公路路基刚性桩复合地基应用技术指南.docx

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1、DB13河北省地方标准DB13T-2023公路路基刚性桩复合地基应用技术指南（网上征求意见稿）2023- X-X X实施2023-X-XX发布河北省市场监督管理局发布Z刖百本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河北省交通运输厅提出。本文件起草单位：石家庄铁道大学，河北雄安荣乌高速公路有限公司，河北省交通规划设计研究院有限公司。本文件主要起草人:公路路基刚性桩复合地基应用技术指南1范围本文件规定了公路路基刚性桩复合地基的术语和定义、基本规定、设计、施工和质量

2、检验。本文件适用于新建、改扩建的各等级公路刚性桩复合地基的设计、施工和质量检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50010混凝土结构设计规范JCJ94建筑桩基技术规范JTG/TD31-02公路软土地基路堤设计与施工技术细则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1素混凝土桩concretepiIe采用一定比例的水泥、碎石、砂等混合料，现场灌注而成的桩体。3.2水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）cementflyashgrave

3、lpiIe.采用一定比例的水泥、粉煤灰、碎石以及石屑混合料，现场灌注而成的桩体。3.3预应力混凝土管桩prestressedconcretepipepiIe采用离心和预应力工艺成型的圆环形截面的预应力混凝土桩，简称管桩。3.4刚性桩rigidpile地基处理中桩土变形不协调、单桩竖向极限承载力不受桩身强度控制的胶结桩。注：刚性桩主要包括素混凝土桩、水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）等濯注桩和预应力混凝土管桩等。3.5刚性桩复合地基rigidpilecompositefoundation地基处理中以刚性桩作为竖向增强体，并在天然地基中铺设土工合成材料加筋垫层，构成由刚性桩和桩间土共同承担荷载的人工地基

4、。3.6桩帽pilecap桩顶部扩大头结构。3.7桩承式加筋路堤pile-supportedreinforcedembankment在软土地基中按一定间距打设刚性桩，于桩顶设置桩帽，并铺设土工合成材料加筋垫层，填筑形成的路堤。4基本规定4.1 刚性桩复合地基适用于处理深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的桥（涵）构造物与路堤过渡段、路堤拓宽路段、高填方路堤。4.2 刚性桩复合地基设计前应对拟建工程场地进行岩土工程勘察，分析地基土层的分布、地下水及其PH值、土的含水率、塑性指数和有机质含量等，分析公路路堤荷载大小及其对地基承载力和沉降变形的技术要求等，并结合工程实际分析本地区相似地质条件下公路

5、工程复合地基处理经验和使用情况。4.3 在使用刚性桩复合地基时，应加强地基土体、地下水对桩体的腐蚀性评价，当地基土和地下水对刚性桩中的混凝土及钢筋有中、强腐蚀性时不宜采用。4.4 公路路基刚性桩复合地基应坚持动态设计、信息化施工，根据试验段成果、施工过程稳定性及沉降变形监控数据等情况，及时调整设计。5设计5.1 一般规定5.1.1 刚性桩复合地基桩径、桩长及桩间距应经稳定性验算确定并满足工后沉降的要求。应根据工程地质勘察报告、场地环境、荷载、沉降变形控制要求进行设计。5.1.2 素混凝土桩和CFG桩固化剂宜选用强度等级42.5级及以上的普通硅酸盐水泥，桩径应根据成桩设备条件确定，宜为04m0.

6、6uCFG桩配合比设计方法应按JTGTD31-02中的规定执行。5.1.3 刚性桩未设置桩帽或采用圆形桩帽时宜采用等边三角形或正方向布桩，桩间距宜为35倍桩径。刚性桩采用正方形桩帽时，宜采用正方向布桩，桩间距L5m2.5m,且不宜小于5倍桩径。5.1.4 预应力混凝土管桩宜工厂预制、现场焊接接长。桩外径宜为0.3In0.5m,壁厚宜为0.06In0.10m,混凝土强度等级不应低于C60o5.1.5 1.5桥（涵）构造物与路堤过渡段的刚性桩可采用渐变桩间距或渐变桩长方式分级过渡设置。5.1.6 当软（弱）土层较薄时，桩长应按穿过软弱土层至相对硬层确定。桩端进入持力层的深度，对黏性土、粉土不宜小于

7、2倍桩径且不宜小于2.0m；砂性土不宜小于1.5倍桩径且不宜小于L5m；碎石类土不宜小于1倍桩径且不宜小于LOnl0当软土层深厚时，应按沉降与稳定计算确定；当以稳定性控制的工程，桩长应穿过潜在危险面以下至少1m4mo5.1.7 刚性桩复合地基加固范围不宜小于路堤底宽，一般在路堤坡脚填土范围外布置12排刚性桩。5.1.8 预应力混凝土管桩宜采用预制闭口桩尖。桩尖材料宜采用C30混凝土，形状及尺寸根据桩型确定。5.2桩帽5.2.1桩帽应为圆形或方形，宜采用C30混凝土现场浇筑。5.2.2桩顶进入桩帽应不少于5Cnb桩和桩帽之间宜采用钢筋连接。5.2.3桩帽边长或直径宜为LOm-1.5m,也可按式（

8、1）估算。b=（0.40.5）S（1）式中：b方形桩帽边长或圆形桩帽等效边长（m）；S桩间距（m）o5.2.4桩帽厚度宜为0.3m0.4m,也可按式（2）估算。(2)tp=(0.50.6)(h%)式中：Cp桩帽厚度，m；DP桩径，mo5.2.5桩帽强度验算及配筋设计应按照GB50010的要求进行。桩帽与桩体连接部位的最大弯矩值MmaX可按式（3）计算。式中：一一修正系数，一般为2.73.8,当桩帽尺寸较大（=4）时取低值，桩帽尺寸较小（64:2）时取高值，中间值可采用线性插值计算；/Vap一作用在桩帽上的等效平均应力（kPa）,可根据路堤填料中的土拱效应按JTG/TD31-02的规定计算。5.

9、3加筋垫层5.3.1刚性桩复合地基加筋垫层厚度不宜小于30cm,垫层宽度应不小于路堤底面宽度，宜采用级配良好的砂砾、碎石、中粗砂，含泥量不应大于5%。5.3.2刚性桩免合地基垫层中应水平铺设抗拉强度高、延伸率小、耐久性好、抗老化和抗腐蚀的土工格栅等土工合成材料加筋材料，不低于抗拉强度30kNm0加筋材料与桩帽之间的间距宜为0.2m0.3u5. 3.3土工合成材料的最大拉力TmaX可按JTG/TD31-02的规定计算。5.4承载力计算5.4.1桩顶设置桩帽的刚性桩复合地基桩顶设置桩帽的刚性桩可不验算复合地基承载力。刚性桩的单桩承载力可按式（4）进行验算。V%ap-Ra（4）式中：y0公路重要性系

10、数，取1.1；Ra单桩竖向承载力特征值（kN）。单桩竖向承载力特征值Ra应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可按式（5）、式（6）或式（7）进行计算，取两者中的小值。Ra=UPEqSii+9pk4p(5)Ra=pQsii+Qpk(j+ppl)(6)Ra=IJMp(7)式中：up桩的截面周长(m)；Qsi桩侧第i层土的极限侧阻力标准值（kPa）,无经验值时可按JGJ94的有关规定确定;Ii桩周第i层土的厚度（m）；Qpk一一桩的极限端阻力标准值（kPa）,如无经验值时可按JGJ94的有关规定确定；Ap实心桩的截面积（mb；4空心桩桩端净面积(11)2),预应力混凝土管桩Aj(d2-)；Ap空心桩

11、敞口面积(m2),Ap=;Ap桩端土塞效应系数；当瓦5时，p=0.16hbd;当瓦d5时，Ap=0.8；一一桩端进入持力层的深度(m)；d、d1分别为预应力混凝土管桩外径和内径(m)oWC一一刚性桩成桩工艺系数，预应力混凝土管桩取0.85,长螺旋钻孔管内泵压法灌注桩取0.9,振动沉管灌注桩取0.6；fc一一混凝土抗压强度设计值(kPa)。5.4.2桩顶未设置桩帽的刚性桩复合地基素混凝土桩和CFG桩等粘结强度较高的刚性桩桩顶未设置桩帽时，复合地基承载力特征值APk可按式(8)计算。单桩竖向承载力特征值Ra应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可按式(5)、式(6)或式(7)进行计算，取两者中的较小

12、值。Apk=+/?(1-m)fsk(8)式中：Apk复合地基承载力特征值(kPa)；A一一单桩承载力发挥系数，素混凝土桩和CFG桩取0.8-0.9；一一桩间土承载力折减系数，素混凝土桩和CFG桩取0.9-1.0；m桩土面积置换率；Ra一一单桩竖向承载力特征值(kN)：Ap桩的截面积(m)；fsk一一地基处理后桩间土承载力特征值(kPa),可取天然地基承载力特征值；5.5沉降计算桩顶设置桩帽的刚性桩复合地基最终沉降量计算，可不考虑桩间土压缩变形对沉降的影响。沉降计算按照JTGTD31-02的规定进行。5.6路堤稳定验算刚性桩复合地基的路堤稳定性可采用圆弧滑动法验算，按照JTG/TD31-02的规

13、定进行。6施工6.1 施工准备6.1.1 施工前应收集并熟悉有关施工图、工程地质勘察报告、必要的土工试验报告等资料。6.1.2 施工前应编制施工组织设计，主要内容应包括：施工机械，人员配置，施工顺序，材料、备品、备件供应计划，进度计划，版量控制，安全保证，环境保护和季节性施工技术措施等。6.1.3 施工场区应平整密实，地上、地下不得有阻碍施工的结构物、植被等。6.1.4 正式施工前，应进行不少于5根工艺性试桩,检验施工设备适宜性,确定施工工艺及控制参数。28d后采用静载荷试验确定单桩承载力极限值并根据试桩结果动态调整桩长。6.1.5 刚性桩施工应根据现场地质条件及工程特点选用成桩设备。预应力混

14、凝土管桩可选用锤击打入法或静压法沉桩，对振动敏感的路段宜采用静压法：灌注桩可选用振动沉管灌注和长螺旋钻孔管内泵压法灌注等施工方法，当软土深厚且布桩较密或周边环境有严格要求时，不宜选用振动沉管灌注成桩法。6.1.6 持力层位置和施工桩长应根据现场地质条件和试桩结果确定，灌注桩施工应根据揭示的地层和工艺试桩结果综合判断控制施工桩长；预制桩施工应以设计桩长控制为主，工艺试桩确定的收锤标准或压桩力控制为辅的方法控制施工桩长。6.2灌注桩6.2.1灌注桩（素混凝土桩、CFG桩）的混合料宜由安装自动计量系统的搅拌站供应。坍落度、拌和时间应按工艺性试桩试验确定的参数进行控制，且拌和时间不应少于60s1采用长

15、螺旋钻孔管内泵压法施工灌注桩时，混凝土坍落度宜16CIn20cm；采用沉管法施工灌注桩时，混凝土坍落度宜3CIn5cm,成桩后桩顶浮浆厚度应小于20Cmo6.2.2灌注桩施工应合理安排成桩顺序，避免后序桩施工对己施工桩的损坏。6.2.3长螺旋钻孔管内泵压法施工灌注桩主要工艺应符合下列规定：6.2.3.1钻机按设计桩位就位，调整钻杆垂直地面并对准桩位中心。6.2.3.2关闭钻头阀门，向下移动钻头至地面开始钻进，先慢后快，钻至设计深度并停钻。6.2.3.3向管内泵送混合料，钻杆芯管充满混合料后开始拔管,严禁先提管后泵料。6.2.3.4边泵送混合料边匀速拔管至桩顶。6.2.3.5混合料的泵送量、拔管速率按试桩确定的参数进行控制，泵料应连续，不应停泵待料。6.2.3.6施工过程中应经常检查泵送压力、弯头和钻杆状态，防止导管堵塞。6.2.3.7长螺旋钻孔管内泵压法施工灌注桩工艺流程如图1所示。图1长螺旋钻孔管内泵压法施工灌注桩工艺流程图6.2.4振动沉管