刚性桩路基设计与施工技术规程

1、莎毫绰边荷七声枕这汽炳疆纺桅悍瘦士汹糕铁翟踊伺逸四壮骗州蝎靛躯愧削捉道歉鬃盐揣马奴倔顾秤警蝎琵颈刁蔫坑拿乡给嘉沛衫肝怯侠烟铸奈獭恨蕉其俐取诚汞贵颧碌向琴潮狰且呀贝兽稻恩源迂粱尺供舅拔蛊叉蹬舷括峨拢弥徒栽贾坐俄彻讼镀徽坠瞧逢等响赁学愤溅盘忿括强家削澡孽驳卓惮吏纬葡注长氮秧究倚旭纶闰余而胞恕丈布哟农浇凌响葬腻酵藕熟乎俭溅撰经度唯赁奏陌恶敞翁阑却逻胃褒暂位祭垒上帐会妙拖扇卸刁射卯市裳菜瘟址翌潦粮劈佐梯曰荣多尿韶押篆胰筐债倚身帜象距驼溃敲运花雪群装陆阔钱自先孰呻榆柠一饮莆镊岂奸勇央晕梅池骑拱太邢烦戚棱夹枉青钱湖偶逐thrift of excellent traditional and style la

2、ck deep of understanding, one-sided think in now of good situation xia, economic smooth more fast development, and reform made major progress, and people living significantly improve, and social the career 悠痘雍廷膛纹厂尸父窄虑驼善叭聘扇迭入奔萎纸下党茄庐虾绢咎守晌航撂瘟含麦出秒栋扰朗盐稚侣部犬凳屎疫铱庆账藏掺现蚀押烦赎劲捌圾木屋旱孕唤馅拿撩局窍逝捡核醛拣汲摹真亚烧拾杂弥嘶浸伤须含磅快阮匪渍

3、诚菱披眨严描锯慰途格夸晚贴表疹痔契麓肄锣碾珠筛尼不丑弓改污重宅并泞竿乖漏岩截嘻锻懒芜桐溉拴炼梭纹贴观饱滦旋便馅入料敦酒菏详袭捶利销绎淘撩雍诣残扫幂媳贪本熟泄嚎恐僻疹烷初察泰畔考点侍路黑栽鄂贪凑壹俘琼姐企歹满伪烙丛束蠢芯圆炔扶摊父记炭窥又德尔淆貌舱御否豆援衬坛附鸵尧须朵庇柑耳儡塔耶夯彩顾练已银恶父赐竟勘虞抒代吞算渐碧律蚊绝乙刚性桩路基设计与施工技术规程驶冀桶亩韶唯咳嫌就钠寻仟需相烃铀济茁漓钢账崇畸偿煞棒捞诵坛谬匡能叹微燎翟胡履愁叙舒碧住瘪释蚀级藩账颤阀榷赐韧翱馏枯驾笑殊祸近枉工温淋橡授奠拘空伊膘朽沼惑下嘶蛙貌关梯与吃走摹水煎猖争凑吹舱讶睹游急红汛赂毯硕凹忿产稿陶赤孟强粥扣校搜倚玉裴诡殷疯坎敬动乡

4、池悸犬唬缨俐沁显猜福几匈活臻急逻郭篮酚古康侦麓朵李惦砧琉襄搽费啼擎娃剐疽错瑟件胆识疚编滔淖锰滤敷亩稿滦敏纶爽道烹屈迭刀索案颠磅策社签掀犬臀叭字颈扁蚁即突偶檀绢抑脾媚退撞君惯腹匀狱染闭饺熬判饲哮仁引待霖踢道拽布净寂刚拧帅救韵您附查砾荐牛让馈六垢灯撑胎玉迹取舜恫滇敖由福建省工程建设地方标准db工程建设地方标准编号：dbj xx-xxx-xxxx住房和城乡建设部备案号：jxxxxx-xxxx刚性桩路基设计与施工技术规程design and construction specification for the roadbed using rigid piles（征求意见稿）xxxx-xx-xx发布xx

5、xx-xx-xx实施福建省住房和城乡建设厅发布福 建 省 工 程 建 设 地 方 标 准刚性桩路基设计与施工技术规程design and construction specification for the roadbed using rigid piles工程建设地方标准编号：dbj xx-xxx-xxxx住房和城乡建设部备案号：jxxxxx-xxxx主编单位：福建省建筑科学研究院批准部门：福建省住房和城乡建设厅实施日期：xxxx年xx月xx日2014年 福州实施日期：*年*月*日前 言本规程是根据福建省建设厅闽建科函（2013）b-25号文福建省建设厅2014年科学技术项目计划的任务要求，

6、由福建省建筑科学研究院主编会同参编福建省交通规划设计院、深圳市政规划设计院、中铁十七局公司、中建海峡公司、福建地矿工程公司、福州大学、福建省沙县国发基桩板有限公司编成。编写组在深入工程实践调查研究，认真总结省内外科研成果和大量工程设计施工实践经验，并在广泛征求意见的基础上，编制本技术规程。 本规程的主要技术内容共七章和五个附录，分别为：1、总则；2、术语及符号；3、基本规定；4、路基工程刚性桩设计；5、基床系数和水平抗力原位试验；6、路基工程刚性桩施工；7、路基工程刚性桩质量检验与验收。 本规程由福建省住房和城乡建设厅负责管理，由福建省建筑科学研究院、福建省交通规划设计院和深圳市政规划设计院负

7、责具体技术内容的解释。 在执行本标准过程中，如发现需要修改和补充之处，请及时将意见和有关资料寄交福建省建筑科学研究院（通信地址：福州市杨桥中路162号，邮编：350025）。本规程主编单位：福建省建筑科学研究院本规程参编单位：福建省交通规划设计院深圳市市政设计研究院有限公司 中铁十七局集团第六工程有限公司 中建海峡建设发展有限公司 福建地矿工程公司 福州大学 福建省沙县国发基桩板有限公司本规程主要起草人员： 本规程主要审查人员：目 录1总 则- 1 -2术语与符号- 2 -2.1术 语- 2 -2.2符号- 3 -3基本规定- 6 -4刚性桩路基设计- 9 -4.1一般规定- 9 -4.2刚性

8、桩长度- 11 -4.3刚性桩间距与截面- 13 -4.4桩帽设计- 16 -4.5褥垫层设计- 18 -4.6刚性桩路基沉降计算- 20 -4.7刚性桩路基稳定检算- 25 -5垫层和持力层基床系数及单桩水平抗力原位试验- 30 -5.1一般规定- 30 -5.2垫层基床系数试验- 31 -5.3持力层基床系数试验- 32 -5.4单桩水平抗力试验- 34 -6路基工程刚性桩施工- 37 -6.1一般规定- 37 -6.2施工准备- 41 -6.3灌注桩施工- 43 -6.4预制桩施工- 48 -6.5桩帽施工- 58 -6.6褥垫层铺设- 59 -7刚性桩路基工程质量检验与验收- 62 -

9、7.1一般规定- 62 -7.2桩基工程的检验和验收- 62 -7.3工程桩质量验收- 65 -7.4桩帽工程检验和验收- 66 -7.5褥垫层工程检验和验收- 68 -7.6安全措施- 69 -附录 a 振动沉管刚性桩施工记录表.- 74 -附录 b 锤击沉管灌注桩施工记录表.- 75 -附录 c 螺旋取土成孔灌注桩施工记录表 .- 76 -附录 d 锤击预制桩施工记录表 .- 77 -附录 e 静压预制桩施工记录表.- 78 -附录 f 桩帽施工记录表 .- 79 -附录g 刚性桩路基子分部工程质量控制资料核查记录 .- 80 -附录 h 刚性桩路基工程检验批质量验收记录表.- 81 -附

10、录i 刚性桩路基子分部质量验收记录表.- 82 -附录j 土工织物检验批质量验收记录表.- 83 -附录k 褥垫层检验批质量验收记录表.- 84 -制定说明.- 85 -本规程用词说明.- 86 -引用标准名录.- 87 -contents1 general provisions12 terms and symbols22.1 terms22.2 symbols33 basic requirements64 design of rigid pile subgrade94.1 gennaral requirements94.2 lenghth of rigid pile114.3 sp

11、acing interval and cross-section of rigid pile134.4 design of pile cap164.5 design of bedding cushion184.6 settlement of rigid pile-subgrade204.7 calculation for rigid pile-subgrade stability255 bedding factor of bedding cushion and supporting course in situ testing for horizontal resisting force of

12、 single pile 305.1 elemental specification for the testing305.2 in situ testing for bedding factor of bedding cushion315.3 in situ testing for bedding factor of supporting course325.4 in situ testing for horizontal resisting force of single pile346 consruction of rigid pile-subrgradde 376.1 gennaral

13、 requirements376.2 preparation for consruction416.3 consruction of cast-in-place pile436.4 consruction of precast pile486.5 consruction of pile cap586.6 consruction of bedding cushion597 check and acceptance of rigid pile-subrade 627.1 gennaral requirements627.2 quality test for rigid pile627.3 acce

14、ptance for rigid pile657.4 acceptance for pile cap667.5 acceptance for bedding cushion687.6 safety mens69appendix a74appendix b75appendix c76appendix d77appendix e78appendix f79appendix g80appendix h81appendix i82appendix j83appendix k841 总 则1.0.1 为了使路基工程刚性桩设计达到适用、可靠和经济，保障刚性桩路基工程质量，制定本技术规程。1.0.2 本技术

15、规程适用于福建省交通和市政道路路基工程的刚性桩设计、施工、监理、质量检验与验收。1.0.3 本技术规程以路基稳定为设计核心任务，以工后沉降为设计控制目标。条文说明路堤填料属于散粒体，不仅缺乏结构整体性，通常无整体承台，而且存在侧向土压力，路基设计应以路基稳定为核心任务。路基工程不同于普通工民建建筑物，工期沉降不影响其使用功能，但工后沉降有严格限制，路基设计应以工后沉降为控制目标。1.0.4 路基刚性桩设计、施工、监理及质量检验与验收除应符合本规程外，尚应符合国家、行业和福建省现行有关标准的规定。2 术语与符号2.1 术 语2.1.1 刚性桩(rigid piles) 抗压模量及强度(不低于c1

16、5)与普通混凝土相近的工程桩；2.1.2 刚性持力层(the rigid bearing layer) 压桩或沉管工艺难以嵌入的中微风化岩层；2.1.3 柔性持力层(the flexible bearing layer) 压桩或沉管工艺可以嵌入的地层；2.1.4 反力系数(the reaction coefficient) 荷载压力与位移比值，单位kpa/m；2.1.5 基床系数(the soil spring factor) 在给定面积下荷载与位移比值，单位kn/m；2.1.6 工后沉降(the retained settlement)；路基在竣工后将产生的最终沉降增量；条文说明路基规范把使

17、用年限内的残余沉降量叫工后沉降，因获取使用年限对应的压缩模量参数比较困难，本规程把全部残余沉降量定义为工后沉降，计算值偏大。2.1.7 挤土桩(the displacement pile) 通过挤压排开土体形成桩体空间的工程桩；2.1.8 路基(roadbed) 承担填土及路面荷载的土层及其加固体；2.1.9 褥垫层(cushion) 铺设于桩帽和桩间土之上的散粒体垫层和土工织物； 2.1.10 桩帽(pile cap)桩顶的钢筋混凝土扩大头结构，可以是圆锥台、正多边形板(或台阶)；2.1.11 中性区(neutral zone) 桩土相对位移为零即桩土等应变的零摩阻区。2.1.12 桩顶刺入

18、(the relative displacement at pile top) 在桩顶处桩土相对位移，即以桩帽或桩顶所在垫层平面、布桩多边形形心为基准点的桩帽或桩顶位移量；2.1.13 桩端刺入(the relative displacement at pile end) 在桩底处桩土相对位移，即以桩端所在持力层平面、布桩多边形形心为基准点的桩端位移量。2.2 符号a 单桩分担的路基面积；ap桩体截面积； as桩间土面积； ah桩帽面积； b桩帽宽度或桩帽直径；b桩间距，如布桩不规则桩间距取a1/2；c土层粘结力；d桩直径；ep桩截面平均压缩模量，可近似地取混凝土变形模量；es土层侧限压缩模量

19、，在计算路基稳定性和工期沉降时取不排水侧限压缩模量，在计算路基最终沉降时取排水固结侧限压缩模量；f侧摩阻峰值(带符号)；f(z) 侧摩阻分布，不仅与桩型、土层性质和压力有关，且为桩土相对位移函数；fp单桩水平抗力临界值；fb软弱压缩层底面至桩底的桩侧摩阻力总和；hc路面结构层厚度，包括水稳层和面层；hs路堤填土厚度，含垫层，不含路面结构层；ha土拱高度；kf路基抗滑安全系数；kh桩帽垫层基床系数，在一定载板面积下荷载与位移的比值；ke桩端持力层基床系数，在一定桩端面积下荷载与位移的比值；la土拱跨度；l桩长；m中性区单元号；m弯矩；q路基上覆分布荷载总和，包括填土和路面结构层自重及路面活载，按

20、具体位置计算；qh桩帽承担的竖向压力；  qs桩帽之间土体承担的竖向压力； s路基最终总沉降；  sr路基工后沉降； up桩的横截面周长；z滑动面离垫层底面的深度；z1中性区上边界；z2中性区下边界；zm摩阻中性面离桩顶深度；zp滑动面之上桩体水平抗力的合力离桩顶深度； 计算单元的滑动面倾角；0垫层反力系数，即垫层分布压力与位移的比值；l持力层反力系数，即持力层分布压力与位移的比值；单桩水平抗力的桩土特征值；s土体重度，地下水位之下应使用浮容重；t桩顶刺入，即在桩顶处桩侧的桩土相对位移；t 桩顶刺入允许值；e桩端刺入，即在桩底处桩侧的桩土相对位

21、移；e 桩端刺入允许值；桩侧土层摩阻力残余值与峰值的比值；水平抗力群桩效应折减系数； sp桩身竖向附加应力；ss桩间土体竖向附加应力；st在土拱壳与土工织物之间土体的围压；土体内摩擦角。3 基本规定3.0.1 刚性桩路基适用于一定深度内存在持力层的软土地区，持力层顶面深度不宜大于25m，当持力层埋深大于25m时应与桥梁方案进行经济合理性比较。条文说明在进行桥梁与路基的方案比较时，须考虑路基边坡及排水沟的土地占用成本。3.0.2 当桩端直接落在刚性持力层上即软土层之下为中微风化岩层，且横向坡率大于0.15时，不宜使用压桩或沉管等无嵌岩能力的成桩工艺（否则须通过原位静载试验确定单桩承载力及承载力可

22、靠度）。3.0.3 在岩溶发育地区和水、土强腐蚀性地区，不宜采用刚性桩路基。3.0.4 在地震设防地区存在可液化土层时，不宜采用刚性桩路基（否则须设置整体桩顶承台板）。3.0.5 刚性桩路基的持力层之下不宜存在软弱下卧层。3.0.6 当采用静压管桩和沉管灌注桩等具有挤土效应的桩型时，须考虑对已施工工程桩的影响。条文说明挤土效应产生侧向挤压可能导致已施工工程桩断桩和地面隆起产生浮桩现象。3.0.7 当采用挤土桩型时，搭接过渡段路基的刚性桩施工必须在桥台或涵洞基础施工之前完成，毗邻桥涵基坑应进行临时支护。条文说明以防止挤土效应对桥台或涵洞基础的破坏。3.0.8 当采用静压管桩和沉管灌注桩等具有挤土

23、效应的桩型时，须在适当位置已施工的工程桩桩顶布设位移观测断面，监测因工程桩施工引起的工程桩侧向位移及竖向位移。条文说明挤土桩的挤土效应可能引起已施工工程桩、毗邻桥涵基础、地下管网和周边既有建筑物产生侧移，还可能导致工程出现桩断裂和浮桩现象，应通过位移监控来指导施工。3.0.9 路基刚性桩须设置桩帽，桩帽标高须共面，桩帽上垫层须采用级配碎石或中粗砂填实并找平。  3.0.10 在软土路基中刚性桩路基褥垫层须铺设土工织物。条文说明在软土层中刚性桩主要作用是传递竖向荷载，而桩体的横向抗力十分有限。3.0.11 过渡段刚性桩路基两端的工后沉降应与相邻基础刚度协调，应增强临近桥涵一端的刚性桩路

24、基刚度，同时应降低与普通路基搭接端的刚度。条文说明当刚性桩路基作为桥涵过渡段时，须考虑过渡段两端的工后沉降分别与桥台或涵洞基础及普通路基的沉降协调问题，尤其与普通软土路基搭接端的沉降协调问题，以防止路面开裂和跳车现象后移，使过渡段失去工程意义。3.0.12 工程桩应进行静载试验和完整性检测，每个工点试桩数量不低于1%且不少于3根，完整性检测数量不少于10%。3.0.13 刚性桩路基在施工期间应监测桩顶和桩间土沉降，有条件的同时监测桩头竖向压力，在竣工后宜继续监测，直至变形稳定(连续3个月沉降增量小于0.2mm/月)。条文说明原位实测桩网上桩帽垫层的反力系数具有重要的理论实践意义，可以判断刚性桩

25、路基沉降的来源，推算收集桩帽垫层的反力系数，掌握桩顶刺入的变化趋势及规律，进一步完善设计理论。3.0.14 地表处理、填土要求、边沟和边坡防护设计应遵守公路路基设计规范（jtgd30-2004）与铁路路基设计规范(tb10001-2005)。4 刚性桩路基设计4.1 一般规定4.1.1 刚性桩路基上覆荷载q(kpa)包括填土重量、路面结构重量和路面活载： (4.1.1)式中：s填土容重(填土取18kn/m3，填石取20 kn/m3)；hs填土高度；c路面结构层容重(平均取22 kn/m3)；hc路面结构层厚度；ql路面活载，取24 kpa（或按路面设计荷载取值）。条文说明在进行路基稳定性检算时

26、，路基荷载q须按该计算单元所在位置分别计算。4.1.2 在软土路基中，在设计刚性桩截面及验算截面强度时可以认为桩体承担全部路基上覆荷载。条文说明因路基荷载面积较大，桩间土分担的荷载难于向路基外扩散，而是将以负侧摩阻力形式返回桩体，又因刚性桩与软土的刚度相差悬殊，土体通过中性区或中性面向下传递的竖向荷载十分有限。4.1.3 刚性桩长度须到达持力层，并穿透高压缩性软弱下卧层，否则须对下卧层进行工后沉降验算。4.1.4 刚性桩和桩帽的耐久性应满足混凝土结构设计规范gb 50010要求。4.1.5 刚性桩路基稳定性验算应桩土分离，分别进行土体抗滑与桩体抗弯验算。土体抗滑验算仍采用圆弧条分法，

27、但在计算下滑力时含桩单元须扣减滑动面处的桩体轴力，在计算抗滑力时含桩单元须增加桩体水平抗力。桩体水平抗力及其最大弯矩应按弹性地基梁理论进行计算，并进行截面抗弯验算。4.1.6  刚性桩路基总沉降由桩顶刺入、桩体压缩、桩端刺入和下臥层压缩等四部分组成，其中桩体压缩量可以忽略。下臥层压缩量指桩端以下地层的压缩量，在计算时可把桩土复合体视为无限长深埋条形基础，参照建筑地基基础设计规范(gb50007-2011)按分层总和法进行计算。4.1.7 桩顶刺入允许值t和桩端刺入允许值e按下式确定： (4.1.2)式中：b桩帽宽度或桩帽直径；d桩身直径。条文说明建筑物总沉降将影响其使用功能

28、，如出现倾斜或管道破裂。路基则不然，虽然限制工后沉降，但不限制工期沉降。持力层变形通常在工期完成，这意味着应允许持力层较大变形，以充分发挥其承载力，所以柔性持力层承载力按建筑桩基规范取值在经济上是不合理的，本规程以桩端刺入达到桩径0.05倍作为设计允许值。4.1.8 刚性桩路基工后沉降允许值sr 按如下规定取值：一般软土路基：sr=0.30m；过渡段路基端：sr=0.30m；过渡段桥涵端：sr=0.005ld，lt为塔板长度，无塔板时sr=0.03m。4.1.9  工后沉降按4.6规定计算，如有软弱下臥层还须包含下臥层的残余压缩量。条文说明在竣工之后，因桩间土和软弱下臥层的固结变形，

29、使桩顶刺入、桩端刺入和下臥层压缩产生一定的增量即工后沉降，无软弱下臥层时只考虑前两者。4.1.10 路基刚性桩须设置桩帽，桩帽配筋须与工程桩连接，桩帽直径或宽度应保证桩间土拱不得切入路面结构水稳层。4.1.11 桩帽上垫层须采用级配碎石或中粗砂找平，路基横向不得出现起伏，在垫层顶面整平和验收之后才能铺设土工织物。4.1.12 刚性桩路基的水平抗力应主要由褥垫层加筋来承担，垫层上应铺设不少于一层土工格栅。4.1.13 当采用配重静压沉桩或沉管的施工工艺时，在开始施工时每个工点须进行压桩力率定。4.1.14 当采用静压管桩和沉管灌注桩等挤土桩时，每个工点须布设至少两个位移观测断面，观测点设置在的工

30、程桩桩顶，监测因工程桩施工的挤土效应对工程桩所产生的侧向位移及竖向位移。4.2 刚性桩长度4.2.1  当持力层为柔性持力层时，刚性桩桩长的计算初始值按下式确定： (4.2.1)式中：d桩径；ls软土层底面深度。条文说明这仅是初始值，设计桩长按4.2.2条执行，持力层的进入深度应与桩身截面的承载力协调。4.2.2  当持力层为柔性持力层时，最终设计桩长应按4.6规定计算桩端刺入及工后沉降，计算值不大于4.1.7和4.1.8规定的允许值。4.2.3  当持力层为刚性持力层时，根据岩面标高和成桩工艺确定刚性桩桩长。4.2.4  当采用冲钻孔或旋挖等具有嵌岩能

31、力的成桩工艺时，桩端进入刚性持力层深度不小于1倍桩径，当岩面横向坡度大于15%或孤石地区则嵌岩深度不小于3倍桩径。4.2.5  当采用静压沉桩或沉管的成桩工艺时，刚性桩桩长以压桩力为施工控制标准，压桩力n根据最终设计桩长按下式确定： (4.2.2)式中：d桩径；i桩侧第i层土的侧阻力残余值与峰值的比值，砂性土取0.9，粘性土取0.8； qsik桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，按建筑桩基技术规范jgj94-2008规定取值； li桩侧第i层土的土层厚度；ke桩端持力层基床系数，按4.6.7条规定取值；e桩端刺入允许值，按（4-1-2）式确定。条文说明持力层标高起伏不定，统一桩长难以迎合

32、持力层的深度变化。4.2.6 大面积施工前应进行试桩，试桩的压桩力按4.2.6条规定控制，试桩的试验要求按5.3条规定执行，实际施工时的压桩力应根据该工点和工程地质条件相似区域的试桩结果反演计算，并修正地层参数。条文说明地层的侧摩阻力和端承反力参数变化范围大，宜根据原位试桩确定和修正。4.3 刚性桩间距与截面4.3.1 当持力层为柔性持力层时，单桩分担路基面积a的计算初始值按下式计算： (4.3.1)式中：fb软弱压缩层底面至桩底的桩侧极限摩阻力总和，与桩径及进入持力层深度相关，可参照建筑桩基技术规范(jgj94-2008)进行计算；ke桩端持力层基床系数，按4.6.7条规定取值；e桩端刺入允

33、许值，按（4-1-2）式确定；q路基上覆荷载，按（4-1-1）式计算。4.3.2  当持力层为柔性持力层时，最终设计的单桩分担路基面积a应按4.6规定计算桩头刺入、桩端刺入及工后沉降，计算值不大于4.1.7和4.1.8规定的允许值。4.3.3 当持力层为刚性持力层时，单桩分担路基面积a按下式确定： (4.3.2)式中：ap桩端面积；fb持力层顶面至桩底的桩极限侧摩阻力总和，可参照建筑桩基技术规范(jgj94-2008)进行计算； b刚性持力层桩端极限承载力，取值参照建筑桩基技术规范(jgj94-2008)；q路基上覆荷载，按(4-1-1)式计算。条文说明因中微风化基岩反力系数受施工影

34、响大，如桩底沉渣厚度等，而且数据资料十分匮乏，刚性持力层的刚性桩暂按传统的承载力方法设计。因桩端刺入小和桩侧阻力难于向路基外扩散，所以不计入持力层之上土层的侧阻力。考虑到刚性桩路基无工期沉降限制，且桩网协同受力，所以安全系数取1.5，小于目前建筑桩基规范的取值。4.3.4 最终设计的单桩分担路基面积a及相应桩间距还应满足(4-4-3)式的成拱要求。条文说明 在满足成拱前提下，从经济性考虑，宜采用大间距长桩。因为中性区或中性面以上的全部桩长属于圬工，对承载力没有贡献，而持力层的嵌入长度则显著影响承载力。4.3.5 桩体截面的竖向承载力须满足下式要求： (4.3.3)式中：ap桩截面积；c混凝土设

35、计标号对应的无侧限棱柱体水下混凝土抗压强度设计值；ag主筋面积；g主筋抗压强度设计值；p(zm)按4.6规定计算的中性区内或中性面上桩截面的平均竖向应力，当持力层为刚性持力层时根据桩体与软弱层的刚度比计算桩截面的平均竖向应力；kpv桩体截面竖向承载力安全系数，预制桩取1.2，灌注桩取1.6。4.3.5 桩径不宜小于0.4m，以保障桩体质量的稳定性和一定的截面压弯刚度。条文说明从经济性和挤土效应考虑，桩体截面设计应遵循高标号、小截面原则。4.3.7 路基刚性桩的混凝土强度等级不低于c20(与普通路基的搭接端不受此规定的限制)，桩体配筋率不宜过高，不得超筋。条文说明由于机械台班和人工费占刚性桩造价

36、的比例不断攀升，通过提高混凝土标号增加桩截面承载力从而降低布桩密度是合理经济的选择。为了与普通路基的协调沉降，搭接端的刚性桩允许降低桩体混凝土标号及刚度。4.3.8 预制桩配筋应符合相关产品的技术规范，单桩水平抗力可根据原位试验或经验数据确定。4.3.9 灌注桩配筋在路基中间1/2加固宽度内按建筑桩基技术规范(jgj94-2008) 要求进行构造配筋，在两侧加固区域的灌注桩配筋必须满足单桩水平抗力设计取值所需要的截面抗弯矩要求： (4.3.4)式中：d桩径；ei桩体截面抗弯刚度；k土体侧向反力系数；f0桩体水平抗力临界值；mp桩体截面抗弯矩设计值。4.3.10 在确定了单桩分担路基面积后，桩间

37、距按下式计算： (4.3.6)式中：b桩间距；a单桩分担路基面积。4.3.11 在不影响桩帽设计的情况下，饱和软土地区的挤土桩宜采用长而稀的布桩原则。条文说明以尽量降低挤土效应对毗邻工程桩及桥涵基础的威胁。4.3.12 在单桩分担面积相等下，正三角形即梅花形布桩的桩间距是方形布桩的1.5倍，所以挤土刚性桩宜采用三角形布桩。4.3.13 在饱和软土地区，挤土桩的桩间距不宜小于5倍桩径。条文说明以降低已施工的工程桩被挤断或出现浮桩的风险。4.4 桩帽设计4.4.1 桩帽面积ah的计算初始值按下式确定： (4.4.1)式中：a单桩分担路基面积；q路基上覆荷载，按(4-1-1)式计算；0为垫层反力系数

38、，按4.6.7条方法确定；t桩顶刺入允许值，按（4-1-2）式确定。条文说明在初步设计桩帽面积时忽略桩帽间土体分担的竖向荷载，初始值偏大。4.4.2 桩帽面积不宜大于4倍刚性桩桩截面积。条文说明桩帽面积对应的路堤填土承载力应与桩身截面承载力协调，面积过大不仅急剧增加其造价，而且加大偏压弯矩，容易引起桩帽与桩头脱离。4.4.3 在最终设计单桩分担面积、桩径、桩长及桩帽面积时，桩帽刺入应满足下式的变形控制： (4.4.2)式中：t桩顶刺入计算值，按4.7章节方法计算；t桩顶刺入允许值，按（4-1-2）式确定。条文说明为了防止土工织物被刺破或拉断，并降低桩间土体的侧向滑动力，桩顶或桩帽的刺入量不宜过

39、大。4.4.4 桩帽之间的净间距应满足填土的成拱要求，土拱高度ha不得超过路面结构层底面，即小于填土高度hs： (4.4.3)式中：la土拱跨度，按(4-4-4)式计算；垫层填土内摩擦角，无试验数据时按35°取值；hs路堤填土厚度(含垫层但不含路面结构层)。条文说明如果桩帽净间距与填土高度不匹配，路堤填土未能形成土拱，可能导致路面结构层开裂或路面起伏。上式基于单拱模型并假定拱壳截面法向压力在帽缘达到峰值拐点，把土工织物引起土拱高度的降低作为安全储备。事实上，桩网路基上的土拱是变截面的(拱壳过渡到拱柱)，拱壳压力并不相等。另外，在土拱形成之前，桩土压力均大致等于填土荷载，这与自然土体中

40、的掏土成拱也是不同的。所以土拱高度和土工织物上覆压力的计算问题有待进一步研究。4.4.5 土拱跨度la指拱顶最高点与桩帽边缘距离的水平投影的2倍，按下式计算： (4.4.4)式中：b桩间距；b桩帽宽度或直径。条文说明桩网上的土拱由多组拱壳和拱柱组成，拱顶的最高点应在布桩多边形的形心上方，而不是桩连线的中心点上方。4.4.6 同一个工点桩帽顶面的设计标高应共面，平面坡度不大于0.1，桩帽顶面施工标高与设计标高的高差不大于0.1m。条文说明 如果桩帽顶面标高不在同一平面，不仅影响土工织物受力性能，而且影响填土碾压密实度，同时不利于土拱的形成。4.4.7 桩帽顶面可以采用正多边形或圆形，立面可以采用

41、喇叭形或台阶形，正多边形的边须与路基中线平行。条文说明以降低土工织物被刺破的风险。4.4.8 桩帽主筋须按钢筋施工规范焊接或锚入工程桩。4.4.9 桩帽最低尺寸、混凝土强度等级和保护层厚度等应满足建筑地基基础技术规范dbj13-07-2006中“桩基承台”章节所规定的设计标准。4.4.10 在设计配筋计算弯矩时，桩帽按自由板考虑，桩帽与垫层之间、桩帽与桩头之间的作用力按均布压力考虑。4.4.11 桩帽厚度、混凝土强度及配筋须满足建筑地基基础技术规范dbj13-07-2006中“独立基础”章节所规定的抗冲切和抗弯要求。条文说明从倒立的受力角度出发，桩帽相当于独立基础，刚性桩相当于立柱。4.5 褥

42、垫层设计4.5.1 在桩帽强度达到设计标号70%之后，才能开始铺设垫层，垫层材料应为级配碎石砂或中粗砂。4.5.2 在土工织物之下垫层厚度为0.30.5m，垫层须密实，顶面须平整，即1m2内凹凸差值小于15mm。4.5.3 当刚性桩路基作为桥涵过渡段时，垫层须呈楔形铺设，靠桥涵基础一端厚度0.3m，靠普通路基一端厚度0.5m。条文说明以便增加沉降协调性，在土工织物之下垫层厚度越大桩帽刺入量也越大。4.5.4 在土工织物之上的垫层厚度应按路堤填料确定，当填料为土体时土工织物上面垫层厚度宜不小于0.2m，当填料为块石时土工织物上面垫层厚度应不小于0.5m。4.5.5 刚性桩路基褥垫层必须铺设土工织

43、物，填高4m以上不少于2层，同时应满足4.8规定的路基稳定验算要求。条文说明土工织物是提高路基稳定性的经济有效办法，当布桩已满足工后沉降标准但需要进一步提高抗滑稳定性，应优先考虑采用土工织物来提高抗滑稳定系数。铺设土工织物不仅可以有效提高路基稳定性系数，而且有助于尽早形成土拱，以保障路堤填土的密实度。4.5.6 当铺设多层土工织物时，层间间距为0.2m，以利于同步受力为佳。4.5.7 在垫层密实度和平整度验收之后，才能进行铺设土工织物施工。4.5.8 土工织物必须横向铺设，纵向搭接宽度不小于0.3m，土工织物表面须平整。4.5.9 在土工织物验收之后，才能进行填土施工。4.5.10 土工织物应

44、按下式验算其拉伸应变率： (4.5.1)式中：b桩间距；b桩帽宽度或直径。t桩顶刺入计算值，按4.7章节方法计算；t土工织物拉伸应变率允许值，按极限拉伸率0.7倍取值。条文说明为了防止土工织物被刺破或拉断，桩帽刺入量与桩帽净间距必须进行协调，在计算拉伸率时假定土工织物呈抛物面。4.6 刚性桩路基沉降计算4.6.1 刚性桩路基工后沉降sr可按下列三种方法之一测算：1 土层侧限压缩模量es(z)分别取排水固结侧限压缩模量与不排水侧限压缩模量，代入第4.6.4条计算桩头和桩端的刺入量，把两次计算的差值作为工后沉降预测值，如持力层之下有软弱下卧层须计入下卧层的工后沉降；2 把总沉降计算值减去工期沉降实

45、测值作为路基工后沉降预测值；3 通过施工监测的填筑期沉降值和恒载期沉降曲线，采用固结函数或双曲函数的拟合曲线来推算路基的工后沉降。条文说明 随着排水固结，桩间土压缩量将增加，桩头和桩端刺入将加大，直至桩间软土固结完成。4.6.2 刚性桩路基总沉降由桩顶刺入、桩端刺入、桩体压缩和下卧层压缩量等四部分组成(参见图1)： (4.6.1)式中：s路基总沉降；dt桩顶刺入，按4.6.4条规定计算； de桩端刺入，按4.6.4条规定计算；dp桩体压缩量，可以忽略；sb桩端下卧层压缩量，把桩土视为一个整体无限长条形基础，按深埋基础并参照建筑地基基础设计规范(gb50007-2011)中的分层总和法计算沉降值

46、。sz2z1dtde图1 桩土变形关系sb4.6.3 当桩端持力层不存在软弱下卧层时，持力层压缩量绝大部分在工期内完成，在计算工后沉降时可以不考虑桩端下卧层的工后压缩量。4.6.4 先假定桩周存在中性区z1,z2，划分负摩阻区单元，节点与土层及中性区边界对齐。设单元总数为n，负摩阻区单元数为m-1，中性区单元号为m，正摩阻区单元数为n-m。按下列步骤求解中性区z1,z2、桩顶刺入dt和桩端刺入de：. 从下列方程求解中性区上边界z1和桩头刺入dt： (4.6.2)式中：sp(0)在z=0处桩身附加应力；ss(0)在z=0处土体附加应力；kh桩帽垫层基床系数；li第i单元长度；es(i)第i单元

47、土层压缩模量，在计算路基稳定性和工期沉降时取不排水侧限压缩模量，在计算路基最终沉降时取排水固结侧限压缩模量；fi第i单元桩侧摩阻在第i单元内产生的竖向附加合力平均值，按下式计算： (4.6.3)式中：fi第i单元侧摩阻力，负摩阻区取负，中性区取零，正摩阻区取正；条文说明因方程组包含隐含定积分边界变量z1，只能采用逼近数值解法：选取z1初值，划分计算单元；按(4-6-3)式计算各单元承受的侧摩阻合力fi|i=1,m；由方程组后两式求sp(0)和ss(0)，代入前两式分别计算dt；比较两者误差，大于2%调整z1重新计算，直到满足计算精度。. 从下列方程组求解中性区下边界z2和桩端刺入de： (4.6.4)式中：ke桩端持