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T／CCES 21-2021 水泥土插芯组合桩复合地基技术规程(完整清晰正版).pdf

（浆）排放条件；工程所在地区的抗震设防烈度和场地类别。 5施工条件资料包括：施工机械设备条件，动力条件，施 工工艺对地层条件的适应性：水、电及有关工程材料的供应条 件；施工机械进出场及现场运行条件；施工组织设计文件及原材 料检验资料。 当附近有类似工程时，还需要收集水泥土插芯组合桩的设计 与施工参数、试桩、工程桩施工、变形监测等资料。

3.0.4褥垫层能保证增强体、桩间土共同承担荷载

力集中钢筋施工工艺，是水泥土插芯组合桩形成复合地基的重要条件。褥 材料及设置范围、厚度等参数要根据基础刚度、桩土相对刚 工程地质条件等因素确定

要进行施工期间及使用期间的沉降观测

4.1.2水泥品种、强度等级及掺量对水泥土桩质量至关重要，

要根据工程要求确定。设计时，优先选用强度等级为42.5级及 以上的普通硅酸盐系列水泥。 对于特殊工程条件下，例如粉土或砂土层，试验证明水泥土 强度能够达到设计要求时，可适当降低水泥掺量或在桩长范围内 按照变掺量进行设计

对于特殊工程条件下，例如粉土或砂土层，试验证明水泥 度能够达到设计要求时，可适当降低水泥掺量或在桩长范围 照变掺量进行设计

4.1.3水泥土插芯组合桩中的水泥土和芯桩

水泥土强度要符合本规程第4.3.5条规定，且桩身水泥土 度不要低于1.0MPa

4.2增强体的选型与布置

桩长，其长度随着水泥土桩直径与水泥土强度的增加而增大。芯 桩相当于水泥土桩中的配筋，其长度一般不小于总桩长的2/3。 对变形控制要求较高的工程、桩底端土质较差、抗震作用时，芯 桩可与水泥土桩等长。 芯桩长度大于水泥土桩长度时，其承载机理、设计计算方法 和本规程规定的水泥土插芯组合桩有较大区别，暂不列人本规 程。增强体选型时，可选用短芯、等芯两种工况，芯桩不要超过 水泥土桩长度。 4.2.3混凝土预制管桩可以选用预应力高强混凝土管桩 PHC）、预应力混凝土管桩（PC）、预应力混凝土薄壁管桩 （PTC）、混合配筋管桩（PRC）；混凝土预制空心方桩可以选用 预应力高强混凝土空心方桩（PHS）、预应力混凝土空心方桩 PS）。根据实际情况，芯桩还可以选用超高强预制混凝土桩 （混凝土强度等级为C105及以上）、钢桩等其他类型的预制桩。

4.2.3混凝土预制管桩可以选用预应力高强混凝

PHC）、预应力混凝土管桩（PC）、预应力混凝土薄壁管桩 PTC）、混合配筋管桩（PRC）：混凝土预制空心方桩可以选用 预应力高强混凝土空心方桩（PHS）、预应力混凝土空心方桩 PS）。根据实际情况，芯桩还可以选用超高强预制混凝土桩 （混凝土强度等级为C105及以上）、钢桩等其他类型的预制桩。

2增强体单桩竖向抗压静载荷试验、单桩复合地基静载荷试 验表明，桩侧土沉降均随着至桩心距离的增大迅速减小（图5），

图5桩侧土沉降影响范围（一）

图5桩侧土沉降影响范围（

距离桩心2.5D处桩侧土沉降约为桩顶沉降的1%~2%。这说明 至桩中心2.5D范围内桩、土影响较明显，超出该距离后影响较 小甚至可以忽略，

面积置换率法计算复合地基抗震承载力。水泥土插芯组合桩复合 地基一般用于软弱土地基处理，桩间土承载力较低，按照第一种 方法计算的复合地基抗震承载力偏于安全，因此本规程推荐采用 第一种方法

4.3.2不同行业对地基承载力进行深度、宽度修正时的

也基承载力修正系数取值不尽相同。对于复合地基承载力， 进行宽度修正，深度修正系数一般取1.0。本规程仅规定深 和宽度的地基承载力修正系数取值方法，深度修正时的起算值 安相关行业的技术要求确定

4.3.3增强体、桩间土承载力综合调整系数考虑了复合地基中

.3.3增强体、桩间土承载力综合调整系数考虑了复合地基 曾强体、桩间土实际承载力及其发挥程度，要结合工程经 值。

4.3.4为保证水泥土插芯组合桩复合地基设计的可靠

体承载力特征值要采用增强体单桩竖向抗压静载荷试验确定，并 需要重视类似工程、邻近工程的经验。初步设计时可采用经验公 式估算增强体承载力，并按本规程第4.3.5条验算桩身材料 强度。 当采用经验公式进行估算时，侧阻力特征值、端阻力特征值 需要根据静载试验结果统计分析求得。当无试验资料时侧、端阻 力特征值可以根据岩土工程勘察报告或现行行业标准《建筑桩基 技术规范》JGJ94推荐的泥浆护壁钻孔桩侧、端阻力特征值乘以 提高倍数得到。 根据搜集到的测试资料，如表1所示，水泥土插芯组合桩侧 阻力特征值可以取泥浆护壁钻孔桩侧阻力特征值的1.5倍~1.6 倍，水泥土插芯组合桩端阻力特征值可以取泥浆护壁钻孔桩端阻 力特征值

表1水泥土插芯组合桩侧阻力特征值qs

注：Q为第i层土的侧阻力特征值：I.为液性指数；e为孔隙比

图6桩顶材料强度验算

基于桩身取芯与室内配比试验，本规程研究了耕土、粉土、 粉质黏土、粉砂、粉细砂等土质条件下高喷搅拌水泥土桩桩身水 泥土强度与室内相同配比试块强度关系：水泥掺入比为20%时 桩桩身水泥土强度均大于室内配比水泥土强度，其比值为1.29。 3.23，平均值1.86：水泥掺入比为27%时，桩桩身水泥土强度 均大于室内配比水泥土强度，其比值为1.01～3.73，平均值 1.63；水泥掺入比为35%时，桩桩身水泥土强度略小于室内配比 水泥土强度，其比值为0.84~1.01，平均值0.94：水泥土强度比 直随着水泥掺入比的增加略有减小，随深度增加略有增大。大量 的深层搅拌桩实测资料也表明，水泥掺入比为13.5%~20%时

桩体强度与室内配比水泥土强度比值一般为0.44~0.87。由于高 喷搅拌水泥土桩桩身搅拌均匀，桩身水泥土强度与室内配比水泥 土强度比值宜高于深层搅拌桩相应值，结合高喷搅拌水泥土强度 实测值，高喷搅拌水泥土桩桩身水泥土强度与室内配比水泥土强 度比值可取0.6。 芯桩与水泥土的应力比可采用水泥土应力测试或芯桩应力测 试的方法确定。水泥土应力测试可按下列步骤进行：（1）选择 合适的振弦式土压力计及与之相匹配的频率仪，土压力计量程要 大于最大加载时水泥土应力预估值的1.2倍，频率仪分辨力要优 于或等于1Hz；（2）在桩顶环状水泥土中部均匀对称理设至少2 个土压力计，土压力计理设槽一般为圆形且大于土压力计外形尺 寸20mm~30mm，土压力计底部铺设厚度为20mm~30mm的中砂 或细砂找平层，土压力计周围空隙采用中砂或细砂填充，理设好 的土压力计顶面和水泥土桩顶面齐平：（3）静载荷试验前，至 少读记3次土压力计初始数据：静载荷试验过程中，每加一级荷 载前后各读记土压力计数据一次，以后每30min读记一次。 芯桩应力测试可按下列步骤进行：（1）选择合适的电阻应 变计及与之相匹配的电阻应变仪，电阻应变仪要具有多点自动测 量功能，分辨力要优于或等于1μ8；（2）在桩顶以下1倍桩径或 边长处均匀对称设置至少2个电阻应变计，电阻应变计及其连接 电缆应采取防潮绝缘防护措施，系统绝缘电阻不应低于200M2： （3）静载荷试验前，至少读记电阻应变计初始数据3次：静载荷 试验过程中，每加一级荷载前后各读记电阻应变计数据一次，以 后每5min读记一次。 采用振弦式土压力计测量时，要根据率定系数将土压力计的 实测频率换算成应力值：采用电阻应变计测量时，要按现行行业 标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106的规定进行导线电阻修 正。数据处理时，要删除异常测点数据，并取各测点平均值。桩 顶处芯桩与水泥土的应力比可按下列公式计算： 水泥土应力测试时

4.4变形计算与稳定性验算

变形计算是水泥土插芯组合桩复合地基设计中的一个重 成部分。当复合地基产生过大沉降时，可能影响建（构） 正常使用，甚至造成建（构）筑物破坏，危及人们的安全。

4.4.1变形计算是水泥土插芯组合桩复合地基设计中的

因此水泥土插芯组合桩复合地基的变形计算值不要大于现行国家 标准《建筑地基基础设计规范》GB50007规定的允许值。

和加固区下卧土层压缩变形量组成。参照国家现行标准《建筑地 基基础设计规范》GB50007、《建筑地基处理技术规范》JGJ79 的有关规定，结合数十项工程实践经验，本条给出了水泥土插芯 组合桩复合地基变形计算公式。 根据本规程第4.1.4条规定，褥垫层采用中砂、粗砂、级配 砂石或碎石，厚度为150mm~700mm。由于褥垫层压缩模量大、 享度小，褥垫层压缩变形量一般较小，且在施工期已基本完成压 缩变形，因此计算水泥土插芯组合桩复合地基变形时，可不计算 褥垫层压缩变形量。

4.4.3水泥土插芯组合桩复合地基变形计算深度按应力比法确

定，为偏于安全，要求计算附加应力与自重应力之比不大于 的深度处，并且计算深度要大于复合土层深度。

定，为偏于安全，要求计算附加应力与自重应力之比不

4.4.4地基稳定性验算方法很多，所用计算参数也各不相同。

水泥土插芯组合桩复合地基一般用于软弱土地基处理，可以 采用圆弧滑动法验算地基的整体滑动稳定性。抗滑力矩、滑动力 矩计算方法要符合相关行业的技术要求。 水泥土插芯组合桩复合地基整体失稳一般是增强体渐进式断 裂，并逐渐形成连续滑动面的破坏现象。为确保工程安全，在整 体本滑动稳定性验算时，假定增强体完全断裂，按滑动面材料的界 面强度确定抗剪强度指标

5.1芯桩周围的水泥土是芯桩承担荷载向桩侧土传递的介质 时改善了芯桩耐久性，因此水泥土厚度不要太小。综合考虑水 土插芯组合桩复合地基承载力机理、所处环境类别、施工伙

差、垂直度偏差等因素，要求水泥土桩直径与芯桩外接圆直径之 差不小于200mm。

结构强度，并应按照现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量 验收标准》GB50202的有关规定进行接桩质量检验

5.1.1为保证水泥土插芯组合桩复合地基正常施工，施工用的

5.1.1为保证水泥土插芯组合桩复合地基正常施工，施工 供水、供电、道路、排水、临时房屋等临时设施，必须在开 准备就绪。施工场地要求平整、密实，无地下和空中障碍物 基承载力要满足施工机械接地压力的要求。

5.1.2复合地基轴线的控制点和水准点要设置在位置稳定

于长期保存的地方。当有工作基点时，需要定期将其与基准点进 行复测。

.3在施工前通过对施工机械及其配套设备的试运行及对流

5.1.3在施工前通过对施工机械及其配套设备的试运

量、浆液压力、水压、气压、钻杆下沉与提升速度、钻杆旋转速 度等设备参数的标定，确认现场所有设备能够安全正常运转、施 工参数是否满足本规程第5.2.1、5.2.3条要求：施工参数由成 桩工艺性试验确定

5.2.1水泥土插芯组合桩中的水泥土桩采用高喷搅拌法施工， 综合了高压喷射与搅拌法两种工艺的优点，所选用的机具要同时 具其有高压喷射与机械搅拌功能（图7），并能够自钻式下沉。钻 具特别是钻杆、钻头形式，要能适应不同的地层条件，提高钻进 效率和施工质量。

根据设计文件、岩土工程勘察报告、施工场地周边环境情况选择 适宜的水泥土插芯组合桩施工机械。为了提高施工效率及保证成 桩质量，优先选用整体式施工机械。 整体式施工机械同时具备水泥土桩施工和芯桩施工两种功

图7水泥土桩施工机具

能，可采用履带式或步履式打桩机为桩架，与桩架平行设置的钻 杆顶端设置高压水龙头、动力头，钻杆底端设置搅拌翅、喷嘴、 钻头，钻杆通过高压水龙头与喷浆、喷气、喷水系统连接后形成 水泥土桩施工机具。在桩架上设置芯桩施工机具，芯桩施工可采 用振动或静压等方式。通过旋转桩架或移动桩架，依次进行水泥 土桩与芯桩的定位及施工。 组合式施工机械由水泥土桩施工机械和芯桩施工机械等两种 设备组合而成。水泥土桩施工机械原理与整体式施工机械中的水 泥土桩施工机具部分相同；芯桩施工机械可采用静力压桩机。 5.2.3本条给出了水泥土插芯组合桩中的水泥土桩施工主要配 套设备即注浆泵、空气压缩机、水泥浆搅拌机、储浆桶的技术要 求。其中浆液压力、水压、气压等施工最大值要按施工组织设计 西书逸宝

5.2.3本条给出了水泥土插芯组合桩中的水泥土桩

设备即注浆泵、空气压缩机、水泥浆搅拌机、储浆桶的技术 。其中浆液压力、水压、气压等施工最大值要按施工组织设 复求确定。

5.3.1施工时进行桩位复核的目的是：避免漏桩、校验 样偏差。

范工外围水泥土桩，其次为芯桩植入水泥土桩的合理时机应在 土初凝前，同时确保芯桩与水泥土桩的同轴度。

表2施工常见问题处理措施

5.3.3水泥浆制备要优先采用全自动制浆设备，提高施工效率 和控制精度，减少环境污染和工人劳动强度。施工过程中要定期 量测水泥浆密度，检查水灰比是否满足要求、计量仪器是否正常 工作。 水泥浆水灰比要根据地层、地下水条件综合确定，可以选用 0.6~1.5。 气压水压及流昌喷

嘴数量及直径、搅拌翅直径、钻杆下沉与提升速度、钻杆旋转速 度等由成桩工艺性试验确定，在施工中要严格控制，不得随意更 改。在确保水泥土桩桩顶标高、有效桩长、桩径、垂直度、水泥 土强度达到设计要求的前提下，施工单位可以根据本工程的施工

经验、土质条件等对施工参数做必要的调整。 表3列出了部分实际工程的高喷搅拌法水泥土桩施工参数 供参考

表3部分实际工程水泥土桩施工参数

搅拌次数是保证水泥土质量均匀的重要施工措施，根据工程 经验，桩身深度范围内每米的搅拌次数大于300次时，桩身水泥 土质量能够满足设计要求。 对于桩顶部位、芯桩底部、塑性指数较高的黏土层、因故停 浆或喷浆不连续以及设计需要加固的部位，要采取复搅复喷措施 增加水泥土搅拌均匀程度，提高水泥土强度。复喷复搅段长度需 要根据作用在桩顶及芯桩底部荷载大小、土质条件、水泥用量、 水灰比、浆液流量、提升速度、施工异常情况等因素综合确定。 5.3.5水泥土桩施工过程中，一般采用软取芯法在桩顶设计标 高以下采取尚未凝固的水泥土浆液制作水泥土试块，并进行同条 件养护。

5.3.6为保证芯桩同心植入水泥土桩，在水泥土桩施工结束月

要对芯桩植入位置进行放样定位，定位允许偏差为10mm。采用 组合式施工机械植入芯桩前，要将水泥土桩施工后的桩孔附近返 浆清理干净，露出桩顶轮廓，以方便芯桩植入位置的确定。采用 整体式机械时，水泥土桩施工完成后可不清理桩孔附近返浆，通 过旋转或移动桩架进行芯桩的定位。 芯桩垂直度控制对水泥土插芯组合桩成桩质量相当关键，需 要制定可靠的垂直度控制措施

要对芯桩植入位置进行放样定位，定位允许偏差为10mm。采用 组合式施工机械植入芯桩前，要将水泥土桩施工后的桩孔附近返 浆清理干净，露出桩顶轮廓，以方便芯桩植入位置的确定。采用 整体式机械时，水泥土桩施工完成后可不清理桩孔附近返浆，通 过旋转或移动桩架进行芯桩的定位。 芯桩垂直度控制对水泥土插芯组合桩成桩质量相当关键，需 要制定可靠的垂直度控制措施。 5.3.7在芯桩植人水泥土桩中时允许有少量水泥土挤出，并需 要采取监控预防措施，例如：根据监测的植桩情况，采取防止首 节芯桩掉人水泥土桩中措施。 芯桩接桩有焊接、机械连接两种方式，采用其中任一种连接 方式时都要保证接桩质量和上下节段的桩身垂直度。 5.3.8水泥土插芯组合桩施工要按本规程附录A施工记录表的 要求进行记录，也可以根据工程实际情况对该表格格式进行重新 设计，但其包含的施工信息必须齐全。

3.7在芯植入水泥 采取监控预防措施，例如：根据监测的植桩情况，采取防止首 芯桩掉人水泥土桩中措施。 芯桩接桩有焊接、机械连接两种方式，采用其中任一种连持 式时都要保证接桩质量和上下节段的桩身垂直度

求进行记录，也可以根据工程实际情况对该表格格式进行重亲 计，但其包含的施工信息必须齐全

5.3.9基槽开挖后，桩顶水泥土要求处理平整，露出密实

泥土。处理后的水泥土顶面标高严禁高于芯桩或桩周土。当芯 桩、水泥土、桩侧土面不在同一标高时（图8），荷载分担比及 应力比发生变化，芯桩、水泥土、桩侧土变形协调性差。特别是 当水泥土面高于芯桩或桩间土顶面时，水泥土侧向约束减弱，由 于水泥土强度低，容易发生脆性破坏，荷载向芯桩转移，进而导

图8桩头需处理的情况（一）

致高喷搅拌水泥土插芯组合桩的渐进式破坏。

5.4.1高压注浆设备是水泥土插芯桩组合桩施工中

图8桩头需处理的情况（二）

5.4施工安全和环境保护

5.4.1高压注浆设备是水泥土插芯桩组合桩施工中的重要危险 源，所以针对注浆泵、空气压缩机、供浆、供气、供水管路等设 备要制定相应安全技术措施，如：对于安全阀要进行施压检验； 对于注浆泵、空气压缩机要指定专人管理，一旦发生故障，要及 时停泵停机，及时排除故障，并做好运转情况记录。施工过程中 必须按设备操作规程进行操作，严禁违规操作。 近年来，大型施工设备施工期间倾覆事故时有发生，多是由 于操作不当、施工作业面不平整或地基承载力不足所致。水泥土 插芯组合桩施工机械要由专人按照机械使用说明书操作，施工作 业面的平整度与坚实度要符合要求，并有专人指挥。必要时可采 用填筑碎石并整平、铺设钢板等措施

5.4.2要根据施工现场的设备噪声等常见环境因素，制定现场

环境保护的控制措施。做好水泥运输过程中的防散落与沿途防污 染措施；施工场地和运输道路要定期清扫，保持整洁卫生，防治 扬尘：采取措施降低施工噪声，尽量减轻噪声扰民。

6.1.1影响水泥士插芯组合桩复合地基工程质量的因素存在于

6.1.1影响水泥土插芯组合桩复合地基工程质量的因素存在于 施工的全过程中，仅有施工后的检验和验收是不全面、不完整 的。如施工过程中出现的局部地质条件与岩土工程勘察报告不 符、工程桩施工参数与成桩工艺性试验确定的参数不同、原材料 发生变化、设计变更、施工单位变更等情况，都可能产生质量隐 患，因此，加强施工过程中的检验是有必要的，要按不同施工阶 段进行检验。 水泥土插芯组合桩复合地基工程质量检验主要包括对水泥土

1.2参照现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收

准》GB50202有关规定，本条给出了水泥土插芯组合桩复合地 基工程施工质量验收检验的内容，如水泥及外掺剂质量、水泥用 量、水泥土强度、桩长、桩径、桩数、单桩承载力、复合地基承 载力。

6.2.4表6.2.4中搅拌翅回转直径是确保桩径满足设计要求的 重要因素，施工过程中要定期测量，当超出允许偏差时，要及时 进行处理。

.3.1对于成桩工艺性试验，可以通过轻型动力触探或开挖检 查水泥土固结体，研究其形态大小、垂直度及胶结情况与浆液压

力及流量、喷嘴直径、钻杆提升速度、钻杆旋转速度等施工参数 之间的关系，从而确定合理的水泥土桩施工参数。 开挖检查一般在水泥土桩施工3d后进行，可以沿水泥土固 结体周围或一侧进行，开挖深度视土层性质和场地范围确定。 6.3.4本条给出了水泥土插芯组合桩施工质量检验项目及检验 标准，便于在施工期间查明施工参数、工艺方法等是否满足设计 要求而开展自检工作。当发现某些指标达不到设计要求时，需要 及时采取相应措施，使水泥土插芯组合桩施工质量达到设计 要求。 施工过程中要求按单桩进行检验有助于问题得到及时的处 理。对不符合质量要求的桩，需要经监理单位确认后报设计单位 进行处理。处理的方法有多种，包括设计复核计算、调整施工工 艺参数、试验验证、局部桩身补强、补桩等

力及流量、喷嘴直径、钻杆提升速度、钻杆旋转速度等施工参数 之间的关系，从而确定合理的水泥土桩施工参数。 开挖检查一般在水泥土桩施工3d后进行，可以沿水泥土固 结体周围或一侧进行，开挖深度视土层性质和场地范围确定

6.4.6水泥土插芯组合桩中的芯桩和水泥土共同承担上部荷 且芯桩是主要承力构件。桩身质量检验时，要重点检验水泥土 度和芯桩桩身完整性。

6.4.7对水泥土桩桩身强度有怀疑时，可以采取桩顶浅

钻芯法检测时，水泥土的龄期应不少于28d。每根受检桩的 芯样试件数量至少为1组，每组3件，取芯深度一般不超过 0.5m。钻芯机要具有足够的刚度，操作灵活，固定和移动方便 并具备水冷却系统。根据桩身设计强度选用合适的薄壁合金钢钻 头或金刚石钻头，钻头外径一般不小于89mm。钻芯机安装时要 进行固定，钻芯过程中不要发生倾斜、移位，钻芯孔垂直度允许 偏差为0.5%。开孔位置至桩中心的距离一般为环状水泥土内、 外半径之和的1/2，当钻芯孔为2个或2个以上时，开孔位置要 均匀对称布置。开孔时要采用较小的钻头压力，钻芯过程中保持 匀速钻进，钻进速度一般为50mm/min~100mm/min。提钻卸取

芯样时，严禁敲打卸芯，取芯后要采用水泥浆及时回灌封孔。在 芯样运送和保存过程中，要采取防止芯样受压、振、晒、冻、失 水或吸水的措施。 加工芯样的锯切机要具有冷却系统和夹紧固定装置，芯样试 件端面的补平器和磨平机要满足芯样制作的要求。芯样试件加工 和测量可以按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106 的有关规定执行，加工后的芯样高径比一般为1：1，不得有裂 缝、松动掉块或其他较大缺陷 芯样试件制作完成后，可立即进行抗压强度试验。压力试验 机要具有加荷速率控制装置，测量精度为±1%，额定最大压力不 小于试件预估破坏荷载的1.25倍~5.00倍。抗压强度试验时， 般以0.03kN/s~0.15kN/s的速率均匀、连续地对试件加荷， 直至试件破坏后记录破坏荷载，读数要精确至0.01kN。芯样试 件抗压强度可按下式计算确定：

TBT2325.2-2013 机车、动车组前照灯、辅助照明灯和标志灯 第2部分：辅助照明灯和标志灯4P fccu= TTd?

图9芯桩桩身完整性时域信号

表面形状不规则时，桩头浅部出现同向反射信号，桩底反射 直至消失。 褥垫层压实质量一般采用夯填度衡量。夯填度是指夯实 褥垫层厚度与虚体厚度的比值，要求不大于0.9。褥垫层压 量也可采用压实系数、压实度、地基系数等指标来衡量，

土外表面形状不规则时，桩头浅部出现同向反射信号，桩底反射 减弱，直至消失。

后的褥垫层厚度与虚体厚度的比值，要求不大于0.9。褥垫层压 实质量也可采用压实系数、压实度、地基系数等指标来衡量。

住院三部防静电地板施工方案统一书号：15112：37456 定