DGTJ08-2155-2014 全螺纹压灌桩技术规程

上海市工程建设规范DG/TJ08一2155一2014J12906一2015主编单位:上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司批准单位:上海市城乡建设和管理委员会实施日期:2015年4月1日2015上海上海市城乡建设和管理委员会文件沪建管[2014]1095号上海市城乡建设和管理委员会关于批准《全螺纹压灌桩技术规程》为上海市工程建设规范的通知各有关单位:由上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司主编的《全螺纹压灌桩技术规程》,经审核,现批准为上海市工程建设规范,统一编号为DG/TJ08—2155—2014,自2015年4月1日起实施。本规范由上海市城乡建设和管理委员会负责管理,上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司负责解释。上海市城乡建设和管理委员会二。一四年十二月二十四日—1—本规程根据上海城乡建设和交通委员会沪建交[2012]第281号文《2012年上海市工程建设规范和标准设计编制计划》的通知要求,由上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司主编。制订过程中,规程编制组开展了专题调查和试验研究,认真总结上海及其他地区近年来全螺纹压灌桩的工程实践和科研成果,借鉴有关国内外先进标准,并在广泛征求本市有关单位和专家意见的基础上,完成了本规程的制订。本规程的主要内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.设计;5.施工;6.质量检验和工程验收。请有关单位在执行本规程的过程中,注意总结经验、积累资料,随时将有关的意见和建议寄至上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司(地址:上海市石门二路258号,邮编:200041;E-mail:xdpile@163.com),以便今后修订时参考。主编单位:上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司参编单位:上海申元岩土工程有限公司华东建筑设计研究院有限公司技术中心上海市机械施工有限公司上海交通大学武汉汉平岩土工程有限公司安徽地质工程有限公司安徽池州岩土工程有限责任公司主要起草人:姚建明水伟厚岳建勇吕芳(以下按姓氏笔画排列)王建华何立军陈颖陈锦剑何宗义—2—朱盛波刘坤茅翌敏孟振吴汉平吴跃刚侯胜男李智明周蓉峰周香莲姚伟峰洪雯艳高锦华高志荣徐先坤梁志荣梁永辉主要审查人员:吴君侯张耀庭黄绍铭范庆国桂业琨袁雅康裴捷上海市建筑建材业市场管理总站2014年11月—1—1总则 12术语和符号 22.1术语 22.2符号 33基本规定 44设计 64.1一般规定 64.2设计计算 65施工 105.1一般规定 105.2材料及质量要求 115.3设备及施工 126质量检验和工程验收 14附录A常用螺纹钻杆规格和特征参数表 16附录B全螺纹桩钻杆示意图 17附录C全螺纹桩机示意图 18本规程用词说明 19引用标准名录 20条文说明 21—2—contents1General 12Termsandsymbols 22.1Terms 22.2symbols 33Basicrequirements 44Design 64.1Generalrequirements 64.2Designcalculations 65construction 105.1Generalrequirements 105.2Materialandqualityrequirements 115.3Equipmentsandconstructiontechnique 126Acceptanceandtest 14AppendixATableofregularcontinuousflightauger-pressuregroutingpilespecificationandcharacteristicpa-rameters…………16AppendixBFigureofcontinuousflightauger-pressuregroutingpiledrillpipe…………17AppendixcFigureofcontinuousflightauger-pressuregroutingpilemachine 18Explanationofwordinginthiscode 19Listofquotedstandards 20Explanationofprovisions 21—1—1总则1●0●1为了在全螺纹压灌桩设计与施工中做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境,特制定本规程。1●0●2本规程适用于上海地区建筑工程的全螺纹压灌桩基础设计、施工和验收。1●0●3全螺纹压灌桩的设计、施工和验收,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。—2—2术语和符号2.1术语2.1.1全螺纹压灌桩continuousflightauger-pressuregrou-tingpile全螺纹压灌桩是采用全螺纹桩机按特定的控制方法成孔至预定深度,成孔时有一定的挤土效应,再通过钻杆内腔压灌混凝土工艺成桩,最后插设钢筋笼,形成桩侧全长带有螺牙的钢筋混凝土灌注桩,简称全螺纹桩。2.1.2单桩竖向承载力设计值verticaldesignultimatebearing单桩竖向极限承载力标准值除以分项系数后得到的单桩承载力值。2.1.3螺牙screwthread桩身的螺纹部分。2.1.4全螺纹桩内径innerdiameterofscrewpile螺纹段上下螺牙间圆柱体部分的直径。2.1.5全螺纹桩外径externaldiameterofscrewpile桩身外轮廓直径。2.1.6螺牙厚度thethicknessofthescrewthread螺牙外侧沿轴线方向的长度。2.1.7螺牙宽度thewidthofscrew螺牙垂直于轴线方向的长度。2.1.8螺距screwpitch桩身相邻螺牙的间距。—3—Qd—作用于单桩桩顶的竖向力设计值;Fd—作用于桩基承台顶面的竖向力设计值;Gd—桩基承台和承台上土的自重设计值;n—桩的数量;Rd—单桩竖向抗压承载力设计值;Qdmax—承受最大荷载桩桩顶的竖向力设计值;Qdi—偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力设计值;Mx,My—作用于承台底面通过桩群形心的x、y轴的力矩设计值;xii—第i根桩至y、x轴的距离;Rk—单桩竖向抗压极限承载力标准值;YR—单桩竖向承载力分项系数;Rsk—单桩桩侧总极限摩阻力标准值;Rpk—单桩桩端极限端阻力标准值;αi—桩周第i层土的极限摩阻力标准值修正系数;u—桩身截面周长;fsi—桩周第i层土的极限摩阻力标准值;li—第i层土的厚度;fp—桩端处土的极限端阻力标准值;Ap—桩端横截面截面积,按全螺纹桩外径计算;Q—作用于单桩桩顶的竖向力设计值;ψc—桩工作条件系数;Aps—全螺纹桩内径横截面面积;fc—桩身混凝土轴心抗压强度设计值。—4—3基本规定3.0.1全螺纹桩可应用于黏性土、粉土、砂土等土层,对于其他土层,应通过成孔、成桩试验和载荷试验确定。桩基。3.0.3全螺纹桩的设计与施工,应根据工程勘察资料,综合考虑结构类型、荷载特征、施工技术条件、环境影响及工程影响等因素,选择合适的全螺纹桩型和设备,以保证建筑物的安全和正常使用。3.0.4设计时应根据单桩承载力、桩身结构强度、地质条件、施工设备及上部结构要求选择桩的设计参数。3.0.5全螺纹桩基极限状态分为以下两类:1承载能力极限状态:对应于基础达到最大承载能力或发生不适于继续承载的变形。2正常使用极限状态:对应于基础达到正常使用所规定的容许变形值或达到耐久性要求的某项限值。3.0.6全螺纹桩设计计算采用以分项系数表达的极限状态设计表达式,所采用的作用效应组合应符合现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11中的规定:1单桩承载力验算时,作用效应采用承载能力极限状态下的基本组合,但其分项系数均为1.0。2计算桩基承台截面、内力、配筋和验算桩身结构强度时,上部结构传来的作用效应和相应的基底反力,应按承载能力极限状态下作用的基本组合,并采用相应的分项系数。3计算桩基变形时,传至基础底面上的作用效应应按正常—5—使用极限状态下准永久组合;当需要验算基础裂缝宽度时,应按正常使用极限状态下作用的标准组合。3.0.7全螺纹桩的中心距不宜小于3.5倍桩外径,且不宜小于1.5m。在含水量较大的黏性土中满堂布置时宜适当增加桩间距,必要时采取相应的技术措施。3.0.8用于沉降控制复合桩基时,其设计施工应符合现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11中关于沉降控制复合桩基的相关要求。—6—4设计4.1一般规定4.1.1全螺纹桩的基本尺寸及构造应符合下列要求:1全螺纹桩内径、螺距及螺牙的宽度、高度应满足构造要求。常规全螺纹桩尺寸见附录A和附录B。2桩身混凝土强度等级不应小于C30。3全螺纹桩主筋混凝土保护层厚度不宜小于35mm。0.42%,配筋长度应穿过淤泥质土层,并不应小于2/3桩长;承受水平力桩的配筋率不小于0.65%。4.1.2全螺纹桩宜选择压缩性较低的黏性土、粉性土、中密或密实的砂土作为持力层,不宜将桩端悬在淤泥质土层中。4.1.3全螺纹桩桩基沉降计算及沉降控制应按现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11的有关规定执行。4.1.4全螺纹桩桩基抗震验算、承台设计及构造要求应按现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11的有关规定执行。4●2设计计算4.2.1全螺纹桩竖向抗压承载力验算应符合下列要求:当轴心竖向力作用时:Qd=FdEQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up5(十),n)Gd≤Rd(4.2.1-1)式中Qd———作用于单桩桩顶的竖向力设计值(KN),按作用效—7—应基本组合计算,但其分项系数均为1.0;Fd—作用于桩基承台顶面的竖向力设计值(KN),按作用效应基本组合计算,但其分项系数均为1.0;Gd—桩基承台和承台上土的自重设计值(KN),地下水位以下扣除浮力,自重和浮力作用分项系数取1.0;n—桩的数量;Rd—单桩竖向抗压承载力设计值(KN)。当偏心竖向力作用时,除符合式(4.2.1-1)外,尚应符合下式要求:Qdmax≤1.2Rd(4.2.1-2)(4.2.1-3)式中Qdmax—承受最大荷载桩桩顶的竖向力设计值(KN),按作用效应基本组合计算,但其分项系数均为1.0;Qdi—偏心竖向力作用下第i根桩的竖向力设计值(KN),按作用效应基本组合计算,但其分项系数均为1.0;Mx,My—作用于承台底面通过桩群形心的x、y轴的力矩设计值(KN●m),按作用效应基本组合计算,但其分项系数均为1.0;xii—第i根桩至y、x轴的距离(m)。4.2.2全螺纹桩单桩竖向抗压承载力设计值Rd宜采用单桩静载荷试验按下式确定:式中RK—单桩竖向抗压极限承载力标准值(KN),可取单桩竖向极限承载力试验统计值,并应按现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11的有关规定执行;—8—YR———单桩竖向承载力分项系数,可取2.0。4.2.3当没有进行单桩静载荷试验时,按地基土对桩的支承能力确定单桩竖向抗压承载力设计值Rd,可根据土层条件由下式估算:Rd=RskEQ\*jc3\*hps19\o\al(\s\up2(十),YR)Rpk=uΣαifEQ\*jc3\*hps10\o\al(\s\up3(sil),YR)i十fpAp(4.2.3)式中Rsk———单桩桩侧总极限摩阻力标准值(kN);Rpk———单桩桩端极限端阻力标准值(kN);αi—桩周第i层土的极限摩阻力标准值修正系数;软黏u———桩身截面周长(m),按全螺纹桩外径计算;fsi—桩周第i层土的极限摩阻力标准值(kpa);可参考钻孔灌注桩极限侧阻力,根据桩周土的名称、土层埋藏深度及土的性质取值;li—第i层土的厚度(m);fp———桩端处土的极限端阻力标准值(kpa);可参考钻孔灌注桩极限端阻力,根据桩端土的名称、土层埋藏深度及土的性质取值;Ap———桩端横截面截面积,按全螺纹桩外径计算(m2)。4.2.4全螺纹桩桩身结构强度验算应符合下式规定:Q≤ψcfcAps(4.2.4)式中Q———作用于单桩桩顶的竖向力设计值(kN),应采用作用效应基本组合计算,分项系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009取值,也可近似按1.35Qd计算;ψc———工作条件系数,可取0.7~0.8,当施工质量有可靠保证时可取高值;fc———桩身混凝土轴心抗压强度设计值(kpa),按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定—9—取值;Aps—全螺纹桩内径横截面面积(m2)。4.2.5全螺纹桩水平承载力的确定应符合下列要求:1单桩水平承载力宜通过单桩水平静载荷试验确定,水平静载荷试验按现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11有关规定进行。2当没有进行静载荷试验时,可按现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11的有关规定进行估算。—10—5施工5●1●1全螺纹桩施工应按现行有关标准、规范和设计文件要求,编制施工组织设计。编制前,应熟悉施工图和工程地质、水文地质资料,并踏勘施工现场,掌握周边环境条件。5●1●2在进行工程桩施工前,应进行试成孔(桩)工艺试验,且不少于2个。5●1●3全螺纹桩施工前应复核测量基准线、基准点,并按基准线、基准点做好相关测量、放线。基准线、基准点应设在不受桩基施工影响的区域,并在施工中加以保护。5●1●4全螺纹桩施工应做好下列准备工作:1应对临近建筑物、构筑物、地上及地下管线等进行调查,并根据需要采取防护措施。2应预先查明和清除桩位处地下障碍物,做好施工场地平整。3应做好施工区域内的供水供电、施工道路、施工设施、材料堆场、生活设施和排水系统等的设置和施工。施工道路、材料堆场等施工场地表面应做硬化处理。硬地强度和厚度应满足使用要求。4应做好设备的进场、安装、调试等准备工作。5●1●5全螺纹桩施工前应进行技术交底。施工中应严格工序控制,及时进行隐蔽工程验收,合格后方可进行下道工序施工。5●1●6全螺纹桩施工应严格执行职业健康安全和环境保护的有关规定,做好建筑废弃物的清理和外运。5●1●7对于大面积密集群桩,地基为饱和淤泥、淤泥质土时,施—11—工宜采取控制成桩速率、设置塑料排水板、袋装砂井等措施,并做好周边环境监测工作。5●2材料及质量要求5.2.1材料在进场前应确定和检查原材料的品种、规格,并在使用前,送具有资质的检测单位,实施见证取样检测。5.2.2钢筋应符合下列要求:1钢筋笼的主筋宜采用不低于HRB400的钢筋,箍筋宜选用HPB300钢筋。2钢筋的质量应符合现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋》GB1499的有关规定。必须有出厂质量说明书和试验报告。3钢筋应按批号、规格、分批验收,并应按现行国家标准《钢筋混凝土用钢筋》GB1499的有关规定,抽样复试。复试合格后,方可使用。4钢筋进场后,应按批、按规格分类堆放,标识清楚,妥善保管,防止污染和锈蚀,带有粒状和片状老锈的钢筋不得使用。5.2.3混凝土应符合下列要求:1水泥:宜采用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥,严禁使用快硬性水泥。水泥的质量应符合国家的相关标准,须有出厂质量说明书,并须复试合格。用于同一根桩内的混凝土,必须采用同一品种、同一强度等级和同一厂家的水泥拌制。2粗骨料:宜选用连续级配坚硬碎石或卵石。最大粒径不应大于钢筋笼主筋最小净距的1/3,宜优先采用5mm~25mm的碎石。粗骨料的质量应符合国家现行标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53的有关规定,并应有产品合格证。3细骨料:宜采用细度模数大于2.3的砂,砂的质量应符合国家现行标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52—12—的有关规定,并应有产品合格证。4掺合料:粉煤灰质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的要求。5外加剂:根据时间、环境、混凝土强度的要求添加适量的外加剂(如减水缓凝剂、速凝剂等)。其掺用的外加剂质量、数量应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的有关规定。6混凝土坍落度应控制在180mm~220mm之间,并不得离析或泌水。7混凝土初凝时间应大于混凝土从压注至钢筋笼放置完成所需的时间,现场应根据试桩压灌混凝土及放置钢筋笼的时间确定。5●3设备及施工5●3●1全螺纹桩成桩设备,一般由螺纹钻杆、动力头装置、成桩自动控制系统组成,见附录C桩机示意图,还应符合下列要求:1螺纹钻杆端部必须设置单向活门,成孔时钻杆具有钻进功能,钻进过程中单向活门封闭,水和土不应进入钻杆内,钻至预定标高提钻时,钻杆内的混凝土能顺利通过钻头上的活门流出。钻杆直径不得小于设计全螺纹桩内径。2全螺纹桩机应具有钻进导程同步跟踪系统,钻杆下钻、提钻速度和旋转速度应保持同步。5●3●2施工应符合下列要求:1应根据施工前确定的基准线和基准点进行桩位的测放,钻头与桩位点偏差不得大于20mm。2桩的施工顺序应根据桩间距和场地情况确定,可采用从中央向四周、从一边到另一边的顺序成桩,或采用跳跃施工方式成桩。大面积群桩施工时,考虑到相邻桩挤土效应,应合理确定—13—桩群施工流程。3桩机就位时,必须调平、稳固,钻杆必须垂直,确保在成孔过程中不发生倾斜和偏移。4开钻前,必须检查钻头上的出料活门是否闭合,严禁开口钻进。5钻进过程中,未达到设计标高不得反转或提升钻杆,当遇到卡钻、桩机摇晃、偏斜或发生异常响声时,应立即停钻,查明原因,采取相应措施后方可继续作业。如因特殊情况要反转提升钻杆,应将钻杆提至地表,对钻头活门重新疏通、闭合后重新钻进。6在桩机钻孔时应准备好混凝土及灌注设备。成孔施工应连续作业一次完成,成孔过程中不得无故停钻。当钻孔至设计标高时,应停止钻孔。7成孔完成后,必须反向旋转钻头并提升钻杆。提钻时,混凝土应同步压灌。提钻速度应根据土层情况确定,且应与混凝土泵送量相匹配,保证钻杆管内有一定高度的混凝土。8桩身混凝土应采用商品混凝土泵送连续灌注;当桩机移位时,混凝土泵料斗内的混凝土应连续搅拌,泵送混凝土时,料斗内混凝土的高度不得低于400mm。桩身混凝土充盈系数不应小于1●0。混凝土泵送压力宜控制在1Mpa~3Mpa。混凝土泵送软管应采用高压管。9超灌高度不应小于0●5m,以保证桩顶混凝土强度达到设计强度。10插设钢筋笼前应先放置导向护筒,护筒应保持垂直并应进入桩顶混凝土面不小于200mm,当钢筋笼靠自重不能下沉时宜采用振动器辅助插入。振动支点宜设在钢筋笼下端。11成桩后,应及时清除钻杆及泵管内残留混凝土。12上述工序完成后将桩机移位进行下一根桩的施工。刚完成混凝土浇筑的桩与邻桩成孔安全距离不应小于4倍桩径,或采用控制凝固时间间隔施工。6质量检验和工程验收6.0.1质量检验主要包括成孔深度、钢筋笼制作、混凝土灌注的质量检验。6.0.2混凝土应对原材料质量与计量、配合比、坍落度、强度等级进行检验。每灌注50m3混凝土必须有1组试件,对于单柱单桩的桩基础设计,每根桩必须有1组试件,每组应有3个试样。试凝土。6.0.3全螺纹桩施工偏差应符合表6.0.3的规定。表6●0●3全螺纹桩施工允许偏差桩径允许偏差(mm)垂直度允许偏差(%)桩位允许偏差(mm)1~3根桩、条形桩基沿垂直轴线方向和群桩基础中的边桩条形桩基沿轴线方向和群桩基础中间桩0~十501100十0.01H150十0.01H注:H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离6.0.4钢筋笼的制作应对钢筋的规格,焊条规格、品种,焊缝长度、外观和质量,主筋和箍筋的制作偏差等进行检验。6.0.5钢筋笼制作、安装的质量应符合混凝土材料施工中的要求:1钢筋笼的材质、尺寸应符合设计要求,制作允许偏差应符合表6.0.5的规定。—15—表6●0●5钢筋笼制作允许偏差项次项目允许偏差(mm)1主筋间距±102箍筋间距±203钢筋笼直径±104钢筋笼长度±1002分段制作的钢筋笼,其接头应采用焊接,并应遵守国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》JGJ18和现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204的规定。3加劲箍宜设在主筋内侧。4钢筋笼搬运和吊装时,应防止变形,安放要对准孔位,就位后应立即固定。5钢筋笼插设前应先安放护筒,护筒直径不应大于桩内径。6钢筋笼主筋的保护层允许偏差为±20mm。6●0●6在灌注混凝土前,应对钻杆入土深度、桩架垂直度等进行检验,并填写相应质量记录。6●0●7工程桩承载力检验应采用单桩静载荷试验进行检测,检测方法可按现行上海市标准《建筑基桩检测技术规程》DGJ08—218执行。单位工程检验桩数不应少于总桩数的1%,且不应少于3根;当总桩数小于50根时,不应少于2根。6●0●8全螺纹桩桩身质量可采用低应变反射波法进行检测,检测数量和检测方法可按现行上海市标准《建筑基桩检测技术规程》DGJ08—218执行。桩身完整性检测的抽检数量不应少于总数的50%,且不应少于10根。6●0●9对混凝土、钢材等材料的质量、检验项目、批量和检验方法,应符合国家现行有关标准的规定。附录A常用螺纹钻杆规格和特征参数表螺纹桩内径d(mm)螺纹桩外径D(mm)螺距m(mm)螺牙厚度δ(mm)螺纹形状30040038080梯形33045038080梯形360500440100梯形377550440100梯形460600440100梯形—16——17—附录B全螺纹桩钻杆示意图附录C全螺纹桩机示意图1—立柱;2—动力头装置;3—螺牙钻杆;4—斜撑及调整机构;5—起架装置;6—操纵室级电器系统;7—卷扬机;8—支腿油缸;9—平台;10—底盘及行走机构;11—液压系统—18——19—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:2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:4)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执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。—20—引用标准名录1《钢筋混凝土用钢筋》GB14992《建筑结构荷载规范》GB500093《混凝土结构设计规范》GB500104《混凝土外加剂应用技术规范》GB501195《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB502046《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T15967《钢筋焊接及验收规程》JGJ188《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ539《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ5210《地基基础设计规范》DGJ08—1111《建筑基桩检测技术规程》DGJ08—218上海市工程建设规范DG/TJ08一2155一2014J12906一20152015上海—23—1总则 252术语和符号 26 263基本规定 274设计 284●1一般规定 284●2设计计算 285施工 36 365●2材料及质量要求 365●3设备及施工 376质量检验和工程验收 38—24—contents1General 252Termsandsymbols 26 263Basicrequirements 274Design 28 28 285construction 36 365●2Materialandqualityrequirements 365●3Equipmentsandconstructiontechnique 376Acceptanceandtest 38—25—1总则1●0●1~1●0●3全螺纹压灌桩(以下简称全螺纹桩)是全桩身带螺牙的异型混凝土灌注桩,它采用带自控装置的螺纹桩机施工,通过全长带螺牙的钻杆钻进,自控系统严格控制螺纹钻杆提升速度与旋转速度同步,钻至设计深度在土体中形成带螺纹的钻孔后,反转提升钻杆同时混凝土由高压泵输送至空心螺纹钻杆由钻头泵出成桩,再插入钢筋笼,从而形成桩侧全长带螺牙的钢筋混凝土灌注桩。该技术具有单桩承载力高、性价比高的特点。本规程编写的目的是为确保全螺纹桩在设计、施工中安全适用,并确保工程质量。全螺纹桩技术已在上海等全国20多个省、市广泛推广应用,取得了良好的社会效益和经济效益。为了在上海软土地区中更好地推广应用,为设计、施工、监理及工程验收提供依据,使设计做得更加合理,质量更加可靠,在课题研究的基础上,经过多年的应用和实践研究总结,编制本规程。本规程中未作规定的按国家相关标准执行。—26—2术语和符号2.1术语2.1.1全螺纹桩与当前建设工程中普遍使用的传统钻孔灌注桩对比,具有以下特点:1环保:采用一次钻(挤)孔成桩,低噪声、无振动、无余土外运、无泥浆排放,符合环保要求。2可控:全螺纹桩机采用钻进导程同步跟踪自动控制系统,使螺纹钻头旋转速度与纵向钻进速度保持同步,形成精确并且完整的全螺纹桩体,使其承载力大大提高。3高效:能以每分钟2m~4m的恒定速度钻进黏土、砂(粉)土,施工效率一般为200m/d~500m/d。4经济:桩身质量可靠,改传统钻孔灌注桩圆柱形桩身为螺纹形桩身,从而提高了单桩承载力。由于单桩承载力较大,其单方混凝土承载力为相应普通灌注桩的1.5倍以上。2.1.3~2.1.9全螺纹桩桩身结构具有一定的特殊性,比普通灌注桩更为复杂。全螺纹桩内径、全螺纹桩外径、螺牙厚度、螺牙宽度、螺距的大小,都直接影响全螺纹桩的受力机理、承载力与稳定性。—27—3基本规定3.0.1根据目前国内现有施工设备和工程经验,全螺纹桩在黏性土、粉土、砂土中成桩有成熟的工程经验,而在其他土层中成桩尚需进一步积累工程经验。受成桩设备和工艺的限制,目前桩的入土深度一般小于30m。由于全螺纹桩是一种新的桩型,不同地区的土性相差较大,其成孔效果及施工情况可能有显著差别。因此,对于没有使用经验的地层,应进行试成孔、试成桩试验,以验证其技术的可行性,并应进行单桩静载荷试验,根据单桩静载荷试验结果调整设计参数。3.0.6本规程适用于上海地区建筑工程的全螺纹桩基础设计、施工和验收。本次修订遵循现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50513的有关精神,总体仍采用以分项系数表达的极限状态设计方法。建筑工程中根据地基土支承力确定的单桩承载力计算,作用效应采用基本组合,其中荷载取值按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定,但作用分项系数均为1.0;在基础结构计算中,作用效应采用基本组合,其中荷载取值和分项系数均按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009规定取用。3.0.7全螺纹桩属部分挤土桩,挤土影响明显小于预制桩。但成桩施工时仍会对邻桩有一定的影响,设计时桩间距过小容易引起桩间土的隆起,从而造成断桩或缩径,故本规程规定全螺纹桩的最小桩间距为3.5倍全螺纹桩外径。在含水量较大的黏性土中施工时,由于其施工影响范围大于其他土层,故在该类土层中应适当加大桩间距以减小对邻桩的影响,必要时采取相应的技术措施,减少全螺纹桩施工成孔的挤土效应。—28—4设计4.1一般规定4.1.1全螺纹桩受力时螺牙将受地基土的冲切作用,若螺牙厚度太小,全螺纹桩受力时螺牙可能被地基土冲切破坏,螺牙下地基土的冲切力受螺牙宽度和桩侧地基土物理力学指标等的影响,采用常规方法准确计算螺牙所受冲切力较为困难,须进行数值计算。故本规程没有给出螺牙厚度验算的公式。为方便设计,本规程附录A所示常规全螺纹桩螺牙厚度,经过实践证明能满足抗冲切的要求,故设计时选用这些型号的全螺纹桩可不进行螺牙冲切验算。当采用非常规尺寸时,在设计前必须进行相关验算或载荷试验对螺牙的抗冲切进行验证,确保螺牙厚度满足强度要求。混凝土保护层直接影响到全螺纹桩的耐久性,全螺纹桩主筋混凝土保护层是指按设计桩径计算的主筋混凝土保护层厚度,施工中应严格控制保护层厚度。4.1.4桩基承台结构计算中,局部承压、抗剪计算与一般的混凝土构件相同,因此可采用现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的相关计算规定。承台冲切计算可按现行上海市标准《地基基础设计规范》DGJ08—11规定执行。4●2设计计算4.2.3本规程编制基于多个场地单桩竖向静载荷试验,现以上海某工程为例进行说明。1工程及地质概况:该场地位于浦东,场地主要地质资料如—29—表1所示,为一栋29000m2餐饮配套商业楼,上部三层,20●4m,持力层为第⑥层。在设计与施工之前,先就现场的情况进行了两根等效直径为Φ400的全螺纹桩试成桩与现场试验,以验证本场地全螺纹桩施工的可行性,并为设计提供依据。表1某工程地质资料层序土层名称层底标高(m)PS(Mpa)fS(kpa)fp(kpa)①1-1杂填土 ①1-2素填土 ②1褐黄色黏土15 ②2灰黄色淤泥质粉质黏土15 ③灰色淤泥质粉质黏土6m以浅15—6m以深15灰色粘质粉土6m以浅15 6m以深25③灰色淤泥质粉质黏土6m以浅15 6m以深15④灰色淤泥质黏土18—⑤1-1灰色黏土30 ⑤1-2灰色粉质黏土35 ⑥暗绿色黏土55800⑦1草黄色砂质粉土701800—30—2单桩竖向静载荷试验成果表2某工程试桩基本情况一览表桩号试验日期最大加荷量 (KN)累计沉降量(mm)残余沉降量(mm)回弹量(mm)回弹率(%)开始完成S11816S21725本工程试桩基本情况如表2所示,图1~图3是两根螺纹桩现场试桩的Q-S曲线,从曲线上可以看出,S1桩的极限承载力为1733KN,S2桩的极限承载力为1650KNO图1试桩Q-S曲线—31—图2S1轴力图图3S2轴力图—32—3单桩挤土效应测试监测成桩过程中的挤土效应随距离的变化,分析成桩过程中对临近桩及其他构筑物的影响。试桩周围8m范围内布置若干土体测斜孔,图4分别给出了距离试桩为0●6m和3m的测斜曲线。图4试桩深层水平位移典型变化曲线—33—从图4实测曲线可以看出:浅层水平位移不大,可能由于施工场地浅部均为杂填土,且又有较厚的水泥地坪;而地表以下4m~25m处是深层土体水平位移发展最大的地方,从本场地的地质勘察报告可以知道,在该段区域主要以淤泥质粉土、黏土为主,而25m处就已进入暗绿色黏土层,故25m以下测斜管的水平位移很小,4m~25m处的水平位移较大,不同测斜管变化规律基本一致,且与本场地土性的分布较为吻合。为了研究成桩过程的挤土效应随距离的变化规律,将每个测斜孔的水平位移值沿深度进行加权平均。试桩成桩过程中挤土造成的桩周土体水平位移随距离的变化,如图5所示。图5试桩成桩挤土效应随距离消散曲线由图5可以看出,距离桩3m(6倍的外径)以内的范围内挤土影响较大,而3m(6倍的外径)外区域成桩的挤土效应较小。4设计计算根据两种场地条件下的全螺纹桩试桩结果,进行承载力计算方法的研究。根据全螺纹桩的场地和规格不同,又分为case1~case5五种情况。试桩情况见表3。表3试桩情况汇总表极限极限外径承载力(mm)(KN)1733一case116503600case235003600342034202400case42400>2400case5>2400φ400φ400φ500φ500φ500φ500φ500φ400φ400φ400φ40023232321212323S1S2S1S2S7S8S9S17S18S19S20370370460460460460460370370370370100100100100100100100100100100100500500600600600600600500500500500500500500500500500500500500500500⑥⑥⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦⑦case3二场地结果(KN)场地分组桩号内径(mm)螺厚(mm)桩型规格桩长(m)>2400持力层(mm)240034201650螺距3500根据上述计算方法,分别计算各种情况下的试桩承载力极限值,计算结果见表4。表4试桩承载力现场实测值与计算值对比(KN)分组现场测试场地结果灌注桩规范下限灌注桩规范上限勘察报告推荐值case11650~1733145221991563case23500~3600241234243320case33420~3600232933113297case42400213630102546case5>2400162623292622由此可见,推荐的全螺纹桩承载力计算,可参考灌注桩极限侧阻力及端阻力,根据桩端土的名称、土层埋藏深度及土的性质—34——35—取值。该方法对于全螺纹桩的承载力计算具有较好的保证率,如图6所示,而且方法简单可行,易于在工程设计时参考使用。图6承载力计算值(规范下限)与测试值的比较条件、桩顶容许水平位移和桩顶是否嵌固等因素。确定单桩水平承载力的方法主要有水平静载试验和计算分析两大类。本次规程修订,规定单桩水平承载力宜按试验确定。这是因为静载荷试验能比较真实的反映影响单桩水平承载力的各种因素,是确定单桩水平承载力的较可靠的方法。我国国家规范和各地方规范也都推荐首选的方法。但是由于试验条件的限制,目前试桩多数是在桩顶自由状态下进行的,难以模拟实际工程中桩顶有承台嵌固和受竖向力的作用;而且单桩水平承载力试验如果在实际桩顶标高位置进行,难度较大,尤其是对于地下室埋深较深的情况。这些因素对进行现场单桩的水平承载力试验