螺桿樁設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)定

企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CFG—LGZ—2006JG）螺桿樁設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)定Technicalrulefordesignandconstructionofscrewpile2006年10月公布編制單位：編寫(xiě)人：1總則1.1一般規(guī)定1.1.1為了保證螺桿樁及其成樁工法（專(zhuān)利名：半螺絲樁及其成樁工法，專(zhuān)利號(hào)：ZL03128265.2）在建筑地基基礎(chǔ)施工中的規(guī)范化，特制定本規(guī)定。1.1.2螺桿樁及其成樁工法是在長(zhǎng)螺旋鉆孔灌注樁(“九五”國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目)和日本鋼釬維全螺紋預(yù)制樁的基礎(chǔ)上的新樁型。其主要技術(shù)特征表現(xiàn)為樁的“上部為直柱型，下部為螺絲型”，樁體幾何斷面更符合附加應(yīng)力場(chǎng)由上而下減少的分布規(guī)律。采用了變截面的構(gòu)造形狀，滿足了附加應(yīng)力的分布規(guī)律和應(yīng)力分擔(dān)比及剛度變化的要求，調(diào)整了土與樁之間的作用，樁側(cè)土體應(yīng)力分?jǐn)偙燃皯?yīng)力擴(kuò)散度提高，樁端荷載減少，使樁身受力與土體受力協(xié)調(diào)一致。樁歸類(lèi)于半擠土成型樁。螺桿樁改變了樁與土體之間相互作用的模式，樁與土界面構(gòu)成了機(jī)械型咬合。將常識(shí)中“螺絲釘比釘子牢固”的道理運(yùn)用在樁施工中，使其更牢固的特點(diǎn)得以實(shí)現(xiàn)。1.1.3采用本公司研發(fā)的專(zhuān)用打樁機(jī)械，是實(shí)施螺桿樁及其成樁工法的重要保證。1.1.4螺桿樁每立方米混凝土提供的單樁豎向承載力高，樁身下段表面帶螺紋，無(wú)泥皮，樁端無(wú)沉渣，不塌孔，施工無(wú)噪音、無(wú)泥漿污染。2術(shù)語(yǔ)2.0.1螺桿樁；2.0.2機(jī)械咬合作用力；2.0.3土層抗剪強(qiáng)度；2.0.4土層抗剪強(qiáng)度（）計(jì)算滑面法向應(yīng)力；2.0.5剪切滑動(dòng)面上的法向應(yīng)力（kpa）。3適用范圍3.0.1適用于淤泥質(zhì)粘土，粉土，粘土，粉質(zhì)粘土，中細(xì)沙，粒徑小于20cm沙礫石層，強(qiáng)風(fēng)化層，象皮泥等地層。不受地下水的限制。3.0.2用于包括復(fù)合地基的剛性樁、鋼筋混凝土基礎(chǔ)的鋼筋混凝土樁和復(fù)合樁基的基樁，樁徑300mm～800mm，樁徑視長(zhǎng)細(xì)比調(diào)整。4規(guī)定的共性要求4.0.1螺桿樁設(shè)計(jì)，施工，驗(yàn)收除應(yīng)符合本規(guī)定外，同時(shí)尚應(yīng)按國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。4.0.2本規(guī)定參照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002/J220-2002）中CFG樁法，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2002）中鉆孔灌注樁的相關(guān)規(guī)定及《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）。5施工準(zhǔn)備5.1螺桿樁施工前應(yīng)具備下列資料:5.1.1建筑場(chǎng)地工程地質(zhì)資料和必要的水文地質(zhì)資料；5.1.2符合地基處理工程施工圖（或樁基工程圖）及圖紙會(huì)審紀(jì)要；5.1.3建筑場(chǎng)地和鄰近區(qū)域內(nèi)的地下管線（管道、電纜）、地下構(gòu)筑物等的調(diào)查資料；5.1.4主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備的技術(shù)性能資料；5.1.5地基工程的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案；5.1.6水泥、砂、石、鋼筋等原材料及其制品的質(zhì)檢報(bào)告；5.1.7有關(guān)荷載、施工工藝的實(shí)驗(yàn)參考資料。5.2施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)，有針對(duì)性地制定質(zhì)量管理措施，主要包括下列內(nèi)容：5.2.1施工平面圖：標(biāo)明樁位、編號(hào)、施工順序，水電線路和臨時(shí)設(shè)施的位置；混凝土制備設(shè)備及其管路系統(tǒng)；5.2.2確定成孔機(jī)械、配套設(shè)備及施工工藝的有關(guān)資料；5.2.3施工作業(yè)計(jì)劃和勞動(dòng)組織計(jì)劃；5.2.4機(jī)械設(shè)備、備（配）件、工具（包括質(zhì)量檢查工具），材料供應(yīng)計(jì)劃；5.2.5施工時(shí)應(yīng)制定相應(yīng)的工作制度并采取有效的技術(shù)措施，以保證工程質(zhì)量、安全、文明生產(chǎn)、勞動(dòng)保護(hù)、防火、防雨、保護(hù)文物、保護(hù)環(huán)境等有關(guān)規(guī)定的貫徹執(zhí)行。5.3施工前應(yīng)組織圖紙會(huì)審，會(huì)審紀(jì)要連同施工圖等作為施工依據(jù)并列于工程檔案。5.4施工用的臨時(shí)設(shè)施，如供水、供電、道路、排水、臨時(shí)房屋等必須在開(kāi)工前準(zhǔn)備就緒，施工場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行平整處理，以保證施工機(jī)械正常作業(yè)。5.5樁軸線的控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不受施工影響的地方，開(kāi)工前，經(jīng)復(fù)核后應(yīng)妥善保護(hù)，施工中應(yīng)定期復(fù)測(cè)。6施工的主要機(jī)具設(shè)備6.0.1采用本公司研發(fā)的專(zhuān)用打樁機(jī)械。6.0.2混凝土高壓泵裝置與管路系統(tǒng)：高壓泵的泵送壓力應(yīng)選用＞6Mpa。6.0.3混凝土可采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌或商品混凝土。粗骨料可選用卵石或碎石，其最大粒徑5～25mm6.0.4水泥宜用普通水泥或硅酸鹽水泥并有出廠合格證，不得受潮、過(guò)期。6.0.4混凝土應(yīng)符合高壓泵的要求，嚴(yán)禁摻有水泥紙袋或其他雜物，可根據(jù)不同的使用要求摻加外加劑（如減水劑，增強(qiáng)劑，緩凝劑，細(xì)磨粉煤灰等）坍落度18～20mm。7施工7.0.1樁的施工順序應(yīng)根據(jù)樁間距和地層的滲透情況，按編號(hào)順序進(jìn)行，或采用凝固時(shí)間間隔進(jìn)行，樁孔間應(yīng)防止串漿。7.0.2樁機(jī)就位后必須調(diào)平并穩(wěn)固，確保成孔垂直度。7.0.3下鉆過(guò)程中樁機(jī)自控系統(tǒng)嚴(yán)格控制鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，使二者匹配，要求鉆桿旋轉(zhuǎn)二周以上，螺桿鉆桿下降一個(gè)螺距，鉆至螺桿樁直線段設(shè)計(jì)深度，在土體中形成圓柱狀；鉆桿旋轉(zhuǎn)一周，螺桿鉆桿下降一個(gè)螺距，鉆至螺桿樁螺紋段設(shè)計(jì)深度，在土體中形成螺紋狀。7.0.4鉆頭鉆到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，樁機(jī)反向旋轉(zhuǎn)提升鉆桿，提鉆過(guò)程中自控系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格控制鉆桿提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，與下降時(shí)一樣，保持同步和匹配。與此同時(shí)制備好的細(xì)石混凝土或砂漿迅速填充（泵送）由于鉆桿旋轉(zhuǎn)升所產(chǎn)生的帶螺紋狀空間和鉆桿直接提升或正向旋轉(zhuǎn)提升所產(chǎn)生的帶圓柱型空間，形成螺桿樁。7.0.5提鉆時(shí)鉆頭到達(dá)一定位置可停止泵壓細(xì)石混凝土或砂漿，由鉆桿內(nèi)的混凝土充填至樁頂標(biāo)高。7.0.5混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的澆注時(shí)間按初盤(pán)混凝土的初凝時(shí)間控制，對(duì)澆注過(guò)程中的一切故障均應(yīng)記錄備案。7.0.6控制最后一次灌注量，樁頂不得偏低，必須保證暴露的樁頂混凝土達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。7.0.7鋼筋籠采用后置式安裝。制作的鋼筋籠，其接頭采用焊接，應(yīng)遵守《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50204)。8單樁承載力的確定8.1靜載試驗(yàn)8.1.1采用現(xiàn)場(chǎng)靜載試驗(yàn)確定單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，在同一條件下的試樁數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的1%，且不應(yīng)少于3根，工程總樁數(shù)在50根以內(nèi)時(shí)不應(yīng)少于2根；并相應(yīng)做動(dòng)力測(cè)試。8.2理論計(jì)算由于螺桿樁是由直桿段，螺紋段和樁端三部分構(gòu)成。因此，計(jì)算需分段進(jìn)行。8.2.1直桿段側(cè)阻力計(jì)算直桿段螺桿樁側(cè)阻力是由樁土之間的摩阻力實(shí)現(xiàn)的。所以，計(jì)算方法與傳統(tǒng)直線型灌注樁相同。即：式中：——樁的直桿段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），可按表2取值；u——樁身周長(zhǎng)（m）；——樁的直桿段穿越第i層土的厚度（m）。8.2.2螺紋段側(cè)阻力計(jì)算螺紋段的側(cè)阻力是由樁的螺牙與土的機(jī)械咬合作用力通過(guò)樁孔側(cè)壁土的抗剪強(qiáng)度體現(xiàn)的，與直桿段樁的受力機(jī)理截然不同，建議按下式計(jì)算：式中：——樁的螺紋段第i層土抗剪強(qiáng)度值（kpa）。土層抗剪強(qiáng)度的確定方法根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)指標(biāo)按下式計(jì)算砂類(lèi)土粘性土式中：——剪切滑動(dòng)石上的法向應(yīng)力（kpa），可按表1取值； ——第i層土的粘聚力（kpa）； ——第i層土的內(nèi)摩擦角（o）。8.2.3樁端阻力計(jì)算由于螺桿樁在成孔過(guò)程中對(duì)孔底有擠土作用，加之管內(nèi)泵壓混凝土有較高的壓力，作用機(jī)理相似預(yù)制樁。計(jì)算式如下：式中：—極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值（kpa），可按表2取值；—樁端面積。小結(jié)：螺桿樁單樁豎向極限承載力計(jì)算將直桿段側(cè)阻力、螺紋段側(cè)阻力和端阻力公式合拼即得螺桿樁單樁豎向極限承載力計(jì)算公式如下：式中：—單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值（KN）；—直桿段樁段第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值；—樁身周長(zhǎng)（m）；—直桿段穿越第i層土的厚度（m）；—螺紋段穿越第i層土的厚度（m）；—第i層的粘聚力（kpa）；—第i層土的內(nèi)摩擦角；—第i層土的抗剪強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的垂直向應(yīng)力（kpa），可按表1取值。土層抗剪強(qiáng)度計(jì)算對(duì)應(yīng)的法向應(yīng)力表1土名稱土的狀態(tài)剪切試驗(yàn)法向應(yīng)力（Kpa）100200300400粘性土0.75<≤1√0.50<≤0.75√0.25<≤0.50√0<≤0.25√粉土0.75<e≤0.9e<0.75粉細(xì)砂稍密√中密√密實(shí)√中砂中密√密實(shí)√粗砂中密√密實(shí)√礫砂中密、實(shí)密√螺桿樁單樁豎向極限承載力計(jì)算參數(shù)表2土名稱土的狀態(tài)直桿段極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kpa)樁的極限端阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kpa)h≤99<h≤1616<h≤30填土20-28淤泥11-17淤泥質(zhì)土20-28粘性土>121-360.75<≤136-50210-840630-13001100-17000.5<≤0.7550-66840-17001500-21001900-25000.25<≤0.5066-821500-23002300-30002700-36000<≤0.2582-912500-38003800-51005100-5900<51005100-59005900-6800粉土e>0.922-44640-15001100-19001700-25000.75≤e≤0.942-64840-17001300-21001900-2700e<0.7564-851500-23002100-30002700-3600粉細(xì)砂稍密22-42800-16001500-21001900-2500中密42-631400-22002100-30003000-3800密實(shí)63-85600-24002300-32003200-4000中砂中密54-743600-51005100-63006300-7200密實(shí)74-953800-53005300-65006500-7500粗砂中密74-955700-74007400-84008400-9500密實(shí)95-1165900-76007600-86008600-9800礫砂中密、密實(shí)116-1386300-10500角礫、園礫中密、密實(shí)7400-11600碎石、卵石8400-127009質(zhì)量檢查及驗(yàn)收9.1質(zhì)量檢查及驗(yàn)收除應(yīng)按先行《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79-2002/J220-2002）中CFG樁法，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5007-2002）中鉆孔灌注樁及《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50202-2002）的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行外，一般情況下宜按規(guī)定執(zhí)行。9.2成樁質(zhì)量檢查包括成孔、鋼筋籠制作，混凝土攪制及灌注的質(zhì)量檢查。9.2.1混凝土攪制應(yīng)對(duì)原材料質(zhì)量與計(jì)量、混凝土配合比、坍落度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行檢查。9.2.2混凝土試塊是反映螺桿樁樁身強(qiáng)度的重要依據(jù)，由于泵注混凝土質(zhì)量較穩(wěn)定，規(guī)定每個(gè)工作班做一組試塊。9.2.3鋼筋籠的制作應(yīng)對(duì)鋼筋規(guī)格、焊條規(guī)格、品種、焊口規(guī)格、焊逢長(zhǎng)度、焊逢外觀和質(zhì)量，主筋和箍筋的制作偏差等進(jìn)行檢查。9.2.4在灌注混凝土前，應(yīng)嚴(yán)格按照前述有關(guān)施工質(zhì)量要求對(duì)已成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、提鉆時(shí)的泵注壓力、泵注管、鋼筋籠安放的實(shí)際位置等進(jìn)行認(rèn)真檢查，并填寫(xiě)相應(yīng)質(zhì)量檢查記錄。9.2.5在泵注混凝土后檢查重點(diǎn)為混凝土總量，充盈系數(shù)。9.2.6成樁樁位偏差應(yīng)根據(jù)前述的規(guī)定檢查。9.3螺桿樁驗(yàn)收應(yīng)包括下列資料：9.3.1施工分包合同及分包單位資質(zhì)證明文件；9.3.2工程地質(zhì)勘察報(bào)告，樁施工圖，設(shè)計(jì)變更、洽商記錄；9.3.4經(jīng)審定的施工組織設(shè)計(jì)或施工方案及執(zhí)行中的變更簽證情況；9.3.5技術(shù)交底和安