劲性复合桩规程正文送审稿.doc
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1、劲性复合桩技术规程送审稿目次1 总 则12 术语和符号22.1 术语22.2 符号23 基本规定43.1 适用条件43.2 设计基本资料43.3 设计原则54 设计64.1一般规定64.2 桩基设计计算74.3 劲性复合桩构造95 施工115.1 一般规定115.2 MC复合桩施工115.3 SMC复合桩施工126 质量检测和工程验收136.1 成桩质量检查136.2 基桩检测146.3 工程验收14附录A 劲性复合桩复合地基16附录B 劲性复合桩支护结构21条文说明231 总 则1.0.1 为了使劲性复合桩在设计、施工、监理和检测验收中做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制定本规程
2、。1.0.2 本规程适用于一般工业与民用建筑等工程中劲性复合桩桩基的设计、施工、检测和验收。1.0.3 劲性复合桩的设计与施工,应综合考虑地质条件,荷载特征、施工技术条件与上部结构类型等因素,因地制宜、合理设计,选择相应的桩型及技术参数。1.0.4 劲性复合桩的设计、施工和质量检验除应符合本规程外,尚应符合国家及江苏省现行有关标准的规定。2 术语和符号2.1 术语2.1.1 S桩(Sand pile):散体桩,桩身为碎石、砂、砖瓦碎块、钢渣、矿渣等散体材料,多采用振动沉管、锤击沉管、柱锤冲扩、振动水冲等方法成桩。2.1.2 M桩(Mixing pile):半刚性桩,桩身多为水泥土,也可采用粉煤
3、灰、石灰、化学浆液或混合料与土混合形成,多采用深层搅拌法成桩,也可采用高压旋喷、旋搅、注浆、夯实水泥土等方法成桩。2.1.3 C桩(Concrete pile):刚性桩,主要混凝土类桩,多采用静压、锤击、振动沉管、螺旋成孔、柱锤冲击等方法成桩。2.1.4 劲性复合桩(Strength composite piles):将S桩、M桩、C桩中两种或三种桩型复合为同一桩体,形成有互补增强作用的复合桩,桩身具有较高的强度、刚度、密度和均匀性且与桩周土具有共同工作性能。2.1.5 MC桩(MC piles):M桩成桩后,在M桩中心施打C桩,形成MC桩。2.1.6 SMC桩(SMC piles):SM桩成
4、桩后初凝前,在SM桩中压入或打入C桩,形成SMC桩。2.1.7 芯桩(Strength-cored Pile):复合桩内芯,桩径相对较小,具有较高强度和刚度,将作用于桩体上的竖向荷载向下和桩外芯传递,大幅度增加了荷载作用面积和深度。可采用混凝土灌注桩、预制桩等。2.1.8 外芯(Outer Core):劲芯复合桩中内芯周围部分,一般为M桩或SM复合桩。2.2 符号2.2.1 作用与作用效应pk 相应于荷载效应标准组合,基础底面处的平均压力值(kPa);pc 基础底面处土的自重压力值(kPa);2.2.2 抗力和材料性能fak 地基土承载力特征值(kPa);fpk 桩体单位截面积承载力特征值(k
5、Pa);fsk 桩间土的承载力特征值(kPa);fspk 复合地基的承载力特征值(kPa);混凝土轴心抗压强度设计值(kPa);复合段第土层侧阻力特征值(kPa);非复合段第土层侧阻力特征值(kPa);复合段端阻力特征值(kPa);非复合段端阻力特征值(kPa); 劲性复合桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN);2.2.3 几何参数A基础底面积(m2);Ae一根桩分担的处理地基面积(m2);复合桩桩身截面积(m2);芯桩桩身截面积(m2); b基础底面宽度(m);D复合桩桩径(m);d芯桩桩身直径(m);de一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径(m);l 基础底面长度、桩长(m);、劲性复合桩复合
6、段第土层厚度和非复合段第土层厚度(m);m 面积置换率;Sa 桩间距(m);U复合桩桩身周长(m),按M桩设计桩径计算;u芯桩桩身周长(m); 3 基本规定3.1 适用条件3.1.1劲性复合桩适用于软弱土层或软硬互层的地层。3.1.2根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体型的复杂性,以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度,将劲性复合桩桩基分为三个设计等级,见表3.1.2。 劲性复合桩桩基设计等级 表3.1.2 设计等级建筑类型甲级(1)重要工业与民用建筑物;(2)20层以上或高度超过60m的高层建筑;(3)体型复杂且层数相差超过10层的高低层(含纯地下室)
7、连体建筑;(4)14层以上框架核心筒结构及其它对差异沉降有特殊要求的建筑;(5)场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑;(6)对相邻既有工程影响较大的建筑;(7)一柱一桩的建筑物。乙级除甲级、丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑3.1.3对于泥炭土、腐殖土,或有侵蚀性地下水、地下水流量大,应根据工程设计的要求,通过试验确定劲性复合桩的类型。3.2 设计基本资料3.2.1 岩土工程勘察资料应包括下列内容:(1)评价浅层土地基承载力;查明浅层明滨、暗滨、淤泥等软弱土等不良地质现象的范围和深度;探明地下障碍物的范围和深度。(2)对桩基持力层以上
8、(包括持力层)土层提供原位测试参数。(3)根据场地条件,提供劲性复合桩桩基设计参数,并评价劲性复合桩方案的适宜性。(4)建筑场地范围内土层的含水量、PH值、有机质含量、地下水和土的腐蚀性、粘性土的塑性指数。3.2.2 建(构)筑场地与环境条件的有关资料应包括下列内容:(1)建(构)筑物场地的平面图,包括周围建筑物、交通设施、高压架空线、地下管线、地下构筑物和地下防空洞的情况;(2)相邻建筑物的安全等级,基础型式及埋置深度;(3)场地的平整情况及道路、水电及建筑材料供应条件。3.2.3 建(构)筑物的有关资料应包括下列内容:(1)建(构)筑物的总平面布置图和建筑物底层平面布置图;(2)建(构)筑
9、物结构类型、荷载及建(构)筑物的使用或生产设备对基础竖向及水平位移的要求。(3)建筑物安全等级、抗震设防类别、设防烈度等。3.2.4 调查了解该地区劲性复合桩工程经验和施工条件,对于有特殊要求的工程,尚应了解其他地区相似场地上同类工程的经验和使用情况等,以及类似工程的设计、施工、静载荷试验等相关资料,提供劲性复合桩设计所需参数,包括M桩、C桩、复合桩的桩侧阻力特征值和桩端阻力特征值。3.2.5 施工条件的有关资料应包括下列内容:(1)施工机械的型号与性能、动力条件及对地质条件的适应性;(2)施工机械设备的进出场及现场运行条件等。3.3 设计原则3.3.1 劲性复合桩应遵守国家和地方有关规定,设
10、计内容包括单桩承载力及变形计算等,计算时荷载组合应按国家现行有关标准的规定执行。3.3.2 根据地质条件、上部结构要求及荷载特点选用具有最佳经济技术效果的组合方式及参数,单桩竖向抗压承载力特征值应符合下列规定:(1)设计等级为甲级的建筑物桩基,应通过载荷试验确定;(2)设计等级为乙级的建筑物桩基,应参照地质条件相同的试桩资料,结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。当缺乏可参照的试桩资料或地质资料、地质条件复杂时,应通过载荷试验确定;(3)设计等级为丙级的建筑物桩基,可根据原位测试和经验参数确定。3.3.3 单桩竖向抗拔承载力应符合下列规定:(1)设计等级为甲、乙级的建筑物桩基,应通过载荷试
11、验确定;(2)设计等级为丙级的建筑物桩基,应参照地质条件相同的试桩资料,结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。当缺乏可参照的试桩资料或地质资料、地质条件复杂时,应通过载荷试验确定;4 设计4.1一般规定4.1.1 劲性复合桩应按MC桩和SMC桩等类型进行设计。4.1.2 劲性复合桩内芯混凝土强度等级不应低于C25,且应满足桩身强度要求。4.1.3 劲性复合桩内芯采用现浇混凝土时,配筋按照现行建筑桩基技术规范JGJ94有关规定执行;内芯采用预制桩时,应符合国家及江苏省现行有关规定。4.1.4 劲性复合桩桩长宜穿透软弱土层,应选择较硬土层作为桩端持力层,当软硬互层且理想持力层较深时,可用浅部相
12、对较好土层作为持力层,桩端进入持力层的深度不小于1D。4.1.5 MC桩构造应符合下列规定:1 M桩桩径宜取600mm1500mm,C桩桩径(边长)宜取220mm1000mm,C桩与M桩的直径(边长)比宜为1/33/4;2 当C桩桩长小于M桩时,C桩与M桩的长度比宜为1/23/4;当C桩的桩长大于M桩桩长时,C桩应进入持力土层。4.1.6 SMC桩的构造应符合下列规定:1 S桩的桩长不宜大于M桩的桩长;2 S桩桩径宜取220mm800mm,M桩桩径宜取600mm1500mm,C桩桩径(边长)宜取220mm1000mm;3 M桩水泥掺入量应通过室内配合比试验确定,宜为15%25%,土质松软且采用
13、湿喷及旋喷工艺时应加大掺入量;4 当C桩的桩长大于M桩桩长时,C桩应进入持力土层。4.1.7 劲性复合桩基桩的布置应符合下列规定:1 基桩的最小中心距不小于4d且不小于2D,桩长不宜大于40D;2当劲性桩穿透可液化土层时,应施打直径为220280mm的S桩以消除液化影响;3 C桩为预制桩且作为抗拔桩时,为单节桩。4.1.8 劲性复合桩桩基设计时,可按有关规定考虑芯桩、水泥土、土及承台的共同作用。桩身强度与裂缝控制验算应按芯桩进行验算。4.1.9 抗压桩纵筋伸入承台的锚固长度不小于35倍主筋直径,抗拔桩桩顶纵向主筋锚固长度应按现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010确定。4.2 桩基设计计算
14、4.2.1 劲性复合桩单桩竖向承载力特征值,应按下式确定:当采用单桩载荷试验时,应按下式确定; Ra=Qu/K (4.2.1)式中 Qu单桩竖向抗压极限承载力标准值(KN); K 安全系数,取K2。4.2.2 当根据土的物理力学性质指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向承载力特征值时,宜按下列公式估算:长芯桩: (4.2.2.1)短芯桩: (4.2.2.2)式中:劲性复合桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN);U复合桩身周长(m),按M桩设计桩径计算;u芯桩桩身周长(m); 、分别为劲性复合桩复合段第土层厚度和非复合段第土层厚度(m);劲性复合桩桩身截面积(m2),按M桩设计桩径计算;芯桩桩身
15、截面积(m2); 复合段第土层侧阻力特征值(kPa),可根据勘察报告及地区经验提供的水泥土搅拌桩侧阻力取值,也可参照表4.2.2.1的规定取值;非复合段第土层侧阻力特征值(kPa),按勘察报告及地区经验取值,且应取与各自桩型相对应的侧阻力特征值;M桩或SM桩端阻力特征值(kPa),按勘察报告或地区经验取值; C桩桩端阻力特征值(kPa),按勘察报告或地区经验取值; 复合段侧阻力调整系数,取值详见表4.2.2.2;复合段端阻力调整系数,MC桩取值0.80.9,SMC桩取值0.850.95。水泥土搅拌桩侧阻力特征值 (kpa) 表4.2.2.1土的名称土的状态桩侧阻力特征值填土812淤泥58淤泥质
16、土812粘性土流塑IL1812软塑0.75IL11218可塑0.5IL0.751822硬可塑0.25IL0.502226粉土稍密0.91018中密0.750.91624密实0.752230粉细砂稍密10N151218中密15N301626密实N302435 复合段侧阻力调整系数 表4.2.2.2 土的名称面积比粘性土粉土粉细砂1020%1.51.71.72.02.02.52030%2.02.52.52.82.83.03040%2.53.53.53.83.84.040%3.04.54.54.84.85.0注:1、计算劲性复合桩内外芯面积比时,管桩(空心方桩)不扣除空心部分面积。2、上表为外芯粉喷
17、桩、芯桩预制桩时的取值,当芯桩为沉管灌注桩时,按上表取值乘0.9系数;当外芯为湿法施工时,按上表取值乘0.8系数。3、淤泥、冲填土、腐殖质土等特殊土层,应选用SMC桩,并采用干法施工。由于在土层中加入了砂石等散粒体材料,土层性质改变,桩侧阻力特征值及调整系数按软塑可塑状态的粘性土取值。4.2.3 劲性复合桩内芯桩身强度验算按照现行建筑桩基技术规范JGJ94有关规定执行。4.2.4 劲性复合桩基础持力层下受力范围内存在软弱下卧层时,应按现行建筑桩基技术规范JGJ94有关规定进行软弱下卧层承载力验算。4.2.5 劲性复合桩桩基沉降计算应符合以下规定:1 劲性复合桩桩基沉降计算,应从C桩桩端平面开始
18、,向下计算至满足现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007规定的要求为止。压缩模量按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007规定取值;2 复合段及非复合刚性段压缩模量宜按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007相关规定取值。4.2.6 劲性复合桩用于抗拔时,单桩抗拔承载力特征值的确定应符合下列规定:1 劲性复合桩单桩抗拔承载力特征值应根据单桩竖向抗拔载荷试验确定;2 当无单桩载荷试验资料时,初步设计可按式(4.2.6)估算。当C桩桩长小于M桩或SM桩桩长时,非复合段桩的抗拔力特征值应取为零;3 除底盘采用钢绞线拉拔外,应采用单节桩。基桩的抗拔力特征值可按下式计算: (4.2.6
19、) 式中:劲性复合桩抗拔力特征值(kN);、分别为劲性复合桩复合段第土层抗拔系数,非复合段第土层抗拔系数,按地区经验取值,无地区经验时按本规程表4.2.6取值; 抗拔系数 、 表4.2.6土类抗拔系数值抗拔系数值砂土0.600.800.500.70黏性土、粉土0.800.900.700.804.3 劲性复合桩构造4.3.1 MC复合桩构造在M桩中打C桩,形成MC桩,C桩做复合桩内芯。(a)短芯MC桩 (b)等芯MC桩 (c)长芯MC桩1-M桩;2-C桩图4.3.1 MC桩构造(b)(c)(a)11224.3.2 SMC复合桩构造在SM桩中打C桩,形成SMC桩,C桩做复合桩内芯。(a)短芯SMC
20、桩 (b)等芯SMC桩 (c)长芯SMC桩1-SM桩;2-C桩;3-M桩图4.3.2 SMC桩构造(a)(b)(c)123124.3.3 当M桩、SM桩桩身纵断面内桩身强度的加权平均值fcu(90天)不小于1.2MPa时,可不考虑内外芯接触面间的破坏。4.3.4 劲性复合桩芯桩为管桩(或预制空心方桩)时,与承台连接示意图如图4.3.4。根据上部结构形式、层数、抗震要求、荷载性质及大小,在内腔填入同等级混凝土,填芯长度应不小于3倍管桩外径(或边长),且不小于1.5m。图4.3.4 劲性复合桩与承台连接示意图(b)不截桩桩顶与承台连接1 1 1-1管桩托板:(45)mm厚圆薄钢板55混凝土垫层水泥
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