5.2 桩基设计

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建筑与市政地基基础通用规范 GB55003-2021

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5.2.1 轴心竖向力作用下，桩基竖向承载力计算应符合下列规定：

1 作用效应的标准组合：

N_k≤R （5.2.1-1）

2 地震作用效应和作用效应的标准组合：

N_Ek≤1.25R （5.2.1-2）

式中：N_k——作用效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力（kN）；

N_Ek——地震作用效应和作用效应标准组合下，基桩或复合基桩的平均竖向力（kN）；

R——基桩或复合基桩竖向承载力特征值（kN）。

5.2.2 偏心竖向力作用下，桩基竖向承载力计算应符合下列规定：

1 作用效应的标准组合下，除应符合式（5.2.1-1）的要求外，尚应符合下式规定：

N_kmax≤1.2R （5.2.2-1）

2 地震作用效应和作用效应标准组合下，除应符合式（5.2.1-2）的要求外，尚应符合下式规定：

N_kmax≤1.5R （5.2.2-2）

式中：N_kmax——作用效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶最大竖向力（kN）；

N_Ek_max——地震作用效应和作用效应标准组合下，基桩或复合基桩的最大竖向力（kN）。

5.2.3 受水平荷载作用下，桩基水平承载力计算应符合下式规定：

H_ik≤R_h （5.2.3）

式中：H_ik一作用效应标准组合下，作用于基桩i桩顶处的水平力（kN）；
R_h——单桩基础或群桩中基桩的水平承载力特征值（kN）。

5.2.4 单桩竖向承载力特征值R。应按下式确定：

式中：Q_uk——单桩竖向极限承载力标准值（kN）；
K——安全系数。

5.2.5 单桩竖向极限承载力标准值应通过单桩静载荷试验确定。单桩竖向抗压静载荷试验应采用慢速维持荷载法。

5.2.6 承受水平力较大的桩基应进行水平承载力验算。单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载荷试验确定。

5.2.7 当桩基承受拔力时，应对桩基进行抗拔承载力验算。基桩的抗拔极限承载力应通过单桩竖向抗拔静载荷试验确定。

5.2.8 桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。
5.2.9 符合下列条件之一的桩基，当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时，在计算基桩承载力时应计入桩侧负摩阻力：

1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时；

2 桩周存在软弱土层，邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载，或地面大面积堆载（包括填土）时；

3 由于降低地下水位，使桩周土有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。

5.2.10 桩基沉降变形计算值不应大于桩基沉降变形允许值。桩基沉降变形允许值应根据上部结构对桩基沉降变形的适应能力和使用上的要求确定。

5.2.11 灌注桩的桩身混凝土强度等级不应低于C25；桩的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于50mm，腐蚀环境中桩的纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于55mm。

5.2.12 预制桩的桩身混凝土强度等级不应低于C30；预制桩的纵向受力钢筋混凝土保护层厚度不应小于45mm；预应力混凝土桩的钢筋混凝土保护层厚度不应小于35mm，地基处理和临时性建筑用预应力混凝土桩的钢筋保护层厚度不应小于25mm。

5.2.13 钢桩焊接接头应采用等强度连接。

条文说明

5.2.1～5.2.3 本三条为桩基承载能力极限状态设计的内容，采用综合安全系数设计法，以单桩承载能力为分析对象来描述桩基承载能力极限状态，桩基承载能力极限状态设计是桩基设计的主要内容。
5.2.4 本条规定了单桩竖向承载力特征值R_a的确定方法。
5.2.5 本条对单桩竖向极限承载力标准值的确定提出了要求。单桩竖向承载力检测的方法有多种，其中单桩竖向静载荷试验是这些方法中最可靠的方法，而作为一种标准试验方法，采用慢速维持荷载法进行的单桩竖向静载荷试验，已在我国沿用了半个多世纪，是桩基承载力设计参数获得的最可信试验方法。试验前，应编写有针对性的单桩承载力试验方案，对慢速维持荷载法分级加载所需的最少时间间隔和桩顶沉降相对稳定标准进行技术交底。
5.2.6 本条规定了承受水平力较大的桩基不仅应进行水平承载力验算，并且规定了单桩水平承载力特征值的确定原则。
5.2.7 本条规定了承受拔力的桩基不仅应进行抗拔承载力验算，并且规定了基桩的抗拔承载力极限承载力确定原则。
5.2.8 为避免基桩在受力过程中发生桩身强度破坏，桩基设计时应进行基桩的桩身混凝土强度验算，确保桩身混凝土强度满足桩的承载力要求。
5.2.9 本条规定了桩侧负摩阻力的确定原则。当桩周土层的竖向位移大于桩的沉降时，桩侧土对桩产生向下的摩擦力，此摩擦力称为负摩阻力。桩周土层沉降与桩身沉降相等的位置称为桩的中性点，此处既没有正摩阻力，也没有负摩阻力，是正摩阻力、负摩阻力的分界点。负摩阻力对于基桩而言是一种主动作用，等同于外荷载，对基桩的承载力和沉降都有影响，可使桩的承载力降低、沉降增大，影响桩基安全。
5.2.10 桩基沉降计算是桩基设计的一个重要组成部分。当桩基在荷载作用下产生过大的沉降时，不仅直接危及工程结构的安全，而且会影响人们正常生产生活，因此须对桩基沉降变形进行限定。不同的结构对桩基沉降的适应能力不同，因此，桩基沉降允许值应根据上部结构对桩基沉降的适应能力和使用上的要求确定。
桩基沉降变形计算值不应超过桩基沉降变形允许值，应结合地区经验进行桩基沉降变形计算。由于地基的不均匀性、荷载差异、上部结构体型复杂等因素引起的桩基沉降变形，对不同结构控制值不同。
5.2.11 灌注桩桩身混凝土的最低强度等级为C25，是根据工程结构设计工作年限和桩基所处环境类别等确定的。
5.2.12 预制桩桩身混凝土的最低强度等级为C30，除根据工程结构设计工作年限和桩基所处环境类别确定外，尚考虑了运输、吊装和沉桩作用的影响。本条中预制桩是指在工厂或施工现场预先制作的非预应力混凝土桩。
5.2.13 钢桩的焊接接头是钢桩的主要连接方式，钢桩接头的连接强度直接影响钢桩承载力，钢桩接头的连接强度不足必然降低钢桩承载力，影响结构安全。

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