DBJ14-080-2011 管桩水泥土复合基桩技术规程

山东省工程建设标准管桩水泥土复合基桩技术规程Technicalspecificationforofjet-mixingcementandPHC山东省住房和城乡建设厅发布6.4.2条为强制性条文，必须严格执科学研究院负责具体内容的解释。I为了积极稳妥地推广管桩水泥土复合基桩技术，由山东省建筑科学研究院主编，山东省建设工程质量监督总站、山东省建筑设计研究院及省内沿黄河流域各地市设计、施工、质量监督等单位参加，根据国家有关标准，结合我省实际，共同编制本规程。在编制过程中，开展了多项专题研究并形成了“管桩水泥土复合基桩技术研究与应用”研究报告。本规程的初稿、征求意见稿通过各种方式在全省范围内广泛征求了意见，并经多次编制工作会议讨论、反复修改后，形成送审稿并通过了审查。本规程共6章15节，由总则、术语和符号、基本规定、设计、施工、质量检验与工程验收及有关附录等章节组成。本规程中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规程由山东省工程建设标准定额站负责管理，由山东省建筑科学研究院负责具体内容的解释。在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和建议寄交山东省建筑科学研究院《管桩水泥土复合基桩技术规程》管理组（地址：济南市无影山路29号，邮编：250031，电话：本规程主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人员名单IIIII本规程的发布机构提请注意如下事实，本规程涉及有关“填芯管桩水泥土复合基桩及施工方法”的相关专利。本规程的发布机构对于专利的范围、有效性和验证资料不提出任何看法。专利持有人已向本规程的发布机构保证，愿意同任何申请人在合理和非歧视的条款和条件下，就使用授权许可进行谈判。在这方面，该专利持有人的声明已在本规程的发布机构备案。有关资料可从以下地址获得：专利联系单位：山东省建筑科学研究院通信地址：山东省济南市无影山路29号邮编：250031请注意除上述已经识别出的专利外，本规程的某些内容有可能涉及专利。本规程的发布机构不应承担识别这些专利的责任。 12术语和符号 22.1术语 22.2符号 23基本规定 6 74.1一般规定 74.2桩的选型与布置 4.3桩基计算 4.4构造要求 5.1施工准备 5.2施工机械 5.3施工作业 205.4施工安全和环境保护 6质量检验与工程验收 246.1一般规定 246.2施工前检验 246.3施工中检验 246.4施工后检验 256.5工程验收 25附录A管桩水泥土复合基桩施工记录表 27附录B施工常见问题、原因及处理 28附录C施工前质量检验标准 附录D施工中质量检验标准 附录E施工后质量检验标准 本规程用词说明 V引用标准名录 附：条文说明 VIContentsChapter1GeneralProvisions 1Chapter2TermsandSymbols 2 22.2Symbols 2Chapter3BasicRequirements 6Chapter4Design 4.1GeneralRequirements 74.2SelectionandLayoutofPiles 94.3DesignandCalculation 4.4StructuralRequirements Chapter5Construction 5.1ConstructionPreparation 5.2ConstructionEquipment 5.3Construction 205.4ConstructionSafetyandEnvironmentProtection 22Chapter6InspectionandAcceptanceofQuality 246.1GeneralRequirements 246.2InspectionbeforeConstruction 246.3InspectionduringConstruction 246.4InspectionafterConstruction 256.5AcceptanceofConstructionQuality 25AppendixAConstructionRecordofCompositePilemadeupofJet-mixingCementandPHC 27AppendixBCommonProblems,ReasonsandPreventionMeasuresduringConstruction 28AppendixCStandardforQualityInspectionbeforeConstruction AppendixDStandardforQualityInspectionduringConstruction AppendixEStandardforQualityInspectionafterConstruction VIIExplanationofwordinginthisSpecification NormativeStandard Addition:ExplanationofProvisions 11.0.1为了在管桩水泥土复合基桩工程应用中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本规程。1.0.2本规程适用于山东省建（构）筑物管桩水泥土复合基桩的设计、施工、质量检验与工程验收。1.0.3管桩水泥土复合基桩工程除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。22术语和符号2.1.1管桩水泥土复合基桩CompositePilemadeupofJet-mixingCementandPHCwithCoreConcrete由高喷搅拌水泥土桩与同心植入的高强预应力管桩并填芯通过优化匹配复合形成的基桩。2.1.2管桩水泥土复合基桩基础CompositePileFoundationmadeupofJet-mixingCementandPHCwithCoreConcrete由设置于软弱土层中的管桩水泥土复合基桩和连接于桩顶的承台共同组成的以承受和传递上部结构荷载的建（构）筑物基础。2.1.3高喷搅拌水泥土桩Jet-mixingCementPile采用具有喷杆与搅拌翅的特制钻具，融合高压喷射与搅拌法施工形成的水泥土桩。2.1.4高强预应力管桩PHC(Pretensionedspunhigh-strengthconcretepile)采用离心成型的高强度先张法预应力混凝土环形截面桩。2.1.5填芯混凝土Cavity-fillingconcrete灌填在管桩内腔顶部以下一定范围内的混凝土。2.2.1几何参数Ac1——管桩净截面积；Ap1、Ap2——有管桩段及无管桩段水泥土桩截面积；As——管桩填芯混凝土内受拉钢筋面积；Up——管桩水泥土复合基桩周长；up——管桩周长；D——管桩水泥土复合基桩外径；3d——管桩外径；Ul——群桩外周边长度；Um——管桩内腔圆周长度；L——管桩水泥土复合基桩总长；l——管桩长度；La——填芯混凝土长度；l1i、l2i有管桩段、无管桩段第i层土的厚度；lw焊缝长度；he——焊缝计算厚度；xi、yi——桩i至桩群形心的y、x轴线的距离；n——桩基中的桩数；d1、d2——焊缝外径、内径；S——焊缝坡口根部至焊缝表面的最短距离。2.2.2力与材料性能Fk——相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；Gk——桩基承台自重及承台上土自重标准值；Qk——相应于荷载效应标准组合时，轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力；QEk相应于地震作用效应和荷载效应标准组合时，轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力；Qik——相应于荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用下第i基桩的竖向力；Qtk相应于荷载效应标准组合时，基桩的竖向拔力；Mxk、Myk——相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩；Hk——相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台底面的水平力；Hik——相应于荷载效应标准组合时，作用于第i基桩的水平4HEik——相应于地震作用效应和荷载效应标准组合时，作用于第i基桩的水平力；Qikmax——相应于荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用下单桩最大竖向力；QEikmax相应于地震作用效应和荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用下单桩最大竖向力；Gpk——有管桩段管桩水泥土复合基桩自重标准值；Gppk——管桩自重标准值；G'pk——有管桩段群桩基础所包围体积的桩土总自重标准值除以桩数；Qc——荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值；Qct——荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值；Quk——单桩竖向极限承载力标准值；Ra——单桩竖向承载力特征值；RHa——单桩水平承载力特征值；Rta——单桩竖向抗拔承载力特征值；Qsl——有管桩段管桩水泥土复合基桩总极限侧阻力标准值；qsik1——有管桩段第i层土的极限侧阻力标准值；qsik2——无管桩段第i层土的极限侧阻力标准值；qpk——极限端阻力标准值；qpsik——管桩-水泥土界面极限侧阻力标准值；fc1——管桩混凝土轴心抗压强度设计值；ft管桩混凝土抗拉强度设计值；fcu——与外围水泥土桩身水泥土配比相同的水泥土试块在标准养护条件下28d龄期的立方体（边长70.7mm）抗压强度平均值；ftw——焊缝抗拉强度设计值；fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值；fy——受拉钢筋的强度设计值；σpc——桩身截面混凝土有效预压应力；5IL液性指数；e——孔隙比。2.2.3计算系数η——桩身水泥土强度折减系数；ψc——管桩成桩工艺系数；m——管桩与外围水泥土桩应力比；ξ——管桩-水泥土界面极限侧阻力标准值与水泥土立方体抗压强度平均值之比；K——安全系数；λ1i、λ2i管桩水泥土复合基桩抗拔系数、管桩抗拔系数。63基本规定3.0.1管桩水泥土复合基桩适用于软弱土地层，应按桩基进行设计。3.0.2管桩水泥土复合基桩初步设计时应进行工艺性试验，确定有关施工参数及工艺措施。工艺性试验应选择有代表性场地进行，同一条件下成桩数量不宜少于3根。3.0.3施工前应按设计要求进行试桩，并进行静载荷试验提供单桩承载力，作为设计和施工依据。同一条件下，试桩数量不应少于3根，且至少有一根桩做桩身内力测试。当地质条件复杂、桩施工质量可靠性低时，宜适当增加试桩数量。3.0.4外围水泥土桩固化剂宜选用强度等级32.5级及以上的水泥，水泥掺入量宜取被加固土质量的20%~35%，水泥浆水灰比根据地层条件及设备条件通过现场试验确定，宜选用0.8~1.2，外掺剂可根据工程需要和地质条件选用早强、缓凝及节省水泥等性质的材料。3.0.5设计前应进行拟处理土层室内水泥土配比试验或对工艺性试验成桩进行钻孔取芯检测，选择合适的水泥品种、外掺剂及其掺量，为设计提供各种龄期、各种配合比的强度参数。3.0.6根据上部结构形式、层数、抗震要求、荷载性质及大小，在作为芯桩使用的管桩内腔应填入C40以上微膨胀混凝土。3.0.7对于使用管桩水泥土复合基桩的建（构）筑物，在上部结构开始施工后应进行沉降观测，直至沉降达到稳定为止。74.1一般规定4.1.1根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体型的复杂性，以及由于桩基问题可能造成建筑破坏或影响正常使用的程度，将管桩水泥土复合基桩基础分为三个设计等级，可按表4.1.1的规定确定。表4.1.1管桩水泥土复合基桩基础设计等级设计等级建筑类型（1）重要的建筑；（2）20层以上或高度超过60m的高层建筑；（3）体型复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室）连体建筑；（4）14层以上框架—核心筒结构及其它对差异沉降有特殊要求的建筑；（5）场地和地基条件复杂的7层以上的一般建筑及坡地、岸边建筑；（6）对相邻既有工程影响较大的建筑除甲级、丙级以外的建筑丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的一般建筑4.1.2管桩水泥土复合基桩基础应根据具体条件分别进行下列承载能力计算和稳定性验算：1应根据桩基的使用功能和受力特征分别进行桩基的竖向承载力计算和水平承载力计算；2应对桩身和承台结构承载力进行计算；3当桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层承载力1/3的软弱下卧层时，应进行软弱下卧层承载力验算；4对位于坡地、岸边的桩基应进行整体稳定性验算；5对于可能出现拉力的桩基，应进行基桩和群桩的抗拔承载力6对于抗震设防区的桩基，应进行抗震承载力验算。4.1.3下列管桩水泥土复合基桩基础应进行沉降计算：1设计等级为甲级的桩基；2设计等级为乙级的体型复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平8面以下存在软弱土层的桩基。设计等级为丙级的建筑物桩基、对沉降无特殊要求的条形基础下的桩基、吊车工作级别A5及A5以下的单层工业厂房桩基（桩端下为密实土层可不进行沉降验算。4.1.4对受水平荷载较大，或对水平位移有严格限制的建筑桩基，应计算其水平位移。4.1.5应根据桩基所处的环境类别和相应的裂缝控制等级，验算桩和承台正截面的抗裂和裂缝宽度。4.1.6管桩水泥土复合基桩基础设计时，所采用的作用效应与相应的抗力应符合下列规定：1确定桩数和布桩时，应采用传至承台底面的荷载效应标准组合；相应的抗力应采用基桩承载力特征值；2计算荷载作用下的桩基沉降和水平位移时，应采用荷载效应准永久组合；计算水平地震作用、风载作用下的桩基水平位移时，应采用水平地震作用、风载效应标准组合；3在计算承台内力、确定承台高度、配筋和验算桩身强度时，上部结构传来的荷载效应组合和相应的基底反力，应按承载能力极限状态下荷载效应的基本组合，采用相应的分项系数。当进行承台和桩身裂缝控制验算时，应分别采用荷载效应标准组合和荷载效应准永久组合；4验算坡地、岸边建筑桩基的整体稳定性时，应采用荷载效应标准组合；抗震设防区，应采用地震作用效应和荷载效应的标准组5管桩水泥土复合基桩基础结构安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数γ0应按现行有关规范的规定采用。4.1.7管桩水泥土复合基桩基础设计应具备下列基本资料：1满足现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB50021、《建筑抗震设计规范》GB50011、现行行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72、《建筑桩基技术规范》JGJ94有关要求的岩土工程勘察文件；2建筑场地与环境条件；3建筑物各层平面布置图；建筑物的结构类型、荷载，建筑物的使用条件和设备对基础竖向及水平位移的要求；建筑结构的安全4施工条件；5供设计比较用的有关桩型及实施的可行性的资料。94.1.8管桩水泥土复合基桩适用于淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土、粉土、黏性土或其他中高压缩性土等软弱土层，也适用于松散~中密砂土。下列场地不宜用或应慎用：1泥炭土、有机质土、含有大量植物根茎土、地下水具有中、强腐蚀性土；2地层中含有较多且难以清除又严重影响施工的孤石或其他障碍物；3地层中含有难以贯穿的坚硬夹层；4标贯击数大于30击的砂层。4.1.9管桩水泥土复合基桩基础承台设计应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007、现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94有关规定。4.2桩的选型与布置4.2.1管桩水泥土复合基桩宜根据基础设计等级及基础环境按下列原则选用：1管桩与外围水泥土桩直径之比宜为1/3~3/4，长度之比宜为1/2~4/5；2管桩采用高强预应力管桩（PHC直径宜为300、400、500、600、800、1000mm；3外围水泥土桩直径宜为800mm~2000mm，固化剂选用32.5级及以上水泥，对于地下水有腐蚀性环境宜选用抗腐蚀性水泥，掺入量宜取被加固土质量的20%~35%。4.2.2管桩水泥土复合基桩的布置应符合下列规定：1基桩的最小中心距应符合表4.2.2的规定：表4.2.2管桩水泥土复合基桩的最小中心距桩的最小中心距管桩承担荷载比例≥70%外围水泥土桩承担荷载比例>30%非饱和土、饱和非黏性土饱和黏性土排数不少于3排且桩数不少于9根4.5d且2.5D3.5D4.0D其他情况4.0d且2.5D3.0D3.5D注1）桩的中心距指两根桩横截面中心点之间的距离；（2）d为管桩外径，D为管桩水泥土复合基桩外径。2管桩水泥土复合基桩长径比不宜大于30。当桩穿越厚度较大的淤泥层、承台底部有可液化土层时，应考虑桩的稳定性及对承载力的影响；3选定桩长时，应减少管桩接桩；4同一承台的桩数不宜少于2根，当2根或2根以下时，应加强承台间的拉结。4.3桩基计算4.3.1对于一般建筑物和受水平力（包括力矩与水平剪力）较小的高大建筑物，桩径相同的群桩基础中，单桩桩顶作用力应按下列公式计算：轴心竖向力作用下(4.3.1-1)偏心竖向力作用下水平力作用下Hik=(4.3.1-3)式中：Qk——相应于荷载效应标准组合时，轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力；Fk——相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；Gk——桩基承台自重及承台上土自重标准值；n——桩基中的桩数；Qik——相应于荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用下第i基桩的竖向力；Mxk、Myk——相应于荷载效应标准组合时，作用于承台底面，绕通过桩群形心的x、y轴的力矩；xi、yi——桩i至桩群形心的y、x轴线的距离；Hk——相应于荷载效应标准组合时，作用于桩基承台底面的水平力；Hik——相应于荷载效应标准组合时，作用于第i基桩的水平4.3.2当满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011关于“可不进行抗震承载力验算”规定条件时，可不进行管桩水泥土复合基桩基础抗震承载力验算。4.3.3非液化土中桩基的抗震验算及存在液化土层的桩基抗震验算，应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的有关规定执行。4.3.4单桩承载力计算应符合下列表达式：1轴心竖向力作用下Qk≤Ra（4.3.4-1）2偏心竖向力作用下，除满足公式（4.3.4-1）外，尚应满足下式要求：Qikmax≤1.2Ra3水平荷载作用下Hik≤RHa（4.3.4-3）式中：Ra——单桩竖向承载力特征值；Qikmax——相应于荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用下单桩最大竖向力；RHa——单桩水平承载力特征值。4.3.5需要进行抗震验算的桩基计算应符合下列表达式：1轴心竖向力作用下QEk≤1.25Ra2偏心竖向力作用下，除满足公式（4.3.5-1）外，尚应满足下式要求：QEikmax≤1.5Ra3水平荷载作用下HEik≤1.25RHa（4.3.5-3）式中：QEk——相应于地震作用效应和荷载效应标准组合时，轴心竖向力作用下任一单桩的竖向力；QEikmax——相应于地震作用效应和荷载效应标准组合时，偏心竖向力作用下单桩最大竖向力；HEik——相应于地震作用效应和荷载效应标准组合时，作用于第i基桩的水平力。4.3.6单桩竖向承载力特征值的确定应符合下列规定：1对于管桩水泥土复合基桩，其单桩竖向极限承载力标准值应通过单桩静载试验确定。单桩竖向静载试验，应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106执行；2单桩竖向承载力特征值Ra按下式确定：（4.3.6-1）式中：Quk——单桩竖向极限承载力标准值；K——安全系数，取K=2。(4.3.6-2)、（4.3.6-3）式估算，并取二者小值。qpsik=ηfcuξ式中：Up——管桩水泥土复合基桩周长（mqsik1——有管桩段（0~l深度）第i层土的极限侧阻力标准值（kPa可根据当地经验取值，如无当地经验可按表4.3.6取值；l——管桩长度（ml1i——有管桩段第i层土的厚度（ml2i——无管桩段第i层土的厚度（mL——管桩水泥土复合基桩总长度（m可现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79高压喷射注浆法有关规定或地区经验确定；qpk——极限端阻力标准值（kPa取值为桩端地基土未经修正的承载力特征值的2倍，可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定或地区经验确Ap2——无管桩段水泥土桩截面积（m2up——管桩周长（mqpsik——管桩-水泥土界面极限侧阻力标准值（kPafcu——与外围水泥土桩身水泥土配比相同的水泥土试块在标准养护条件下28d龄期的立方体（边长70.7mm）抗压强度平均值（kPaη——桩身水泥土强度折减系数，可取η=0.33；ξ——管桩-水泥土界面极限侧阻力标准值与对应位置水泥土立方体抗压强度平均值之比，一般可取0.16~0.19。表4.3.6有管桩段桩的极限侧摩阻力标准值土的名称土的状态qsik1（kPa）填土30~42淤泥淤泥质土30~42黏性土I>10.50<I≤0.750.25<I≤0.500<I≤0.25I≤038~5858~8080~102102~126126~144144~152粉土e>0.936~6464~9494~124粉细砂稍密中密密实34~7070~9696~1304.3.7单桩水平承载力特征值的确定应符合下列规定：1对于受水平荷载较大的管桩水泥土复合基桩，单桩水平承载力特征值应通过单桩水平静载荷试验确定。单桩水平静载试验，应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106执行；2根据静载荷试验结果，取地面处水平位移为10mm（对于水平位移敏感的建筑物，取水平位移6mm）所对应的荷载的75%为单桩水平承载力特征值；3当缺少单桩水平静载荷试验资料时，可按有关规定估算单桩水平承载力特征值。4.3.8对于可能出现拉力的管桩水泥土复合基桩基础，应按下式验算单桩的抗拔承载力：Qtk≤Rta(4.3.8)式中：Rta——单桩竖向抗拔承载力特征值；Qtk——相应于荷载效应标准组合时，基桩的竖向拔力。4.3.9单桩抗拔承载力特征值的确定应符合下列规定：1对于管桩水泥土复合基桩，应通过现场单桩竖向抗拔静载荷试验确定，试验方法应符合现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106关于单桩竖向抗拔静载试验的规定；2在初步设计时，可按下式估算：1）单桩或群桩呈非整体破坏时，单桩抗拔承载力可按Rta=Upqsik1l1i+Gpk(4.3.9-1)Rta=upqpsikl1i+Gppk(4.3.9-2)、λ2i——分别为管桩水泥土复合基桩抗拔系数、管桩抗拔系数，可按表4.3.9取值；Gpk——有管桩段管桩水泥土复合基桩自重标准值（kN地下水位以下应扣除浮力；Gppk——管桩自重标准值（kN地下水位以下应扣除浮表4.3.9抗拔系数λ土类λ2值砂土0.50~0.700.90~1.00黏性土、粉土0.70~0.800.80~0.902）当群桩整体破坏时，假定群桩沿外围周边破坏：Rta=qsik1l1i+G'pk(4.3.9-3)l——群桩外周边长度（mG'pk——有管桩段群桩基础所包围体积的桩土总自重标准值除以桩数（kN地下水位以下应扣除浮力。4.3.10桩身承载力应符合下列规定：1桩轴心受压时，荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值Ac1m+Ap1)式中：Qc——荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值（kNψc——管桩成桩工艺系数，取0.85；fc1——管桩混凝土轴心抗压强度设计值（kPa应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定；Ac1——管桩净截面积（m2Ap1——有管桩段水泥土桩截面积（m2m——管桩与外围水泥土桩应力比，宜根据加载模式、管桩与水泥土相对强度等选择；Qsl——有管桩段管桩水泥土复合基桩总极限侧阻力标准值2桩轴心受拉时，荷载效应基本组合下桩顶轴向拉力设计值Qct应取（4.3.10-5）式或（4.3.10-6）式的计算值与（4.3.10-7）式计算值的较小值：1）对于管桩严格不出现裂缝的桩基：Qct≤σpcAc1（4.3.10-5）Qct≤(σpc+ft)Ac1（4.3.10-6）式中：Qct——荷载效应基本组合下的桩顶轴向拉力设计值；σpc——管桩桩身截面混凝土有效预压应力；ft——管桩混凝土抗拉强度设计值。2）若桩接头采用焊接连接，应满足下式要求：Qct≤lwheftw/1.2（4.3.10-7）式中：lw——焊缝长度，lw=π（d1+d2）/2d1为焊缝外径，通常取d1=d-2，d2为焊缝内径，通常取d2=d-2×12，d为管桩外he——焊缝计算厚度，he=0.75S（S为焊缝坡口根部至焊缝表面的最短距离，通常取12mmftw——焊缝抗拉强度设计值，取170MPa。3）当管桩水泥土复合基桩不用管桩桩身预应力钢筋做抗拔筋而用内腔填芯混凝土中的钢筋作为抗拔受力钢筋时，应按（4.3.10-8）式验算填芯混凝土的长度和（4.3.10-9）式计算填芯混凝土处的抗拔受力钢筋。（4.3.10-8）QctA≥（4.3.10-9Qctsfy式中：La——填芯混凝土的长度，不应少于3.0m，且采用微膨胀混凝土；fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值，宜由现场试验确定。当缺乏试验资料时，C40的微膨胀混凝土fn可取0.36MPa；Um——管桩内腔圆周长度；As——管桩填芯混凝土内受拉钢筋面积；fy——受拉钢筋的强度设计值。4.3.11当管桩水泥土复合基桩桩周土体因自重固结或因地面大面积堆载而产生的沉降大于桩的沉降时，应考虑由此引起的桩侧负摩擦力对桩基承载力和沉降的影响，并考虑对管桩底端以下水泥土桩的拖曳影响。4.3.12管桩水泥土复合基桩基础的沉降不得超过建筑物的沉降允许值。沉降计算及建筑物的沉降允许值应按照现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007有关规定执行。4.3.13管桩水泥土复合基桩基础设计时，可按有关规定考虑桩、土、承台的共同工作。4.4构造要求4.4.1桩顶填芯混凝土应灌注饱满；对承压桩，灌注深度应大于6倍的管桩桩径，且不得小于2.4m；对可能承受拉力的桩，灌注深度应按本规程（4.3.10-8）式计算且不得小于3.0m；填芯混凝土强度等级不得低于C40，并应在填芯混凝土中掺入微膨胀剂。4.4.2管桩水泥土复合基桩与承台连接时，宜采用桩顶填芯区插筋与承台连接方式，管桩桩顶嵌入承台深度不宜小于50mm。伸入承台内的纵向钢筋应符合下列规定：4o16~8020；钢筋插入桩顶填芯混凝土长度，不宜少于1.2m，锚入承台内长度不应小于钢筋直径的35倍；2对于可能承受拉力的桩，插筋数量应按本规程（4.3.10-9）式计算确定，且钢筋沿桩周围均匀布置，钢筋伸入管桩内的长度应等于填芯混凝土灌注深度，锚入承台内长度不应小于40倍钢筋直径。4.4.3当地下水或土对钢材有弱腐蚀性时，可按年腐蚀率0.03mm考虑接桩焊缝厚度和端板厚度，焊接时应将端板周围的U型焊缝接口焊满，焊缝内应无焊渣且表面光滑。4.4.4管桩顶、底端宜进行封闭。5.1施工准备5.1.1管桩水泥土复合基桩施工前应具备下列资料：1建筑场地岩土工程勘察报告；2桩位平面布置图、技术要求及图纸会审纪要；3建筑场地和邻近区域内地下管线、地下构筑物、空洞分布图及有关资料和特殊要求；4主要施工机械及其配套设备的技术性能资料；5桩基工程的施工组织设计及技术交底；6水泥、管桩等原材料质检报告；7工艺性试验成桩资料。5.1.2施工前应清除地上和地下障碍物并具备三通一平条件，保证施工机械正常作业，平整后场地标高应高于管桩水泥土复合基桩桩顶5.1.3场地开挖边线至边桩的距离应根据管桩水泥土复合基桩施工机械的施工能力进行合理确定。5.1.4基桩轴线的控制点和水准点应设在不受施工影响的地方。开工前，经复核后应妥善保护，施工中应经常复测。5.1.5根据管桩水泥土复合基桩桩位平面布置图在施工现场进行桩位放样，桩位确定后应填写放线记录，经监理单位和建设方验线后方可施工。5.1.6桩位点应设有不易破坏的明显标记，并在施工时复核桩位位置以减少偏差，避免漏桩。5.2施工机械5.2.1管桩水泥土复合基桩施工机械由水泥土桩施工机械和高强预应力管桩施工机械组成。应优先选用管桩水泥土复合基桩专用施工机械。5.2.2高强预应力管桩施工机械设备型号的选用宜综合考虑工程地质条件、场地环境条件等，并应与高强预应力管桩施工时的沉桩能力相匹配。5.2.3外围水泥土桩施工钻具应具有高压喷射与机械搅拌功能，并根据地层条件选用合适的形式。其中高压喷射可采用双管法或三管法。5.2.4外围水泥土桩机的主要配套机具及设备有：高压注浆泵、高压水泵、空气压缩机、水泥浆搅拌机、灰浆集料桶、拌浆池及返浆清理机械等。1高压注浆泵应采用可调式高压泵，并应配置压力表、转速表及电流表等计量仪器；2水泥浆搅拌机及灰浆集料筒可采用立式搅拌筒，具有二级过滤性能，并在筒内设置反映灰浆体积的刻度或标尺；3应配备控制钻杆下沉与提升速度的调速电机。5.3施工作业5.3.1施工前应检查高压设备和管路系统，确保安全正常运转，设备的压力和排量必须满足施工参数要求；管路系统的密封必须良好，各管道和喷咀内不得有杂物。5.3.2对高压注浆泵单位时间输送量（L/min）、高压注浆泵压力（MPa）、水泥土桩机钻杆提升速度（mm/min）、等有关设备参数进行标定。5.3.3试桩施工时应按附录A做好施工记录。5.3.4管桩水泥土复合基桩包括如下施工步骤：1外围水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工；2封闭管桩上下两端，避免水泥土浆液进入管桩内腔；3在外围水泥土初凝之前，在水泥土桩中心同心植入高强预应力管桩至设计标高。5.3.5外围水泥土桩施工工艺流程见图5.3.5。制备水泥浆施工机具就位、调平制备水泥浆复搅复喷复搅复喷高压喷射搅拌钻进下沉高压喷射搅拌提升关闭高压喷射搅拌移位进行下一棵桩施工图5.3.5外围水泥土桩施工工艺流程5.3.6外围水泥土桩施工技术要求：1外围水泥土桩施工应按照试桩确定的有关施工参数进行，开工前应进行施工技术交底；2桩中心水平位置测量放线偏差不得大于10mm，施工偏差不得大于30mm，垂直度偏差不得超过1%，桩径不得小于设计直径；3水泥浆使用前均应过筛，制备好的浆液不得离析并采用两级过滤系统，水泥浆搅拌不得少于2min，并宜在2h内用完；4水泥土桩顶、底标高利用精度为DS3级的水准仪控制，桩顶标高允许偏差为±50mm，桩底标高不得高于设计标高；5水泥用量、水灰比、注浆泵压力、施工深度、钻杆提升速度、钻杆旋转速度等均应有专人控制并作好记录；6钻杆提速宜小于200mm/min，喷头转速宜小于23r/min。停浆面应高出设计桩顶1.0m。5.3.7管桩水泥土复合基桩中的高强预应力管桩施工工艺流程见图5.3.7。测量放线施工准备吊桩定测量放线施工准备吊桩定位终止条件沉桩送桩桩机就位图5.3.7高强预应力管桩施工工艺流程5.3.8管桩水泥土复合基桩中的高强预应力管桩施工及质量控制除按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94有关要求执行外，还应按以下技术要求进行：1管桩施工前应清除外围水泥土桩施工后的桩顶返浆，露出水泥土桩轮廓，以方便高强预应力管桩植入时中心位置确定；2管桩施工机械就位后，应有可靠的垂直度控制措施，垂直度偏差不得超过0.5%；3高强预应力管桩定位偏差不得大于10mm；4在高强预应力管桩植入水泥土桩中时应采取必要的监控措施。在沉桩时允许有少量水泥浆挤出，根据沉桩情况采取措施防止高强预应力管桩自由沉入外围水泥土桩中，并实时监测沉桩情况；5多节管桩采用焊接接桩时应保证焊接质量和桩身垂直度；6管桩桩顶标高允许偏差为±50mm。5.3.9管桩水泥土复合基桩施工记录表格见附录A。5.3.10管桩水泥土复合基桩施工常见问题及处理措施见附录B。5.4施工安全和环境保护5.4.1施工单位应根据工程实际情况，建立项目安全管理组织机构并明确职责分工。5.4.2施工单位应建立有针对性的现场安全管理制度，施工前应对施工作业人员进行安全技术交底和施工操作安全教育。5.4.3施工单位应建立完善的施工安全保证体系，进行现场安全检查，并对可能发生的安全事故处理做出相应规定。5.4.4对于高压注浆设备施工单位应制定安全技术措施，施工过程中，操作人员应严格按相关操作规程操作，严禁违规操作。5.4.5施工单位应根据项目的主要环境因素，制定项目环境管理目标，建立环境管理的组织机构并明确职责。5.4.6针对施工现场的设备噪音、返浆等常见影响环境的因素，施工单位应制定现场环境保护的控制措施。5.4.7施工单位应建立现场环境检查制度，并对可能出现的环境事故处理做出相应规定。6质量检验与工程验收6.1一般规定6.1.1管桩水泥土复合基桩质量检验按时间顺序可分为三个阶段：施工前检验、施工中检验和施工后检验。6.1.2管桩水泥土复合基桩质量检验主控项目包括水泥及外掺剂质量、桩身质量和单桩承载力。6.2施工前检验6.2.1外围水泥土桩施工前应检查水泥及外掺剂的质量、桩位、施工机械设备及性能等。6.2.2施工前应对进入现场的高强预应力管桩、接桩用材料等产品质量进行检查。6.2.3施工前质量检验标准见附录C。6.3施工中检验6.3.1对于工艺性试验成桩应采取开挖检查的方法，主要检查水泥土固结体形态大小、垂直度及胶结情况。6.3.2对于重要工程或因地质条件复杂、外围水泥土桩成桩质量可靠性差的工程，工艺性试验成桩除按本规程第6.3.1条执行外还应采用钻孔取芯（常规取芯或软取芯）方法进行质量检查。6.3.3外围水泥土桩施工中应重点检查高压注浆泵压力、水灰比及水泥用量、钻杆提升速度、钻杆旋转速度、桩顶及桩底标高、垂直度等施工参数及施工程序。6.3.4高强预应力管桩施工中应重点检查压桩力及终压力、桩垂直度、接桩停歇时间、桩的连接质量、桩顶及桩底标高。6.3.5管桩水泥土复合基桩施工过程质量检验标准见附录D。6.3.6管桩水泥土复合基桩施工中施工单位依据本规程第6.3.5条应对每根桩进行质量检查，对不符合预定施工工艺参数的桩经监理单位确认后报设计单位进行处理。6.4施工后检验6.4.1基槽开挖至设计标高后应检查桩数、桩位、桩径、管桩中心偏差、桩顶标高，如不符合设计要求应采取有效的补救措施。6.4.2工程桩应进行承载力和桩身质量检验。6.4.3应采用静载荷试验对管桩水泥土复合基桩单桩竖向承载力进行检测，检测数量不应少于总数的1%，且不应少于3根；当总桩数少于50根时，不应少于2根。6.4.4单桩竖向抗压静载试验按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106执行。检测时应在桩顶铺设20mm~30mm厚的中粗砂找平层并采用刚性承压板。6.4.5桩身质量检验应采用可靠的动测法进行，抽检数量不应少于总桩数的30%，且不得少于20根。6.4.6外围水泥土桩施工质量检验方法可按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79有关规定采用浅部开挖或轻型动力触探。如对桩身质量有怀疑时，应采用钻芯法并对水泥土芯样进行抗压强度试6.4.7管桩水泥土复合基桩承受水平荷载或可能出现拉力时，应按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106进行单桩水平静载试验或单桩竖向抗拔静载试验。6.4.8管桩水泥土复合基桩施工后质量检验标准见附录E。6.5工程验收6.5.1基槽开挖至设计标高后建设单位应会同施工、监理、设计等单位进行管桩水泥土复合基桩验收。6.5.2管桩水泥土复合基桩验收应包括下列资料：1岩土工程勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更、材料检验报告等；2经审定的施工组织设计、技术交底及执行中的变更情况；3桩位测量放线图及工程桩位线复核签证单；4桩身完整性检测报告；5单桩承载力检测报告；6竣工图及竣工报告。附录A管桩水泥土复合基桩施工记录表表A管桩水泥土复合基桩施工记录表序号桩号孔口标高(m)成桩日期水泥土桩管桩成桩时间桩顶 /底标高(m)桩长(m)水泥用量(kg)水灰比注浆泵压力(MPa)钻杆提升速度(cm/min)钻杆旋转速度(r/min)植入时间桩长(m)桩顶标高(m)送桩深度(m)接桩时间终压力/最后2分钟贯入度/最附录B施工常见问题、原因及处理表B施工常见问题、原因及处理常见问题发生原因处理措施桩位偏差定位不准；施工中垂直度出现偏差对水泥土桩及管桩施工采用全站仪定位；采用线锤或经纬仪控制水泥土桩与管桩施工时的垂直度水泥土桩直径小喷浆流量小调整喷浆压力、流量水泥土桩桩身强度达不到设计要求水泥掺入量小；水灰比大；搅拌不匀；局部喷浆量小调整水泥掺入量；调整水灰比；减小提速、增加搅拌均匀程度及喷浆量水泥土断桩中途停浆恢复供浆后喷头上提或下沉1.0m后再行下沉或上提施工，保证接茬钻机钻进困难、电压偏低；土质坚硬，阻力太大；遇大块骨料等障碍物；漏电调高电压；加大注浆压力；钻头增加螺旋板；更换安装竖直喷咀的钻头；开挖排除障碍物；检查电缆接头，排除漏电浆液过早用完或剩余过多注浆泵注浆量不准；注浆管堵塞、漏浆；钻杆提升速度不均匀；投料不准、加水量少或过多；钻进过程耗浆量太大重新标定输浆量；检修注浆泵及管路；调整钻杆提升速度；重新标定投料量及加水量；减小钻进耗时续表B常见问题发生原因处理措施注浆泵堵塞、注浆管堵塞、爆裂，喷咀堵塞注浆管内有水泥硬块；水泥浆杂质多；土粒、砂粒进入喷浆咀或喷气咀拆洗注浆管、注浆泵；增加水泥浆过滤遍数或更换过滤喷浆、喷气不能同时正常工作，立即提出钻杆检查拆洗喷浆咀或注浆管堵塞；注浆泵压力剧拆洗检查；喷浆咀或注浆管漏浆；增或剧减更换喷杆喷杆磨损漏浆注浆泵压力不稳注浆泵内进气；注浆泵内进入硬质颗粒；注浆泵机械磨损排除空气；拆洗检查；更换磨损件空气压缩机不工作线路或电机出现问题；喷气咀堵塞或输气管路堵塞检查线路及电机；检查清洗输气管、喷气咀及钻头内部喷气腔水泥浆进入空气压缩机储气罐钻头在地下时气被憋住，造成回浆提起钻头，清洗储气罐内浆液注浆泵压力、转速、钻杆提速等与设计不符喷咀口径与设计不符；管路堵塞；调速电机出现问题检查喷咀口径；检查注浆管路；检查调速电机或更换合理调速范围土质太粘，搅拌不动；遇硬土或障碍物下沉困难；注浆量过大；喷浆下沉、上升速度小加强搅拌；清除障碍物；调整注浆泵输浆量；加大升降速度及注浆遍数不返气、浆输气、浆路堵塞；下沉过快，上层黏土层封住返气、浆通道疏通管路；降低下沉速度；提起钻头，待返气、浆后再行下沉施工续表B常见问题发生原因处理措施相邻桩、建筑物距离施工桩太近；临近桩施工完成时间较短；表层土质为松散粉土、砂土增加相邻桩施工时间间隔；设置冒气、水沟，减少对临建筑物埋钻钻头埋置地下较深时，停止转动及喷气、浆；遇流砂等土层降低钻进速度；检查电路及设备，防止出现停止转动等故障；设备出现问题时，应提出钻杆维修沉桩困难，达不到设计标高接桩时间过长；水灰比小或注浆量少；压桩力不足；桩身偏斜，压入土中；水泥土不均匀减少时间间隔，不宜超过2小时；缩短接桩时间；增大水灰比或注水搅拌；加大压桩力；确保管桩位置及垂直度；增加喷搅次数管桩掉入水泥土中水灰比过大；管桩未封底减小水灰比；管桩封底；沉桩时采取控制措施管桩内进浆管桩顶、底封闭不严密；接桩漏焊管桩顶、底封严；焊接严密填芯混凝土强度低填芯混凝土配比不符合设计要求；未振捣；蜂窝振捣密实附录C施工前质量检验标准表C施工前质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量符合出厂及设计要求查产品合格证和抽样送检2桩位mm±30查放线记录一般项目1施工机械设备及性能符合出厂要求查设备标定记录2管桩外观质量无蜂窝、漏筋、裂缝、色感均匀、桩顶处无空隙直观3管桩桩径mm±5用钢尺量4管桩壁厚mm±5用钢尺量5桩尖中心线mm<5用钢尺量6顶面平整度mm<2用水平尺量7桩身弯曲矢高<1/1000l用钢尺量，l为桩长8管桩内余浆厚度mm<30用钢尺量9符合出厂要求查产品合格证或抽样送检附录D施工中质量检验标准表D施工中质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥用量按设计要求查施工记录一般项目1注浆泵压力按施工组织设计要求查施工记录2钻杆提升速度按施工组织设计要求查施工记录3钻杆旋转速度按施工组织设计要求查施工记录4外围水泥土桩垂直度<1%经纬仪5管桩垂直度<0.5%经纬仪6外围水泥土桩及管桩的桩顶标高mm±50水准仪7外围水泥土桩的桩底标高mm<0测量钻头深度8管桩桩长按设计要求用钢尺量9接桩停歇时间min>1秒表测定接桩上下节平面偏差mm<10用钢尺量节点弯曲矢高<1/1000l用钢尺量，l为桩长接桩质量按设计或规范要求满足设计或规范要求附录E施工后质量检验标准表E施工后质量检验标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1承载力按设计要求按基桩检测技术规范2桩位偏差mm±30用钢尺量3管桩中心偏差mm<0.05D全站仪及钢尺量测4桩身质量按设计要求按基桩检测技术规范般项目1桩径mm>0用钢尺量2桩数符合设计要求现场清点3桩顶标高mm±50水准仪本规程用词说明1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词，说明如下：1)表示很严格，非这样做不可的：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2)表示严格，在正常情况下均应这样做的：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3)表示允许稍有选择，在条件允许时首先应这样做的：正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。2条文中指明应按其他有关标准、规范执行的，写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”；非必须按所指的标准、规范或其引用标准名录1《建筑地基基础设计规范》GB500072《建筑抗震设计规范》GB500113《岩土工程勘察规范》GB500214《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB502025《先张法预应力混凝土管桩》GB134766《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ727《建筑地基处理技术规范》JGJ798《建筑桩基技术规范》JGJ949《建筑基桩检测技术规范》JGJ106山东省工程建设标准管桩水泥土复合基桩技术规程DBJ14-080-2011条文说明2术语和符号 3基本规定 40 424.1一般规定 424.2桩的选型与布置 4.3桩基计算 444.4构造要求 46 485.1施工准备 485.2施工机械 485.3施工作业 5.4施工安全和环境保护 6质量检验与工程验收 556.1一般规定 6.2施工前检验 6.3施工中检验 6.4施工后检验 6.5工程验收 2术语和符号2.1.1本条术语中“复合基桩”与现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94中“复合基桩”的涵义不同。现行行业标准《建筑基桩技术规范》JGJ94中复合基桩的定义为：单桩及其对应面积的承台下地基土组成的复合承载基桩。而本条术语中“复合基桩”的涵义为：由多种材料（管桩、外围水泥土及填芯混凝土）组成的、共同承担上部荷载的复合材料基桩。管桩水泥土复合基桩是一种新桩型，由作为芯桩使用的管桩和包裹在芯桩周围的水泥土桩组成。该新桩型是基于水泥土桩和高强预应力管桩这两种桩型的特点提出的，通过将两种桩型科学地复合，充分发挥水泥土桩桩周摩阻力大和高强预应力管桩桩身强度高两大特色，具有大直径、长桩、高承载力、性价比高的特点。管桩水泥土复合基桩施工采用专用设备或组合设备，其中外围水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工，在外围水泥土初凝之前，在水泥土桩中同心植入管桩至设计标高。目前通过现场足尺模型试验及工程应用实践表明，管桩水泥土复合基桩最大直径可达2.0m，桩长可达30m以上，单桩承载力可达10，000kN以上。管桩水泥土复合基桩区别于其他类型复合桩的特征之一在于将高喷搅拌水泥土桩与高强预应力管桩通过特定匹配关系复合而成，并非简单的组合。这种特定匹配关系指的是通过研究不同地质条件下管桩水泥土复合基桩中不同几何尺寸管桩及水泥土桩在荷载作用下的力学与变形性状，找出不同几何尺寸的水泥土桩和不同几何尺寸管桩在不同承载力下的最佳匹配关系，从而提出作为芯桩使用的高强预应力管桩与包裹在芯桩周围的外层水泥土桩两者间的几何尺寸（包括外径与桩长）及强度的经济匹配关系，充分发挥了不同地质条件下管桩水泥土复合基桩最大的承载力并取得良好的经济效果，降低单位承载力造价。为研究该特定匹配关系，山东省建筑科学研究院会同山东聊建集团有限公司、山东鑫国基础工程有限公司在开展的课题项目“管桩水泥土复合基桩技术研究与应用”（住房与城乡建设部2010年科学技术项目计划，项目编号2010-k3-24）中，通过大量的数值计算及济南黄河北岸试验基地足尺模型试验、聊城月亮湾工程施工总结得出了将高喷搅拌水泥土桩与高强预应力管桩复合的特定匹配关根据目前的研究结果，高喷搅拌水泥土桩与高强预应力管桩科学复合的优化匹配关系为高强预应力管桩与外围水泥土桩直径比值为0.30~0.77、长度比值为0.50~0.78。具体工程其匹配关系值的选取还应综合考虑工程地质与水文地质条件、上部结构类型、使用功能、荷载特征等因素。考虑到设计、施工的可行性，管桩与外围水泥土桩直径之比取为1/3~3/4，长度之比取为1/2~4/5。2.1.5管桩水泥土复合基桩填芯混凝土不仅具有一般规范、规程、标准等规定的构造作用，而且具有提高承载力、抗震等作用，其填芯长度宜根据第3、4章相关规定确定，可能部分长度填芯、也可能通长填芯。因此该术语定义中给出了“一定范围内”的界定。403基本规定3.0.1根据管桩水泥土复合基桩成桩机理及工程施工经验，管桩水泥土复合基桩特别适用于软弱土地层，主要包括淤泥、淤泥质土、冲~填土、杂填土、粉土、黏性土或其他中高压缩性土，也适用于松散~中密砂土。对于密实砂土地层，由于土质坚硬，目前成桩机具条件下，成桩效率偏低，因此宜改进钻头钻具后适用，这方面还需要今后进一步积累工程经验。在我省菏泽、德州、聊城、济南、滨州、东营等地区广泛分布有黄河下游冲积的软弱土层，管桩水泥土复合基桩在软弱土地区应用更能发挥其独特的优势，其应用地区广阔。通过对管桩水泥土复合基桩承载性状、荷载传递机理的研究，并与钻孔灌注桩、预制桩（管桩）、水泥土搅拌桩承载性状对比试验研究，结果表明管桩水泥土复合基桩具有刚性桩的承载性状，可以按桩基进行设计使用。3.0.2、3.0.3工艺性试验目的是：验证地层条件适应性；提供满足设计固化剂掺入量的各种操作参数；了解钻进及沉桩阻力情况并采取相应措施。工艺性试验成桩数量不做强制性规定，达到目的即可。按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106相关规定，管桩水泥土复合基桩作为一种新桩型，应在施工前采用静载试验确定单桩竖向抗压承载力特征值，为设计提供依据的试桩应加载至破为积累试验资料，推广管桩水泥土复合基桩的应用，为今后设计、施工提供依据，本条规定试桩中至少有一根桩做桩身内力测试，测定桩身各土层分层侧阻力和端阻力。3.0.4水泥品种、强度等级、水泥用量、水灰比对外围水泥土成桩质量至关重要，本条对此予以规定。宜优先选用普通硅酸盐系列水泥。外掺剂的使用应根据工程需要和地质条件进行选择。3.0.5水泥土强度与水泥品种、水泥掺入量、外掺剂、场地土质条件、41施工情况等因素有关，本条规定应采用室内水泥土配比试验或对工艺性试验成桩进行钻孔取芯检测确定。3.0.6通过对现行各地方标准及相关文献关于高强预应力管桩在高层建筑和高烈度地区应用研究，为了解决高强预应力管桩在高层建筑和高烈度地区应用的局限性，在管桩内腔中填入C40以上的微膨胀混凝土，填芯混凝土长度按照4.4.1条规定。424.1一般规定4.1.2可能出现拉力的桩指：由于偏心或水平荷载作用而产生拉力的4.1.5管桩水泥土复合基桩中的管桩与承台正截面抗裂及裂缝宽度验算按照现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94相关规定执行；外围水泥土桩桩身最大拉应力小于水泥土抗拉强度设计值。4.1.7岩土工程勘察文件包括：按两类极限状态进行设计所需用岩土物理力学参数及原位测试参数；对建筑场地不良地质作用有明确判断、结论和防治方案；地下水位埋藏情况、类型和水位变化幅度及抗浮设计水位，土、水腐蚀性评价，地下水浮力计算的设计水位；抗震设防区按抗震设防烈度提供的液化土层资料；有关特殊性地基土评价。建筑场地与环境条件包括交通设施、地上及地下管线、地下构筑物的分布；相邻建筑物安全等级、基础形式及埋置深度；附近类似工程地质条件场地的桩基工程试桩资料和单桩承载力设计参数；周围建筑物的防振、防噪声的要求；返浆排放条件；建筑物所在地区的抗震设防烈度和建筑场地类别。施工条件包括：施工机械设备条件，动力条件，施工工艺对地质条件的适应性；水、电及有关建筑材料的供应条件；施工机械进出场及现场运行条件。4.1.8对于泥炭土、有机质土、含有大量植物根茎土、地下水具有中、强腐蚀性土，必须通过现场试验确定管桩水泥土复合基桩的适用性。在某些地区的地下水中含有大量硫酸盐，因硫酸盐与水泥发生反应时，对水泥土具有结晶性侵蚀，会出现开裂、崩解而丧失强度。为此应选用抗硫酸盐水泥，是水泥土中产生的结晶膨胀物质控制在一定的数量范围内，藉以提高水泥土的抗侵蚀性能。4.2桩的选型与布置4.2.1规程编制组通过数值计算研究表明随着水泥土桩外径的增大，43管桩与外围水泥土桩应力比动态变化，管桩材料强度发挥度逐渐提高，当水泥土桩外径超过某值后，桩身材料强度对应承载力小于桩周土阻力对应承载力，桩身材料强度与桩周土阻力不匹配。因此水泥土桩外径不是越大越好，管桩与水泥土桩外径之比存在下限，约为0.30~0.37，管桩外径大者取低值，反之取高值。管桩水泥土复合基桩工作机理为管桩承担的大部分荷载通过管桩与水泥土桩界面传递至外围水泥土桩，然后再传递至水泥土桩与桩周土界面，进而利用水泥土桩侧阻力高的优点。管桩、外围水泥土桩、桩周土构成了一个逐渐由刚性向柔性过渡的结构，因此，作为管桩与桩周土之间的过渡层-“外围水泥土桩”不宜太薄，否则无法保证“复合基桩”有效工作。另外考虑到施工中桩位偏差允许值、垂直度偏差允许值等因素，外围水泥土桩外径也不宜太小，防止管桩偏离出水泥土桩范围。综合考虑上述因素，外围水泥土桩直径宜比管桩直径大30cm以上，相应的管桩与水泥土桩外径比上限为0.50~0.77，管桩外径大者取高值，反之取低值。管桩与水泥土桩长度比随着水泥土桩与管桩外径比、水泥土强度的增加而减小，即水泥土桩外径越大，水泥土强度越高，荷载传递深度越大。管桩与水泥土桩长度比在0.50~0.78范围内变动。如果存在上软下硬的二元地层时，管桩与水泥土桩长度比可以根据硬土层的相对埋深进行适当调整，尽可能的发挥硬土层对提高“复合基桩”承载性能的贡献。综上所述，考虑到设计、施工的可行性，管桩与外围水泥土桩直径之比取为1/3~3/4，长度之比取为1/2~4/5。4.2.2在管桩承担荷载比例较大时(≥70%桩间距应按照管桩直径来确定，并考虑如下四点1）管桩采用薄铁皮封底，属于挤土桩；（2）外围水泥土在插入管桩时还未固化，呈流塑态，可认为类似饱和黏性土3）前期内力测试试验表明，该桩型属于摩擦桩4）防止施工相邻外围水泥土桩时相互影响。综合考虑上述因素及参照现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94相关规定，最小桩间距规定如下：排数不少于3排且桩数不少于9根时，最小桩间距为4.5倍管桩直径，其他情况最小桩间距为4.0倍管桩直径；且不得小于2.544倍外围水泥土桩间距。如果外围水泥土桩承担荷载比例较大时（>30%桩间距应按照管桩水泥土复合基桩的桩径来确定。由于管桩水泥土复合基桩属于部分挤土桩，参照现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94及现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007相关规定，最小桩间距规定如下：对于非饱和土、饱和非黏性土，排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基，最小桩间距3.5倍管桩水泥土复合基排数不少于3排且桩数不少于9根的摩擦型桩桩基，最小桩间距4.0倍管桩水泥土复合基桩直径，其他情况3.5倍管桩水泥土复合基桩直根据规程编制组进行的济南黄河北岸试验基地足尺模型试验与聊城工程应用原型试验结果，管桩水泥土复合基桩加载模式分为三种，加载模式一为仅压管桩；加载模式二为桩顶铺设200mm~250mm厚级配砂石垫层后再铺设刚性载荷板加压；加载模式三为在桩顶铺设20mm~30mm厚中粗砂找平层或者直接在桩顶浇筑100mm厚C20混凝土后再铺设刚性载荷板加压。加载模式一时，所有荷载由管桩承担，管桩承担荷载比例为100%；加载模式二时，由于褥垫层的应力调整，管桩与外围水泥土应力比较小，外围水泥土分担荷载比例较大，一般为30%以上；加载模式三时，其协调管桩与外围水泥土变形的能力要比加载模式二弱，相应的应力比相对较高，管桩承担荷载比例一般大于70%。因此对于加载模式一、三时，可以按照管桩承担荷载比例≥70%情况选择桩间距；加载模式二时，可以按照外围水泥土桩承担荷载比例>30%情况选择桩间距。作为桩基使用时，一般情况下管桩承担荷载比例大于70%，按照管桩承担荷载比例≥70%情况选择桩间距。为了提高施工效率，使管桩在外围水泥土初凝之前插入，因此规定了应减少管桩接桩。管桩进入液化土层以下稳定土层的长度和进入较硬土层的长度应按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94执行。4.3桩基计算4.3.6为保证管桩水泥土复合基桩设计的可靠性，基桩单桩竖向承载力特征值均应采用单桩竖向抗压静载试验确定。确定单桩竖向承载45力时，还应重视类似工程、邻近工程的经验。当采用经验公式进行估算时，极限端阻力标准值、极限侧阻力标准值应由静载试验结果统计分析求得，或采用岩土工程勘察报告提供的数值。确定无管桩段第i层土的极限侧阻力标准值qsik2时，应注意把现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ79高压喷射注浆法中侧阻力特征值换算成极限侧阻力标准值。根据山东省建筑科学研究院研究成果及聊城等地的工程实践总结，无管桩段第i层土的极限侧阻力标准值qsik2如表1所示，设计时宜根据场地土质条件等结合地区经验选取。表1无管桩段桩的极限侧摩阻力标准值土的名称土的状态qsik2（kPa）填土20~28淤泥淤泥质土20~28黏性土I>10.75<I≤10.50<I≤0.750.25<IL≤0.500<I≤0.25I≤020~3030~5050~6060~8080~9090~100粉土20~4040~6060~80粉细砂稍密中密密实20~4040~6060~804.3.10桩身承载力计算分轴心受压、轴心受拉两种状态。根据规程编制组进行的济南黄河北岸试验基地足尺模型试验与聊城工程应用原型试验结果，加载模式三（在桩顶铺设20mm~30mm46厚中粗砂找平层或者直接在桩顶浇筑100mm厚C20混凝土后再铺设刚性载荷板加压）时，管桩水泥土复合基桩中管桩承担大部分荷载 (≥70%管桩与水泥土桩应力比m为20~35。加载模式二（桩顶铺设200mm~250mm厚级配砂石垫层后再铺设刚性载荷板加压）时，管桩水泥土复合基桩中外围水泥土承担较多荷载（>30%应力比m管桩水泥土复合基桩可能出现拉力时，应充分重视桩身承载力的验算，它包括两个方面：一方面是桩身抗拉承载力的验算。作为受拉构件，本规程采用桩身混凝土不产生拉应力作为控制条件；对于管桩基础设计等级为甲、乙级的建筑物，及地下水或土对混凝土或混凝土中的钢筋有腐蚀的情况下，要求桩身混凝土严格不出现裂缝时，采用Qct≤σpc·Ac1式计算是合适的；而对于其它要求桩身混凝土一般不出现裂缝的桩基础，也可采用桩身混凝土不产生裂缝作为控制条件来计算桩身抗拉承载力，即可用公式Qct≤(σpc+ft)·Ac1计算。对于管桩接头焊缝承载力验算，由于焊缝是采用未焊透的对接焊，且考虑现场焊缝质量达不到二级要求和端板受力偏心的影响，本规程焊缝抗拉强度设计值取为170N/mm2。对可能出现拉力的桩，填芯混凝土的灌注深度及质量直接影响到力的传递，设计时应慎重处理，必要时应通过试验确定。当缺乏试验资料时，可采用（4.3.10-7）式计算确定。4.4构造要求4.4.1、4.4.2管桩的填芯混凝土，对承压桩，其作用主要是改善桩顶的受力状态，有利于桩与承台的连接；对可能承受拉力的桩，还必须起到将力均匀传至桩身的作用。填芯混凝土的灌注深度及质量直接影响到力的传递，设计时应慎重处理，必要时应通过试验确定。管桩水泥土复合基桩与承台连接时，一般构造为外围水泥土桩顶清理平整，其桩顶标高与垫层底标高相同；也可结合当地经验在桩顶设置加强帽等构造措施。根据《预应力混凝土管桩》10SG409规定，管桩与承台连接宜采用桩顶填芯区插筋与承台连接方式，锚固筋可按表2选用。对承47压桩，当管桩浅部断桩或桩顶低于设计标高较多时，可采用接桩。接桩部分采用实心钢筋混凝土，混凝土强度等级不得小于C40。表2桩顶与承台连接锚固筋管桩外径/mm300400500600锚固筋40164020601862060208020对于可能承受拉力的桩，填芯混凝土掺微膨胀剂，主要是考虑增强填芯混凝土与管桩内壁之间力的传递，参照其他省市经验，微膨胀剂掺量一般可控制在10%~15%。4.4.3当地下水或土对钢材有腐蚀性时，对于弱腐蚀性，可按年腐蚀率0.03mm考虑接桩焊缝厚度和端头板厚度，即设计厚度大于计算（或构造）所需钢材厚度加上设计使用年限可能腐蚀的厚度之和。4.4.4管桩顶、底端建议采用薄铁皮封闭。485.1施工准备5.1.2施工机械正常作业要求建筑场地应平整、密实，无地上和地下障碍物，地基承载力满足桩机接地压力的要求，防止管桩水泥土复合基桩施工机械桩机下陷及方便外围水泥土桩施工机械行走。为保证成桩垂直度，应开挖施工作业面至高于管桩水泥土复合基桩桩顶1.0m以上，同时可达到保护桩头的目的，确保桩头成桩质量均匀可靠。5.1.3施工边桩时，应根据高强预应力管桩施工机械的边桩沉桩能力合理确定边桩至开挖边线的距离。因此在施工准备阶段应根据边桩的施工能力确定场地的开挖范围。若场地开挖范围受限，则考虑调换高强预应力管桩施工机械，使边桩施工能够达到设计要求。5.2施工机械5.2.1管桩水泥土复合基桩施工机械由外围水泥土桩施工机械和高强预应力管桩施工机械组合而成，其中外围水泥土桩由高压喷射融合搅拌法施工，可采用三支点式履带打桩机为桩架，与桩架平行设置的钻杆顶端设置高压旋喷水龙头、动力头，钻杆底端设置搅拌杆、水平向喷咀、钻头，钻杆通过高压旋喷水龙头与高压喷浆、喷气系统连接后形成可施工外围水泥土桩的桩机施工机械。高强预应力管桩施工机械可采用静力压桩等机械。为提高施工效率及确保施工质量，管桩水泥土复合基桩施工机械应优先选用专用施工机械。5.2.2本条给出了高强预应力管桩施工机械的设备型号选择的一般原则。如果选用静压桩机作为高强预应力管桩施工机械，应根据工程地质条件来考虑高强预应力管桩施工时的最大压桩力。不同的地层条件可能的最大压桩力差异较大，根据工程经验，对于中密~密实粉细砂层，若管桩入该层3m~5m，最大压桩力可在1000kN~4000kN。49对于一般粉土、黏土，最大压桩力可在0kN~650kN范围。场地环境条件对高强预应力管桩施工机械的设备型号影响主要体现在边桩的施工。如场地开