承台的构造要求

(1)桩基承台的构造尺寸,除满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构的要求外,还应满足以下要求:

1)为满足桩顶嵌固和抗冲切的需要,承台最小宽度不应小于500mm,承台边缘至桩中心的距离不宜小于桩的直径或边长,且边缘挑出部分不应小于150mm。对于条形承台梁边缘挑出部分不应小于75mm。

2)为满足承台的基本刚度、梁与承台的连接等构造要求,对于条形承台的厚度不应小于300mm,高层建筑平板式或梁板式筏形承台板的厚度不应小于400mm。

3)为满足桩与承台的连接、板的必要刚度、防水等基本需要,筏形、箱形承台板的厚度应满足整体刚度、施工条件及防水要求。对于桩布置于墙下或基础梁下的情况,承台板厚度不宜小于250mm,且板厚与计算区段最小跨度之比不宜小于1/20。

4)柱下单桩基础,宜按连接柱、连系梁的构造要求将连系梁高度范围内桩的圆形截面改变成方形截面,如图9-17所示。

图9-17　桩承台

(2)承台混凝土材料强度等级应符合混凝土结构耐久性的要求。对设计使用年限为50年的承台,当环境类别为二a类时,不应低于C25;当环境类别为二b类和三类环境时,不应低于C30。有防水要求时,其抗渗等级不应低于P6。当无混凝土垫层时,承台底面钢筋的混凝土保护层厚度不应小于70mm;当设素混凝土垫层时,保护层厚度不应小于50mm。

(3)为保证桩基承台的受力性能良好,承台的钢筋配置除满足计算要求外,还应符合下列规定:

1)承台梁的纵向主筋直径不应小于φ12,架立筋直径不应小于φ10,箍筋直径不应小于φ6,其纵向受力钢筋最小配筋率不应小于0.2%。

2)柱下独立桩基承台的受力钢筋应通长配置,矩形承台板配筋宜按双向均匀布置,钢筋直径不应小于φ12,间距应满足100～200mm。对于三桩承台,应按三向板带均匀配置,最里面三根钢筋相交围成的三角形应位于柱截面范围以内,如图9-18所示。

3)筏形承台板的分布构造钢筋,可采用φ10～φ12,间距150～200mm。当仅考虑局部弯曲作用按倒楼盖法计算内力时,考虑到整体弯矩的影响,纵、横两方向的支座钢筋尚应有1/2～1/3且配筋率不小于0.15%,贯通全跨配置;跨中钢筋应按计算配筋率全部连通。

4)箱形承台顶、底板的配筋,应综合考虑承受整体弯曲钢筋的配置部位,以充分发挥各截面钢筋的作用。当仅按局部弯曲作用计算内力时,考虑到整体弯曲的影响,钢筋配置量除符合局部弯曲计算要求外,纵横两方向支座钢筋还应有1/3～1/2且配筋率分别不小于0.15%、0.10%贯通全跨配置,跨中钢筋应按实际配筋率全部连通,上层钢筋应按计算配筋全部贯通。

承台纵向钢筋的可靠锚固对承台的正常工作起到重要作用,规范规定承台纵向钢筋锚固长度自桩内侧(圆桩应将其直径乘以0.8等效为矩形桩)算起,不应小于35d(d为纵筋直径),弯折长度不小于10d。为了便于施工,通常将承台底部钢筋置放于桩顶上,因此,保护层厚度不应小于嵌入承台内的长度。

(4)桩与承台的连接。

1)为降低桩顶固端弯矩,提高群桩的水平承载能力,桩顶嵌入承台的长度对于大直径桩,不宜小于100mm;对于中等直径桩不宜小于50mm;但也不宜过大,否则,会降低承台的有效高度,不利于承台抗冲切、抗剪切、抗弯。

2)为承受偶然发生的不大的拔力,混凝土桩的桩顶主筋应伸入承台内,其锚固长度不宜小于30倍主筋直径,但也不宜过大,例如,预制桩会导致破桩头的工作量和造价相应增加。对于抗拔桩基,由于承受较大拔力,为确保桩顶主筋有足够的握裹力不致从承台中拔出,主筋锚入承台不应小于40倍主筋直径。预应力混凝土桩可采用钢筋与桩头钢钣焊接的连接方法。钢桩可采用在桩头加焊锅型钣或钢筋的连接方法。

(5)承台之间的连接。

1)为传递、分配柱底剪力、弯矩,增强整个建筑物桩基的协同工作能力,柱下单桩宜在桩顶两个互相垂直方向上设置连系梁。但当桩柱截面面积之比较大(一般大于2)且桩底剪力和弯矩较小时可不设连系梁。

2)两桩桩基的承台,在其长向的抗剪、抗弯能力较强,一般无须设置承台之间的联系梁;而其短向抗弯刚度较小,宜设置连系梁;当短向的柱底剪力和弯矩较小时可不设连系梁。

3)地震作用下,建筑物各独立承台之间所受剪力、弯矩是非同步的,因此,对于有抗震要求的柱下独立桩基承台,纵、横方向宜设置连系梁,以利于传递和分配剪力和弯矩。

4)为利于直接传递柱底剪力、弯矩,连系梁顶面宜与承台顶位于同一标高。连系梁的截面一般以柱底剪力作用于梁端,按受压确定其截面尺寸,根据受拉确定配筋。为保证连系梁的刚度,最小尺寸规定为:宽度不宜小于250mm,其高度可取承台中心距的1/15～1/10,且不宜小于400mm。

图9-18　柱下独立桩基承台配筋
(a)矩形承台配筋;(b)三桩承台配筋

5)连系梁配筋应根据计算确定,梁上、下部纵筋不宜小于2φ12,位于同一轴线上的连系梁纵筋宜通长布置。

(6)承台的最小高度是500mm,因此,承台埋深应不小于600mm且承台顶面应低于室外设计地面不小于100mm。承台埋深根据建筑物高度、抗震设防烈度、冻土环境等因素综合考虑桩基承载力和稳定性来确定,一般情况下不宜小于建筑物高度的1/18,当采用桩筏基础时,不宜小于建筑物高度的1/20～1/18。在季节性冻土及膨胀土地区,其承台埋深及处理措施,应按现行《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)和《膨胀土地区建筑技术规范》(GB50112—2013)等有关规定执行。