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内蒙古高纬度多年冻土区公路混凝土管桩复合地基技术规范DB15∕T 2424-2021.pdf项目所在地冻土分布情况及地温资料： 人为活动对冻土环境的影响情况； 路线沿线已有构筑物的状态，评价冻土对道路构筑物的影响程度； 一公路所在区域既有路基路面的病害类型、防排水措施、冻害防治措施及使用效果。 2.2公路改扩建工程，除应按本文件5.2.1进行有关资料调查外，尚应调查既有路基路面冻害位置 布区段、类型、损害程度以及冻害防治措施的有效性
5.3.1地质勘察包括以下内容！
一冻土的成因、类型、分布、厚度及地层结构； 冻土的基本物理力学特征社区综合整治工程施工组织设计，如天然容重、冻土总含水率、融沉系数、起冻含水率、导热系数、 冻结强度、承载力等； 一多年冻土上限、季节活动层、最大冻结深度、冻土融沉等级和冻胀性等。 3.2多年冻土地质勘察宜根据冻土环境条件采用钻探、坑探、槽探、地球物理勘探相结合的综合慧 方法。
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图1混凝土管桩复合地基
6.1.2混凝土管桩持力层一般选择承载力高、压缩性较低、分布均匀、稳定的坚实土层或岩层。对于 粘性土或者粉土，管桩进入持力层的深度应大于等于2倍的直径，对于砂土应大于等于1.5倍的直径 对于碎石土应大于等于1倍的直径。 6.1.3管桩桩径宜取300mm～600mm，多年冻土层易受扰动时，桩径宜取较大值， 6.1.4桩间中心距不应小于桩径的3.0倍，多年冻土退化后形成融土，可按处理软土的形式来设计桩 心距。 6.1.5混凝土管桩复合地基与基础之间应设置褥垫层，厚度宜取400mm～600mm，桩竖向抗压承载力 高、桩径或桩距大时宜取高值。褥垫层应由土工格栅和土工布包裹碎石构成，由外向内分别为土工格栅、 土工布和碎石。
6.2.1单桩竖向抗压承载力特征值
单桩竖向抗压承载力由桩周土体摩擦力和桩端土的抗力提供，由式（1）计算，其中桩身 度应满足单桩承载力设计要求。
R. = foa A, +A, A)+U,Z a +qal, ..
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式中： R 单桩竖向抗压承载力特征值，kN； qfpa 桩端端阻力特征值，kPa，无实测资料时可按本文件附录C表C.1取值； 管桩桩端净面积， 进入持力层深度：
管桩桩端净面积， 进入持力层深度：
6.2.2地基承载力特征值
混凝土管桩复合地基承载力特征值应通过复合地基竖向抗压载荷试验或综合桩体竖向抗压载 和桩间土地基竖向抗压载荷试验结合工程实践经验综合确定，由式（2）估算，
式中： pk 混凝土管桩复合地基承载力特征值，kPa； 桩体竖向抗压承载力修正系数，宜综合复合地基中桩体实际竖向抗压承载力和复合地基破 坏时桩体的竖向抗压承载力发挥度，结合工程经验取值：无地区经验值，可取1.0：
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桩间土地基承载力修正系数，宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏 土地基承载力发挥度，结合工程经验取值；无地区经验值，可取0.65～0.9：
纵向桩间距和横向桩间距。 Ra 单桩竖向抗压承载力特征值，kN； 桩间土地基承载力特征值，kPa； 桩帽面积，m。
6. 2.3 地基沉降
混凝主管复合地基的沉降由褥垫层压缩变形量、加固区沉降和加固区下卧土层压缩变刑 混凝土管桩复合地基加固区沉降量可分两部分计算，深度为采用应力修正法进行计算；深度为 合模量法进行计算。
S, +S,+S,+S.....................
混凝土管桩复合地基加固区复合土层压缩变形量，mm，深度为（03d），d为桩径； S2一 S3 加固区下卧土层压缩变形量，mm; 褥垫层压缩变形量，mm，当褥垫层压缩变形量小，且在施工期已基本完成时，可忽略不计 采用应力修正法计算S：
h, 第i层土的厚度，m：
△p: u,Ss fi= E
Ap u,s fi= fi= E
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式中： Ap; 第i层桩土复合体的附加应力增量，kPa； h 第i层土的厚度，m； 划分的土层数； Espi 第i层桩土复合体的复合压缩模量，kPa，可按式（6）计算
式中： Ap; 第i层桩土复合体的附加应力增量，kPa； h. 第i层土的厚度，m; 划分的土层数： 第i层桩土复合体的复合压缩模量，kPa
Lpi 第1层桩体的压缩模量，kPa； Es 第i层土体的压缩模量，kPa； 复合地基置换率。 采用分层总和计算S，：
式中： Vs沉降计算经验系数：
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6.2.4桩帽承载能力
6.2.4.1桩帽抗弯能力
桩帽配筋按抗弯计算确定，控制截面为桩边缘处截面，最不利工况为上部荷载完全由桩承担且桩帽 底部与土体完全脱开。弯矩值按式（8）计算：
式中： MR 截面抗弯承载力，kN·m； M 相应于荷载效应基本组合时，桩边缘处截面的弯矩设计值，kN·m； P 相应于荷载效应基本组合时，桩帽顶部均布压力值，kN： 6 桩帽边长，m； 方桩边长，m：对于圆桩可等效为方桩进行计算，即α=0.866d
中： MR 截面抗弯承载力，kN·m； M 相应于荷载效应基本组合时，桩边缘处截面的弯矩设计值，kN·m； 5一一 P 相应于荷载效应基本组合时，桩帽顶部均布压力值，kN； 桩帽边长，m； a 方桩边长，m；对于圆桩可等效为方桩进行计算，即α=0.866d
6.2.4.2抗冲切能力
中切能力按式（9）计算
式中： F 作用在冲切锥体外部的桩帽顶部压力设计值，kN； f. 混凝土轴心抗拉强度设计值，kPa； m 距桩边缘处冲切临界截面的周长，m：
0 桩帽冲切破坏锥体的有效高度，Ⅱ。
6.2.4.3抗剪能力
抗剪能力按照式（10）计算：
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6.2.5褥垫层承载能力
承载力特征值应通过载荷试验确定，初步设计估
式中： fspk1 褥垫层承载力特征值，kPa； Z， 褥垫层厚度，m，根据褥垫层的层数和分层填料的厚度确定； S 桩间距，m; b 桩帽边长，m； 压力扩散角，一般为10°～15°； 处理后桩间土承载力特征值，kPa，按当地经验取值，如无经验时可取天然地基承载力特 征值； 1 褥垫层的层数； T， 应变为5%时对应的土工格栅拉力，kN/m，无相关资料时宜通过张拉试验曲线确定； 土工格栅拉力方向与桩顶水平面的夹角，初步设计时取10°～15°； 褥垫层填料的内摩擦角，碎石类取35°～40°
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6.2.6桩基抗冻拔稳定验算
桩基抗冻拔稳定验算是按基础不被拔起的工作状态进行，抗冻拔稳定系数可按式（12）计算，且 最小安全系数宜满足SL211的要求，
式中： 桩基础抗冻拔稳定安全系数； P 作用于桩顶的恒载，kN； G 桩自重及桩基础边上的土重，kN； Fs 冻层以下桩基础与土之间的总摩擦力，kN，可按式（13）确定； 总切向冻胀力，kN，可按式（14）进行计算。
Fs = 0.4Z fsi · Z, U 式中： 冻结层以下基础侧壁与各层土之间的单位极限摩阻力，kPa，宜按照SL211确定； Z 冻结层以下基础侧壁与各层土间的接触长度，m； U 冻结层以下各土层范围内基础截面的平均周长，m， T, = Pe :p, ·T, ·U ·Zd 式中： P 有效冻深系数，按本文件附录D表D.1取值； P 冻层内桩壁糙度系数，表面平整的混凝土基础可取1.0，当不使用模板或套管浇筑 造，但无凹凸面时，可取1.1～1.2；
si 冻结层以下基础侧壁与各层土之间的单位极限摩阻力，kPa，宜按照SL211确定； 冻结层以下基础侧壁与各层土间的接触长度，m； 冻结层以下各土层范围内基础截面的平均周长，m
Pe 有效冻深系数，按本文件附录D表D.1取值； 冻层内桩壁糙度系数，表面平整的混凝土基础可取1.0，当不使用模板或套管浇筑，桩壁 租糙，但无凹凸面时，可取1.1～1.2； 单位切向冻胀力，kPa，按本标准附录D表D.2取值； U 冻土层内基础横截面周长，m； Zd 基侧土的设计冻深，m，设计冻深按照GB50007确定。
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7.1.1混凝土管桩复合地基施工前应进行施工组织设计，并符合GB/T50783、JTG/T210和JTG/T3610 的规定。 7.1.2混凝土管桩施工优先采用静压法沉桩，当静压法沉桩无法满足工程要求时，可采用钻孔插入桩 进行施工。 7.1.3混凝土管桩复合地基不宜选择夏季施工。 7.1.4混凝土管桩施工前宜在现场进行试桩。试桩的桩型尺寸、成桩工艺和质量控制标准应与工程桩 一致。 7.1.5试桩应依据设计确定的管桩受力状态采用相对应的静载试验方法确定单桩极限承载力，数量在 同一条件下应大于等于3根，且大于等于预计总桩数的1%；当预计工程桩总数在50根以内时，应大 于等于2根。
7.1.3混凝土管桩复合地基不宜选择夏季施
7.1.5试桩应依据设计确定的管桩受力状态采用相对应的静载试验方法确定单桩极限承载 司一条件下应大于等于3根，且大于等于预计总桩数的1%；当预计工程桩总数在50根以 于等于2根。
7.2.1混凝土管桩应工厂化预制。 7.2.2混凝土管桩几何尺寸和桩身力学性能宜符合JGJ/T406的规定。 7.2.3浇注混凝土桩时，宜从桩顶开始灌筑，并应防止另一端的砂浆积聚过多 7.2.4混凝土管桩的表面应平整、密实，制作允许偏差应符合JGT94的规定
按照JGJ94和JGJ/T406的规定进行。
7.4.1钻孔插入桩施工根据现场条件选用螺旋钻机、循环回转钻机或冲击反循环钻机成孔，钻孔插入
7.4.3钻孔插入桩施工宜采用先插桩后用黏土砂浆回填密实桩周空隙的施工工艺。黏土砂浆中黏土与 中细砂的比例宜为1：8，含水率应小于22%。黏土砂浆的温度应根据现场施工环境选择，应控制在0℃～ 5℃ 7.4.4管桩插入到位后，在桩周空隙回填料基本回冻前，应采取措施临时固定桩顶，保证管桩在孔内 的正确就位。
照JGJ/T406的规定进行
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7.6桩帽及褥垫层施工
强度应符合GB/T50783的要求。 7.6.2桩帽主要施工步骤包括测量放线、截桩、桩帽底标高测定、控制轴线复检、布设钢筋、支模及 标高复检、桩帽混凝土施工、养护和拆模等。 7.6.3褥垫层铺设时，在桩顶调平层先铺设双向土工格栅，再铺设土工布，然后摊铺碎石碾压，最后 用土工布和土工格栅反包裹碎石材料，确保褥垫层结构整体性良好。 7.6.4褥垫层施工不得在浸水条件下进行，当地下水位较高影响施工时，应采取降低地下水位的措施； 褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯实后的 褥垫层厚度与松铺厚度的比值小于等于0.9。 7.6.5土工格栅采用双向钢塑土工格栅，其极限抗拉强度不小于100kN/m，伸长率不大于3%，连接点 极限分离力不应小于500N；当格栅需要搭接时，其搭接宽度不宜小于20cm，搭接处采用延伸率较小 的尼龙绳呈“之”字连接。土工格栅应符合JT/T480的规定。
3.1.1混凝土管桩复合地基的检测包括混凝主管桩质量检测、桩标高及桩位偏差检测、桩体垂直度 检测、褥垫层夯填度检测、单桩承载力检测和复合地基承载力检测。 8.1.2混凝土管桩复合地基监测包括地温、水分和变形监测。
8.2混凝土管桩质量检测
8.2.1混凝土管桩的质量检测应按单位工程进行抽检。当工程规模大、施工方法不同或使用不同生产 厂家的管桩时，可将单位工程划分若干个检验批，并按检验批进行抽检。 8.2.2按照图纸设计及施工工艺要求对混凝土管桩的尺寸偏差和外观质量进行抽检，抽查数量不应少 于管桩节总数的2%，管桩的尺寸偏差和外观质量应符合GB/T13476的规定，
8.2.1混凝土管桩的质量检测应按单位工程进行抽检。当工程规模大、施工方法不同或使用 厂家的管桩时，可将单位工程划分若干个检验批，并按检验批进行抽检。
8.3桩顶标高及桩位偏差检测
桩顶标高和桩位偏差应符合GB50202的规定。
桩身垂直度检测应符合.JGI94的规定
8.5褥垫层夯填度检测
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电桩竖向静载试验应在混凝土管桩的桩身质量检验后进行。 工完成后对混凝土管桩进行单桩竖向承载力检验，应符合下列规定： 桩周存在冻土，按照JGJ118的规定采取措施消除冻结力对承载力的影响； 多年冻土区单桩竖向承载力检验，按地基土逐渐融化状态或预先融化状态设计时，应在地基 土处于融化状态时进行检验，检验方法应符合JGJ106的规定。
桩周存在冻土，按照JGJ118的规定采取措施消除冻结力对承载力的影响； 多年冻土区单桩竖向承载力检验，按地基土逐渐融化状态或预先融化状态设计时，应在 土处于融化状态时进行检验，检验方法应符合JGI106的规定。
8.7复合地基承载力检测
对于混凝土管桩复合地基，应进行复合地基平板载荷试验，检测数量和检测方法符合JGJ340
8.8混凝士管桩复合地基监测
多年冻土区混凝土管桩复合地基监测应按照JGJ118的规定进行，包括以下内容： a）地温监测：年平均地温观测孔水平方向每10m应布设一个测点，孔深度应大于预计最大融化 深度2m～3m，或大于等于2倍的上限深度，并大于等于8m；地温监测点沿深度布设时， 从地面起算，在5m范围内，宜按0.5m间隔布设，5m以下宜按1.0m间隔布设，地温监测 精度应为0.1℃； 6 水分监测：水分测试孔沿水平方向每10m应布设一个测点，水分监测点沿深度布设时，从地 面起算，在5m范围内，宜按0.5m间隔布设，5m以下宜按1.0m间隔布设，水分监测精 度为0.1（%）； C 变形监测：复合地基的冻胀与融沉变形，包括施工和使用期间的变形监测
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附录A （资料性） 多年冻土公路工程分类
表A.1多年冻土分类及融沉性分级
注1：粗颗粒土包括碎（砾）石土、砾砂、粗砂、中砂。 注2：总含水率包括冰和未冻水。 注3：盐渍化冻土、冻结泥炭化土、腐殖土、高塑性黏土不在表列 注4："p为塑限含水率。
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表A.2各类冻土稳定类型分类
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高纬度多年冻土区公路混凝土管桩复合地基设计流程
图B.1高纬度多年冻土区公路混凝土管桩复合地基设计流程图
DB15/T2424—2021附录C（资料性）土的强度指标特征值C.1按照JGJ94的规定，在无试验资料的情况下，桩端端阻力特征值可按表C.1的规定确定。表C.1桩端端阻力特征值单位为千帕混凝土预制管桩桩长1(m)土名称土的状态l≤99
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C.2按照JGJ118规定，冻结地基土的土质、物理力学指标按表C.2的规定确定，对于盐渍化冻土与 基础表面间的冻结强度按表C.3的规定确定，对于冻结泥炭化土可按表C.4的规定确定，表C.2～表C.4 可用于混凝土或钢筋混凝土基础。其他材质的基础与冻土间的冻结强度，应按表值进行修正，其修正系 数应符合表C.5的规定。
表C.2冻土与基础间的冻结强度特征值
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表C.3盐渍化冻土与基础间的冻结强度特征值
表C.4冻结泥炭化土与基础间的冻结强度特征仆
不同材质基层表面状态
附着升降脚手架施工方案DB15/T 2424202
附录D （资料性） 有效冻深系数及单位切向冻胀力
D.1按照SL211的规定，有效冻深系数与冻前地下水位至地面的距离按表D.1确定
附录D （资料性） 有效冻深系数及单位切向冻胀力
表D.1有效冻深系数
楼施工组织设计.doc表D.2单位切向冻胀力T