劲性复合桩技术规程

1、江苏省工程建设标准劲性复合桩技术规程Technical specification for Strength composite piles（征求意见稿）2010年*月*日发布20*年*月*实施江苏省住房和城乡建设厅审定发布总则术语、符号基本规定3.1适用条件3.2设计基本资料3.3设计原则劲性复合桩设计计算4.1劲性复合桩设计计算4.2劲性复合桩复合地基设计计算4.3劲性复合桩支护结构设计劲性复合桩施工一般规定SM复合桩施工SC复合桩施工MC复合桩施工SMC复合桩施工5.6混凝土浇灌劲性复合桩工程质量检测和工程验收6.1成桩质量检查6.2承载力检测6.3 工程验收1总则1.0.1为了使劲性复

2、合桩在设计、施工、监理和检验中做到技术先进、经济 合理、安全适用、确保质量，特制定本规程。1.0.2本规程适用于一般工业与民用建筑工程桩基础，基坑围护和复合地基 中的竖向增强体。市政、道路、港口、水利、储罐等工程的桩基工程、软基加固、 防渗墙及支护结构等工程可参照使用。1.0.3采用SMC桩技术除执行本规程外，尚应符合国家、行业和江苏省有 关规范、标准的规定。2术语、符号2.1术语2. 1.1 S 桩 S pile柔性散体材料桩，桩身材料为碎石、砂、砖瓦碎块、钢渣、矿渣等散体材料， 多采用振动沉管方法成桩。2. 1.2 M 桩 M pile半刚性水泥土类桩，主要为水泥土搅拌桩，也可为粉煤灰、石

3、灰、化学浆液 或混合料，也可采用高压旋喷、注浆等方法形成水泥土桩。2. 1.3 C 桩 C pile刚性高强度类桩，主要为混凝土类桩，也可为CFG桩、钢桩等，多采用振 动沉管、螺旋成孔、静压等方法成桩。2. 1.4 SM 桩 SM piles将S桩与M桩复合施工互为先后，或将SM材料预混后施工形成SM桩。2. 1.5 SC 桩 SC piles将S桩与C桩复合施工。桩成桩后，在S桩中心施打C桩，或同时将SC 桩置入桩管内），形成SC桩。2.1.6 MC 桩 MC piles将M桩C桩复合施工互为先后（M桩成桩后，在M桩中心施打C桩或C 桩成桩后再注浆），形成MC桩。2. 1.7 SMC 桩 S

4、MC piles将S桩、M桩、C桩复合施工，互为先后（SM桩成桩后初凝前，在SM桩 中压入或打入C桩或在SC桩中的S桩中再进行注浆），形成SMC桩。2. 1.8 劲性复合桩 Strength composite piles将有互补增强作用的两种或多种桩型复合为同一桩体，桩身具有较高的强 度、刚度、密度和均匀性且与桩周土具有较好的协调性。2. 1.9 劲芯 Strength-cored Pile桩径相对较小，且有具有较高强度和刚度的C桩打入S桩或未硬凝的M （SM）桩中，形成复合桩内芯，将作用于桩体上的竖向荷载向下和桩外芯传递， 大幅度增加了荷载作用面积和深度。如仅承担竖向荷载，可为素混凝土，如

5、有抗 剪、抗拔要求时可加筋材。2. 2符号A基础底面积；气一一一根桩分担的处理地基面积；%一桩身截面积；b基础底面宽度；d桩身直径；de一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径；fak地基承载力特征值；fpk桩体单位截面积承载力特征值；fsk桩间土的承载力特征值；fspk劲性桩复合地基的承载力特征值；l基础底面长度、桩长；m面积置换率；pk相应于荷载效应标准组合，基础底面处的平均压力值；pc基础底面处土的自重压力值；qp桩端地基土的承载力特征值，桩端端阻力特征值；qs一桩周土的侧阻力特征值；Ra单桩竖向承载力特征值；s桩间距。3基本规定3.1适用条件3.1.1适用于加固处理淤泥、淤泥质土、粉土、填

6、土、饱和黄土，一般粘性 土以及饱和松散砂土等软弱地基。3.1.2对于泥炭层、腐殖土或有侵蚀性地下水，地下水流量大或基坑开挖深 度超过10米的工程应根据工程设计的要求，通过试验确定其适用性。3.2设计基本资料3.2.1岩土工程勘察资料（1）按照岩土工程勘察规范（GB50021-2001）（2009年版）要求整理， 提供的岩土工程地质勘察报告及相应图表；（2）已确定和预测的地下水位及地下水化学分析结论；（3）可供参考的劲性桩复合地基载荷试验资料及与场地工程水文地质条件 相类似的工程经验；3.2.2建（构）筑场地与环境条件的有关资料（1）建（构）筑物场地的平面图，包括交通设施、高压架空线、地下管线、

7、 地下构筑物和地下防空洞的分布；（2）相邻建筑物安全等级，基础型式及埋深；（3）场地的平整情况及道路、水电及建筑材料供应条件。3.2.3建（构）筑物的有关资料（1）建（构）筑物的总平面图和建筑物底层平面布置图；（2）建（构）筑物的安全等级与抗震设防烈度、结构类型、荷载及建（构） 筑物的使用或生产设备对基础竖向及水平位移的要求。3.2.4施工条件的有关资料（1）施工机械的型号与性能、动力条件及对地质条件的适应性；（2）施工机械设备的进出场及现场运行条件。3.3设计原则3.3.1劲性复合桩应遵守国家和地方有关规定，设计内容包括单桩承载力、 复合地基承载力特征值及地基变形验算。支护结构的抗剪、抗拉、

8、抗弯及稳定性 验算。劲性复合桩按不同的施工方法、桩身材料有许多种不同的组合型式， 应根据上部结构和基础型式、加固目的、工程地质条件、环境条件，经过经济技 术对比分析选择最为合理的复合桩组合型式。并对大型、重要的工程或地质条件 复杂的工程进行试桩，以检验设计施工参数和实际处理效果，进行验证比较。4劲性复合桩设计4.1劲性复合桩桩基设计4.1.1劲性复合复合桩竖向承载力特征值，可按以下方法确定：（1）当采用单桩载荷试验时，可将单桩竖向极限承载力除以安全系数2；（2）当无单桩载荷试验资料时，初步设计可按式（5.1.1）估算：R = u 6 q l +6 q A（5.1.1）asi sia i p p

9、a Pi=1式中u复合桩桩身外周长（m，如为SC桩时仅取C桩桩身外周长）；n复合桩桩长范围内所划分的土层数；6、6p分别为复合桩施工后第i层土的侧阻力调整系数和桩端阻力调 整系数。前者SM桩取0.8-0.9，MC桩取1.0-1.1，劲性复合桩取1.1-1.2, SC桩 取1.8-2.0 （S桩复打时取2.5）；端阻力修正系数宜取0.60.8；q 复合桩第i层土的侧阻力特征值（kPa），按预制混凝土桩取值；复合桩穿越第i层土的厚度；qpa复合桩桩端阻力特征值（kPa），按预制混凝土桩取值，若C桩为劲芯， 外芯为SM或M时，取值应为桩底土端阻力与水泥土抗压强度二者中的较小值。Ap复合桩的横截面积（

10、m2）。SC桩取C桩横截面积。4.1.2劲性复合桩桩身强度应满足复合桩的承载力设计要求，即按下式验算 并取两者中的较小值：RaWApfcWc（5.1.2）式中：f一复合桩中的C桩取混凝土轴心抗压强度设计值，按现行混凝土结 构设计规范GB50010-2002取值；复合桩为SM桩时取桩身试块平均抗压强度（也可据土质和施工参数估算：淤泥取1.52.0MPa、淤泥质土取2.02.5 MPa、 一般粘性土取2.53.0MPa、砂性土取3.04.0 MPa）。m c工作系数，考虑复合桩中外芯的荷载分担及约束握裹作用，SC桩 中，C桩取0.70.8； MC桩中，C桩取0.91.0；劲性复合桩中，C桩取取1.

11、0 1.1； SM 桩取 0.350.45。Ap复合桩中的C桩横截面积（m2）, SM桩中取其横截面积。应选择承载力相对较高的土层作为桩端持力层。4.2复合桩复合地基的设计4.2.1复合桩可只在基础范围内布置，M桩为水泥搅拌桩时，桩径宜取 600-700mm，C桩桩径宜取220-350mm，S桩与水泥土搅拌桩（或C桩）复合时， 桩径宜取220-350mm，S桩与注浆复合时，桩径可适当增大。桩距应根据设计要求的复合地基承载力、土性、施工工艺等确定， 宜取 1.0-1.5m.。复合桩桩端宜进入承载力相对较高的持力层，如外芯为水泥土搅拌 桩时有效长度宜小于20D，C桩在MC（或SMC）中作短芯时，长

12、度宜进入相对 较好土层，作长芯（或SC桩的劲芯）时以进入承载力较高的持力层为宜。4.2.4劲性复合桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确 定。（1）初步设计时可按下式估算：fspk = & m A- + P （- m）fsk（521）p式中：fspk 复合地基承载力特征值（kPa）；fsk处理后桩间土承载力特征值（kPa），经S桩、M桩、C桩两次或 多次施工形成复合桩的过程中，桩间土经过振动、挤密、置换、排水固结、离子 交换等综合作用强度得到较大提高，可取天然地基承载力特征值的1.31.6倍；m复合桩的面积置换率，m=d2/de2；d一复合桩桩身直径（m）；de一复合桩一根桩分担

13、的处理地基面积的等效圆直径（m），等边三角形 布桩，de=1.05S ；正方形布置，de=1.13S ；矩形布桩，de=S，； S、S1、S2分 别为桩间距、纵向间距和横向间距（m）；Ra一复合桩单桩竖向承载力特征值（kN），按公式（5.1.1）计算；Ap复合桩的横截面积（m2）；P 桩间土承载力折减系数。由于桩间土能与复合桩协同承载，可取0.9 1.0。&复合桩桩身承载力调整系数，一般取0.951.05，SMC、MC取高 值。（2）多元复合地基承载力的计算式。如果由劲性复合桩再与M （SM、S）和桩间土形成三元复合地基，则fsk=Sfci + ms +（1皿皿2）fsk（522）AP1AP2

14、m1、m2分别为复合桩和单一桩型的置换率。Ra1、Ra2分别为复合桩和单一桩型竖向承载力特征值（kN）。Ap1、Ap2 分别为复合桩和单一桩型的横截面积（m2）。4.2.5复合桩复合地基处理范围内处理深度范围以下存在软弱下卧层时，下卧 层承载力应进行验算。4.2.6竖向承载复合桩复合地基的变形包括复合桩复合土层的平均压缩变形 S1与桩端下未加固土层的压缩变形S2 :（1）S1可按下式计算：S1= （pz Pzi（5.2.3）2EspESP= mEp+（1 - m）Es（5.2.4）式中pz复合桩复合土层顶面的附加压力值（kPa）pzl一复合桩复合土层底面的附加压力值（kPa）Esp复合桩复合土

15、层压缩模量（kPa）Ep复合桩的压缩模量，当复合桩为SM桩时取（100-120） fcu （kPa）, fcu 值一般为单一 M桩的2-3倍；当复合桩为MC （或SMC）时，外芯M （或SM） 取（100-120） fcu （kPa），fcu值一般为单一 M桩的1.5-2倍；C桩可查表取值并按 面积加权计算出复合桩的Ep值；当复合桩为SC时，S按砂石桩取值并与查表所 得的C桩Ep值按面积加权计算。ES复合桩桩间土的压缩模量（kPa）可按地质报告中的天然土取值。（2）如果由SMC复合桩再与M （SM、S）和桩间土形成三元复合地基则，则ESP= m1Epi+ m2Ep2 + （1 - m1 一 m

16、2 ）ESEp1、Ep2分别为复合桩和单一的压缩模量（kPa）。（3）S2可按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007的有关规定进行计1504.2.7劲性复合桩顶和基础之间应设置褥垫层，褥垫层的厚度宜取 300mm，当桩径大或桩距大时褥垫层厚度宜取高值。褥垫层材料宜用中砂、粗砂、 级配砂石或碎石最大粒径不宜大于30mm。4.2.8劲性复合桩中C桩桩体混凝土等级宜大于C10，但应满足桩身抗压要求。4.3劲性复合桩支护结构设计4.3.1劲性复合桩维护结构的稳定性验算可按现行建筑基坑支护技术规程 JGJ120-99有关规定进行。4.3.2劲性复合桩作支护结构时可分为SM、MC、SMC等多种复合

17、桩支护。S为散粒体桩，也可为含砂及其它掺入剂的复合材料;M 一般采用粉喷工法、 湿喷工法或干湿搭接复合工法；C桩一般为现浇或预制混凝土桩及钢管、型钢等 刚性桩体。可在现浇的C桩中加入筋材或在SM桩或M桩（未硬凝前）加入筋 材。这样形成强度、刚度、密度均较高且将止水帷幕和支护结构合为一体的复合 桩墙支护体系，其特点是施工简便、工作面要求较小、造价较低、互补增强、协 同匹配、共同作用、经济合理。1、SM复合桩支护：1）先打散粒体桩S，也可在其中掺入石灰、石膏、粉煤灰等其它掺入剂，再施 工水泥搅拌桩形成SM复合桩。2）也可采用砂、石灰、石膏等掺入剂与水泥预混，形成软土固体剂再用搅拌桩 桩机施工，形成

18、SM复合桩。由于SM桩的刚度、密度、强度均高于单一的水泥土搅拌桩，因而有着较高的抗 压、抗剪强度，可参照水泥土重力式挡墙模式设计施工。2、MC复合桩支护：在M桩中再打入现浇或预制混凝土方桩、管桩、钢管桩、型钢，也可打入竹木 等筋材形成劲性MC复合桩墙支护结构。3、劲性复合复合桩支护：1）在SM复合桩（未硬凝前）直接插入筋材（可为钢筋、钢管、型钢或竹木） 形成劲性复合复合桩。2）在SM复合桩中（未硬凝前）再打入预制的方桩、管桩或现浇的钢管砼、型 钢砼、钢筋砼桩形成外芯为SM，劲芯为含钢材的混凝土桩，其强度、刚度、密 度及相互间共同作用的协调性均高于其它复合桩型。4、劲性复合桩支护结构的顶部一般应

19、设计厚度大于200mm、宽度大于复合墙体、 混凝土等级高于C20的冠梁，钢管(一般为直径48的通用脚手架钢管)砼劲芯 中的钢管应高于桩顶40cm以上，并用钢扣横向、纵向、斜向、立体连接，以增 加支护结构的刚度，并可采用锚索将钢管与基坑外侧预埋的地锚连接，控制基坑 变形。4.3.3围护结构的计算简图，应符合结构实际的工作条件及与土层的相互作用。 据计算目的、结构特点、围护结构的规模、土质条件及维护结构变形后的土层的 应力状态等因素，结合工程经验，合理选择计算方法。4.3.4应根据劲性复合桩维护结构的使用目的，特别是C桩的类型和结构，就其 在施工和使用过程中的不同阶段可能出现的最不利内力进行截面设

20、计验算。5复合桩施工5.1 一般规定S桩施工时执行建筑地基处理技术规范(JGJ79 2002)的有关 规定。M桩施工时执行建筑地基处理技术规范(JGJ79 2002)的有关 技术规定。当用注浆法或高压喷射注浆时执行既有建筑地基基础加固技术规范(JGJ123 2002)的有关规定。C桩施工C桩采用混凝土预制桩、钢桩、灌注桩、及灌注桩后注浆施工时，执 行建筑桩基技术规范(JGJ94 2008)的有关规定。C桩采用CFG桩时，执行建筑地基处理技术规范(JGJ79 2002) 的有关规定。C桩采用预应力管桩施工时，执行先张法预应力混凝土管桩(苏 G03)的有关规定。SM复合桩施工5.2.1在局部软弱土

21、中，先打入细而密的微型振动沉管砂石桩(碎石、砂 石、碎砖瓦块、炉渣等，桩径220-280mm，桩长宜达到软弱层底，)形成S桩，再在部分S桩中心施打粉喷桩（桩径为600-700mm，桩端宜进入较硬持力层）， 形成SM复合桩。图5.2.1在散粒体桩中心再打水泥搅拌桩，形成SM复合桩将砂、水泥、预混再用水泥搅拌桩机施工形成水泥砂土复合搅拌桩。5.2.3将干细砂用粉喷桩机先喷入软土内，并搅拌，再在该部位复喷水泥 粉体并搅拌，即先砂后粉工艺；也可先喷水泥再在该部位喷砂并搅拌，即先粉后 砂工艺形成水泥砂土复合桩。5.2.4将粉喷桩机进行改进，设置水泥粉体和干细砂二个喷入口，再据土 质软弱状况调控喷砂喷粉量

22、，形成水泥砂土复合桩。5.2.5先施打大直径S桩，再进行注浆形成浆固散粒体复合桩（可在大直 径S桩中预设注浆管、也可用高压注浆工艺在S桩侧注浆，并在S桩桩顶预先浇 筑混凝土垫层）。SC复合桩施工5.3.1在软弱土层中先打入微型振动沉管砂石桩，再在部分砂石桩中心复 打微型振动沉管素砼桩（S桩及C桩桩径均为280mm，S桩长宜穿透软弱土层， C桩桩端宜进入相对较硬的持力层），形成SC复合桩。图5.3.1在S桩中心再打C桩，形成SC复合桩5.3.2宜在原地用同一桩机先打S桩，再在其中心施打C桩，以保证S桩 与C桩在同一轴线上，如土质松软可分别复打S桩或C桩。5.3.3用较大直径的桩管施工至标高，在桩

23、管中同时置入散粒体和C桩， 再拔出桩管，形成劲芯散粒体复合桩。5.3.4 桩身下部夯扩填入散粒体扩大头，再在上部施打C桩，形成SC复 合桩。MC复合桩的施工5.4.1在粉喷桩中心水泥土硬凝前打入微型振动沉管素混凝土桩（桩径 220-280mm，桩长为4.5m左右），形成MC复合桩如在软弱部位，则依次打 S桩、M桩及C桩形成劲性复合桩。图5.4.1 在M或SM桩中心再打C桩，形成MC或SMC桩先施打C桩，再在C桩的桩端或桩侧进行注浆，形成后注浆混凝 土复合桩（如灌注桩后注浆工艺、也可在预制的混凝土类桩侧或桩端预设注浆 管）。SMC复合桩施工5.5.1先打散体材料桩（S桩）、在散体材料桩中心再施打

24、水泥土类桩（M 桩），形成水泥土散体材料复合桩（SM桩），在水泥土硬凝前在水泥土散体材料 复合桩中心施打混凝土类桩（C桩），形成劲芯水泥土散体材料复合桩（SMC复合 桩）。5.5.2在SC桩的外芯S桩中注浆（可预设注浆管），也可在夯扩载体桩的 散粒体扩大头中注浆（可预设注浆管），形成SMC复合桩。5.5.3先将桩管打入软土内，使桩端进入较好持力层，先填入现浇混凝土， 形成下部C桩，再在其上部填入砂石散粒体，形成上部S桩，再用水泥搅拌桩在 散粒体中心施打形成上部为SM，下端为C桩的劲性复合复合桩。5.6复合桩前后桩型的中心偏差应小于2cm，垂直度偏差应小于1%。5.7在劲芯中插入钢筋、钢管或型钢

25、等钢材时亦在要混凝土初凝之前进行， 中心偏差应小于2cm，垂直度偏差应小于1%。5.8素砼劲芯采用的砼强度等级不宜低于C10,加入钢筋作单桩使用时不 宜低于C20。M桩的材料宜选择32.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。5.9混凝土浇灌5.9.1当劲芯采用现浇混凝土时，沉管至设计标高后应及时浇灌混凝土。5.9.2当劲芯采用现浇混凝土，混凝土施工配合比由试验室根据混凝土用 料试验确定。现场搅拌混凝土时素混凝土坍落度宜为68cm，配筋混凝土坍落 度宜为810cm。用泵送商品混凝土时坍落度可适当提高。5.9.3混凝土应适当超灌、一般不少于50cm、使桩顶混凝土强度在凿除桩 顶浮浆后满足设计要求的强

26、度等级。5.9.4混凝土灌注应连续进行，充盈系数不得小于1.0。5.9.5桩管内灌满混凝土后，先振动510s，再开始拔管、边振边拔，每 拔0.51.0m，停拔振动510s，如此反复，直到桩管全部拔出。5.9.6在M桩桩端下的土层拔管速度宜为1.21.5m/min，在M桩桩身中 拔管速度宜为1.52.0m/min。6质量检测和工程验收6.1成桩质量检查6.1.1劲性复合桩质量检查主要包括S桩（柔性散粒体桩）成桩、M桩（半 刚性水泥土类搅拌桩）成桩及C桩（刚性桩）成桩3个工艺过程的质量检查。6.1.2施工过程中应随时检查施工记录，并对照预定的施工工艺对每根桩 进行质量评定。对不合格的桩应根据具体情

27、况采取补强措施。S桩质量检查的重点是桩位、桩径、桩长、混合料配合比、混合料 灌入量、密实度等。M桩质量检查（1）检查重点是：控制性轴线、桩位的复核、水灰比、水泥用量、桩长、 搅拌头转数和机头升降速率、复搅次数和深度、喷浆时间、停浆处理方法等。（2）对重要工程或土质复杂水泥土搅拌桩工程可在施工后3天内进行轻便 触探试验（NJ以鉴别水泥土搅拌桩的桩身强度和均匀性，检测数量一般不少于 3根。（3）其它桩身材料的M桩的质量检查参照上述规定。6.1.5 C桩质量检查预制方桩、预制管桩、现浇钢筋混凝土桩、CFG桩、素砼桩、钢桩等 芯桩的质量检查参照建筑地基基础工程施工质量验收规范(GB50202-2002)、建筑桩基技术规范(JGJ94-2008)的有关规定执行。批量生产的预制桩芯桩、钢桩芯桩应出具产品质量合格证。复合桩作为单桩使用时，其中C桩应进行完整性检测，复合桩作为复 合地基使用时，其中C桩不进行完整性检测。6.1.6在进行复合桩下一种桩型施工时，应据能反映前种桩型