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文档简介

ICS号

CCS号

团体标准

T/CHTSXXXXX-XXXX

代替的团体标准编号

公路桥梁预钻孔植入桩技术指南

TechnicalGuidelinesforPre-boredandRootEnlarged

PrecastPileofHighway

(征求意见稿)

xxxx-xx-xx发布xxxx-xx-xx实施

中国公路学会发布

目次

1总则..............................................................................................................................................1

2术语和符号.................................................................................................................................2

2.1术语.................................................................................................................................2

2.2符号.............................................................................................................................2

3基本规定.....................................................................................................................................5

4设计.............................................................................................................................................8

4.1一般规定.........................................................................................................................8

4.2承载力计算...................................................................................................................10

4.3沉降计算.......................................................................................................................13

4.4构造...............................................................................................................................14

5施工...........................................................................................................................................19

5.1一般规定........................................................................................................................19

5.2施工准备.......................................................................................................................21

5.3施工过程.......................................................................................................................23

5.4施工安全和环境保护....................................................................................................26

6质量控制...................................................................................................................................27

6.1质量检验.......................................................................................................................27

6.2工程验收.......................................................................................................................31

附录A静钻根植先张法预应力混凝土竹节桩的桩身配筋和力学性能表................................33

附录B先张法预应力高强混凝土管桩的桩身配筋及力学性能表............................................37

附录C复合配筋先张法预应力混凝土管桩的桩身配筋及力学性能表....................................41

附录D桩与承台的连接构造图....................................................................................................45

1

附录E静钻根植桩施工记录表....................................................................................................48

附录F静钻根植桩检验批质量验收记录表................................................................................49

附录G静钻根植桩低应变动测法波形图判定............................................................................50

附录H桩端水泥浆抗压强度试验方法........................................................................................52

用词说明...............................................................................................................................54

2

公路桥梁预钻孔植入桩技术指南

1总则

1.0.1为规范公路静钻根植桩的应用,在设计、施工、检测与验收中做到功能适用、

经济合理、安全可靠、技术先进、环境协调,制定本规程。

条文说明

静钻根植桩是一种绿色装配式建造技术,该技术集成了预制桩、灌注桩、扩

底桩、搅拌桩的优点,采用专用钻机进行钻孔、扩底,注入桩端和桩周水泥浆后,

将由竹节桩与管桩、复合配筋桩相结合的预制组合体植入已成孔内形成的基桩,

改变了传统预制桩的锤击、静压挤土施工影响环境、桩基承载性能不足以及钻孔

灌注桩的泥浆排污多、资源消耗高的缺点,在适用桩径范围内,实现了公路桩基

高承载、无挤土、少排污、绿色、低碳、节能环保、低施工噪声、快速化施工。

结合使用智能化施工装备,可提升公路工程桩基智能化和信息化水平。为使公路

桥梁静钻根植桩基础的设计、施工和检验规范化,做到功能适用、经济合理、安

全可靠、技术先进、环境协调,制定本规程。

1.0.2本规程适用于新建、改扩建和维护加固公路桥梁静钻根植桩基础工程。

1.0.3公路静钻根植桩基础的设计、施工,应根据工程勘察资料,综合考虑场地工程

地质与水文地质条件、结构类型、材料性能、使用功能、荷载特征、施工技术条件、检测方

法与环境条件等影响因素,合理选型,优化布桩,节约资源,强化施工质量控制与管理。

1.0.4公路静钻根植桩应采用信息化施工,实时记录钻孔积分电流、注浆量、扩底状

态。

1.0.5公路静钻根植桩基础的设计、施工、检测与验收除应符合本规程外,尚应符合

国家、行业现行的有关标准规定。

1

2术语和符号

2.1术语

2.1.1预应力混凝土竹节桩prestressedhighstrengthconcretenodularpipepile(PHDC)

采用离心和预应力工艺成型的带有等间隔节状凸起高度在75mm~100mm的圆环形截面预

应力高强混凝土预制桩,简称竹节桩。

2.1.2先张法预应力高强混凝土管桩prestressedhighstrengthconcretepipepile(PHC)

采用离心和预应力工艺成型的圆环型截面的预应力高强混凝土预制桩,简称管桩。桩身

混凝土强度为C80及以上。

2.1.3复合配筋先张法预应力混凝土管桩prestressedmixedreinforcementconcretepipe

pile(PRHC)

桩身主筋配筋形式为预应力钢棒和热轧带肋钢筋组合布置的先张法预应力混凝土管桩,

简称复合配筋桩。

2.1.4植入桩implantationpile

竹节桩与复合配筋桩、管桩等根据设计要求组合的植入土层中的预制组合体。

2.1.5静钻根植桩pro-boredprecastconcretepile

采用单轴钻机进行钻孔、扩底,注入桩底和桩周水泥浆,然后将植入桩置于已成孔内形

成的基桩。

2.1.6静钻根植桩基础pro-boredprecastconcretepilefoundation

由静钻根植桩和连接于桩顶的承台共同构成的建(构)筑物基础。

2.2符号

γR——单桩承载力抗力系数

푓푝푡푘——预应力钢筋的抗拉强度标准值

푓푝푡푑——预应力钢筋的抗拉强度设计值

푓푝푐푑——预应力钢筋的抗压强度设计值

퐸푠——钢筋弹性模量

2

푓푠푘——非预应力钢筋的抗拉强度标准值

푓푠——非预应力钢筋的抗拉强度设计值

푓푠'——非预应力钢筋的抗压强度设计值

푓푐푘——混凝土轴心抗压强度标准值

푓푡푘——混凝土轴心抗拉强度标准值

퐸푐——混凝土弹性模量

푅푎——单桩受压承载力特征值

푢푖——桩身截面周长

푛——土的层数

푙푖——承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度

푞푖푘——桩周土侧摩阻力标准值

λ——端阻系数

퐴푝——桩底支承面积

푞푟푘——桩端土承载力标准值

퐼퐿——液性指数

푞si——极限桩周土摩阻力

퐷푏——扩底直径

퐷푧——钻孔直径

푞푟——极限桩端土承载力

ℎ′——桩底进入持力层的深度

퐷푤——预制桩外径(PHDC桩为竹节外径,其他类型桩为桩身外径)

푓푟푘——岩石饱和单轴抗压强度标准值

휁푟——嵌岩段侧阻和端阻综合系数

퐴푝——桩端截面面积

3

ℎ푟——桩身嵌岩深度

푅푡——单桩轴向受拉承载力特征值

N——单桩竖向压力设计值

휓퐶——成桩工艺系数

A——桩身截面面积

푓푐——桩身混凝土轴心抗压强度设计值

퐷푠——预制桩桩身直径

퐿푏——扩底高度

퐷푘——桩身扩头直径

퐷푛——预制桩内径

퐷푝——预应力钢筋分布圆直径

4

3基本规定

3.0.1公路桥梁静钻根植桩基础适用于填土、淤泥、淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、

碎(砾)石土、全风化岩、强风化岩以及软质中风化岩等地层,植入桩外径(竹节桩为节外

径)不宜超过1600mm。

条文说明

本条明确了公路桥梁静钻根植桩适用的地层。根据目前静钻根植桩施工设备条件以及工

程经验,静钻根植桩的施工设备具有较大的扭矩,对地质较复杂的情况具有良好的适应性。

在本条提及的土层或岩层中均能够保证良好的成孔质量。

杂填土地层施工前需清除地下障碍物。在无工程经验及特殊地区,一般通过现场试验确

定静钻根植桩的适用性。为保证沉桩的顺利,一般情况下,需穿越或作为持力层的碎石类土

层的最大粒径不大于20cm。

静钻根植桩在施工过程中,通过钻孔过程将土体切削并搅拌成可流动状态,植桩过程中

由竹节桩与管桩、复合配筋桩相结合的预制组合体依靠自重沉入孔内,可流动状态的土体从

孔口溢出,施工过程不会对周围土体产生扰动。溢出的可流动土体体积约为同等承载力条件

下钻孔灌注桩泥浆排放量的三分之一,采取固化措施后可运至其他场地进行再利用。

对于存在下列情况之一的公路桥梁工程,宜优先采用静钻根植桩:

(1)地基中夹层多,存在软硬变化较大的土层或风化不均的岩层;

(2)地下水具有强腐蚀性,存在地下暗流;

(3)道路保通压力大,桩基需要快速化施工;

(4)周边环境对泥浆排放限制较严格。

3.0.2公路桥梁静钻根植桩基础适用于抗震设防烈度8度及以下,地震动峰值加速度

Ag≤0.2g的地区。

条文说明

本条文明确了本规程适用的行业和区域抗震设防烈度的要求。当上节桩配置复合配筋先

张法预应力混凝土管桩(PRHC桩)时,桩身抗弯、抗剪性能及延性显著增强,可提高公路工

程结构在地震荷载作用下的安全性。日本建筑物及桥梁等的预制桩基础的上节桩普遍采用

PRHC桩,均取得了良好的抗震效果。因此,使用本规程时,在上节桩配置复合配筋先张法预

应力混凝土管桩的情况下,可以适用于8度设防区域。

3.0.3公路桥梁静钻根植桩基础设计前,应收集整理符合公路工程现行有关标准关于

桩基设计应具备的资料,包括下列内容:

1场地的岩土工程勘察资料,勘察资料应准确反映地形、地貌、地层结构、不良地质、

岩土的物理力学性质、地下水情况等;

2上部结构类型及形式、荷载分布及性质;

3对桩基础的沉降和水平变形的控制要求;

5

4结构安全等级、抗震设防的有关资料;

5桩规格、接头形式及供应条件;

6施工机械进退场及现场运行条件;

7沉桩设备的性能及施工工艺对地质条件的适应性等。

3.0.4公路桥梁静钻根植桩基础应进行承载力和稳定性验算,必要时尚应进行沉降验

算、根据桩基所处环境类别和作用等级进行抗裂验算。

3.0.5按承载能力极限状态验算时,基础的结构设计安全等级及其结构重要系数应按

《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60)的有关规定。

3.0.6公路桥梁静钻根植桩基础的竖向承载力验算应符合下列规定:

1采用作用的频遇组合和偶然组合,作用组合表达式中的频遇值系数和准永久值系数

均应取1.0,汽车荷载应计入冲击系数。

2承载力特征值乘以相应的抗力系数γR应大于相应的组合效应。

3.0.7单桩承载力抗力系数γR可按表3.0.7取值。

表3.0.7单桩承载力抗力系数γR

受荷阶段作用组合γR

永久作用与可变作用组合1.25

频遇组合仅计结构重力、预加力、土的重力、土侧压力

使用阶段1.00

和汽车荷载、人群荷载

偶然组合1.25

施工阶段施工荷载组合1.25

3.0.8用于公路桥梁静钻根植桩的植入桩应符合《先张法预应力混凝土管桩》(GB/T

13476)、《先张法预应力混凝土离心混凝土异型桩》(GB/T31039)的有关规定:

1竹节桩和管桩按混凝土有效预压应力值可分为AB型、B型和C型,其有效预压应力值应

分别为6MPa、8MPa和10MPa,其计算值应在各自规定值的±5%范围内。AB型、B型和C型的桩

身配筋和力学性能应符合本规程附录A和附录B的规定,桩身强度及抗裂验算方法见附录D。

2复合配筋桩按非预应力热轧带肋钢筋的配置方式,可分为非通长配筋复合配筋桩和

通长配筋复合配筋桩,通长配筋复合配筋桩按配筋率可分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型,非通

长配筋复合配筋桩身按混凝土有效预压应力值可分为AB型、B型和C型。复合配筋桩的桩身配

筋和力学性能应符合本规程附录C的规定,桩身强度及抗裂验算方法见附录D。

6

3.0.9竹节桩按“竹节外径—桩身外径”分为500mm-390mm、550mm-400mm、650mm-

500mm、800mm-600mm、1000mm-800mm、1200mm-1000mm等型号。管桩和复合配筋桩按外径可

分为400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm等类型。

3.0.10植入桩的桩身混凝土强度等级不宜低于C80;预应力钢筋的混凝土保护层厚度

不应小于40mm,用于特殊要求环境下的植入桩,其预应力钢筋的混凝土保护层厚度应研究确

定。

3.0.11施工前应根据有关标准和设计文件要求,编制施工组织方案。

3.0.12施工过程应按工序进行控制,并做好施工记录和成桩质量检测。

7

4设计

4.1一般规定

4.1.1公路桥梁静钻根植桩基础的工程地质勘察应符合《公路工程地质勘察规范》(JTG

C20)的有关规定,探明地基岩土分布,确定岩石物理力学性质、地下水状态等,岩土工程

勘察报告地基土设计参数表中需提供预制桩相关设计参数。

4.1.2桩基础可设计为单根桩或多根桩形式。

4.1.3公路桥梁静钻根植桩基础出应更具有关规范进行结构本身设计外,还应按下列

规定进行设计:

1根据使用功能和受力特征分别进行桩基整体或单桩的竖向承载能力和水平承载能力

的验算。

2对位于坡地、岸边的桩基,应验算其在最不利荷载组合效应下的整体稳定性。

4.1.4对具有下列情况的大桥、特大桥,应通过静载荷试验确定单桩承载力。

1桩的入土深度远超过常用桩。

2地质情况复杂,难以确定桩的承载力。

3有其他特殊要求的桥梁桩基础。

4现场静载荷试验应符合《公路工程基桩检测技术规程》(JTG/T3512)的有关规定,

水平静载荷试验,必要时可带承台进行。

4.1.5同一群桩基础中,不宜同时采用摩擦型桩和端承型桩,也不宜采用不同直径、

不同材料和桩端深度相差过大的桩。

4.1.6植入桩的设计应符合下列规定:

1植入桩的设计应根据地质条件计算、验算,对无相近地质条件下成桩试验资料的植入

桩设计,应进行承载力试验确定设计参数。

2植入桩的最下节桩宜采用竹节桩;

3主要承受竖向压力时,最上节桩宜采用管桩或复合配筋桩;

4承受较大水平荷载或竖向拉力时,最上节桩宜采用复合配筋桩;

5承受较大水平荷载或竖向拉力时,上部桩间宜采用焊接附加销钉式连接。

8

条文说明

PHC、PRHC、PHDC组合使用时,需根据荷载传递规律考虑侧摩阻力对桩身轴力的递减作

用,进行合理配桩。PRHC桩通过增配非预应力主筋,提高了桩身配筋率,增强了桩身抗弯承

载力,改善了桩身延性,在受水平荷载作用时,优先选用。当桩端扩底时,最下节桩采用PHDC

桩,能充分发挥竹节与水泥土的嵌固作用,使预制桩与桩端扩底部位共同工作,有效提高桩

端抗压及抗拔性能;上节桩及中段桩根据抗压、抗拔、水平承载力的需求进行选配,抗压时

上节桩、中段桩一般配置PHC桩或PRHC桩,抗拔、受水平荷载作用时,上节桩一般采用PRHC

桩,上部桩桩间宜采用焊接附加销钉式连接。

4.1.7公路桥梁静钻根植桩基础的抗震验算应符合《公路工程抗震规范》(JTGB02)

的有关规定。

4.1.8植入桩桩身混凝土强度、抗裂验算应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

涵设计规范》(JTG3362)的有关规定。

4.1.9公路桥梁静钻根植桩用作摩擦型桩时,长径比不宜大于100;用作端承型桩时,

长径比不宜大于80。

4.1.10桩基注浆用水泥浆的水灰比和设计用量体积需符合下列规定:

1桩端水泥浆的水灰比取0.6,其用量扩底时为扩底部位体积,不扩底时为桩底3m范围

的钻孔体积;

2桩周水泥浆的水灰比取1.0。桩周水泥浆用量不应小于有效桩长的钻孔体积减去桩底

水泥浆体积及预制桩桩身体积后的30%。

条文说明

本条对桩端水泥浆和桩周水泥浆的水灰比和用量进行规定。桩端水泥浆是注入桩端扩底

部位或非扩底时的桩底一定范围内,固化后与植入桩共同工作的水泥浆;桩周水泥浆是注入

已成孔的非桩端部位,从而对原该部位土体起加强作用的水泥浆。

1桩端水泥浆水灰比取0.6,每立方米水泥浆中含水泥1090kg。

2桩周水泥浆水灰比取1.0。

为保证桩端、桩周水泥浆的均匀性,通过自动化水泥搅拌系统完成桩端、桩周水泥浆的

拌制和注入。在注入水泥浆时,钻杆上下往复搅拌。在注浆过程中利用管理装置控制桩端、

桩周水泥浆用量。根据现场静载试验的结果及钻芯取样结果来看,在保证注浆量和注浆均匀

性时,桩端、桩周水泥浆与桩身连接密实,效果较好。

4.1.11植入桩的预应力钢筋、非预应力钢筋和混凝土的力学性能应符合下列规定:

1预应力钢筋采用抗拉强度不小于1420MPa、35级延性低松弛预应力混凝土用螺旋槽钢

棒,其强度指标及弹性模量应按表4.1.11-1采用。

9

表4.1.11-1预应力钢筋的力学性能

抗拉强度标准值抗拉强度设计值抗压强度设计值弹性模量

1000h最大松弛值

符号ff(MPa)E

ptkptdS(%)

(MPa)(MPa)fpcd(N/mm2)

φD≥1420≥1280≥4002.0×105≤2.0

2非预应力钢筋应采用HRB400钢筋,其强度指标及弹性模量应按表4.1.11-2采用。

表4.1.11-2非预应力钢筋强度指标及弹性模量

抗拉强度标准值fsk抗拉强度设计值抗压强度设计值

符号弹性模量Es(MPa)

(MPa)fs(MPa)fs(MPa)

C4003303302.0×105

3混凝土强度等级宜采用C80和C100,其强度指标及弹性模量应按表4.1.11-3采用。

表4.1.11-3混凝土强度指标及弹性模量

混凝土强度标准值(MPa)弹性模量Ec(MPa)

强度种类符号

C80C100C80C100

轴心抗压fck50.261.5

3.8×1044.00×104

轴心抗拉ftk3.103.29

4.1.12植入桩的桩身、桩接头的防腐处理应符合下列规定:

1在地下水位变动区域内,当地下水对钢筋混凝土结构种的钢筋具有中、强腐蚀性时,

位于该部分的植入桩桩身外侧面应涂刷环氧涂层。

2在长期浸水条件下,对防腐有特别要求时,桩接头宜涂刷防腐蚀涂层。

3用作抗拔桩时,桩接头处宜涂刷环氧涂层。

4作为防腐层的环氧涂层的厚度不应小于300μm,沿桩身方向超出预制桩裙板的长度

不应小于50mm。

4.2承载力计算

4.2.1支撑在土层中的公路桥梁静钻根植桩单桩轴向受压承载力特征值Ra可按下式计

算:

1

R=(∑uql+λAq)(4.2.1)

a2iikiprk

푖=1

式中:

10

Ra—单桩受压承载力特征值(kN),桩身自重与置换土重(当自重计入浮力时,置换土

重也计入浮力)的差值计入作用效应;

푢푖—桩身周长(m),PHDC桩按节外径计算,其它类型桩按桩外径计算;

n—土的层数;

li—承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度(m);

qik与li对应的各土层与桩侧摩阻力标准值(kPa),按岩土工程勘察报告中预制桩参数

取值,也可根据土的物理性质按表4.2.1-1取值;

λ—端阻系数,按表4.2.1-2取值;

2

Ap—桩底支承面积(m),不扩底时取钻孔底部截面积,扩底时取扩底部截面积;

—桩端土的承载力标准值(),按岩土工程勘察报告中预制桩参数取值,也可根

qrkkPa

据土的物理性质按表4.2.1-3取值。

表桩侧土的摩阻力标准值

4.2.1-1qik

土的种类土性状态极限桩周土摩阻力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

密实65~80

松散20~35

粉、细砂稍、中密35~65

密实65~80

稍、中密55~75

中砂

密实75~90

稍、中密70~90

粗砂

密实90~105

表4.2.1-2端阻系数λ

桩端扩大头处土的种类

Db/Dz

砂类土粉土粉质黏土黏土

1.00.70

1.1~1.60.500.450.450.40

【注:Db为扩底直径,Dz为钻孔直径】

表4.2.1-3桩端处土的承载力标准值푞푟푘

土的种类土性状态极限桩端土承载力qr(kPa)

黏性土1≤IL1000

11

0.65≤IL<11600

0.35≤IL<0.652200

IL<0.353000

桩底进入持力层的相对深度

ℎ′ℎ′ℎ′

<11≤<4≥1

퐷푤퐷푤퐷푤

中密170020002300

粉土

密实250030003500

中密250030003500

粉砂

密实500060007000

中密300035004000

细砂

密实550065007500

中密350040004500

中、粗砂

密实600070008000

中密400045005000

圆砾土

密实700080009000

条文说明

本条文中的计算方法参照《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG3363),将桩周水泥

土作为对原状土的加强考虑,因成孔过程中对该部位及周边土体的扰动小,近似起到预制桩

施工对周边土体的加强,故计算侧阻力时,桩周接触面积按植入桩的桩身侧面积计算,桩周

水泥土不参与承载力计算。计算桩身截面周长(m)时,PHDC桩按节外径计算,其他类型桩

按桩外径计算。

因端阻力的发挥与桩端土密切相关,本规程参照现行《铁路静钻根植桩技术规程》(T/CRS

C0703)相关规定,并结合实际试验数据,考虑了静钻根植桩的桩端结构及扩底部位的尺寸

效应,将端阻力特征值按岩土工程勘察报告提供的混凝土预制桩参数根据桩端土进行折减。

4.2.2公路桥梁静钻根植桩摩擦型桩轴向受拉要求符合下列规定:

1当桩的轴向力由结构自重、预加力、土重、土侧压力、汽车荷载和人群荷载的频遇组

合引起时,桩不得受拉。

2当桩的轴向力由上述荷载及其他可变作用、偶然作用的频遇组合或偶然组合引起时,

桩可受拉,其单桩受拉承载力特征值按下式进行计算:

()

푅푡=0.3∑uiqikli4.2.2

푖=1

式中:

푅푡—单桩轴向受拉承载力特征值(kN);

ui—桩身截面周长(m),扩底时应按表5.2.3取值。

12

表4.2.3扩底时破坏表面周长

自桩底起算的长度lili≤(4~10)Dwli>(4~10)Dw

uiπDbπDw

【注:li对于软土取低值,对于卵石、砾石取高值;li取值按内摩擦角增大而增大。】

条文说明

本条文参照《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG3363进行计算。

4.2.3PHC、PHDC、PRHC桩轴心受压时,桩身正截面受压承载力应满足下式要求:

N≤휓퐶퐴푓푐(4.2.3)

式中:

N—相应于荷载效应频遇组合时,作用于单节桩的竖向压力设计值;对非最上节桩,

宜按桩顶荷载扣除其上部桩节的侧摩阻力后取值;

휓퐶—成桩工艺系数,取值不宜大于0.90;

퐴—桩身截面面积,对PHDC桩取非竹节状突起部位桩身截面面积;

푓푐—桩身混凝土轴心抗压强度设计值。

条文说明

锤击、静压工法施工预制桩,在一定程度上会对桩身结构造成宏观或微观的损伤,故在

桩身受压承载力设计值计算时,相关产品图集中规定预应力混凝土空心桩的成桩工艺系数取

值一般为0.70;现行行业标准中规定,干作业非挤土灌注桩成桩工艺系数可取为0.85;对于

静钻根植桩,沉桩过程中预制桩主要依靠自重植入预成孔中,对桩身无损且桩身垂直度偏差

小,故考虑提高成桩工艺系数,按不大于0.85进行取值。

4.2.4公路桥梁静钻根植桩桩身内力计算,可采用《公路桥函地基与基础设计规范》

(JTG3363)中m法。

4.2.5植入桩桩身混凝土强度、抗裂验算应符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥

涵设计规范》(JTG3362)的有关规定。

4.3沉降计算

4.3.1公路桥梁静钻根植桩桩基应进行沉降验算,并应符合下列规定:

1公路桥梁采用静钻根植桩群桩基础时,沉降验算和沉降允许值应符合《公路桥函地基

与基础设计规范》(JTG3363)的有关规定。

2基础沉降应按恒载进行计算,其计算值不含区域沉降。

13

4.4构造

4.4.1钻孔直径应大于植入桩外径,钻孔直径与植入桩外径之差不应小于50mm且不应

大于150mm。

条文说明

根据现有静钻根植桩工程经验,钻孔直径宜比PHDC桩的节外径大100mm。

4.4.2当持力层为可塑~硬塑黏土、中密~密实粉土、砂土、砾(卵)石或全风化岩、

强风化岩、中风化软岩时,桩端宜扩底。扩底部位的扩底直径不宜大于钻孔直径的1.6倍,

扩底高度不宜小于钻孔直径的3倍。

条文说明

扩底时,宜采用说明图5.4.2所示的扩底型式。

扩底是静钻根植桩提高承载能力的重要措施,当持力层为较硬土层或全、强风化岩时,

需进行桩端扩底;当持力层为极软中风化岩时,建议进行扩底。扩底尺寸一般根据工程需要

和持力层土性确定;在现阶段,扩底直径为钻孔直径的1.6倍时能够保证桩底水泥土均匀性

并满足承载力要求。为使PHDC桩与扩大头水泥土有效嵌固而共同发挥承载作用,PHDC桩进入

扩底部位的长度要求不小于2.0m;植入桩桩底需与扩底部位的底部在同一平面位置,根据土

性条件不同,允许植入桩桩底稍高于扩底部位的底部,但一般不得大于1000mm。进行桩身承

载力计算时,植入桩底部至扩底部位底部的长度不计入桩身长度。

(a)桩身非扩头(b)桩身扩头

Dz—钻孔直径,Ds—桩身直径,Dw-竹节直径,Db—扩底直径,Lb—扩底高度

14

说明图4.4.2静钻根植桩扩底型式示意图

此外,因扩底部位固化后与PHDC桩形成共同受力的整体,故桩底与持力层接触面积取扩

底部位截面积,孔底处预制桩的桩底截面面积的大小不会影响桩底承载力。

4.4.3静钻根植桩以岩层作为持力层时,嵌入全风化岩深度不宜小于1.5倍的植入桩

外径,嵌入强风化岩深度不宜小于1.0倍的植入桩外径,且不应小于0.5m。

条文说明

桩端持力层是影响静钻根植桩承载力发挥的重要因素,他不仅决定桩端阻力而且也影响

侧摩阻力的发挥,因此选择合适的土层作为持力层至关重要。同时桩端进入持力层应达到合

理的深度,适当提高进入持力层的深度可以提高桩端承载力。此外,进入持力层的深度除考

虑有利于承载力的发挥外,尚应考虑成桩的可行性和施工难度。

对于嵌岩桩,嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长等因素确定。

4.4.4竹节桩、管桩和复合配筋桩的结构宜按图4.4.4-1-图4.4.4-4进行设计。

桩长L

钢筋加密区钢筋加密区

桩套箍螺旋箍筋B螺旋箍筋桩套箍

A

W

s

D

D

t

A

端板预应力钢筋B预应力钢筋端板

(a)竹节桩桩身结构形式一(桩身非扩头)

桩长L

箍筋加密区箍筋加密区

桩套箍螺旋箍筋B螺旋箍筋桩套箍

A

w

k

s

D

D

D

t

A

端板预应力钢筋B预应力钢筋锚筋端板

(b)竹节桩桩身结构形式二(桩身扩头结构一)

桩长L

箍筋加密区箍筋加密区

桩套箍螺旋箍筋B螺旋箍筋桩套箍

A

w

k

s

D

D

t

A

端板预应力钢筋B预应力钢筋锚筋端板

(c)竹节桩桩身结构形式三(桩身扩头结构二)

15

预应力钢筋预应力钢筋

螺旋箍筋螺旋箍筋

p

p

D

D

Dn

DsDn

Dw

A-AB-B

(d)桩身结构剖面图(e)竹节部位结构剖面图

Ds—桩身直径,Dw—竹节外径,Dk—桩身扩头直径,Dn—桩内径,Dp—预应力钢筋分布圆

直径

图4.4.4-1先张法预应力混凝土竹节桩结构形式示意图

桩长L

箍筋加密区箍筋加密区

桩套箍螺旋箍筋螺旋箍筋桩套箍

A

w

D

w

D

t

t

A

端板A预应力钢筋预应力钢筋端板

端板预应力钢筋预应力钢筋端板

(a)管桩桩身结构图

预应力钢筋

螺旋箍筋

p

D

Dn

Dw

A-A

(b)桩身剖面图

Dw—桩身直径,Dn—桩内径,Dp—预应力钢筋分布圆直径

图4.4.4-2先张法预应力高强混凝土管桩的结构形式示意图

桩长L

钢筋加密区钢筋加密区

桩套箍螺旋箍筋螺旋箍筋桩套箍

AB

w

D

t

AB

端板端部钢筋预应力钢筋非预应力钢筋非预应力钢筋预应力钢筋端部钢筋端板

16

(a)通长复合配筋管桩桩身的结构图

预应力钢筋非预应力钢筋

螺旋箍筋

p

D

Dn

Dw

A-A

(b)桩身结构剖面图

Dw—桩身直径,Dn—桩内径,Dp—预应力钢筋分布圆直径

图4.4.4-3通长复合配筋先张法预应力混凝土管桩的结构形式示意图

桩长L

箍筋加密区箍筋加密区

桩套箍螺旋箍筋螺旋箍筋桩套箍

AB

w

D

t

AB

端板非预应力钢筋预应力钢筋预应力钢筋非预应力钢筋端板

(a)非通长复合配筋管桩桩身的结构图

预应力钢筋

预应力钢筋非预应力钢筋

螺旋箍筋

螺旋箍筋

p

D

p

D

DnDn

DwDw

A-A

B-B

(b)桩身结构剖面图

Dw—桩身直径,Dn—桩内径,Dp—预应力钢筋分布圆直径

图4.4.4-4非通长配筋先张法预应力混凝土管桩的结构形式示意图

4.4.5单根桩接头数量不宜大于4个。

条文说明

植入桩采用预拼接工艺或机械连接技术需保证接头质量的稳定可靠,同时沉桩时桩身主

要依靠自重沉入桩孔中,预制桩及接头皆不会受到损伤;考虑到以上因素,在采用锤击、静

压法施工时,植入桩对接头数量的限制适当提高,本规程按不宜超过4个进行控制。

17

4.4.6静钻根植桩可采用行列式或梅花式排列,桩的中心距不应小于2.5倍的钻孔直

径,且不应小于1.5倍的扩底直径。摩擦桩中心距不应小于3倍的钻孔直径,且不应小于2倍

的扩底直径;柱桩的中心距不应小于2.5倍的钻孔直径,且不应小于1.5倍的扩底直径。

条文说明

静钻根植桩用于公路桥梁时,

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