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你们想要的中美标准桩顶与桩帽(承台)固接要求在这里

发布于:2017-07-10 11:08:10 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]
JGJ 94-2008《建筑桩基技术规范》提到桩顶与承台连接有两种:铰接和固接。实际桩基工程中很难从构造使桩顶与承台形成铰接节点。工程中常见做法:桩顶嵌入承台100mm,桩顶纵向主筋描入承台不小于35d(d为主筋直径),桩受上拔力时,主筋锚入长度计算确定。这种属于有限约束,介于半固半铰状态。所以要求在一柱一桩时,应在桩顶两个主轴方向设置联系梁;对于两桩桩基的承台,应在其短向设置联系梁。由联系梁承担分配的弯矩,其配筋按计算确定。在这本规范上没有刻意提到桩顶固接的做法。

在相同的水平位移控制值下,桩顶固接的单桩抗水平承载力要高于桩顶铰接的单桩,对于水平力很大的结构,可以考虑采用桩顶固接。在JTS 167-4-2012《港口工程桩基规范》上提到桩基固接的作法。分为几种情况:

1)预应力管桩:预应力混凝土管桩与桩帽(承台)连接处抗弯要求较高,按刚接设计时,宜按图1 a)的连接型式,管桩伸入桩帽(承台)的长度不小于0.75倍桩径,且桩受弯时连接节点的受弯承载力要满足下式要求:

6M/(dl2)+4V/(dl)≤αfc

式中:M-作用于桩帽底管桩中心的弯矩设计值(N.mm);

d-管桩外径(mm);

l-管桩伸入桩帽的长度(mm);

V-作用于桩帽底的剪力设计值(N);

α-桩帽混凝土挤压强度系数,取2.7;

fc-桩帽混凝土的轴心抗压强度设计值(N/mm2) 。

当管桩与桩帽的连接处无抗弯要求或桩顶弯矩较小,连接处易于满足抗弯要求时,管桩与桩帽的连接可采用图1 b)的连接型式,管桩伸入桩帽的长度不小于100mm。


图1 管桩与桩帽的连接
1-桩帽;2-桩芯钢筋笼;3-桩芯混凝土;4-管桩

2)钢管桩:钢管桩与桩帽的连接应采用刚接,连接处应能满足抗弯、抗剪和抗轴向力要求。刚接可采用桩顶直接伸入桩帽内的形式(图2 a))、桩顶通过锚固铁件或钢筋伸入桩帽的形式(图2 b))。采用第一种方式,桩顶直接伸入桩帽内时,桩顶伸入的最小深度≥1倍桩径。

图2 钢管桩与桩帽的连接
1-桩帽;2-钢管桩;3-锚固铁件

3)对于灌注桩,规范中没有明确提出刚接说明,但在条文说明中提到:灌注桩桩与桩帽连接有两种方法,其一为桩直接伸入桩帽,伸入长度根据受力要求经计算确定;其二为伸伸入桩帽100~150mm,通过桩顶钢筋与桩帽连接。第一种连接显然作为刚接连接;当连接处可以满足抗弯要求时,第二种连接也可作为刚接。根据灌注桩工程实际情况,绝大多数是采用后者,常将桩顶嵌入桩帽100mm,并用桩顶钢筋与桩帽连接。对灌注桩而言,采用这种方法较好,可通过桩帽钢筋混凝土使桩与桩帽很好地连成整体。


可以简单归纳为:当需要桩顶与桩帽达到完全刚接时,应采用桩顶伸入桩帽的连接型式,伸入长度由计算确定。通常采用的连接型式为常见的桩顶嵌入桩帽100mm,再把主筋锚入桩帽。当桩顶弯矩较大时宜采用直筋锚入,当桩帽或承台承受较大冲切力时采用喇叭形锚入。


美国常见的桩顶与桩帽连接与中国基本相同,美国土木工程师协会标准ASCE 20-96 桩基础设计与安装标准导则要求:桩顶伸入桩帽3英寸(76mm),桩帽钢筋通常放在桩顶之上,桩帽作为深梁来设计抗弯和抗剪,在设计中考虑水平力、上拔力和弯矩的传递。对于单桩,应两个方向进行支撑;对于两桩,应在垂直两桩连线方向支撑。上述作法与中国类似,可认为是一种半固半铰的做法。

美国桩顶固接做法:

在Bowles《基础设计与分析(第五版)》中提到:桩顶固定时,桩顶伸入桩帽部分至少为300mm,且桩帽位于桩顶之上的混凝土厚度至少应为300mm。也就是说桩帽混凝土厚度至少为600mm。

美国陆军工程兵团的技术说明《深基础设计》:桩顶在桩帽内固接影响群桩的承载能力。把桩固接在桩帽内通常会比铰接在桩帽内增加群桩的横向刚度和抵抗矩。因此在相同的位移时,与桩顶铰接的群桩相比,与桩顶固接的群桩能承受2倍的横向力。桩与桩帽的固接也可通过连接传递很大的弯矩。要求桩顶与桩帽达到固接时,桩顶伸入桩帽的最小垂直长度为2B(B为桩的直径或宽度)。


综上,中美两国标准,要想实现完全的桩与桩帽(承台)固接,桩应伸入桩帽(承台)内一定长度,中美两国对桩顶伸入桩帽(承台)内的长度要求不同。


参考文献:
[1] JGJ 94-2008,建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2008.
[2] JTS 167-4-2012,港口工程桩基规范[S].北京:中华人民共和国交通运输部,2012.
[3] Joseph E. Bowles. Foundation analysis and design (fifth edition)[M].New York,1997.

【转载于公众号 一带一路土木人】 支持国家大战略



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这个家伙什么也没有留下。。。

混凝土结构

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