ICS93.020CCSP2237TechnicalspecificationsfortubularstiffnesscompositefoundationofhighwayIDB37/TXXXX—XXXX前言 2規(guī)范性引用文件 3術語和定義 4設計 設計資料及適用土層 2管狀勁性體選擇及計算 2復合地基計算 3樁帽及褥墊層設計 45施工 5施工準備 5沉樁 6管狀勁性體連接與截樁 7樁帽及褥墊層施工 76檢驗和驗收 7施工準備檢驗 7施工過程檢驗 8施工后檢驗 8工程質量驗收 8附錄A（規(guī)范性）管狀勁性體的結構形式與力學性能要求 10A.1分類 A.2管狀勁性體構造要求 A.3管狀勁性體力學性能要求 附錄B（規(guī)范性）管狀勁性體質量要求 12附錄C（資料性）靜壓法施工記錄表 13附錄D（資料性）錘擊法施工記錄表 14DB37/TXXXX—XXXX本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由山東省交通運輸廳提出并組織實施。本文件由山東省交通運輸標準化技術委員會歸口。1DB37/TXXXX—XXXX公路工程管狀勁性體復合地基技術規(guī)范本文件規(guī)定了公路工程管狀勁性體復合地基設計、施工、檢驗和驗收的技術要求，描述了對應的證實方法。本文件適用于公路工程管狀勁性體復合地基處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB50007—2011建筑地基基礎設計規(guī)范JGJ8建筑變形測量規(guī)范JGJ94建筑樁基技術規(guī)范JGJ340建筑地基檢測技術規(guī)范JTG/T3512公路工程基樁檢測技術規(guī)程JTGD30—2015公路路基設計規(guī)范JTG/TD31—02—2013公路軟土地基路堤設計與施工技術細則JTGF80/1公路工程質量檢驗評定標準第一冊土建工程3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1管狀勁性體tubularstiffness預制混凝土管狀豎向增強體。3.2管狀勁性體復合地基compositefoundationoftubularstiffness由管狀勁性體及其周圍土體共同承擔荷載的人工地基。3.3樁帽pilecap安裝在管狀勁性體頂部，用于調整復合地基中樁土應力比的板式結構。3.4樁帽間的土拱高度heightofsoilarchbetweenpilecaps樁帽以上土體，通過產(chǎn)生完整土拱效應將荷載轉移至樁帽，所需要的最小土體高度。4設計2DB37/TXXXX—XXXX4.1設計資料及適用土層4.1.1管狀勁性體復合地基設計前，應具備巖土工程勘察報告、上部結構設計、場地環(huán)境等相關資料。4.1.2管狀勁性體復合地基宜用于素填土、雜填土、淤泥、淤泥質土、黏性土、粉土、砂土等地基及其它高壓縮性土的處理。4.1.3管狀勁性體復合地基遇到以下地層時，應根據(jù)工程設計的要求，通過工藝性沉樁試驗確定其適用性：a)穿越孤石和障礙物較多的地層；b)有堅硬夾層的地層；c)膨脹土、自重濕陷性土等特殊性土。4.1.4當管狀勁性體復合地基用于地基土和地下水對混凝土結構有中、強腐蝕性的環(huán)境以及特殊水文地質環(huán)境時，應進行研究論證。4.1.5管狀勁性體復合地基的設計，應包含下列內容：a)管狀勁性體外徑、壁厚、長度、強度設計、單樁承載力計算；b)管狀勁性體復合地基承載力計算、沉降計算、軟弱下臥層驗算和穩(wěn)定性驗算；c)樁帽及褥墊層設計。4.2管狀勁性體選擇及計算4.2.1管狀勁性體的外徑宜取300mm～600mm，壁厚宜為60mm～65mm，上部荷載大、加固土層厚、地基土性質差時宜取較大值。4.2.2管狀勁性體長度應滿足地基穩(wěn)定和沉降的要求，端部進入持力層的長度對于黏性土、粉土不宜小于2倍勁性體外徑，對于砂土不宜小于1.5倍勁性體外徑。4.2.3管狀勁性體的豎向承載力特征值按公式（1）計算：式中：Ra——豎向承載力特征值，單位為千牛（kN）；Quk——豎向極限承載力標準值，單位為千牛（kN），應通過靜載荷試驗確定；K——安全系數(shù)，取K=2。4.2.4初步設計時，管狀勁性體的豎向承載力標準值應結合工程經(jīng)驗參數(shù)按公式（2）估算：式中：u——管狀勁性體周長，單位為米（m）；qsik——第i層土的極限側阻力標準值，單位為千帕（kPa），由靜載荷試驗確定，或根據(jù)場地單橋或雙橋探頭靜力觸探試驗結果，按JGJ94的規(guī)定取值；li——極限端阻力標準值，單位為千帕（kPa），由靜載荷試驗確定，或根據(jù)場地單橋或雙橋探頭靜力觸探試驗結果，按JGJ94的規(guī)定取值；qpk——第i層土的厚度，單位為米（m）；Ap——管狀勁性體端部截面面積，單位為平方米（m2），當端部敞口時，宜考慮土塞作用，并符合JGJ94的規(guī)定。4.2.5管狀勁性體的混凝土抗壓強度等級不宜小于C60，當不考慮壓屈影響時，管狀勁性體的樁身混凝土強度應按公式（3）驗算：3DB37/TXXXX—XXXX式中：N——軸心豎向力作用下，作用于管狀勁性體的豎向壓力設計值，單位為千牛（kN）；ψc——成樁工藝系數(shù)，當采用抱壓式或錘擊式施工時，取0.75；當采用頂壓式施工時，取0.80；Ap——管狀勁性體橫截面面積，單位為平方米（m2fc——混凝土軸心抗壓強度設計值。4.2.6管狀勁性體的豎向承載力應按公式（4）驗算：式中：Y0——重要性系數(shù)，對一級及以上公路取1.1，其他取1.0；Fcap——相應于荷載效應標準組合時作用于樁帽頂部的荷載，單位為千牛（kN），符合JTG/TD31—02的規(guī)定。4.2.7周圍土體沉降可能引起管狀勁性體負摩阻力時，管狀勁性體的豎向承載力應按公式（5）進行驗式中：Q——相應于荷載效應標準組合時作用于管狀勁性體的負摩阻力，單位為千牛（kN應符合JGJ94的規(guī)定。4.2.8管狀勁性體的結構形式與力學性能應符合附錄A的規(guī)定，外觀質量要求與尺寸允許偏差應符合4.3復合地基計算4.3.1管狀勁性體的間距應根據(jù)地基土的性質、復合地基承載力、上部結構要求和施工工藝確定，且布置范圍考慮填土路基穩(wěn)定性要求。管狀勁性體宜按正方形或等邊三角形布置，間距不宜小于5倍樁徑。4.3.2管狀勁性體復合地基承載力特征值在初步設計時按公式（6）和公式（7）估算：式中：fspk——復合地基豎向承載力特征值，單位為千帕（kPa）；λ——承載力發(fā)揮系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時可取0.7～0.9；m——樁土面積置換率；β——樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時可取0.7～1.0，天然地基承載力高時宜取大值；fsk——處理后樁間土承載力特征值，單位為千帕（kPa），宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，如無經(jīng)驗時可取天然地基承載力特征值；d——管狀勁性體外徑，單位為米（m）；de——單根管狀勁性體分擔的處理地基面積的等效圓直徑，單位為米（m），按等邊三角形布置4DB37/TXXXX—XXXX時，de可按1.05Sa取值；按正方形布置時，de可按1.13Sa取值，Sa為管狀勁性體間距。4.3.3管狀勁性體復合地基可不考慮樁間土壓縮變形對沉降的影響，按單向壓縮分層總和法計算最終沉降量時，應符合JTG/TD31—02—2013中關于加固區(qū)下臥土層壓縮變形量的規(guī)定。4.3.4地基沉降計算深度應大于加固區(qū)的厚度，應符合JTGD30—2015關于沉降計算深度的規(guī)定。4.3.5當?shù)鼗芰臃秶鷥扔熊浫跸屡P層時，應符合GB50007—2011中關于地基沉降深度并驗算軟弱下臥層承載力的規(guī)定。4.3.6管狀勁性體復合地基的穩(wěn)定性驗算，宜采用圓弧滑動法，滑動面上的復合抗剪強度宜按公式（8）計算：式中：τps——復合地基抗剪強度，單位為千帕（kPa）；τp——管狀勁性體抗剪強度，單位為千帕（kPa），可取勁性體混凝土28d無側限抗壓強度的1/2；τs——地基土的抗剪強度，單位為千帕（kPa）。4.3.7特殊地形以及地基較差或地基為單一無硬殼的流塑狀淤泥、淤泥質土地層，應采取適當增加管狀勁性體嵌固段長度、增強樁頂或樁帽間聯(lián)系構造等措施，加強管狀勁性體復合地基結構橫向穩(wěn)定性。4.4樁帽及褥墊層設計4.4.1管狀勁性體頂部應設置強度等級不低于C30的圓形或方形混凝土樁帽，直徑或邊長不宜小于1000mm，厚度不宜小于300mm。勁性體頂部進入樁帽不宜小于50mm且與樁帽應有可靠連接。4.4.2采用正方形布置和正方形樁帽時，樁帽間的土拱高度應按公式（9）計算：式中：ht——樁帽間的土拱高度，單位為米（m）；Sa——管狀勁性體的中心距，單位為米（mb——方形樁帽邊長，單位為米（m），圓形樁帽可按面積相等原則等效為方形樁帽；φ——填土的摩擦角，單位為度(°),黏性土取綜合摩擦角。4.4.3對填土路堤下的管狀勁性體復合地基，樁帽以上的最小填土設計高度應按公式（10）計算：式中：h2——褥墊層之上最小填土設計高度，單位為米（mh1——褥墊層厚度，單位為米（m）。4.4.4在荷載基本組合條件下，樁帽的抗沖切承載力應按公式（11公式（13）計算： Vs=Psb2-π(?0tan45°+d)2Ps/4 um=π(d+h0tan45°) 式中：5DB37/TXXXX—XXXXVs——相應于荷載效應基本組合時，作用于樁帽的最大沖切力，單位為千牛（kNum——樁帽沖切破壞椎體一半有效厚度處的周長，單位為米（m）；h0——樁帽的有效厚度，取樁帽底面至上層鋼筋網(wǎng)的距離，單位為米（mβhp——沖切高度影響系數(shù)，取1.0；ft——樁帽混凝土軸心抗拉強度設計值；η0——影響系數(shù)，取1.25；Ps——相應于荷載效應基本組合時，作用于樁帽上的壓力值，單位為千牛（kN）。4.4.5在荷載基本組合條件下，樁帽的抗彎承載力應按公式（14）和公式（15）計算：式中：M——作用于樁帽截面的彎矩，單位為千牛米（kN·m）；MR——樁帽的受彎承載力設計值，單位為千牛米（kN·m）。4.4.6樁帽配筋設計宜按公式（16）計算：式中：As——樁帽上部受拉鋼筋計算截面面積，單位為平方米（m2）；fy——受拉鋼筋計算截面面積，單位為牛每平方毫米（N/mm2）。4.4.7對填土路堤下的管狀勁性體復合地基的褥墊層厚度宜取200mm～400mm，當樁間距較大時宜取高值。4.4.8褥墊層設置范圍宜大于管狀勁性體處理范圍，褥墊層邊緣超出最外側樁帽邊緣的寬度宜為200mm～300mm。4.4.9褥墊層材料宜采用中砂、粗砂、級配砂石、碎石和卵礫石等，最大粒徑不宜大于30mm，夯填度不應大于0.9。4.4.10樁帽頂部宜鋪設加筋體，加筋體應采用具有一定厚度、強度、剛度且完整連續(xù)的柔性土工合成材料。加筋體形式宜根據(jù)土層條件選擇土工格柵、高強土工布、土工格室等。4.4.11加筋體宜布置1層～2層，且應覆蓋所有樁帽；當布置2層時，上部加筋體的作用應折減后按0.6倍取用，兩層加筋體的間距宜為100mm～200mm。4.4.12加筋體的最大拉應力計算應符合JTG/TD31—02的規(guī)定。5施工5.1施工準備5.1.1管狀勁性體施工前應結合巖土工程勘察報告，在代表性位置進行工藝性沉樁試驗。5.1.2管狀勁性體應根據(jù)地質條件、設計文件、環(huán)境影響和施工設備能力等，選擇合適的施工方法并制定專項施工方案。5.1.3管狀勁性體應按規(guī)格、長度及施工流水順序分類堆放，堆放場地應平整、堅實，排水條件良好。堆放時宜采取支墊措施，支墊材料宜采用長方木或枕木，不應采用有棱角的金屬構件；若場地經(jīng)過充分加固處理，可采用著地平放。堆放層數(shù)應根據(jù)樁身強度、地面承載力、墊木及堆垛穩(wěn)定性等因素確定，6DB37/TXXXX—XXXX且堆放層數(shù)不宜超過表1的規(guī)定。表1管狀勁性體堆放層數(shù)限值54325.2沉樁5.2.1管狀勁性體宜采用后退式施工。根據(jù)管狀勁性體的規(guī)格，宜選擇先大直徑后小直徑，先長后短，由毗鄰既有結構物處向另一方施工，由既有溝渠向遠處施工。5.2.2在鄰近湖、塘的施工場區(qū)，應防止由地下水位的升降及施工時的擠土效應而產(chǎn)生樁位偏移和傾斜。5.2.3當管狀勁性體施工可能影響鄰近建（構）筑物、邊坡、地下管線的正常使用和安全時，應選擇合理的施工順序，或采用引孔、隔離等施工措施，減少振動和擠土影響。5.2.4沉樁應連續(xù)進行，盡量減少中間停滯時間。首節(jié)樁沉入地面下0.5m～l.0m時，垂直度偏差不應大于0.5%。沉樁過程中，當樁身垂直度偏差超過0.8%時，應找出原因并做糾正處理。沉樁后不應采用移動樁架的方法進行糾偏。5.2.5沉樁施工應配備專用送樁器，不應將工程用樁作為送樁器。5.2.6管狀勁性體沉樁方式可采用靜壓法、錘擊法和引孔輔助法。5.2.7采用靜壓法沉樁時應符合以下規(guī)定：a)應經(jīng)現(xiàn)場工藝性沉樁試驗后合理選擇靜力壓樁設備型號和配重；b)沉樁前處理空中及地下障礙物，并平整、壓實場地，且地面承載力不應小于壓樁機接地壓強c)沉樁過程中的最大壓樁力應符合設計要求，或根據(jù)沉樁工藝試驗確定，且不應大于樁身結構豎向承載力設計值的1.5倍；d)終壓控制標準應根據(jù)設計要求、工藝性沉樁試驗、樁端進入持力層深度及壓樁動阻力等因素，結合靜載荷試驗確定；e)摩擦樁與端承摩擦樁以樁端標高控制為主，終壓力控制為輔；當終壓力達不到預估值時，單樁豎向承載力特征值應根據(jù)靜載試驗確定；f)當壓樁力已達到終壓力或樁端已進入持力層時應采取穩(wěn)壓措施。5.2.8采用錘擊法沉樁時應符合以下規(guī)定：a)打樁錘采用柴油錘或液壓錘，經(jīng)現(xiàn)場工藝性沉樁試驗后合理選用錘型；b)沉樁前處理空中及地下障礙物，平整、壓實場地，排水暢通，并滿足施工所需的地面承載力；c)每根管狀勁性體的總錘擊及最后1.0m錘擊數(shù)根據(jù)現(xiàn)場工藝性沉樁試驗情況及施工經(jīng)驗確定；d)收錘標準根據(jù)工程地質條件、管狀勁性體的承載性狀、承載力特征值、規(guī)格及入土深度、打樁錘性能規(guī)格及沖擊能量、樁端持力層性狀及樁尖進入持力層深度、最后貫入度或最后l.0m~3.0m的每米沉樁錘擊數(shù)等因素綜合確定；e)摩擦樁與端承摩擦樁以樁端標高控制為主，貫入度為輔；當樁端到達堅硬、硬塑的黏性土、中密及以上粉土、砂土時，以貫入度控制為主，樁端標高為輔。5.2.9采用引孔輔助法沉樁時宜符合以下規(guī)定：a)進行工藝性沉樁試驗，引孔直徑不超過樁直徑的2/3，深度不超過樁長的2/3，并采取防塌孔的措施；b)采用長螺旋鉆機引孔，垂直偏差不大于0.5%；7DB37/TXXXX—XXXXc)引孔作業(yè)和沉樁作業(yè)連續(xù)進行，間隔時間不大于12h。5.2.10當實際地質情況與巖土工程勘察報告不符時，應立即停止施工，并通知相關單位進行處理。5.2.11管狀勁性體復合地基施工記錄見附錄C和附錄D。5.3管狀勁性體連接與截樁5.3.1管狀勁性體的連接方法可選擇焊接法、機械連接法。5.3.2樁身連接時，入土部分樁端宜高出地面1.0m。下節(jié)樁的樁頭處宜設置導向箍或其他導向措施，保持上下節(jié)段順直，錯位不大于2.0mm。5.3.3焊接前，上下接頭端板坡口應除銹、潔凈、干燥。焊接宜采用二氧化碳氣體保護焊或手工電弧焊。當采用二氧化碳氣體保護焊時，焊接層數(shù)不應少于2層；當采用手工電弧焊時，焊接層數(shù)不宜少于3層。內層焊渣應清理干凈后方可施焊外層，焊縫應連續(xù)、飽滿。焊接時宜先在坡口圓周上對稱點焊4點～6點，待上、下節(jié)樁固定后拆除導向箍再分層施焊，施焊宜對稱進行。雨天焊接時，應采取可靠的防雨措施。5.3.4施焊完成并檢查合格后，應經(jīng)自然冷卻，方可繼續(xù)沉樁。錘擊樁自然冷卻時間不宜少于8min，靜壓樁自然冷卻時間不宜少于6min。5.3.5機械連接時，連接間隙應采用瀝青填料填滿。5.3.6采用嚙合式機械連接時應符合以下規(guī)定：a)連接前將上、下端板清理干凈，將涂抹瀝青填料的連接銷逐根旋入上節(jié)管狀勁性體端板螺栓孔內，并用校正器調整好連接銷高度；b)剔除已施工的下節(jié)管狀勁性體端板連接槽內保護塊，在連接槽內注入瀝青填料，并沿帶槽端板外周邊抹上寬度20mm，厚度3mm的瀝青填料，當?shù)鼗?、地下水有中等及以上腐蝕性時，帶槽端板板面應滿涂厚度為3mm的瀝青填料；c)將上節(jié)管狀勁性體吊起，使連接銷與帶槽端板上各個連接口對準插入，加壓使上、下節(jié)管狀勁性體端板接觸，接樁完成。5.3.7采用其他機械連接接樁時，應符合相應操作要求的規(guī)定，固定正確、牢固。5.3.8截樁宜采用鋸樁器，不應采用大錘、破碎機等橫向敲擊或強行扳、拉截樁。5.4樁帽及褥墊層施工5.4.1樁帽應選用現(xiàn)澆樁帽或預制樁帽。樁帽施工前，樁帽底部土體應平整、壓實，施工時樁帽中心與管狀勁性體中心應對齊。預制樁帽安裝時，樁帽與底部土體之間應密實，不應脫空，樁帽之間應采用砂土、石屑等回填平整。5.4.2褥墊層材料應滿足設計要求，加筋體應鋪設平整，褥墊層應分層壓實。5.4.3加筋體應選用較大幅寬并鋪設平整，經(jīng)緯方向與布樁的縱橫方向相同。兩幅搭接時，接頭宜布置在樁帽上，重疊寬度不小于300mm。6檢驗和驗收6.1施工準備檢驗6.1.1施工前應按附錄A的規(guī)定對管狀勁性體的結構形式與力學性能進行檢驗，應按附錄B的規(guī)定對管狀勁性體的外觀質量與尺寸偏差進行檢驗。6.1.2管狀勁性體混凝土強度的檢驗應符合JTGF80/1的規(guī)定。6.1.3褥墊層材料、加筋體的抗拉強度、延伸率應滿足設計要求。加筋體應無老化，外觀應無破損、無污染。8DB37/TXXXX—XXXX6.2施工過程檢驗6.2.1施工過程中應進行下列項目的檢驗：a)管狀勁性體的定位及就位前的復測；b)樁機機械性能；c)管狀勁性體垂直度；d)接頭質量；e)錘擊（靜壓）技術指標；f)樁頂標高；g)施工記錄；h)擠土效應對周邊環(huán)境影響。6.2.2管狀勁性體可采用吊線錘法測量樁身垂直度。需送樁的管狀勁性體，可在樁端距自然地面1.0m～1.5m時測得的垂直度作為該節(jié)樁的樁身垂直度。6.2.3沉樁擠土可能危及四周的建（構）筑物、道路等設施時，應設置觀測點監(jiān)測沉樁對周邊建（構筑物和地下工程的影響。監(jiān)測點布置及觀測要求應符合JGJ8的規(guī)定。6.3施工后檢驗6.3.1施工完成后應進行管狀勁性體完整性、單樁豎向抗壓承載力及復合地基承載力的檢驗。6.3.2管狀勁性體低應變法完整性檢驗，應符合以下規(guī)定：a)檢測數(shù)量不應低于單位工程總數(shù)量的10%，且不少于10根；b)檢測應在施工完成3d后且相鄰管狀勁性體施工完畢后進行；c)檢測要求及結果判定符合JTG/T3512的規(guī)定。6.3.3管狀勁性體單樁豎向抗壓承載力和復合地基承載力檢驗，應符合以下規(guī)定：a)單樁豎向抗壓承載力和復合地基承載力檢測數(shù)量均不低于單位工程總數(shù)量的0.5%，且不少于3根（處）；b)檢測休止期時間符合JTG/T3512的規(guī)定；c)檢測要求及結果判定符合JGJ340的規(guī)定。6.3.4管狀勁性體樁距、樁徑、樁長的檢驗應符合JTGF80/1的規(guī)定。6.4工程質量驗收6.4.1工程驗收時應具備以下資料：a)設計文件、施工圖紙會審記錄、設計變更資料等；b)樁位測量放線圖、工程基線復核簽證單等；c)巖土工程勘察報告；d)施工組織設計或施工方案；e)管狀勁性體檢查資料，包括管狀勁性體的規(guī)格型號、尺寸偏差和外觀質量，預應力鋼棒的數(shù)量和直徑，箍筋的直徑和間距，箍筋加密區(qū)的長度，端板、樁尖以及機械連接套的尺寸，預應力鋼棒和箍筋抽檢、接頭焊縫驗收記錄等匯總資料；f)預應力鋼棒、箍筋、端板材質檢驗報告，管狀勁性體混凝土強度檢測報告；g)施工記錄、樁位編號圖等；h)樁頂標高、平面位置、垂直度偏差檢測結果；i)管狀勁性體完整性檢測報告；j)管狀勁性體承載力及復合地基承載力檢測報告；k)相關監(jiān)測資料；9DB37/TXXXX—XXXXl)發(fā)生質量事故時的處理記錄；m)施工技術措施記錄。6.4.2工程驗收時應符合以下規(guī)定：a)管狀勁性體施工后應具有良好的完整性；b)管狀勁性體的豎向承載力和復合地基承載力的檢測結果應滿足設計要求；c)樁帽尺寸應滿足設計要求；d)褥墊層的厚度、寬度及夯填度應滿足設計要求。DB37/TXXXX—XXXX（規(guī)范性）管狀勁性體的結構形式與力學性能要求A.1分類A.1.1管狀勁性體按外徑一般分為300mm、400mm、500mm、600mm共4種規(guī)格。按混凝土強度等級分為管狀勁性體（C60）、高強混凝土管狀勁性體（C80）和超高強混凝土管狀勁性體（C100）。A.1.2管狀勁性體的結構形式和基本幾何尺寸見圖A.1。 1 2pa）管狀勁性體橫剖圖b）管狀勁性體縱向結構圖外徑D壁厚t內徑d在圓的直徑D單節(jié)最大長度Lm圖A.1管狀勁性體的結構形式A.2管狀勁性體構造要求