公路路基微型桩加固设计与施工技术规范

DB13/T××××—2022公路路基微型桩加固设计与施工技术规范本文件规定了公路路基微型桩加固技术的术语和定义、基本要求、材料、微型桩设计、施工、质量检查与验收。本文件适用于除填石路基、特殊路基外，各等级公路路基沉降、侧向滑移病害的微型桩加固技术，城市道路路基加固可参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不标注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本文件。GB175通用硅酸盐水泥GB/T13793直缝电焊钢管JGJ52普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ63混凝土用水标准JGJ106建筑桩基检测技术规范JTG5142公路沥青路面养护技术规范JTGD30公路路基设计规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1微型桩micropile树根桩rootpile桩径不大于300mm，长细比大于30，采用机械成孔，孔内设置注浆钢花管周边填充水泥碎石混合料，通过压力注浆工艺成形的桩。4基本要求4.1微型桩设计前，应对拟施工的场地进行调查和勘探，并进行承载力和稳定性计算。4.2为保证加固后的路基符合沉降标准和稳定性的设计要求，工后应进行沉降观测。5材料5.1宜选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，应符合GB175的规定。5.2碎石集料应符合JGJ52的规定。5.3注浆用管宜选用Q235焊接钢管，应符合GB/T13793的规定。5.4水泥浆用水应符合JGJ63的规定。6微型桩设计2DB13/T××××—20226.1一般要求6.1.1应采取资料收集、现场调查和勘探试验相结合的方法，收集公路路基勘察设计、竣工图、沉降观测和养护等方面的资料。6.1.2微型桩的单桩竖向承载力宜通过单桩载荷试验确定，单桩竖向承载力特征值Ra应取单桩竖向极限承载力的1/2。当无试验资料时，可按本文件6.2节规定的方法进行计算。6.1.3微型桩的长度、直径和间距，应根据计算确定。微型桩直径宜为130mm～250mm，一般采用垂直桩型或斜桩型，宜采用梅花形或正方形布孔。6.1.4注浆钢管外径宜为设计桩径1/3，宜为整根钢管,钢管顶端宜低于路面300mm～500mm，且不高于路面上基层底面。6.1.5桩顶部路面恢复宜与原路面结构一致。6.2单桩竖向承载力计算微型桩单桩竖向承载力应按摩擦桩来考虑，单桩竖向抗压承载力特征值Ra，按照公式（1）计算。Ra=up1qsili……（1）式中：Ra—单桩竖向抗压承载力特征值(kN)；up—桩的周长（m）；qsi—桩侧第i层土的侧阻力特征值（kPa），参照岩土工程勘察报告确定；当采用二次注浆工艺时，可乘以1.2～1.4的系数；i—第i层土的厚度（m）。6.3复合路基承载力计算微型桩加固后，复合路基承载力特征值计算宜采用面积比公式，按照公式（2）计算。f=mRAf=mRA+β(1-m)f…………………(2)式中：spfk—复合路基承载力特征值（kPa）；sppem—复合路基置换率；m=AApeA为一根桩分担的处理面积（㎡）；Ra—单桩竖向抗压承载力特征值（kN）；A—桩的平均截面积（㎡）；pβs—桩间土路基上承载力修正系数，综合复合路基中桩间土路基实际承载力和复合路基破坏时土路基承载力发挥度取值；复合路基中桩间土路基实际承载力与桩间土的工程性质、施工工艺、桩体类型等因素有关，宜按地区经验取值；桩间土路基承载力发挥度，反映复合路基破坏时桩间路基承载力发挥度，宜按桩间土的工程性质、地区经验取值；DB13/T××××—2022fsk—桩间土路基承载力特征值（kPa）。6.4微型桩内注浆量计算每孔注入量（单位长度注浆量），按照公式（3）计算。.L.n.β (3)式中:Q—每孔注入量(m3)；A—浆液的损耗系数，一般情况下，A值在1.15～1.30之间取值；R—浆液有效扩散半径(m)；L—注浆有效孔深(m)；n—孔隙率（%）；β—浆液充填系数，根据多年科研试验及注浆工程经验，按照公式（4）计算。β=(1+'('+e) (4)式中:β—浆液充填系数；e、e'—注浆前、后土体的孔隙比。设计时依据本地区类似工程经验取值，注浆完成14天后可抽验孔隙比，对比孔隙比变化，评价施工质量。6.5微型桩复合路基沉降计算复合路基沉降等于加固区沉降与下卧层沉降之和，按照公式（5）计算。s1=Ψp………………(5)式中∶Q—刚性桩桩顶附加荷载(kN)；Ep—桩体压缩模量（kPa）；Ap—单桩截面积（㎡）；Ψp—刚性桩桩体压缩经验系数。下卧层顶面附加应力可采用压力扩散法或等效实体法计算，土层沉降量选取分层总和法计算。6.6路基稳定性验算6.6.1路基稳定性验算路基稳定系数应根据瑞典条分法计算，按照公式（6）计算。K=Σ(cilitanQi)…………………(6)式中：4DB13/T××××—2022K—路基稳定性系数；i—第i个土条宽度（m）；ai—第i土条底滑面的倾角(°);ci、Qi—第i土条滑面所在土层的黏聚力和内摩擦角，依滑面所在位置，取对应土层的黏聚力（kPa）和内摩擦角(°);Wi—第i土条重力（kN/m）。6.6.2微型桩加固路基稳定性验算微型桩加固路基后稳定系数应计算边坡每延米上受到的下滑力与抗滑力，考虑微型桩间距对桩抗滑力的影响，按照公式（7）计算。………（7）式中：=，x为桩间距（m）；[τ]1一浆体抗剪强度设计值（kPa）；[τ]2一注浆钢管抗剪强度设计值（kPa）；d—微型桩直径（m）；d1—注浆钢管外径（m）；d2—注浆钢管内径（m）。由公式（7）通过反算法，可以计算出路基微型桩加固设计时需要的微型桩的桩径、桩距等。微型桩桩长应深入设计要求安全度对应的危险滑动面下至少2m。6.6.3公路路基稳定性安全系数公路路基稳定性安全系数不小于1.3，否则需要进行加固处理。暴雨、地震等特殊工况可参照JTGD30的相关内容执行。7施工7.1施工工序流程微型桩施工工序流程，按照图1进行。DB13/T××××—2022图1微型桩施工工艺流程图7.2施工准备7.2.1施工前，应根据设计文件编制施工组织设计，主要内容包括：人员配置、施工机械、材料供应计划、施工顺序、进度计划、质量控制、安全保证、环境保护等；对施工班组成员进行技术交底。7.2.2通过试验确定合理的施工工艺参数，应根据设计、钻孔、土层情况综合确定钻孔机具和工艺。7.2.3检查钻机与注浆的各种施工机械及其配套设备，钻机、钻杆、钻头应符合设计要求。7.2.4应做好交通组织设计，减少行车对施工质量的影响。7.3成孔7.3.1正式施工前，宜进行试成孔。成孔必须采用干法成孔，可采用冲击钻、螺旋钻或取土器等机械成孔。7.3.2成孔设备就位后，应保证设备安装平稳，在成孔过程中避免倾斜和偏移。应在成孔钻具上设置控制深度的标尺，并应在施工中进行观测记录。6DB13/T××××—20227.3.3检查成孔质量合格后，应尽快埋设注浆钢管，回填水泥碎石混合料。7.4注浆钢管和桩身填料7.4.1注浆钢管壁厚应满足设计要求，且不宜小于3mm，管身设置花眼，间距500～600mm，花眼直径6～8mm，花眼呈螺旋式，管底成楔形。分段制作的钢管，宜采用套管焊接或机械式接头进行连接。7.4.2注浆钢管应安装在微型桩的中心，与桩身保持顺直。7.4.3桩身填料宜选用粒径5～15mm的碎石集料干拌胶凝材料的混合料，最大粒径应小于注浆钢管外壁距孔壁最小净距的1/3。胶凝材料添加量应不少于300kg/m³,一般采用单一水泥，可掺加少量粉煤灰、矿渣粉等材料。7.4.4桩身填料应分层填筑，每层厚度应不大于1m，采用粗钢筋插捣等方式进行捣实，保证水泥碎石混合料投入量不少于计算桩孔填充体积的90%。7.5注浆7.5.1根据设计文件制备浆液，一般情况下，水灰比宜为0.6:1～0.8:1，必要时加入外加剂（如减水剂、早强剂等），用压力泵将浆液注入孔内，注浆压力0.5MPa～1.0MPa。7.5.2注浆工艺应根据试桩确定，一般采用分序次全孔一次性注浆，也可分段注浆。注浆时应控制好浆液的搅拌时间，水泥浆流量一般为50L/min～100L/min。7.5.3注浆时应先注边排后注中间排，应加强注浆过程控制，做好注浆记录，动态调整注浆压力、注浆量及注浆时间，防治对路面结构及周边土体或结构物造成破坏。7.5.4根据孔口情况、注浆压力选用合理的封孔方式，一般采用封孔器封孔或混凝土封孔。注浆完成后，立即关闭回浆管阀门和进浆管阀门，及时做好封孔处理，使浆液暂时处于受压状态，闭浆不小于5min，并跟踪观测注浆效果。7.5.5注浆养护时间不宜少于3d。7.6路面恢复路面恢复应符合