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文檔簡介
ICS號
CCS號
團體標準
T/CHTSXXXXX-XXXX
代替的團體標準編號
公路橋梁預鉆孔植入樁技術(shù)指南
TechnicalGuidelinesforPre-boredandRootEnlarged
PrecastPileofHighway
(征求意見稿)
xxxx-xx-xx發(fā)布xxxx-xx-xx實施
中國公路學會發(fā)布
目次
1總則..............................................................................................................................................1
2術(shù)語和符號.................................................................................................................................2
2.1術(shù)語.................................................................................................................................2
2.2符號.............................................................................................................................2
3基本規(guī)定.....................................................................................................................................5
4設(shè)計.............................................................................................................................................8
4.1一般規(guī)定.........................................................................................................................8
4.2承載力計算...................................................................................................................10
4.3沉降計算.......................................................................................................................13
4.4構(gòu)造...............................................................................................................................14
5施工...........................................................................................................................................19
5.1一般規(guī)定........................................................................................................................19
5.2施工準備.......................................................................................................................21
5.3施工過程.......................................................................................................................23
5.4施工安全和環(huán)境保護....................................................................................................26
6質(zhì)量控制...................................................................................................................................27
6.1質(zhì)量檢驗.......................................................................................................................27
6.2工程驗收.......................................................................................................................31
附錄A靜鉆根植先張法預應(yīng)力混凝土竹節(jié)樁的樁身配筋和力學性能表................................33
附錄B先張法預應(yīng)力高強混凝土管樁的樁身配筋及力學性能表............................................37
附錄C復合配筋先張法預應(yīng)力混凝土管樁的樁身配筋及力學性能表....................................41
附錄D樁與承臺的連接構(gòu)造圖....................................................................................................45
1
附錄E靜鉆根植樁施工記錄表....................................................................................................48
附錄F靜鉆根植樁檢驗批質(zhì)量驗收記錄表................................................................................49
附錄G靜鉆根植樁低應(yīng)變動測法波形圖判定............................................................................50
附錄H樁端水泥漿抗壓強度試驗方法........................................................................................52
用詞說明...............................................................................................................................54
2
公路橋梁預鉆孔植入樁技術(shù)指南
1總則
1.0.1為規(guī)范公路靜鉆根植樁的應(yīng)用,在設(shè)計、施工、檢測與驗收中做到功能適用、
經(jīng)濟合理、安全可靠、技術(shù)先進、環(huán)境協(xié)調(diào),制定本規(guī)程。
條文說明
靜鉆根植樁是一種綠色裝配式建造技術(shù),該技術(shù)集成了預制樁、灌注樁、擴
底樁、攪拌樁的優(yōu)點,采用專用鉆機進行鉆孔、擴底,注入樁端和樁周水泥漿后,
將由竹節(jié)樁與管樁、復合配筋樁相結(jié)合的預制組合體植入已成孔內(nèi)形成的基樁,
改變了傳統(tǒng)預制樁的錘擊、靜壓擠土施工影響環(huán)境、樁基承載性能不足以及鉆孔
灌注樁的泥漿排污多、資源消耗高的缺點,在適用樁徑范圍內(nèi),實現(xiàn)了公路樁基
高承載、無擠土、少排污、綠色、低碳、節(jié)能環(huán)保、低施工噪聲、快速化施工。
結(jié)合使用智能化施工裝備,可提升公路工程樁基智能化和信息化水平。為使公路
橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)的設(shè)計、施工和檢驗規(guī)范化,做到功能適用、經(jīng)濟合理、安
全可靠、技術(shù)先進、環(huán)境協(xié)調(diào),制定本規(guī)程。
1.0.2本規(guī)程適用于新建、改擴建和維護加固公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)工程。
1.0.3公路靜鉆根植樁基礎(chǔ)的設(shè)計、施工,應(yīng)根據(jù)工程勘察資料,綜合考慮場地工程
地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、結(jié)構(gòu)類型、材料性能、使用功能、荷載特征、施工技術(shù)條件、檢測方
法與環(huán)境條件等影響因素,合理選型,優(yōu)化布樁,節(jié)約資源,強化施工質(zhì)量控制與管理。
1.0.4公路靜鉆根植樁應(yīng)采用信息化施工,實時記錄鉆孔積分電流、注漿量、擴底狀
態(tài)。
1.0.5公路靜鉆根植樁基礎(chǔ)的設(shè)計、施工、檢測與驗收除應(yīng)符合本規(guī)程外,尚應(yīng)符合
國家、行業(yè)現(xiàn)行的有關(guān)標準規(guī)定。
1
2術(shù)語和符號
2.1術(shù)語
2.1.1預應(yīng)力混凝土竹節(jié)樁prestressedhighstrengthconcretenodularpipepile(PHDC)
采用離心和預應(yīng)力工藝成型的帶有等間隔節(jié)狀凸起高度在75mm~100mm的圓環(huán)形截面預
應(yīng)力高強混凝土預制樁,簡稱竹節(jié)樁。
2.1.2先張法預應(yīng)力高強混凝土管樁prestressedhighstrengthconcretepipepile(PHC)
采用離心和預應(yīng)力工藝成型的圓環(huán)型截面的預應(yīng)力高強混凝土預制樁,簡稱管樁。樁身
混凝土強度為C80及以上。
2.1.3復合配筋先張法預應(yīng)力混凝土管樁prestressedmixedreinforcementconcretepipe
pile(PRHC)
樁身主筋配筋形式為預應(yīng)力鋼棒和熱軋帶肋鋼筋組合布置的先張法預應(yīng)力混凝土管樁,
簡稱復合配筋樁。
2.1.4植入樁implantationpile
竹節(jié)樁與復合配筋樁、管樁等根據(jù)設(shè)計要求組合的植入土層中的預制組合體。
2.1.5靜鉆根植樁pro-boredprecastconcretepile
采用單軸鉆機進行鉆孔、擴底,注入樁底和樁周水泥漿,然后將植入樁置于已成孔內(nèi)形
成的基樁。
2.1.6靜鉆根植樁基礎(chǔ)pro-boredprecastconcretepilefoundation
由靜鉆根植樁和連接于樁頂?shù)某信_共同構(gòu)成的建(構(gòu))筑物基礎(chǔ)。
2.2符號
γR——單樁承載力抗力系數(shù)
????——預應(yīng)力鋼筋的抗拉強度標準值
????——預應(yīng)力鋼筋的抗拉強度設(shè)計值
????——預應(yīng)力鋼筋的抗壓強度設(shè)計值
??——鋼筋彈性模量
2
???——非預應(yīng)力鋼筋的抗拉強度標準值
??——非預應(yīng)力鋼筋的抗拉強度設(shè)計值
??'——非預應(yīng)力鋼筋的抗壓強度設(shè)計值
???——混凝土軸心抗壓強度標準值
???——混凝土軸心抗拉強度標準值
??——混凝土彈性模量
??——單樁受壓承載力特征值
??——樁身截面周長
?——土的層數(shù)
??——承臺底面或局部沖刷線以下各土層的厚度
???——樁周土側(cè)摩阻力標準值
λ——端阻系數(shù)
??——樁底支承面積
???——樁端土承載力標準值
??——液性指數(shù)
?si——極限樁周土摩阻力
??——擴底直徑
??——鉆孔直徑
??——極限樁端土承載力
?′——樁底進入持力層的深度
??——預制樁外徑(PHDC樁為竹節(jié)外徑,其他類型樁為樁身外徑)
???——巖石飽和單軸抗壓強度標準值
??——嵌巖段側(cè)阻和端阻綜合系數(shù)
??——樁端截面面積
3
??——樁身嵌巖深度
??——單樁軸向受拉承載力特征值
N——單樁豎向壓力設(shè)計值
??——成樁工藝系數(shù)
A——樁身截面面積
??——樁身混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值
??——預制樁樁身直徑
??——擴底高度
??——樁身擴頭直徑
??——預制樁內(nèi)徑
??——預應(yīng)力鋼筋分布圓直徑
4
3基本規(guī)定
3.0.1公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)適用于填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土、
碎(礫)石土、全風化巖、強風化巖以及軟質(zhì)中風化巖等地層,植入樁外徑(竹節(jié)樁為節(jié)外
徑)不宜超過1600mm。
條文說明
本條明確了公路橋梁靜鉆根植樁適用的地層。根據(jù)目前靜鉆根植樁施工設(shè)備條件以及工
程經(jīng)驗,靜鉆根植樁的施工設(shè)備具有較大的扭矩,對地質(zhì)較復雜的情況具有良好的適應(yīng)性。
在本條提及的土層或巖層中均能夠保證良好的成孔質(zhì)量。
雜填土地層施工前需清除地下障礙物。在無工程經(jīng)驗及特殊地區(qū),一般通過現(xiàn)場試驗確
定靜鉆根植樁的適用性。為保證沉樁的順利,一般情況下,需穿越或作為持力層的碎石類土
層的最大粒徑不大于20cm。
靜鉆根植樁在施工過程中,通過鉆孔過程將土體切削并攪拌成可流動狀態(tài),植樁過程中
由竹節(jié)樁與管樁、復合配筋樁相結(jié)合的預制組合體依靠自重沉入孔內(nèi),可流動狀態(tài)的土體從
孔口溢出,施工過程不會對周圍土體產(chǎn)生擾動。溢出的可流動土體體積約為同等承載力條件
下鉆孔灌注樁泥漿排放量的三分之一,采取固化措施后可運至其他場地進行再利用。
對于存在下列情況之一的公路橋梁工程,宜優(yōu)先采用靜鉆根植樁:
(1)地基中夾層多,存在軟硬變化較大的土層或風化不均的巖層;
(2)地下水具有強腐蝕性,存在地下暗流;
(3)道路保通壓力大,樁基需要快速化施工;
(4)周邊環(huán)境對泥漿排放限制較嚴格。
3.0.2公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)適用于抗震設(shè)防烈度8度及以下,地震動峰值加速度
Ag≤0.2g的地區(qū)。
條文說明
本條文明確了本規(guī)程適用的行業(yè)和區(qū)域抗震設(shè)防烈度的要求。當上節(jié)樁配置復合配筋先
張法預應(yīng)力混凝土管樁(PRHC樁)時,樁身抗彎、抗剪性能及延性顯著增強,可提高公路工
程結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的安全性。日本建筑物及橋梁等的預制樁基礎(chǔ)的上節(jié)樁普遍采用
PRHC樁,均取得了良好的抗震效果。因此,使用本規(guī)程時,在上節(jié)樁配置復合配筋先張法預
應(yīng)力混凝土管樁的情況下,可以適用于8度設(shè)防區(qū)域。
3.0.3公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)設(shè)計前,應(yīng)收集整理符合公路工程現(xiàn)行有關(guān)標準關(guān)于
樁基設(shè)計應(yīng)具備的資料,包括下列內(nèi)容:
1場地的巖土工程勘察資料,勘察資料應(yīng)準確反映地形、地貌、地層結(jié)構(gòu)、不良地質(zhì)、
巖土的物理力學性質(zhì)、地下水情況等;
2上部結(jié)構(gòu)類型及形式、荷載分布及性質(zhì);
3對樁基礎(chǔ)的沉降和水平變形的控制要求;
5
4結(jié)構(gòu)安全等級、抗震設(shè)防的有關(guān)資料;
5樁規(guī)格、接頭形式及供應(yīng)條件;
6施工機械進退場及現(xiàn)場運行條件;
7沉樁設(shè)備的性能及施工工藝對地質(zhì)條件的適應(yīng)性等。
3.0.4公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)應(yīng)進行承載力和穩(wěn)定性驗算,必要時尚應(yīng)進行沉降驗
算、根據(jù)樁基所處環(huán)境類別和作用等級進行抗裂驗算。
3.0.5按承載能力極限狀態(tài)驗算時,基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)設(shè)計安全等級及其結(jié)構(gòu)重要系數(shù)應(yīng)按
《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTGD60)的有關(guān)規(guī)定。
3.0.6公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)的豎向承載力驗算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1采用作用的頻遇組合和偶然組合,作用組合表達式中的頻遇值系數(shù)和準永久值系數(shù)
均應(yīng)取1.0,汽車荷載應(yīng)計入沖擊系數(shù)。
2承載力特征值乘以相應(yīng)的抗力系數(shù)γR應(yīng)大于相應(yīng)的組合效應(yīng)。
3.0.7單樁承載力抗力系數(shù)γR可按表3.0.7取值。
表3.0.7單樁承載力抗力系數(shù)γR
受荷階段作用組合γR
永久作用與可變作用組合1.25
頻遇組合僅計結(jié)構(gòu)重力、預加力、土的重力、土側(cè)壓力
使用階段1.00
和汽車荷載、人群荷載
偶然組合1.25
施工階段施工荷載組合1.25
3.0.8用于公路橋梁靜鉆根植樁的植入樁應(yīng)符合《先張法預應(yīng)力混凝土管樁》(GB/T
13476)、《先張法預應(yīng)力混凝土離心混凝土異型樁》(GB/T31039)的有關(guān)規(guī)定:
1竹節(jié)樁和管樁按混凝土有效預壓應(yīng)力值可分為AB型、B型和C型,其有效預壓應(yīng)力值應(yīng)
分別為6MPa、8MPa和10MPa,其計算值應(yīng)在各自規(guī)定值的±5%范圍內(nèi)。AB型、B型和C型的樁
身配筋和力學性能應(yīng)符合本規(guī)程附錄A和附錄B的規(guī)定,樁身強度及抗裂驗算方法見附錄D。
2復合配筋樁按非預應(yīng)力熱軋帶肋鋼筋的配置方式,可分為非通長配筋復合配筋樁和
通長配筋復合配筋樁,通長配筋復合配筋樁按配筋率可分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型,非通
長配筋復合配筋樁身按混凝土有效預壓應(yīng)力值可分為AB型、B型和C型。復合配筋樁的樁身配
筋和力學性能應(yīng)符合本規(guī)程附錄C的規(guī)定,樁身強度及抗裂驗算方法見附錄D。
6
3.0.9竹節(jié)樁按“竹節(jié)外徑—樁身外徑”分為500mm-390mm、550mm-400mm、650mm-
500mm、800mm-600mm、1000mm-800mm、1200mm-1000mm等型號。管樁和復合配筋樁按外徑可
分為400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm等類型。
3.0.10植入樁的樁身混凝土強度等級不宜低于C80;預應(yīng)力鋼筋的混凝土保護層厚度
不應(yīng)小于40mm,用于特殊要求環(huán)境下的植入樁,其預應(yīng)力鋼筋的混凝土保護層厚度應(yīng)研究確
定。
3.0.11施工前應(yīng)根據(jù)有關(guān)標準和設(shè)計文件要求,編制施工組織方案。
3.0.12施工過程應(yīng)按工序進行控制,并做好施工記錄和成樁質(zhì)量檢測。
7
4設(shè)計
4.1一般規(guī)定
4.1.1公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)的工程地質(zhì)勘察應(yīng)符合《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTG
C20)的有關(guān)規(guī)定,探明地基巖土分布,確定巖石物理力學性質(zhì)、地下水狀態(tài)等,巖土工程
勘察報告地基土設(shè)計參數(shù)表中需提供預制樁相關(guān)設(shè)計參數(shù)。
4.1.2樁基礎(chǔ)可設(shè)計為單根樁或多根樁形式。
4.1.3公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)出應(yīng)更具有關(guān)規(guī)范進行結(jié)構(gòu)本身設(shè)計外,還應(yīng)按下列
規(guī)定進行設(shè)計:
1根據(jù)使用功能和受力特征分別進行樁基整體或單樁的豎向承載能力和水平承載能力
的驗算。
2對位于坡地、岸邊的樁基,應(yīng)驗算其在最不利荷載組合效應(yīng)下的整體穩(wěn)定性。
4.1.4對具有下列情況的大橋、特大橋,應(yīng)通過靜載荷試驗確定單樁承載力。
1樁的入土深度遠超過常用樁。
2地質(zhì)情況復雜,難以確定樁的承載力。
3有其他特殊要求的橋梁樁基礎(chǔ)。
4現(xiàn)場靜載荷試驗應(yīng)符合《公路工程基樁檢測技術(shù)規(guī)程》(JTG/T3512)的有關(guān)規(guī)定,
水平靜載荷試驗,必要時可帶承臺進行。
4.1.5同一群樁基礎(chǔ)中,不宜同時采用摩擦型樁和端承型樁,也不宜采用不同直徑、
不同材料和樁端深度相差過大的樁。
4.1.6植入樁的設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定:
1植入樁的設(shè)計應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件計算、驗算,對無相近地質(zhì)條件下成樁試驗資料的植入
樁設(shè)計,應(yīng)進行承載力試驗確定設(shè)計參數(shù)。
2植入樁的最下節(jié)樁宜采用竹節(jié)樁;
3主要承受豎向壓力時,最上節(jié)樁宜采用管樁或復合配筋樁;
4承受較大水平荷載或豎向拉力時,最上節(jié)樁宜采用復合配筋樁;
5承受較大水平荷載或豎向拉力時,上部樁間宜采用焊接附加銷釘式連接。
8
條文說明
PHC、PRHC、PHDC組合使用時,需根據(jù)荷載傳遞規(guī)律考慮側(cè)摩阻力對樁身軸力的遞減作
用,進行合理配樁。PRHC樁通過增配非預應(yīng)力主筋,提高了樁身配筋率,增強了樁身抗彎承
載力,改善了樁身延性,在受水平荷載作用時,優(yōu)先選用。當樁端擴底時,最下節(jié)樁采用PHDC
樁,能充分發(fā)揮竹節(jié)與水泥土的嵌固作用,使預制樁與樁端擴底部位共同工作,有效提高樁
端抗壓及抗拔性能;上節(jié)樁及中段樁根據(jù)抗壓、抗拔、水平承載力的需求進行選配,抗壓時
上節(jié)樁、中段樁一般配置PHC樁或PRHC樁,抗拔、受水平荷載作用時,上節(jié)樁一般采用PRHC
樁,上部樁樁間宜采用焊接附加銷釘式連接。
4.1.7公路橋梁靜鉆根植樁基礎(chǔ)的抗震驗算應(yīng)符合《公路工程抗震規(guī)范》(JTGB02)
的有關(guān)規(guī)定。
4.1.8植入樁樁身混凝土強度、抗裂驗算應(yīng)符合《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋
涵設(shè)計規(guī)范》(JTG3362)的有關(guān)規(guī)定。
4.1.9公路橋梁靜鉆根植樁用作摩擦型樁時,長徑比不宜大于100;用作端承型樁時,
長徑比不宜大于80。
4.1.10樁基注漿用水泥漿的水灰比和設(shè)計用量體積需符合下列規(guī)定:
1樁端水泥漿的水灰比取0.6,其用量擴底時為擴底部位體積,不擴底時為樁底3m范圍
的鉆孔體積;
2樁周水泥漿的水灰比取1.0。樁周水泥漿用量不應(yīng)小于有效樁長的鉆孔體積減去樁底
水泥漿體積及預制樁樁身體積后的30%。
條文說明
本條對樁端水泥漿和樁周水泥漿的水灰比和用量進行規(guī)定。樁端水泥漿是注入樁端擴底
部位或非擴底時的樁底一定范圍內(nèi),固化后與植入樁共同工作的水泥漿;樁周水泥漿是注入
已成孔的非樁端部位,從而對原該部位土體起加強作用的水泥漿。
1樁端水泥漿水灰比取0.6,每立方米水泥漿中含水泥1090kg。
2樁周水泥漿水灰比取1.0。
為保證樁端、樁周水泥漿的均勻性,通過自動化水泥攪拌系統(tǒng)完成樁端、樁周水泥漿的
拌制和注入。在注入水泥漿時,鉆桿上下往復攪拌。在注漿過程中利用管理裝置控制樁端、
樁周水泥漿用量。根據(jù)現(xiàn)場靜載試驗的結(jié)果及鉆芯取樣結(jié)果來看,在保證注漿量和注漿均勻
性時,樁端、樁周水泥漿與樁身連接密實,效果較好。
4.1.11植入樁的預應(yīng)力鋼筋、非預應(yīng)力鋼筋和混凝土的力學性能應(yīng)符合下列規(guī)定:
1預應(yīng)力鋼筋采用抗拉強度不小于1420MPa、35級延性低松弛預應(yīng)力混凝土用螺旋槽鋼
棒,其強度指標及彈性模量應(yīng)按表4.1.11-1采用。
9
表4.1.11-1預應(yīng)力鋼筋的力學性能
抗拉強度標準值抗拉強度設(shè)計值抗壓強度設(shè)計值彈性模量
1000h最大松弛值
符號ff(MPa)E
ptkptdS(%)
(MPa)(MPa)fpcd(N/mm2)
φD≥1420≥1280≥4002.0×105≤2.0
2非預應(yīng)力鋼筋應(yīng)采用HRB400鋼筋,其強度指標及彈性模量應(yīng)按表4.1.11-2采用。
表4.1.11-2非預應(yīng)力鋼筋強度指標及彈性模量
抗拉強度標準值fsk抗拉強度設(shè)計值抗壓強度設(shè)計值
符號彈性模量Es(MPa)
’
(MPa)fs(MPa)fs(MPa)
C4003303302.0×105
3混凝土強度等級宜采用C80和C100,其強度指標及彈性模量應(yīng)按表4.1.11-3采用。
表4.1.11-3混凝土強度指標及彈性模量
混凝土強度標準值(MPa)彈性模量Ec(MPa)
強度種類符號
C80C100C80C100
軸心抗壓fck50.261.5
3.8×1044.00×104
軸心抗拉ftk3.103.29
4.1.12植入樁的樁身、樁接頭的防腐處理應(yīng)符合下列規(guī)定:
1在地下水位變動區(qū)域內(nèi),當?shù)叵滤畬︿摻罨炷两Y(jié)構(gòu)種的鋼筋具有中、強腐蝕性時,
位于該部分的植入樁樁身外側(cè)面應(yīng)涂刷環(huán)氧涂層。
2在長期浸水條件下,對防腐有特別要求時,樁接頭宜涂刷防腐蝕涂層。
3用作抗拔樁時,樁接頭處宜涂刷環(huán)氧涂層。
4作為防腐層的環(huán)氧涂層的厚度不應(yīng)小于300μm,沿樁身方向超出預制樁裙板的長度
不應(yīng)小于50mm。
4.2承載力計算
4.2.1支撐在土層中的公路橋梁靜鉆根植樁單樁軸向受壓承載力特征值Ra可按下式計
算:
?
1
R=(∑uql+λAq)(4.2.1)
a2iikiprk
?=1
式中:
10
Ra—單樁受壓承載力特征值(kN),樁身自重與置換土重(當自重計入浮力時,置換土
重也計入浮力)的差值計入作用效應(yīng);
??—樁身周長(m),PHDC樁按節(jié)外徑計算,其它類型樁按樁外徑計算;
n—土的層數(shù);
li—承臺底面或局部沖刷線以下各土層的厚度(m);
—
qik與li對應(yīng)的各土層與樁側(cè)摩阻力標準值(kPa),按巖土工程勘察報告中預制樁參數(shù)
取值,也可根據(jù)土的物理性質(zhì)按表4.2.1-1取值;
λ—端阻系數(shù),按表4.2.1-2取值;
2
Ap—樁底支承面積(m),不擴底時取鉆孔底部截面積,擴底時取擴底部截面積;
—樁端土的承載力標準值(),按巖土工程勘察報告中預制樁參數(shù)取值,也可根
qrkkPa
據(jù)土的物理性質(zhì)按表4.2.1-3取值。
表樁側(cè)土的摩阻力標準值
4.2.1-1qik
土的種類土性狀態(tài)極限樁周土摩阻力qsi(kPa)
1≤IL<1.515~30
0.75≤IL<130~45
0.5≤IL<0.7545~60
黏性土
0.25≤IL<0.560~75
0≤IL<0.2575~85
IL<085~95
稍密20~35
粉土中密35~65
密實65~80
松散20~35
粉、細砂稍、中密35~65
密實65~80
稍、中密55~75
中砂
密實75~90
稍、中密70~90
粗砂
密實90~105
表4.2.1-2端阻系數(shù)λ
樁端擴大頭處土的種類
Db/Dz
砂類土粉土粉質(zhì)黏土黏土
1.00.70
1.1~1.60.500.450.450.40
【注:Db為擴底直徑,Dz為鉆孔直徑】
表4.2.1-3樁端處土的承載力標準值???
土的種類土性狀態(tài)極限樁端土承載力qr(kPa)
黏性土1≤IL1000
11
0.65≤IL<11600
0.35≤IL<0.652200
IL<0.353000
樁底進入持力層的相對深度
?′?′?′
<11≤<4≥1
??????
中密170020002300
粉土
密實250030003500
中密250030003500
粉砂
密實500060007000
中密300035004000
細砂
密實550065007500
中密350040004500
中、粗砂
密實600070008000
中密400045005000
圓礫土
密實700080009000
條文說明
本條文中的計算方法參照《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTG3363),將樁周水泥
土作為對原狀土的加強考慮,因成孔過程中對該部位及周邊土體的擾動小,近似起到預制樁
施工對周邊土體的加強,故計算側(cè)阻力時,樁周接觸面積按植入樁的樁身側(cè)面積計算,樁周
水泥土不參與承載力計算。計算樁身截面周長(m)時,PHDC樁按節(jié)外徑計算,其他類型樁
按樁外徑計算。
因端阻力的發(fā)揮與樁端土密切相關(guān),本規(guī)程參照現(xiàn)行《鐵路靜鉆根植樁技術(shù)規(guī)程》(T/CRS
C0703)相關(guān)規(guī)定,并結(jié)合實際試驗數(shù)據(jù),考慮了靜鉆根植樁的樁端結(jié)構(gòu)及擴底部位的尺寸
效應(yīng),將端阻力特征值按巖土工程勘察報告提供的混凝土預制樁參數(shù)根據(jù)樁端土進行折減。
4.2.2公路橋梁靜鉆根植樁摩擦型樁軸向受拉要求符合下列規(guī)定:
1當樁的軸向力由結(jié)構(gòu)自重、預加力、土重、土側(cè)壓力、汽車荷載和人群荷載的頻遇組
合引起時,樁不得受拉。
2當樁的軸向力由上述荷載及其他可變作用、偶然作用的頻遇組合或偶然組合引起時,
樁可受拉,其單樁受拉承載力特征值按下式進行計算:
?
()
??=0.3∑uiqikli4.2.2
?=1
式中:
??—單樁軸向受拉承載力特征值(kN);
ui—樁身截面周長(m),擴底時應(yīng)按表5.2.3取值。
12
表4.2.3擴底時破壞表面周長
自樁底起算的長度lili≤(4~10)Dwli>(4~10)Dw
uiπDbπDw
【注:li對于軟土取低值,對于卵石、礫石取高值;li取值按內(nèi)摩擦角增大而增大?!?/p>
條文說明
本條文參照《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》JTG3363進行計算。
4.2.3PHC、PHDC、PRHC樁軸心受壓時,樁身正截面受壓承載力應(yīng)滿足下式要求:
N≤?????(4.2.3)
式中:
N—相應(yīng)于荷載效應(yīng)頻遇組合時,作用于單節(jié)樁的豎向壓力設(shè)計值;對非最上節(jié)樁,
宜按樁頂荷載扣除其上部樁節(jié)的側(cè)摩阻力后取值;
??—成樁工藝系數(shù),取值不宜大于0.90;
?—樁身截面面積,對PHDC樁取非竹節(jié)狀突起部位樁身截面面積;
??—樁身混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值。
條文說明
錘擊、靜壓工法施工預制樁,在一定程度上會對樁身結(jié)構(gòu)造成宏觀或微觀的損傷,故在
樁身受壓承載力設(shè)計值計算時,相關(guān)產(chǎn)品圖集中規(guī)定預應(yīng)力混凝土空心樁的成樁工藝系數(shù)取
值一般為0.70;現(xiàn)行行業(yè)標準中規(guī)定,干作業(yè)非擠土灌注樁成樁工藝系數(shù)可取為0.85;對于
靜鉆根植樁,沉樁過程中預制樁主要依靠自重植入預成孔中,對樁身無損且樁身垂直度偏差
小,故考慮提高成樁工藝系數(shù),按不大于0.85進行取值。
4.2.4公路橋梁靜鉆根植樁樁身內(nèi)力計算,可采用《公路橋函地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》
(JTG3363)中m法。
4.2.5植入樁樁身混凝土強度、抗裂驗算應(yīng)符合《公路鋼筋混凝土及預應(yīng)力混凝土橋
涵設(shè)計規(guī)范》(JTG3362)的有關(guān)規(guī)定。
4.3沉降計算
4.3.1公路橋梁靜鉆根植樁樁基應(yīng)進行沉降驗算,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
1公路橋梁采用靜鉆根植樁群樁基礎(chǔ)時,沉降驗算和沉降允許值應(yīng)符合《公路橋函地基
與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(JTG3363)的有關(guān)規(guī)定。
2基礎(chǔ)沉降應(yīng)按恒載進行計算,其計算值不含區(qū)域沉降。
13
4.4構(gòu)造
4.4.1鉆孔直徑應(yīng)大于植入樁外徑,鉆孔直徑與植入樁外徑之差不應(yīng)小于50mm且不應(yīng)
大于150mm。
條文說明
根據(jù)現(xiàn)有靜鉆根植樁工程經(jīng)驗,鉆孔直徑宜比PHDC樁的節(jié)外徑大100mm。
4.4.2當持力層為可塑~硬塑黏土、中密~密實粉土、砂土、礫(卵)石或全風化巖、
強風化巖、中風化軟巖時,樁端宜擴底。擴底部位的擴底直徑不宜大于鉆孔直徑的1.6倍,
擴底高度不宜小于鉆孔直徑的3倍。
條文說明
擴底時,宜采用說明圖5.4.2所示的擴底型式。
擴底是靜鉆根植樁提高承載能力的重要措施,當持力層為較硬土層或全、強風化巖時,
需進行樁端擴底;當持力層為極軟中風化巖時,建議進行擴底。擴底尺寸一般根據(jù)工程需要
和持力層土性確定;在現(xiàn)階段,擴底直徑為鉆孔直徑的1.6倍時能夠保證樁底水泥土均勻性
并滿足承載力要求。為使PHDC樁與擴大頭水泥土有效嵌固而共同發(fā)揮承載作用,PHDC樁進入
擴底部位的長度要求不小于2.0m;植入樁樁底需與擴底部位的底部在同一平面位置,根據(jù)土
性條件不同,允許植入樁樁底稍高于擴底部位的底部,但一般不得大于1000mm。進行樁身承
載力計算時,植入樁底部至擴底部位底部的長度不計入樁身長度。
(a)樁身非擴頭(b)樁身擴頭
Dz—鉆孔直徑,Ds—樁身直徑,Dw-竹節(jié)直徑,Db—擴底直徑,Lb—擴底高度
14
說明圖4.4.2靜鉆根植樁擴底型式示意圖
此外,因擴底部位固化后與PHDC樁形成共同受力的整體,故樁底與持力層接觸面積取擴
底部位截面積,孔底處預制樁的樁底截面面積的大小不會影響樁底承載力。
4.4.3靜鉆根植樁以巖層作為持力層時,嵌入全風化巖深度不宜小于1.5倍的植入樁
外徑,嵌入強風化巖深度不宜小于1.0倍的植入樁外徑,且不應(yīng)小于0.5m。
條文說明
樁端持力層是影響靜鉆根植樁承載力發(fā)揮的重要因素,他不僅決定樁端阻力而且也影響
側(cè)摩阻力的發(fā)揮,因此選擇合適的土層作為持力層至關(guān)重要。同時樁端進入持力層應(yīng)達到合
理的深度,適當提高進入持力層的深度可以提高樁端承載力。此外,進入持力層的深度除考
慮有利于承載力的發(fā)揮外,尚應(yīng)考慮成樁的可行性和施工難度。
對于嵌巖樁,嵌巖深度應(yīng)綜合荷載、上覆土層、基巖、樁徑、樁長等因素確定。
4.4.4竹節(jié)樁、管樁和復合配筋樁的結(jié)構(gòu)宜按圖4.4.4-1-圖4.4.4-4進行設(shè)計。
樁長L
鋼筋加密區(qū)鋼筋加密區(qū)
樁套箍螺旋箍筋B螺旋箍筋樁套箍
A
W
s
D
D
t
A
端板預應(yīng)力鋼筋B預應(yīng)力鋼筋端板
(a)竹節(jié)樁樁身結(jié)構(gòu)形式一(樁身非擴頭)
樁長L
箍筋加密區(qū)箍筋加密區(qū)
樁套箍螺旋箍筋B螺旋箍筋樁套箍
A
w
k
s
D
D
D
t
A
端板預應(yīng)力鋼筋B預應(yīng)力鋼筋錨筋端板
(b)竹節(jié)樁樁身結(jié)構(gòu)形式二(樁身擴頭結(jié)構(gòu)一)
樁長L
箍筋加密區(qū)箍筋加密區(qū)
樁套箍螺旋箍筋B螺旋箍筋樁套箍
A
w
k
s
D
D
t
A
端板預應(yīng)力鋼筋B預應(yīng)力鋼筋錨筋端板
(c)竹節(jié)樁樁身結(jié)構(gòu)形式三(樁身擴頭結(jié)構(gòu)二)
15
預應(yīng)力鋼筋預應(yīng)力鋼筋
螺旋箍筋螺旋箍筋
p
p
D
D
Dn
DsDn
Dw
A-AB-B
(d)樁身結(jié)構(gòu)剖面圖(e)竹節(jié)部位結(jié)構(gòu)剖面圖
Ds—樁身直徑,Dw—竹節(jié)外徑,Dk—樁身擴頭直徑,Dn—樁內(nèi)徑,Dp—預應(yīng)力鋼筋分布圓
直徑
圖4.4.4-1先張法預應(yīng)力混凝土竹節(jié)樁結(jié)構(gòu)形式示意圖
樁長L
箍筋加密區(qū)箍筋加密區(qū)
樁套箍螺旋箍筋螺旋箍筋樁套箍
A
w
D
w
D
t
t
A
端板A預應(yīng)力鋼筋預應(yīng)力鋼筋端板
端板預應(yīng)力鋼筋預應(yīng)力鋼筋端板
(a)管樁樁身結(jié)構(gòu)圖
預應(yīng)力鋼筋
螺旋箍筋
p
D
Dn
Dw
A-A
(b)樁身剖面圖
Dw—樁身直徑,Dn—樁內(nèi)徑,Dp—預應(yīng)力鋼筋分布圓直徑
圖4.4.4-2先張法預應(yīng)力高強混凝土管樁的結(jié)構(gòu)形式示意圖
樁長L
鋼筋加密區(qū)鋼筋加密區(qū)
樁套箍螺旋箍筋螺旋箍筋樁套箍
AB
w
D
t
AB
端板端部鋼筋預應(yīng)力鋼筋非預應(yīng)力鋼筋非預應(yīng)力鋼筋預應(yīng)力鋼筋端部鋼筋端板
16
(a)通長復合配筋管樁樁身的結(jié)構(gòu)圖
預應(yīng)力鋼筋非預應(yīng)力鋼筋
螺旋箍筋
p
D
Dn
Dw
A-A
(b)樁身結(jié)構(gòu)剖面圖
Dw—樁身直徑,Dn—樁內(nèi)徑,Dp—預應(yīng)力鋼筋分布圓直徑
圖4.4.4-3通長復合配筋先張法預應(yīng)力混凝土管樁的結(jié)構(gòu)形式示意圖
樁長L
箍筋加密區(qū)箍筋加密區(qū)
樁套箍螺旋箍筋螺旋箍筋樁套箍
AB
w
D
t
AB
端板非預應(yīng)力鋼筋預應(yīng)力鋼筋預應(yīng)力鋼筋非預應(yīng)力鋼筋端板
(a)非通長復合配筋管樁樁身的結(jié)構(gòu)圖
預應(yīng)力鋼筋
預應(yīng)力鋼筋非預應(yīng)力鋼筋
螺旋箍筋
螺旋箍筋
p
D
p
D
DnDn
DwDw
A-A
B-B
(b)樁身結(jié)構(gòu)剖面圖
Dw—樁身直徑,Dn—樁內(nèi)徑,Dp—預應(yīng)力鋼筋分布圓直徑
圖4.4.4-4非通長配筋先張法預應(yīng)力混凝土管樁的結(jié)構(gòu)形式示意圖
4.4.5單根樁接頭數(shù)量不宜大于4個。
條文說明
植入樁采用預拼接工藝或機械連接技術(shù)需保證接頭質(zhì)量的穩(wěn)定可靠,同時沉樁時樁身主
要依靠自重沉入樁孔中,預制樁及接頭皆不會受到損傷;考慮到以上因素,在采用錘擊、靜
壓法施工時,植入樁對接頭數(shù)量的限制適當提高,本規(guī)程按不宜超過4個進行控制。
17
4.4.6靜鉆根植樁可采用行列式或梅花式排列,樁的中心距不應(yīng)小于2.5倍的鉆孔直
徑,且不應(yīng)小于1.5倍的擴底直徑。摩擦樁中心距不應(yīng)小于3倍的鉆孔直徑,且不應(yīng)小于2倍
的擴底直徑;柱樁的中心距不應(yīng)小于2.5倍的鉆孔直徑,且不應(yīng)小于1.5倍的擴底直徑。
條文說明
靜鉆根植樁用于公路橋梁時,
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