DB32T-預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范編制說明

《預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范》地方標準編制說明預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范地方標準編制組2024年8月

目錄TOC\o"1-1"\h\u一、編制的背景、必要性和意義。 一、編制的背景、必要性和意義。1.編制的背景江蘇省于2018年發(fā)布的《江蘇省高速公路網(wǎng)規(guī)劃（2017年—2035年）》中提出，至2035年全省高速公路網(wǎng)規(guī)劃總里程將達到6666公里，其中近中期（2017—2025年）建設完成約1647公里左右，遠期（2026—2035年）建設完成約1008公里。江蘇省政府于2021年發(fā)布的《江蘇省“十四五”鐵路發(fā)展暨中長期路網(wǎng)布局規(guī)劃》中提出，至2025年，新增鐵路里程約1000公里，總里程達到5200公里。到2035年，高速鐵路約4800公里，普速鐵路約2100公里，新增鐵路里程約1700公里。江蘇省的公路、鐵路建設規(guī)模依然龐大，由于江蘇省沿海以及內地河流兩岸和湖泊地區(qū)廣泛分布著淤泥和淤泥質黏土等軟黏土地層，在軟黏土地基上建設公路、鐵路、水運工程會遇到穩(wěn)定及變形等問題，特別是對于高速公路和鐵路而言，不僅要求路堤穩(wěn)定，而且對工后沉降要求高，尤其控制工后不均勻沉降，工程建設面臨的不小挑戰(zhàn)。因此在軟土地基上修建公路、鐵路、水運工程，保障路堤穩(wěn)定和減小工后沉降是兩個關鍵亟待解決的關鍵問題。軟基處理方法通常有固結排水法、復合地基法等，如插塑料排水板結合砂墊層法、粉（漿）噴樁、CFG樁、預制樁等。路堤自身加固處理方法有加筋法、輕質路堤法、反壓護道法等。樁承式路堤是處理交通工程軟土地基的有效辦法之一。樁承式路堤由樁體、上部填土、加筋墊層、樁間土等組成，還可通過設計樁帽來增大樁體承受上部荷載的面積以提高承載力。樁承式路堤使路堤填土的大部分荷載通過土拱效應和拉膜效應傳遞到樁體上，降低對樁間土承載能力的要求，減小地基沉降。樁承式路堤由于施工速度快捷、可大大縮短工期，加固處理深度較其它方法更深，適宜各種地質條件，可明顯增加路基的穩(wěn)定性，減少地基的沉降，因此在地基處理中使用量日益增加。目前，中國、英國、德國和日本等國都有大量采用樁承式路堤的工程案例。近十年來，交通工程的軟基處理樁承式路堤中剛性樁采用普通預制樁較多，但普通預制樁多用于樁基工程，用于復合地基中其結構尺寸、配筋等富余較大，樁身性能未完全發(fā)揮，且存在與復合地基荷載不匹配的問題，導致總體造價偏高。2.編制的必要性勁性體復合地基這項技術由于質量可控、造價低廉、施工速度快等優(yōu)點，在全國范圍內推廣應用的項目越來越多，截至目前，廣東、安徽、陜西、山東、湖北等省份已頒布了公路工程領域的勁性體做路基處理的地方標準。江蘇省綜合交通運輸學會在2021年發(fā)布實施了團體標準《公路復合地基用預制混凝土勁性體技術規(guī)范》T/JSCTS6-2021，但該標準針對的工程對象僅為公路工程，在鐵路工程、水運交通工程等行業(yè)未見相關標準，故除公路路基處理的工程外，其他行業(yè)勁性體復合地基設計、施工、檢測、驗收參考的是建筑規(guī)范，與交通工程建設的相關要求有差異；近年來，除了管狀勁性體的應用外，方形勁性體在軟基處理中的應用也越來越多，故亟需對產(chǎn)品類型進行補充完善；隨著技術的發(fā)展，新型的預制樁連接技術如各類插銷機械連接技術層出不窮，有效提升了接樁效率與接樁質量的可靠度，新型施工工法的應用也進一步提升了預制樁的地層適應性，上述新技術有必要納入到標準中?；谏鲜鲆螅幹埔徊拷K省勁性體復合地基技術規(guī)范地方標準十分必要。3.編制的的意義在剛性樁復合地基的荷載傳遞機理、沉降計算已經(jīng)較為成熟，有大量的實踐數(shù)據(jù)和理論研究成果可用于指導工程實踐的背景下，結合團體標準《公路復合地基用預制混凝土勁性體技術規(guī)范》T/JSCTS6-2021應用情況，編制一本涵蓋公路、鐵路、水運工程領域的勁性體復合地基技術規(guī)范，既可以為我省公路、鐵路、水運工程的軟基處理提供設計依據(jù)，推動軟基處理用樁的標準化、規(guī)范化，做到安全適用、經(jīng)濟合理、確保質量、保護環(huán)境，又可以解決其他樁型在設計、施工等過程中帶來的環(huán)保、受力、經(jīng)濟性等不足，推動行業(yè)良性發(fā)展。二、任務來源根據(jù)2023年7月江蘇省市場監(jiān)督管理局批復的《關于下達2023年度江蘇省地方標準項目計劃的通知》（蘇市監(jiān)標〔2023〕173號），共下達327項標準制定項目計劃，其中第85項為本標準制定項目計劃，標準名稱為《公路復合地基用預制混凝土勁性體技術規(guī)范》。根據(jù)專家意見，編制組經(jīng)過討論，本規(guī)范名稱變更為《預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范》。三、編制過程本標準的制定工作過程簡述如下：1.工作大綱編制（2023年8月至2023年9月）從發(fā)布立項通知到工作大綱評審會；通過收集、分析、整理基礎資料等，形成工作大綱。2.補充調研（2023年10月至2023年11月）從大綱評審到完成補充調研；增加和補充進行的調研，包括調研對象、方式，主要問題及必要的試驗驗證、論證內容等；根據(jù)工作大綱評審意見可再進一步完善。3.編制起草（2023年11月至2024年2月）從發(fā)布立項通知到工作大綱評審會，在工作大綱編制完成后；起草編制初稿，提交有關專家進行初步交流后，形成征求意見稿和編制說明。4.組織標準預審江蘇省綜合交通運輸學會公路分會分別于2023年9月20日、2024年1月2日在南京組織召開了《預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范》預審會。兩次預審會，專家聽取了標準編制單位的匯報，審閱了相關資料，經(jīng)質詢與討論，形成了評審意見。5.征求意見并完善文稿（2024年2月至2024年7月）編制組共進行兩次公開征求意見。2024年2月23日至3月23日，在省交通廳官網(wǎng)征求意見。2024年6月4日至7月3日在省市場監(jiān)督管理局官網(wǎng)公開征求意見。2024年3月、5月分兩次向省內外19家交通建設行業(yè)的建設管理單位、設計單位、監(jiān)理咨詢單位、質量監(jiān)督檢測單位、施工單位等發(fā)出了定向征求意見的聯(lián)系涵。標準兩次預審會，與會專家共提出10條主要評審意見，其中采納9條，不采納1條。征集意見階段，共收到46條反饋意見，根據(jù)各單位反饋的意見，標準編寫組標準征求意見稿進行了認真地研究、分析和討論，經(jīng)梳理，最終其中采納27條，部分采納7條，未采納12條，均已注明理由。6.標準送審江蘇省綜合交通運輸學會公路于2024年7月31日在南京組織召開了《預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范》送審稿技術審查會。編制組根據(jù)送審稿審查會專家意見，對標準文稿、編制說明進行了補充完善，形成《標準》報批稿、《編制說明》、《標準征求意見匯總處理表》最終稿。四、主要內容及技術指標確立1.主要內容本標準編制的主要內容技術指標確定依據(jù)為《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007)、《先張法預應力混凝土管樁》(GB/T13476)、《雙酚A型環(huán)氧樹脂》(GB/T13657)、《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ94)、《建筑基樁檢測技術規(guī)范》(JGJ106)、《預應力混凝土管樁技術標準》(JGJ/T406)、《預應力混凝土空心方樁》(JG/T197)、《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》(JTG3363)、《公路路基設計規(guī)范》(JTGD30)、《公路工程質量檢測評定標準》(JTGF80/1)、《公路工程基樁檢測技術規(guī)范》(JTG/T3512)、《公路軟土地基路堤設計與施工技術細則》(JTG/TD31-02)、TB10001《鐵路路基設計規(guī)范》、TB10035《鐵路特殊路基設計規(guī)范》、TB10106《鐵路工程地基處理技術規(guī)程》JTS147《水運工程地基設計規(guī)范》等法規(guī)標準，同時結合了勁性體江蘇省交通工程項目成功應用的實踐。范圍規(guī)定了本文件的適用范圍。規(guī)范性引用文件列出了本文件中應用的所有規(guī)范，包括國標、行業(yè)標準等。術語和定義勁性體、預制混凝土勁性體復合地基、樁帽等的名詞?；疽笕木V領性要求，主要包括：適用條件、施工方法選擇、檢測要求等內容作出指導性規(guī)定。材料、規(guī)格與質量要求對勁性體所采用的原材料、產(chǎn)品規(guī)格與質量要求進行規(guī)定。設計本章節(jié)給出勁性體復合地基設計的相關技術要求。6.1一般規(guī)定對勁性體復合地基中勁性體的使用條件、計算內容和承載力控制要求等進行規(guī)定。6.2構造對勁性體復合地基的構造進行規(guī)定。6.3勁性體單樁承載力設計給出了勁性體復合地基中勁性體單樁的承載力計算公式。6.4樁帽及加筋墊層設計給出了勁性體復合地基中樁帽和加筋墊層的承載力計算公式。6.5承載力和沉降計算給出了勁性體復合地基承載力的計算公式、沉降計算公式及穩(wěn)定性驗算公式。6.6整體穩(wěn)定性驗算給出了采用勁性體復合地基的路基整體穩(wěn)定性驗算要求。施工本章節(jié)給出勁性體的施工控制相關要求。7.1一般規(guī)定對勁性體施工的技術準備、樁位控制、施工順序等進行必要規(guī)定。7.2運輸、起吊和堆放對勁性體的運輸、起吊和堆放進行必要規(guī)定。7.3試樁對勁性體地基的工程樁施工前的試樁作出了規(guī)定。7.4靜壓法沉樁7.5錘擊法沉樁7.6植入法沉樁7.7接樁與截樁對勁性體進行靜壓法、錘擊法、植入法施工及接樁截樁工藝提出具體規(guī)定。7.8樁帽及加筋墊層施工對勁性體樁帽的構造、填芯要求及施工要求做出規(guī)定。檢驗和驗收對勁性體的施工前、施工中及施工后的質量檢測項目進行具體規(guī)定。附錄A勁性體的分類、參數(shù)及質量要求給出標準化勁性體型號的規(guī)格尺寸、力學性能指標等內容，可供設計人員直接選用。附錄B勁性體彎矩計算簡易方法對勁性體的彎矩與位移提出了計算方法。2.技術指標確定依據(jù)《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》（GB/T1.1-2020）里對服務標準及內容要素的分類，《預制混凝土勁性體復合地基技術規(guī)范》主要定位在“勁性體設計、施工與檢驗”，分別從勁性體單樁承載力計算、勁性體復合地基的承載力、沉降計算、樁帽的抗彎和抗沖切承載力計算、路基穩(wěn)定性驗算、勁性體的材料、生產(chǎn)工藝及構造要求，并提供標準化樁型的性能指標、勁性體的起吊、運輸、施工、質量檢測和驗收的相關規(guī)定、等方面進行研究。（1）原材料的技術指標根據(jù)復合地基中勁性體的受力特點和構造要求，圓形勁性體混凝土強度等級分為C60、C80兩種，方形勁性體混凝土強度等級為C60、C80兩種。規(guī)定勁性體混凝土小強度等級，一方面能提高勁性體樁身的強度，產(chǎn)減少混凝土用量，另一方面能提高勁性體在施工中的耐錘擊性和穿透能力，保證樁身質量。勁性體采用預制離心工廠成型，原材料包括水泥、砂、外加擠、摻合料、預應力鋼棒、箍筋、端板、抱箍等，應符合GB/T13476、JGT/T197的規(guī)定。勁性體主要承受豎向軸壓力，采用插銷式機械連接可大幅提升施工效率，降低工程造價，故在勁性體復合地基中采用插銷式機械連接是非常合適的。插銷式機械連接包含螺母、插桿、扣筒等組件。通過相關研究，組件的材質對插銷式連接的承載能力影響較大，故本規(guī)范中對相關組件的材質進行了規(guī)定與要求。其中，螺母的鋼材采用了強度、抗變形能力強的碳素鋼45#，其質量應符合現(xiàn)GB/T700的規(guī)定。插桿、扣筒的材質采用了綜合力學性能好、沖擊韌性好和低的缺口敏感性的40Cr，其質量應符合GB/T3077的規(guī)定。密封材料采用環(huán)氧樹脂時，其質量應符合GB/T13657的規(guī)定。加筋材料通常采用土工格珊、高強土工布、土格室等。要求其具有抗拉強度高、切線模量高、非脆性、耐久性好、抗老化等工程性質，其指標復合《土工合成材料應用技術規(guī)范》GB/T50290、《公路土工合成材料應用技術規(guī)范》JTG/TD32要求。（2）勁性體及樁帽規(guī)格技術指標本規(guī)范納入的管形勁性體按外徑分為300mm、400mm、500mm等常用規(guī)格,方形勁性體按邊長分為300mm、350mm、400mm、450mm、500mm等常用規(guī)格。勁性體預應力筋混凝土保護層厚度不小于25mm，符合《建筑與市政地基基礎通用規(guī)范》GB55003的相關要求。勁性體厚度的確立參考了江蘇省交通運輸廳科技項目《預制高強混凝土勁性體在高速公路軟土地基中的應用研究》以及團體標準《公路復合地基用預制混凝土勁性體技術規(guī)范》T/JSCTS6-2021。勁性體的正截面受彎承載力,樁身受剪承載力及豎向受壓承載力設計值可以根據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010和《預應力混凝土管樁圖集》23G409中相關結構計算公式求得。樁帽的的邊長、厚度等指標符合《復合地基技術規(guī)范》GB/T50783、《建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ79的要求。（3）承載能力及沉降、穩(wěn)定性技術指標樁帽的抗沖切承載、受彎承載力計算依據(jù)根據(jù)《復合地基技術規(guī)范》GB/T50783第16章的相關條文確定。樁帽配筋依據(jù)《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010確定。加筋材料的拉應力的計算參考了《公路軟土路基路路堤設計與施工技術細則》JTG/TD31-02的相關要求。勁性體單樁承載力標準值計算公式參考《復合地基技術規(guī)范》GB/T50783、《建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ79等規(guī)范。勁性體復合地基承載力計算參考了《復合地基技術規(guī)范》GB/T50783。公路工程中勁性體的沉降驗算參考了《公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范》JTG3363、公路軟土路基路路堤設計與施工技術細則》JTG/TD31-02等規(guī)范。鐵路工程中勁性體的沉降驗算參考了《鐵路路基設計規(guī)范》TB10001、《鐵路特殊路基設計規(guī)范》TB10035等規(guī)范。（4）檢驗和驗收技術指標樁帽主筋間距允許偏差為±15mm，箍筋間距允許偏差為±20mm，主筋保護層允許偏差+10mm,-5mm。樁帽的高度高度允許偏差為+20mm、-10mm，寬度或直徑允許偏差+30mm,-20mm，樁帽中心與樁中心允許偏差50mm。勁性性樁節(jié)之間的焊接要求按《鋼結構工程施工質量驗收標準》GB50205中的二級焊縫控制。收錘的標準參考了《預應力混凝土管樁技術標準》JGJ/T406的相關要求。勁性體樁身完整性、樁長、單樁承載力、樁位、樁間距及標高等主要檢驗指標滿足《復合地基技術規(guī)范》GB/T50783、建筑地基處理技術規(guī)范》JGJ79規(guī)范的相關要求。本規(guī)范要求采用靜載試驗檢測勁性體的單樁豎向抗壓承載力，相關技術要求按不同工程領域應分別符合《公路工程基樁檢測技術規(guī)范JTG/T3512、《鐵路工程基樁檢測技術規(guī)范》TB10218、《建筑基樁檢測技術規(guī)范》JGJ106的要求。3.標準的亮點與特色本標準主要內容相對其它標準的亮點與特色包括以下幾個方面：（1）充分考慮了勁性體做樁承式路堤的工作特點，提出了適用于交通工程的預制混凝土勁性體復合地基的生產(chǎn)、設計、施工和驗收要求，解決了現(xiàn)有工程中預制樁的結構尺寸和復合地基荷載等相關要求不匹配的問題。（2）根據(jù)交通工程建設的發(fā)展趨勢，以地基處理相關規(guī)范為基礎，編制了適合全交通工程領域勁性體復合地基技術標準。相對于其它省份勁性體復合地基地方標準，除公路工程外，還補充了水運工程、鐵路工程中勁性體復合地基的設計、計算、施工與驗收等內容，標準適用范圍更廣。（3）根據(jù)勁性體復合地基的受力特點，在勁性體地方標準中首次提出了勁性體彎矩和位移計算簡易方法，能夠快速計算勁性體的位移與內力，方便了設計、施工人員，提升了標準的易用性。（4）根據(jù)江蘇省工程地質的特點，相對其它勁性體地方標準，本標準中新增加了勁性體采用植入法的設計與施工等內容，擴大了勁性體的適用地質與場景。（5）相對其它勁性體地方標準，本標準中新增加了方形勁性體產(chǎn)品及基本參數(shù)，豐富了標準中勁性體產(chǎn)品類型。相比于國內外其他同類型標準，該規(guī)范技術條款更符合預制混凝土勁性體復合地基的設計和施工要求。通過制定和推廣該標準，將能夠提升我省乃至我國交通工程的使用壽命，減少周期性養(yǎng)護次數(shù)，降低碳排放，節(jié)約全壽命周期成本，將為推動交通強國做出重要貢獻。五、起草單位及人員信息本文件起草單位：江蘇省綜合交通運輸學會、建華建材（中國）有限公司、蘇交科集團股份有限公司、華設設計集團股份有限公司、東南大學、常州市城鄉(xiāng)建設工程管理中心、南京市政設計院、悉地(蘇州)勘察設計顧問有限公司、南通市市政工程建設管理處、鹽城市交通規(guī)劃設計院有限公司、中國市政工程中南設計研究總院有限公司主要起草人：劉松玉、毛由田、金忠良、王家強、周興順、歐陽新、楊兵、高欣、葉新、李書權、王珊、趙博、趙偉華、楊專、陸釗、顧學春、束佩璟。標準起草單位工作分工如下表：序號起草單位工作分工1江蘇省綜合交通運輸學會規(guī)范編制總負責2建華建材（中國）有限公司規(guī)范條文的起草3蘇交科集團股份有限公司勁性體復合地基關鍵設計參數(shù)研究、規(guī)范條文的起草4華設設計集團股份有限公司規(guī)范條文的起草5東南大學勁性體復合地基關鍵設計參數(shù)研究、規(guī)范條文的起草6常州市城鄉(xiāng)建設工程管理中心勁性體施工技術研究、規(guī)范條文的起草7南京市政設計院勁性體復合地基關鍵設計參數(shù)研究、規(guī)范條文的起草8悉地（蘇州）勘察設計顧問有限公司勁性體復合地基關鍵設計參數(shù)研究、規(guī)范條文的起草9南通市市政工程建設管理處勁性體復合地基關鍵設計參數(shù)研究、規(guī)范條文的起草10鹽城市交通規(guī)劃設計院有限公司勁性體施工技術研究11中國市政工程中南設計研究總院有限公司勁性體復合地基關鍵設計參數(shù)研究、規(guī)范條文的起草六、與相關法律法規(guī)、相關標準的相關性和協(xié)調性本文件在編寫過程中遵循“科學性、統(tǒng)一性、適用性、規(guī)范性”原則，在現(xiàn)有國家標準、行業(yè)標準以及已發(fā)布的省綜合交通學會團標標準基礎上，基于勁性體復合地基受力特點和應用情況進行編制，具備普適性和可操作性。本文件的編寫格式按照《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》（GB/T1.1-2020）給出的規(guī)則進行編寫和表述。本標準與現(xiàn)行的相關法律、法規(guī)、規(guī)定之間標準協(xié)調配套，沒有沖突，同時引用了相關現(xiàn)行標準并在此類標準基礎上進行適當延申，豐富了標準的理論基礎，拓展了標準的實用性。本標準