中华人民共和国行业标准
水泥土复合管桩基础技术规程
Technical specification for pile foundation of pipe pile embedded in cement soil
JGJ/T 330-2014
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2014年10月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第383号
住房城乡建设部关于发布行业标准《水泥土复合管桩基础技术规程》的公告
现批准《水泥土复合管桩基础技术规程》为行业标准,编号为JGJ/T 330-2014,自2014年10月1日起实施。
本规程由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年4月16日
前言
根据住房和城乡建设部《关于印发2012年工程建设标准规范制订修订计划的通知》(建标[2012]5号)的要求,规程编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广泛征求意见的基础上,编制本规程。
本规程主要技术内容是:1 总则;2 术语和符号;3 基本规定;4 设计;5 施工;6 质量检验与工程验收。
本规程由住房和城乡建设部负责管理,由山东省建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送山东省建筑科学研究院(地址:山东省济南市无影山路29号,邮政编码:250031)。
本规程主编单位:山东省建筑科学研究院
中建八局第一建设有限公司
本规程参编单位:广东省建筑科学研究院
浙江省建筑科学设计研究院有限公司
天津大学建筑设计研究院
山东同圆设计集团有限公司
浙江大学
德州市建筑规划勘察设计研究院
滨州市建设工程质量监督站
山东省城乡建设勘察院
山东鑫国基础工程有限公司
东营市建筑工程质量检测站
山东正元地理信息工程有限责任公司
山东铁正工程试验检测中心有限公司
山东省军区后勤部基建营房处
上海建华管桩有限公司
本规程主要起草人员:宋义仲 徐天平 秦家顺 徐承强 卜发东 程海涛 于敬海 王希岭 李建业 张树胜 高传印 朱 锋 杨 桦 王庆军 付宪章 惠畦国 唐晓武 田文成 鲁爱民 张善法 苏玉玺 孟 炎 米春荣 崔宏海 葛振刚 于克猛 李文洲 张培学 张晓静 刘 勇 马凤生 曾晓文
本规程主要审查人员:高文生 钱力航 刘俊岩 郑 刚 王卫东 陈振建 孙剑平 房泽民 王金玉 张维汇 曹怀武
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1 总 则
1.0.1 为了在水泥土复合管桩基础工程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,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于非抗震设计及抗震设防烈度小于等于8度地区采用高喷搅拌法形成的建(构)筑物低承台水泥土复合管桩基础的设计、施工、质量检验与验收。
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1.0.3 水泥土复合管桩基础的设计与施工,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、施工技术条件与环境;应因地制宜,节约资源,强化施工质量控制与管理。
1.0.4 水泥土复合管桩基础的设计、施工、质量检验与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 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 水泥土复合管桩 pipe pile embedded in cement soil
由高喷搅拌法形成的水泥土桩与同心植入的预应力高强混凝土管桩复合而形成的基桩。
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2.1.2 水泥土复合管桩基础 pile foundation of pipe pile em-bedded in cement soil
由设置于土层中的水泥土复合管桩和连接于桩顶的承台组成的基础。
2.1.3 高喷搅拌法 jet-mixing method
采用高压水或高压浆液形成高速喷射流束,冲击、切割、破碎地层土体,由搅拌机具将水泥浆等材料与地基土强制搅拌的施工方法。
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2.1.4 预应力高强混凝土管桩 prestressed high-strength con-crete pipe pile
采用离心成型的先张法预应力高强度混凝土环形截面桩,混凝土强度等级不低于C80。
2.1.5 填芯混凝土 core concrete
灌填在管桩顶部内腔一定深度的混凝土。
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2.1.6 成桩工艺性试验 piling process test
为验证地层条件适应性、确定相关施工工艺及参数和施工措施而进行的成桩施工。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
Fk——荷载效应标准组合下,作用于承台顶面的竖向力;
Gk——桩基承台和承台上土自重标准值;
HEik——地震作用效应和荷载效应标准组合下,作用于第i基桩的水平力;
Hik——荷载效应标准组合下,作用于第i基桩的水平力;
Hk——荷载效应标准组合下,作用于桩基承台底面的水平力;
Mxk、Myk——荷载效应标准组合下,作用于承台底面,绕通过桩群形心的x、y主轴的力矩;
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;
QEk——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩的平均竖向力;
QEkmax——地震作用效应和荷载效应标准组合下,基桩的最大竖向力;
Qik——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,第i基桩的竖向力;
Qj——第j基桩在荷载效应准永久组合作用下,桩顶的附加荷载;
Qk——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩的平均竖向力;
Qkmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向力;
s——桩基最终沉降量;
se——桩身压缩量;
σc——土的自重应力;
σz——土中竖向附加应力;
σzi——桩端平面下第i计算土层1/2厚度处竖向附加应力。
2.2.2 抗力和材料性能
Ecs——水泥土弹性模量;
EI——桩身抗弯刚度;
Ep——管桩混凝土弹性模量;
Epcs——有管桩段水泥土复合管桩桩身材料复合模量;
——沉降计算深度范围内土层压缩模量的当量值;
Esi——第i计算土层的压缩模量;
fc——管桩混凝土轴心抗压强度设计值;
fcu——与桩身水泥土配比相同的室内水泥土试块(边长为70.7mm的立方体)在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值;
fn——填芯混凝土与管桩内壁的粘结强度设计值;
fpy——管桩预应力钢筋抗拉强度设计值;
fy——锚固钢筋的抗拉强度设计值;
m——地基土水平抗力系数的比例系数;
qpk——极限端阻力标准值;
qsk——管桩-水泥土界面极限侧阻力标准值;
qsik——第i层土的极限侧阻力标准值;
Qsl——有管桩段水泥土复合管桩总极限侧阻力标准值;
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。
2.2.3 几何参数
Al——有管桩段水泥土净截面面积;
AL——水泥土复合管桩桩端面积;
Ap——管桩截面面积;
Aps——管桩全部纵向预应力钢筋的截面面积;
As——填芯混凝土内锚固钢筋总面积;
b0——桩身计算宽度;
d——管桩直径;
d0——管桩扣除保护层后的直径;
dc——管桩内径;
D——水泥土复合管桩直径;
Ip——管桩换算截面惯性矩;
l、L——管桩、水泥土复合管桩长度;
li、Li——管桩、水泥土复合管桩长度范围内第i层土的厚度;
lca——填芯混凝土深度;
n——桩基中的桩数;
n1——沉降计算深度范围内土层的计算分层数;
uc——管桩内腔圆周长度;
up——管桩周长;
U——水泥土复合管桩周长;
Ul——群桩外周边长度;
xi、xj、yi、yj——第i 、j基桩至通过桩群形心的y、x主轴的距离;
Zn——桩基沉降计算深度;
△zi——第i计算土层的厚度;
χ0a——桩顶允许水平位移。
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2.2.4 计算系数
C——考虑管桩纵向预应力钢筋墩头与端板连接处受力不均匀等因素影响而取的折减系数;
K——安全系数;
mp——管桩截面面积与有管桩段水泥土复合管桩总截面面积之比;
n0——管桩与水泥土的应力比;
pg——管桩纵向预应力筋配筋率;
vx——桩顶水平位移系数;
α——桩的水平变形系数;
αE——管桩预应力钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比;
αl、αL——管桩底部桩身总轴力占桩顶荷载之比、水泥土复合管桩底部总端阻力占桩顶荷载之比;
β1、β2——有管桩段、无管桩段桩身压缩折减系数;
γ0——结构重要性系数;
η——桩身水泥土强度折减系数;
λ1、λ2i——管桩抗拔系数、水泥土复合管桩抗拔系数;
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;
ξe1、ξe2——有管桩段、无管桩段桩身压缩系数;
φ——沉降计算经验系数;
ψc——管桩施工工艺系数。
3 基本规定
3.0.1 水泥土复合管桩可用于素填土、粉土、黏性土、松散砂土、稍密砂土、中密砂土等土层。遇有下列情况时,应通过现场和室内试验确定其适用性:
1 淤泥、淤泥质土、吹填土、含有大量植物根茎土;
2 地下水具有中-强腐蚀性、地下水流速较大的场地;
3 含有较多块石、漂石或其他障碍物;
4 含有不宜作为持力层的坚硬夹层;
5 密实砂层。
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3.0.2 水泥土复合管桩基础设计与施工前应按国家现行有关标准进行岩土工程勘察,重点查明各土层的厚度和组成、土的含水率、密实度、颗粒组成及含量、胶结情况、塑性指数、有机质含量、地下水位、pH值、腐蚀性等。
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3.0.3 当无可靠的水泥土复合管桩基础工程经验时,设计前应针对桩长范围内主要土层进行室内水泥土配合比试验,选择合适的水泥品种、外掺剂及其掺量,并应符合下列规定:
1 宜选用普通硅酸盐水泥,强度等级可选用42.5级或以上,对于地下水有腐蚀性环境宜选用抗腐蚀性水泥;
2 水泥掺量不宜小于被加固土质量的20%;
3 水泥浆的水灰比应按工程要求确定,可取0.8~1.5;
4 外掺剂可根据工程需要和地质条件选用具有早强、缓凝及节省水泥等作用的材料。
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3.0.4 设计前应选择有代表性场地进行成桩工艺性试验,类似条件下试验数量不宜少于3组。
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3.0.5 工程桩正式施工前应进行静载试验,确定单桩承载力。同一条件下,试桩数量不应少于3根,无当地工程经验时应进行桩身内力测试。当地质条件复杂、桩施工质量可靠性低时,宜增加试桩数量。
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3.0.6 填芯混凝土应采用微膨胀混凝土,强度等级不宜低于C40。
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3.0.7 对于采用水泥土复合管桩基础的建(构)筑物,在其主体结构施工及使用期间,应按现行行业标准《建筑变形测量规范》JGJ 8的有关规定进行沉降观测直至沉降稳定。
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4 设 计
4.1 一般规定
4.1.1 水泥土复合管桩基础设计等级应根据建筑规模、功能特征、对差异变形的适应性、场地地基和建筑物体形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,按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定确定。
4.1.2 水泥土复合管桩基础应根据具体条件分别进行下列承载能力计算:
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 当桩端平面以下存在软弱下卧层时,应进行软弱下卧层承载力验算;
4 对于承受拔力的桩基,应进行基桩和群桩的抗拔承载力计算;
5 对于抗震设防区的桩基,应进行抗震承载力验算。
4.1.3 下列水泥土复合管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,且建筑物体形复杂、荷载分布显著不均匀或桩端平面以下存在软弱土层的桩基。
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4.1.4 水泥土复合管桩基础设计时,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;相应的抗力应采用单桩承载力特征值;
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 验算抗震设防区桩基的整体稳定性时,应采用地震作用效应和荷载效应的标准组合;
4 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;
5 桩基结构安全等级、结构设计使用年限和结构重要性系数应按国家现行有关建筑结构标准的规定采用,但结构重要性系数γ0不应小于1.0;
6 对桩基结构进行抗震验算时,其承载力调整系数应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定采用。
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4.1.5 水泥土复合管桩基础设计应具备下列基本资料:
1 岩土工程勘察报告;
2 建筑场地与环境条件资料;
3 建筑物的总平面布置图;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;建筑结构的安全等级;
4 施工条件资料;
5 供设计比较用的有关桩型及实施可行性的资料。
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4.1.6 与桩身水泥土配比相同的室内水泥土试块(边长为70.7mm的立方体)在标准养护条件下28d龄期的立方体抗压强度平均值不宜低于4MPa。
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附录D 施工后质量检验标准
表D 施工后质量检验标准
注:H为施工现场地面标高与桩顶设计标高的距离。
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”;
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”。
引用标准名录
1 《建筑地基基础设计规范》GB 50007
2 《混凝土结构设计规范》GB 50010
3 《建筑抗震设计规范》GB 50011
4 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204
5 《建筑变形测量规范》JGJ 8
6 《建筑地基处理技术规范》JGJ 79
7 《建筑桩基技术规范》JGJ 94
8 《建筑基桩检测技术规范》JGJ 106
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