配16Φ22mm,As=6280mm2μg=As/A=0.2%。另外,从承受水平力的角度考虑,桩身受弯截面模量为桩径的3次方,配筋对水平抗力的贡献随桩径增大显著增大。从以上两方面考虑,规定正截面最小配筋率为0.2%~0.65%,大径取低值,小径取高值。此外,由于纵筋能有效提高桩身承载力,工程实践中,采用后注浆处理的基、嵌岩端承桩等基桩承载力常以桩身承载力控制时,可适当在桩顶一定范围提高配筋率至0.8%~1.0%,根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.8.2条计算身抗压承载力。抗拔桩应根据桩身承载力和控制裂缝宽度计算配筋量。按控制裂缝宽度计算值进行配筋时钢筋直径不宜过粗

      某些特殊工况下需要计算桩的压弯承载力,其配筋应按《混凝土结构设计规范》GB50010的规定计算,且不宜小于以上规定值。

      对于受水平荷载桩,其极限承载力受配筋率影响较大,主筋不应小于8Φ12,以保证受拉区主筋不少于 3Φ12。对于抗压桩和抗拔桩,为保证桩身钢筋笼的成型刚度以及桩身承载力的可靠性,主筋不应小于6Φ10;桩身直径d<400mm时,不应小于4Φ10

2、配筋长度

      关于配筋长度,主要考虑轴向荷载的传递特征、荷载性质、土层性质和地形地貌等因素

      (1)实际工程中的端承型桩,侧阻力分担荷载量较小,桩身压应力沿深度减小并不明显,这时应通长配筋对于桩长较大的摩擦端承桩,当基岩较深使身较长时,侧摩阻力分担荷载量较大,桩身压应力沿深度减小较为明显,这时可变截面配筋抗震设防区的嵌岩桩,从基岩到上覆土层刚度突变,在桩端也有应力集中,故配筋量不宜减少

      (2)位于坡地岸边的基桩,其配筋长度应考虑多项因素确定。在非抗震设防区,应根据土体整体滑移计算桩端进入潜在滑裂面以下足够深度,其纵筋长度也应与之对应;震害表明,坡地岸边建筑物,由于滑移性地裂致使桩基础破坏较为严重,为防止基桩截面断裂失效,因此规定纵筋应通长布置

      (3)非抗震设防区的摩擦型桩,因荷载主要由侧阻力分担,桩身内力沿深度近似直线减小,因此在 2/3桩长以下取消配筋仍能满足必要的安全度当受水平荷载(如风荷载、拱的水平推力等)时,配筋长度尚不应小于反弯点下限4.0/α(α为桩的水平变形系数)

      (4)对于抗震设防区的基桩,应在桩身弯、剪应力突变处加强纵筋和箍筋。从目前统计的资料来看,以下三个位置基桩震害较为严重:

      1)桩头部位;

      2)在液化土与非液化土界面处;

      3)软夹层和硬夹层的界面处。

      纵筋及箍筋在这些位置均需加强,且纵筋应进入稳定土层一定深度。

      (5)对于抗拔桩(如抗水浮力的基桩),应通长配筋;对于以竖向受压为主,只在使用过程中可能因风力、土的冻涨作用引起拔力的基桩,配筋长度应通过计算确定

      (6)软土地区多为先在地面成桩后开挖基坑,地基土回弹使基桩承受拉力,当其配筋长度不足时,可能被拉断,这在工程中是有发现的,因此纵筋应通长配置或超过软土层进入稳定土层一定深度
      (7)受负摩阻力的桩在中性点处承受最大压力,应对中性点截面验算配筋率,且纵筋应穿过软弱土层并进入稳定土层,深度不小于2~3倍桩身直径
3、箍筋配置
      (1)关于箍筋的配置,主要考虑三方面因素一是箍筋的受剪作用,对于地震设防地区,基桩桩顶要承受较大剪力和弯矩,在风载等水平力作用下也同样如此,故规定宜在顶5d范围筋适当加密;二是箍筋在轴压荷载下对混凝土起到约束加强作用,可大幅提高桩身受压承载力而桩顶部分荷载最大,故桩顶部位箍筋应适当加密;三是为控制钢筋笼的刚度
      (2)关于箍筋直径和间距。箍筋的最小直径不应小于6mm,根据径大小及抗剪要求在 6~12mm 范围调整桩顶加密区间距一般不大于100mm; 加密区范围一般取5d当桩长较短且直径大于1200mm时,基在地震作用下呈现刚性的特征,据统计,破坏主要集中在桩头1~2m范围内,因此箍筋加密区取3倍桩身直径即可,加密区以外的箍筋间距宜为200~300mm。为方便施工和改善受力,筋宜采用螺旋式
      (3)为加强钢筋笼刚度和便于钢筋笼加工制作及吊装,应每隔2m设一道直径为12~18mm的加劲箍,加劲箍应与纵筋焊接。
4、耐久性
      (1)基桩常年置于土中,大气环境变化对其影响很小;另外一般以受压为主,裂缝开展概率较低,这对基桩的耐久性极为有利。考虑到耐久性及施工因素,要求水下灌注桩的主筋混凝土保护层厚度不得小于50mm;干作业灌注桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于 35mm。
      (2)如果基桩用于抗拔同时又处于水位波动的土层中,其耐久性措施应适当加强,如采用后张预应力灌注桩或预应力空心桩,或增强配筋控制裂缝宽度
      (3)当水土介质对基桩具有中等或强腐蚀性(属于四类、五类环境)时,桩身混凝土最低强度等级、保护层厚度等应符合国家现行标准《港口工程混凝土结构设计规范》JTJ 267和《工业建筑防腐蚀设计标准》GB 50046的相关规定
      (4)为确保桩身纵筋保护层厚度,钢筋笼每隔2~3m应对称设置不少于4点定位器,定位器采用焊接砂浆滚轴式或钢板雪橇式,不宜采用绑扎式砂浆垫块




参考文献:
1、《建筑桩基技术规范应用手册》刘金砺等
2、《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)

土木风雨
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