DB13-T 5999-2024 公路路基剛性樁復(fù)合地基應(yīng)用技術(shù)規(guī)范

ICS93.080.10CCSP6613DB13/T5999—2024I本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由河北省交通運(yùn)輸廳提出。本文件起草單位：石家莊鐵道大學(xué)、河北雄安榮烏高速公路有限公司、河北省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司、河北地質(zhì)大學(xué)、承德市灤平縣交通運(yùn)輸局。本文件主要起草人：楊廣慶、靳進(jìn)釗、楊祥、王昕、何征峰、李婷、張超、王賀、蒲昌瑜、張鋒、楊艷、劉偉超、王志杰、曹艷民、常海芹、李海祥、吳佳寧、湯少靜、郭思瑤、高煜磊、毛帥DB13/T5999—20241本文件規(guī)定了公路路基剛性樁復(fù)合地基的術(shù)語和定義、基本規(guī)定、設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量檢驗(yàn)。本文件適用于新建、改擴(kuò)建的各等級(jí)公路路基剛性樁復(fù)合地基處理。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)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(duì)應(yīng)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。GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范JCJ94建筑樁基技術(shù)規(guī)范JTG/TD31-02公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1素混凝土樁plainconcretepile水泥、碎石、砂等混合料加水拌合后，灌注而成的樁體。3.2水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)cementflyashgravelpile水泥、粉煤灰、碎石、石屑、砂等混合料加水拌合后，灌注而成的樁體。3.3預(yù)應(yīng)力混凝土管樁prestressedconcretepipepile采用離心工藝成型的圓環(huán)形截面的預(yù)應(yīng)力混凝土樁。3.4剛性樁rigidpile地基處理中樁土變形不協(xié)調(diào)、單樁豎向極限承載力不受樁身抗壓強(qiáng)度控制的高黏結(jié)強(qiáng)度材料樁。主要包括素混凝土樁、水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）和預(yù)應(yīng)力混凝土管樁等。3.5剛性樁復(fù)合地基rigidpilecompositefoundation以剛性樁作為地基中的豎向增強(qiáng)體并與地基土共同承擔(dān)荷載的人土地基。4基本規(guī)定4.1剛性樁復(fù)合地基適用于深厚軟土地基上荷載較大、變形要求較嚴(yán)格的橋（涵）構(gòu)造物與路堤過渡段、路堤拓寬路段、高填方路堤的地基處理。4.2剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)擬建工程場(chǎng)地進(jìn)行工程地質(zhì)勘察，分析地基土層的分布、地下水腐蝕性及其PH值、土的含水率、塑性指數(shù)和有機(jī)質(zhì)含量等，分析公路路堤荷載大小及其對(duì)地基承載力和沉降變形的要求等，并結(jié)合工程實(shí)際分析本地區(qū)相似地質(zhì)條件下公路工程復(fù)合地基處理經(jīng)驗(yàn)和使4.3在使用剛性樁復(fù)合地基時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)地基土體、地下水對(duì)樁體的腐蝕性評(píng)價(jià)，當(dāng)?shù)鼗梁偷叵滤畬?duì)剛性樁混凝土有中、強(qiáng)腐蝕性時(shí)不宜采用。4.4剛性施工前應(yīng)進(jìn)行室內(nèi)配比試驗(yàn),并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn),確定施工工藝及參數(shù)。4.5剛性樁樁頂宜設(shè)置樁帽和加筋墊層。DB13/T5999—202425設(shè)計(jì)5.1一般規(guī)定5.1.1剛性樁復(fù)合地基樁徑、樁長及樁間距應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)勘察報(bào)告、場(chǎng)地環(huán)境、荷載、沉降變形控制的要求，經(jīng)穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，并滿足工后沉降的要求。5.1.2素混凝土樁和CFG樁宜選用強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)及以上的普通硅酸鹽水泥，樁徑應(yīng)根據(jù)成樁設(shè)備條件確定，宜為0.4m～0.6m。CFG樁配合比設(shè)計(jì)方法應(yīng)按JTG/TD31-02中的規(guī)定執(zhí)行。樁體強(qiáng)度宜為5～20MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)滿足路堤沉降與穩(wěn)定的要求。5.1.3預(yù)應(yīng)力混凝土管樁宜工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)焊接接長。樁外徑宜為0.3m～0.5m，壁厚宜為0.06m～0.10m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C60。5.1.4剛性樁宜采用等邊三角形或正方形布樁。不設(shè)樁帽時(shí)，樁間距宜為2.5～5倍樁徑；設(shè)樁帽時(shí)，樁間距宜為5～6倍樁徑。5.1.5橋（涵）構(gòu)造物與路堤過渡段的剛性樁可采用漸變樁間距或漸變樁長方式分級(jí)過渡設(shè)置。5.1.6當(dāng)軟（弱）土層較薄時(shí)，樁長應(yīng)穿過軟弱土層至硬層持力層。樁端進(jìn)入持力層的深度應(yīng)符合a)對(duì)黏性土、粉土不宜小于2倍樁徑且不宜小于2.0m；b)砂性土不宜小于1.5倍樁徑且不宜小于1.5m；c)碎石類土不宜小于1倍樁徑且不宜小于1.0m。5.1.7當(dāng)軟土層深厚時(shí)，樁長應(yīng)按沉降與穩(wěn)定計(jì)算確定；當(dāng)以穩(wěn)定性控制的工程，樁長應(yīng)穿過潛在滑動(dòng)面以下至少1m～4m。5.1.8剛性樁復(fù)合地基加固范圍不應(yīng)小于路堤底寬，一般在路堤坡腳填土范圍外布置1～2排樁。5.1.9預(yù)應(yīng)力混凝土管樁宜采用預(yù)制閉口樁尖。樁尖材料混凝土等級(jí)不宜小于C30，形狀及尺寸根據(jù)樁型確定。5.2樁帽5.2.1樁帽宜為圓形或方形，宜采用C30水泥混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑而成。5.2.2樁頂進(jìn)入樁帽應(yīng)不少于50mm，樁和樁帽之間宜采用鋼筋連接。5.2.3方形樁帽邊長或圓形樁帽直徑宜為1.0m～1.5m，也可按公式（1）計(jì)算。b=(0.4~0.5)S…………………（1）b——方形樁帽邊長或圓形樁帽等效邊長（mS——樁間距（m）。5.2.4樁帽厚度宜為0.3m～0.4m，也可按公式（2）計(jì)算。tp=(0.5~0.6)(b?Dp)……………（2）tp——樁帽厚度（mDp——樁徑（m）。5.2.5樁帽強(qiáng)度驗(yàn)算及配筋設(shè)計(jì)應(yīng)按照GB50010的要求進(jìn)行。樁帽與樁體連接部位的最大彎矩值Mmax可按公式（3）計(jì)算。Mmax=…………………ξ——修正系數(shù)，一般為2.7～3.8，當(dāng)b/Dp=4時(shí)取低值，b/Dp=2時(shí)取高值，中間值可采用線性插Fcap——作用在樁帽上的等效平均應(yīng)力（kPa），可根據(jù)路堤填料中的土拱效應(yīng)按JTG/TD31-02的規(guī)定計(jì)算。5.3加筋墊層5.3.1剛性樁復(fù)合地基加筋墊層厚度不宜小于30cm，宜采用級(jí)配良好且未風(fēng)化的砂礫、碎石，其最大粒徑不宜大于50mm，細(xì)粒含量不應(yīng)大于10%。DB13/T5999—202435.3.2剛性樁（樁帽）頂部加筋墊層中應(yīng)水平鋪設(shè)抗拉強(qiáng)度高、耐久性好的土工格柵、高強(qiáng)有紡?fù)凉げ肌⑼凉じ袷业燃咏畈牧?。最下層加筋材料距離剛性樁（樁帽）頂部距離不小于100mm。5.4承載力計(jì)算5.4.1樁頂設(shè)置樁帽的剛性樁復(fù)合地基樁頂設(shè)置樁帽的剛性樁可不驗(yàn)算復(fù)合地基承載力。剛性樁的單樁承載力可按公式（4）進(jìn)行驗(yàn)算。1.1Fcap≤Ra…………（4）Fcap——樁頂上的荷載壓力（kNRa——單樁豎向承載力特征值。單樁豎向承載力特征值Ra應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按公式（5）或公式（6）Ra=up∑qsili+qpkAp Ra=up∑qsili+qpk(Aj+λpApl) up——樁的截面周長（mqsi——樁側(cè)第i層土的極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa），無經(jīng)驗(yàn)值時(shí)可按JGJ94的有關(guān)規(guī)定確定；li——樁周第i層土的厚度（mqpk——樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa），如無經(jīng)驗(yàn)值時(shí)可按JGJ94的有關(guān)規(guī)定確定；AP——實(shí)心樁的截面積（m2Aj——空心樁樁端凈面積（m2），預(yù)應(yīng)力混凝土管樁；Apl——空心樁敞口面積（m2），Apl=dEQ\*jc3\*hps15\o\al(\s\up4(2),1)；λp——樁端土塞效應(yīng)系數(shù)；當(dāng)?b/d<5時(shí)，λp=0.16?b/d；當(dāng)?b/d≥5時(shí)，λp=0.8；?b——樁端進(jìn)入持力層的深度（md——預(yù)應(yīng)力混凝土管樁外徑（md1——預(yù)應(yīng)力混凝土管樁內(nèi)徑（m）。5.4.2樁頂未設(shè)置樁帽的剛性樁復(fù)合地基復(fù)合地基承載力特征值f_spk可按公式(7)計(jì)算。單樁豎向承載力特征值R_a應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)確定，初步設(shè)計(jì)時(shí)也可按公式（5）或公式（6）進(jìn)行計(jì)算。fspk=λmfsk…………fspk——復(fù)合地基承載力特征值（kPaλ——單樁承載力發(fā)揮系數(shù)，素混凝土樁和CFG樁取0.8～0.9；β——樁間土承載力折減系數(shù)，素混凝土樁和CFG樁取0.9～1.0；m——樁土面積置換率；Ra——單樁豎向承載力特征值（kNAP——樁的截面積（m2fsk——地基處理后樁間土承載力特征值(kPa)，可取天然地基承載力特征值。5.5沉降計(jì)算沉降計(jì)算按照J(rèn)TG/TD31-02的規(guī)定進(jìn)行。樁頂設(shè)置樁帽的剛性樁復(fù)合地基最終沉降量計(jì)算，可不考慮樁間土壓縮變形對(duì)沉降的影響。5.6路堤穩(wěn)定驗(yàn)算剛性樁復(fù)合地基的路堤穩(wěn)定性可采用圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算，按照J(rèn)TG/TD31-02的規(guī)定進(jìn)行。DB13/T5999—202446施工6.1施工準(zhǔn)備6.1.1施工前應(yīng)收集并熟悉有關(guān)施工圖、工程地質(zhì)勘察報(bào)告、必要的土工試驗(yàn)報(bào)告等資料。6.1.2施工前應(yīng)編制施工組織設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容應(yīng)包括：施工機(jī)械，人員配置，施工順序，材料、備品、備件供應(yīng)計(jì)劃，進(jìn)度計(jì)劃，質(zhì)量控制，安全保證，環(huán)境保護(hù)和季節(jié)性施工技術(shù)措施等。6.1.3施工場(chǎng)區(qū)應(yīng)平整密實(shí)，地上、地下不得有阻礙施工的結(jié)構(gòu)物、植被等。6.1.4正式施工前，應(yīng)進(jìn)行不少于5根試樁,檢驗(yàn)施工設(shè)備適宜性,確定施工工藝及控制參數(shù)。6.1.5剛性樁施工應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件及工程特點(diǎn)選用成樁設(shè)備。灌注樁可選用長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓法灌注和振動(dòng)沉管灌注等施工方法，當(dāng)軟土深厚且布樁較密或周邊環(huán)境有嚴(yán)格要求時(shí)，不宜選用振動(dòng)沉管灌注成樁法；預(yù)應(yīng)力混凝土管樁可選用錘擊打入法或靜壓法沉樁，對(duì)振動(dòng)敏感的路段宜采6.2灌注樁6.2.1灌注樁（素混凝土樁、CFG樁）混合料拌和時(shí)間、坍落度應(yīng)按試樁試驗(yàn)確定的參數(shù)進(jìn)行控制，攪拌時(shí)間不得少于1min。采用長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓法施工灌注樁時(shí)，坍落度宜為160mm～200mm；采用沉管法施工灌注樁時(shí)，坍落度宜為30mm～50mm。6.2.2灌注樁施工樁頂高程宜高出設(shè)計(jì)樁頂高程不少于0.5m。6.2.3灌注樁施工應(yīng)合理安排成樁順序，避免后序樁施工對(duì)已施工樁的損壞。6.2.4長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓法灌注樁主要施工工藝流程如圖1所示。原地面處理測(cè)量放樣鉆機(jī)就位混合料原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)混合料原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)鉆桿垂直度檢查與調(diào)整混合料室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)混合料室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)鉆孔至設(shè)計(jì)深度泵送混合料，鉆桿內(nèi)充滿混合料后開始拔管均勻拔管并泵壓混合料直至樁頂清土鉆機(jī)移至下一樁位圖1長螺旋鉆孔管內(nèi)泵壓法灌注樁施工工藝流程圖6.2.5振動(dòng)沉管法灌注樁主要施工工藝流程如圖2所示。DB13/T5999—20245混合料原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)混合料室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)混合料原材料進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)混合料室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)原地面處理測(cè)量放樣鉆機(jī)就位垂直度檢查與調(diào)整沉管至設(shè)計(jì)深度均勻拔管至樁頂鉆機(jī)移至下一樁位圖2振動(dòng)沉管法灌注樁施工工藝流程圖6.3預(yù)應(yīng)力混凝土管樁6.3.1預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并驗(yàn)證質(zhì)量證明資料，合格后方可使用。樁頭損壞部分應(yīng)截去，樁頂不平時(shí)應(yīng)修切或修墊平整。6.3.2預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、樁型、樁體承載能力、施工環(huán)境條件等選定沉樁方法及相應(yīng)機(jī)具設(shè)備，沉樁方法可采用靜力法或錘擊法。6.3.3靜壓法施工，最大壓樁力值應(yīng)根據(jù)沉樁工藝性試驗(yàn)確定，不宜大于由樁體材料強(qiáng)度確定的豎向承載力設(shè)計(jì)值的1.5倍。靜壓法施工沉樁速度不宜大于2m/min。6.3.4錘擊法施工,每根樁的總錘擊數(shù)及最后1m沉樁錘擊數(shù)宜進(jìn)行控制。最特殊條件下錘擊法施工困難，可采用引孔輔助沉樁法。引孔直徑不宜超過樁直徑的2/3，深度不宜超過樁長的2/3，并應(yīng)采取防塌孔的措施。引孔作業(yè)和沉樁作業(yè)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間隔時(shí)間不宜大于12h。6.3.5預(yù)應(yīng)力混凝土管樁接樁焊接時(shí)，應(yīng)分層采用CO2保護(hù)焊或手工電弧焊焊接，采用手工電弧焊時(shí)應(yīng)將焊渣清除干凈，焊縫應(yīng)連續(xù)飽滿，滿足二級(jí)焊縫的要求。樁接頭焊好后應(yīng)自然冷卻至少6min~8min才能繼續(xù)沉樁，不得用水冷卻。6.3.6預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工工藝流程如圖3所示DB13/T5999—20246原地面處理測(cè)量放樣機(jī)械就位樁起吊就位樁垂直度調(diào)整沉入第一節(jié)樁焊接或法蘭盤接樁沉入下一節(jié)樁沉樁至設(shè)計(jì)深度鉆機(jī)移至下一樁位圖3預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制樁施工工藝流程圖6.4樁頭處理6.4.1灌注樁施工完畢待樁體達(dá)到一定強(qiáng)度（一般為7d左右）后，可進(jìn)行樁頭處理。6.4.2人工或使用小型挖掘機(jī)挖出樁間土。開挖時(shí)應(yīng)控制好標(biāo)高，嚴(yán)禁超挖；若出現(xiàn)超挖，則應(yīng)夯6.4.3樁間土挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)進(jìn)行截樁，剔除多余的樁頭。截樁宜采用切割法。6.4.4樁頭剔至設(shè)計(jì)標(biāo)高，樁頂表面應(yīng)鑿至平整。當(dāng)樁頭剔至設(shè)計(jì)標(biāo)高以下時(shí)，應(yīng)采取補(bǔ)救措施。6.4.5清土和截樁不應(yīng)造成設(shè)計(jì)樁頂高程以下樁身斷裂和樁間土擾動(dòng)。6.5樁帽6.5.1樁帽施工前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行室內(nèi)配合比試驗(yàn)，選定合適的配合比。6.5.2樁帽模板宜采用組合鋼模板；模板安裝應(yīng)穩(wěn)固牢靠，接縫應(yīng)封堵嚴(yán)密，不應(yīng)漏漿；固定模板位置，保證樁頭位于樁帽中心；樁頭深入樁帽應(yīng)不小于50mm。6.5.3樁帽混凝土澆筑完成后應(yīng)及時(shí)覆蓋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期不應(yīng)小于7d。6.5.4樁帽四周宜采用細(xì)粒土回填，回填土采用小型壓路機(jī)壓實(shí)，壓實(shí)質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。6.5.5樁帽以上0.5m范圍內(nèi)不得采用重型碾壓設(shè)備施工。6.6加筋墊層6.6.1墊層材料宜選擇級(jí)配良好的碎石、砂礫、石屑等，墊層的厚度不宜小于0.3m。6.6.2墊層鋪設(shè)后宜采用靜力壓實(shí)法，當(dāng)樁間土的含水率較小時(shí)，也可采用動(dòng)力夯實(shí)法。6.6.3墊層施工前應(yīng)進(jìn)行工藝性試驗(yàn)，確定工藝參數(shù)。6.6.4土工合成材料加筋材料鋪設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：a)土工合成材料加筋材料的下承層表面應(yīng)整平、密實(shí)，并清除表面堅(jiān)硬凸物；b)鋪設(shè)土工合成材料加筋材料時(shí)，應(yīng)將強(qiáng)度高的方向置于路堤主要受力方向；DB13/T5999—20247c)土工合成材料加筋材料的連接應(yīng)牢固；d)土工合成材料加筋材料鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)拉緊展平插釘固定，不應(yīng)褶皺扭曲，并應(yīng)與下承層密貼；e)多層鋪設(shè)時(shí)，上下層接縫應(yīng)交替錯(cuò)開；f)施工機(jī)械不得直接在土工合成材料加筋材料上行走。7質(zhì)量檢驗(yàn)7.1灌注樁7.1.1灌注樁施工的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1灌注樁施工的允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)數(shù)量檢驗(yàn)方法1樣檢驗(yàn)，且每檢驗(yàn)批測(cè)量樁體中心2不小于設(shè)計(jì)值7.1.2灌注樁成樁7天內(nèi)，可采用低應(yīng)變檢查樁身完整性，檢查數(shù)量為施工總樁數(shù)的10%，且不少于5根。灌注樁成樁28d后，可采用取芯法對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)頻率應(yīng)不少于總樁數(shù)的0.5%，且不少于5根。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，按表2對(duì)樁身質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。表2樁身完整性分類表序號(hào)類別分類原則1完好樁2樁身有輕微缺陷，但不影響樁身原設(shè)計(jì)強(qiáng)度的發(fā)揮3Ⅲ類樁樁身有明顯缺陷，應(yīng)采用其他方法進(jìn)一步確認(rèn)其可用性4樁身有嚴(yán)重缺陷或斷樁7.1.3灌注樁在成樁28d后進(jìn)行載荷試驗(yàn)，檢驗(yàn)單樁承載力及復(fù)合地基承載力，抽檢頻率應(yīng)為總樁數(shù)的0.2%～0.5%，且同一路段不少于3根樁。測(cè)定的承載力應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。7.1.4其余項(xiàng)目應(yīng)按表3的要求檢驗(yàn)。表3灌注樁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目規(guī)定值或允許偏差檢查方法和頻率1樁距2樁徑不小于設(shè)計(jì)值3樁長不小于設(shè)計(jì)值查施工記錄并結(jié)合