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DBJT13-221-2023 大面积基础刚性桩及桩网路基设计与施工技术标准.pdf

福建省工程建设地方标准

大面积基础刚性桩及桩网路基

福建省工程建设地方标准

南京某综合楼钻孔灌注桩工程施工组织设计大面积基础刚性桩及桩网路基

主编单位：福建省建筑科学研究院有限责任公司 福州城建设计研究院有限公司 福建省建科工程技术有限公司 批准部门：福建省住房和城乡建设厅 实施日期：2023年06月01日

根据福建省住房和城乡建设厅《关于公布全省工程建设地方 标准复审修编项目计划的通知》（闽建科（2020）13号）要求， 际准编制组经厂泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关国内 外先进标准，并在广泛征求意见的基础上，修订本标准。 因忽略了单桩的侧摩阻在大面积基础中难以向远处传递，原 单桩竖向承载力计算结果偏大。因软土路基中桩体破坏模式为弯 断破坏，原路基稳定验算使用桩体抗剪强度不符合实际。针对原 设计计算存在的缺陷和挤土效应引起的挤土桩施工质量问题，本 标准在三个方面做了发展和完善：1.改进大面积基础刚性桩计算， 根据对称面原理将基础分割为桩土棱柱体，引入桩顶和桩端边界 约束，联立求解桩土复合棱柱体；2.完善刚性桩路基稳定验算， 按弯断模式和弹性地基梁理论求桩体水平抗力，并把滑面总荷载 减去滑面处桩身轴力；3.加强软土中挤土桩位移监控，预防浮桩 斜桩和断桩。 本标准的主要技术内容是：1.总则；2.术语与符号；3.基本规 定；4.刚性桩及桩网路基设计；5.刚性桩及桩网路基施工；6.施工 监测及工程质量检验与验收；7.附录（A～E）。 本标准修订的主要技术内容是：1.把初版中路基刚性桩计算 方法应用到大面积基础的建筑桩基；2.细化基岩持力层和桩顶梁 板结构路基的刚性桩计算；3.补充欠固结土的刚性桩计算：4.完善 泡和软土中挤土桩位移的施工监测；5.收集补充设计参数。 本标准由省住房和城乡建设厅负责管理，由福建省建筑科学 研究院有限责任公司负责具体技术内容的解释。在执行过程中如 有意见和建议，请寄送福建省住房和城乡建设厅科技与设计处（地

总则 术语与符号 2 2.1术语 2 2.2符号 4 基本规定 .6 刚性桩及桩网路基设计 B 4.1一般规定 .8 4.2 桩长和桩距设计 11 4.3 桩截面设计 .13 4.4 桩帽设计 .16 4.5 褥垫层设计 .19 4.6 沉降计算 20 4.7 桩网路基稳定验算 .21 刚性桩及桩网路基施工 .28 5.1 一般规定 28 5.2 灌注桩施工 29 5.3 预制桩施工 .31 5.4 桩帽施工 .33 5.5 褥垫层施工 .34 施工监测及工程质量检验与验收 .36 6.1 一般规定 ..36 6.2 桩基工程施工监测和质量检验与验收 .36 6.3 桩帽工程检验与验收 .38 6.4 褥垫层工程检验与验收 39

附录A大面积基础刚性桩计算 40 附录B单桩水平抗力计算 49 附录C地层设计参数 53 附录D垫层和持力层弹簧系数及单桩水平抗力试验 .55 附录E施工记录和质量验收与监测表 61 本标准用词说明 74 引引用标准名录 附：条文说明 /76

1.0.1为规范大面积基础刚性桩及桩网路基的设计、施工与验 收，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境 制定本标准。 1.0.2本标准适用于福建省大面积基础刚性桩及桩网路基的设 计、施工和验收。 1.0.3大面积基础刚性桩及桩网路基设计、施工和验收除应符合 本标准外，尚应符合国家、行业和福建省现行有关技术标准的规 定。

大面积基础刚性桩指大面积基础中的刚性桩，如厂房、仓库、 地坪、货场等基础和路基中的刚性桩，因基础面积较大、布桩较 多，桩侧摩阻力难以向远处传递扩散。刚性桩指变形模量和强度 与土体差异显著的加固柱体，如混凝土桩、钢桩、搅拌桩和旋喷 桩。

刚性桩、土体、桩帽（含格构系梁）、加筋褥垫层或梁板结 构组成的复合路基，其特点是网格布桩、桩土刚度强度差异显著 加筋褥垫层填料内部存在水平土压力。

桩顶起传递扩散竖向荷载作用的混凝土结构，格构系梁投影 面积可计入桩帽面积，梁板和承台板结构可视为连续桩帽。

reinforcementcushion

填料散粒体、加筋体组成的垫层，起到找平、扩散压力和增 加水平抗力作用，加筋体包括土工合成材料、钢筋网片和格构系 梁等抗拉加强体。

在成桩过程中产生挤土效应的桩，分为挤土桩和部分挤土桩。 .1.6侧限变形模量the deformationmoduleoflateralconfinement

由地基土平板载荷试验测得土层自由变形模量Eo按泊松 换算所求得的侧限变形模量Es。

2.1.7桩土相对位移

同一水平面的桩身截面与桩间土布桩多边形形心的位移差； 桩顶与同平面褥垫层布桩多边形形心的位移差称为桩顶桩土相对 位移； 桩端与同平面持力层布桩多边形形心的位移差称为桩端桩土 相对位移。

桩顶荷载增量与桩顶桩土相对位移增量的比值，单位kN/

桩预荷载增量与桩预桩工相对位移增重的比值，

桩顶垫层及桩端持力层的压力增量与桩土相对位移增量的比 值，单位kPa/m。

桩土相对位移等0的桩长区间，因侧摩阻为0也叫零摩阻区 同时也是桩土竖向等应变区。

当桩顶和桩端的桩土相对位移较大而桩长较短，中性区将收 宿为一个面，即桩土相对位移等零的水平面，为负正摩阻区分界 面，习惯上也叫中性点，

路面工程完工之后产生的残余沉降，包括桩土复合层和桩底 下卧层工后沉降。桩土复合层工后沉降取最终残余沉降量，桩底 下卧层工后沉降取使用年限内残余沉降量

Fo 作用点与滑面高度为0时单桩水平抗力设 Fp 作用点与滑面高度为z时单桩水平抗力设 M 力矩(kN.m); Nb 静压桩施工压桩力(kN); Nmax 桩身最大轴力(kN); q 基础上覆荷载(kPa); q1 路面荷载(kPa)； qh 桩帽竖向荷载(kPa); Is 桩帽间土体竖向荷载(kPa); Op 桩身竖向附加应力(kPa); Os 桩间土体竖向附加应力(kPa)。

3.0.1大面积基础刚性桩设计应以桩端桩土相对位移为控制目 标。当持力层为中微风化岩层且缺乏实验数据时，可先计算出基 岩面处桩身轴力，然后根据岩层的侧阻和端阻参数设计嵌岩桩段。 3.0.2对于刚性桩路基，刚性桩设计还必须满足路基稳定验算要 求和路基工后沉降要求。 3.0.3当刚性桩路基作为桥涵过渡段，过渡段两端的工后沉降应 分别与桥涵基础和普通路基协调。 3.0.4在设计饱和软土地区挤土桩时，应提出施打顺序要求和施 工过程中工程桩的位移监控要求，同时提出对周边建(构)筑物、 地下管线变形的监测要求。 3.0.5路基存在软土且有持力层宜采用刚性桩，当持力层埋深大 于25m或填高大于10m，路基应与桥梁方案进行经济比较。 3.0.6当地层存在欠固结土或可液化土，刚性桩地基应与强夯和 振冲挤密等加固方法进行经济比较。 3.0.7新旧路基无分离的软土路基拓宽工程宜采用刚性桩，且桩 顶宜采用梁板结构。 3.0.8当路堤填土高度较小不能满足成拱条件，刚性桩桩顶不宜 采用独立桩帽，可采用梁板结构。 3.0.9钻探孔持力层揭示厚度应满足桩基设计需要，控制孔还应 满足总沉降计算需要。持力层顶面起伏大时，应适当加密钻孔和 地层剖面。勘察报告应满足荷载验算和沉降计算的基础设计要求， 除了提供常规指标，还应提供各土层侧限变形模量和持力层弹簧 系数。

3.0.10在岩溶发育区，刚性桩基础应查明溶洞分布和计

塌陷危险性。在水、土强腐蚀性地区，刚性桩应采取耐久性措施。 3.0.11在地震设防地区，当刚性桩路基临近有重要建(构)筑物 和设施，或不同道路类型和等级的路基设计规范有明确要求，路 基稳定验算应计入地震水平加速度惯性力。

建(构)筑物基础和地下管网的影响，对已施工工程桩的影响 及对已施工桥涵基础的影响，按设计要求制定施工方案和技才 施。

3.0.14面积较大工点宜在施工前进行试桩，根据试桩结果，

3.0.15为了收集、补充和修正本标准的地层参数，对于软土深 厚、土层和持力层水平均质的典型地层结构路基工点，除常规施 工监测内容外，还宜增加桩顶压力、桩顶和桩间土竖向位移监测 页目，且监测时间延续至路面完工后2年。

3.0.16在设计前应踏勘工点现场，了解施工条件和调查周达 境。

3.0.18刚性桩路基工程的地表处理、填土要求、边沟和边坡队

护设计施工应按现行行业标准《城市道路路基设计规范》CJJ 和《公路路基设计规范》JTGD30执行。

1必须考虑大面积基础中刚性桩桩侧摩阻无法向远处传递 扩散问题，利用对称面原理把基础分割为独立的桩土复合棱柱体 空间问题简化为桩土棱柱体问题： 2建立桩帽与垫层、桩端与持力层的弹性约束关系，按结构 力学方法联立求解桩土棱柱体。桩顶为梁板结构，持力层为中微 风化基岩，可视为刚性约束并简化计算； 3应根据桩土相对位移确定桩侧摩阻力及侧摩阻分区，从而 计算桩身轴力分布和桩身最大轴力； 4通过选代计算使桩端桩土相对位移逼近允许值，优化桩长 和桩距，并确定合理的桩径和桩帽尺寸。 4.1.2建筑基础荷载应按现行国家标准《建筑地基基础设计规 范》GB50007确定。 路基荷载g包括路堤填料重量、路面结构层重量和路面活载 路基荷载设计值应按下式确定：

q=ysh+yhc+q

下穿贵黄公路施工技术交底可取20kN/m3；

q一一路面荷载，按照现行道路设计标准确定，高速公路 和城市快速路为26kPa。 在路基稳定验算时，路基荷载应按现行行业标准《公路路基 发计规范》JTGD30规定考虑地震水平加速度惯性力。 .1.3桩顶桩土相对位移（桩顶有梁板结构时等0）和桩端桩土 相对位移应不超过下式规定的允许值： [6]=0.02b (0.02～0.05)D(密实砂土和碎块状强风化取小) [O]= max/3(中微风化基岩) (4.1.3) 式中：[6]一桩顶桩土相对位移允许值； [6]一一桩端桩土相对位移允许值； b一一桩帽宽度或直径； D一一桩身直径或宽度； Omax—I 临界位移，由原位等截面载板或单桩静载试验确 定，试验桩须无质量缺陷，桩顶位移须扣减桩身 压缩量。 .1.4把桩长、单桩分摊面积以及桩径和桩帽尺寸代入附录A， 十算桩端桩土相对位移，遂步优化调整桩长及分摊面积。桩端桩 土相对位移不得超过允许值[6]，宜控制在(0.95~1)[6]之间。 .1.5当桩顶为梁板结构，可把上部桩段视为中性区，附录A 只需要求解桩长下部的正摩阻区。 当持力层为中微风化基岩且缺乏实验数据，可把基岩面上部 分桩段视为中性区，附录A只需要求解桩长上部的负摩阻区。岩 面处桩身轴力可按桩土刚度比进行计算，并以基岩面处桩身轴力 为荷载，根据岩层的侧阻和端阻设计嵌岩深度，设计应符合现行 亍业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94规定。 根据地层是否有欠固结土(可液化土和湿陷性土相同)，基岩

4.1.5当桩顶为梁板结构，可把上部桩段视为中性区

当持力层为中微风化基岩且缺乏实验数据，可把基岩面上部 分桩段视为中性区，附录A只需要求解桩长上部的负摩阻区。岩 面处桩身轴力可按桩土刚度比进行计算，并以基岩面处桩身轴力 为荷载，根据岩层的侧阻和端阻设计嵌岩深度，设计应符合现行 行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94规定。 根据地层是否有欠固结土(可液化土和湿陷性土相同)，基岩

面处桩身轴力应按下式计算：

EpAp Aq (正常固结土) EsAs+EpAp Np(lb)= EpAp (Aq+Fsw) (欠固结土 EsAs+EpAp

Ap一桩体截面积； As一一单桩分摊桩间土面积； Ep一桩截面弹性模量； Es一 基岩面上土层侧限变形模量(应变2%时); Fsw一 一一欠固结引起的附加荷载(侧摩阻与土柱重量的小值) m Fsw = min(πD∑hsifsi ,As∑hsi7 si) i=1 i=1 （取两者小值） i一一土层编号； m一一欠固结土层编号； hsi一土层厚度； fi一一土层侧摩阻； Ysi一土层重度，地下水位以下取浮重度。 当地层有欠固结土、可液化土或湿陷性土时，桩端桩土相 多和桩身最大轴力计算应考虑附加荷载。 大面积基础刚性桩应进行桩身承载力验算，建筑基础还应 础沉降验算，刚性桩路基还应进行稳定性验算和工后沉降

基础设计规范》GB50007规定的地基变形允许值。刚性桩路基工 后沉降应满足行车安全性和舒适性需求，根据道路类型、重要性 及等级满足相应的工后沉降要求。高速公路和城市快速路刚性桩 路基的工后沉降应不超过如下允许值： 一般软土路基：[s」=300mm； 过渡段路基端：[s≤300mm且应满足与普通路基沉降协调； 过渡段桥涵端：[s]=0.005L且≤100mm（Lt搭板长度）， [s小=30mm（无搭板时）。 过渡段路基长度不宜小于35m

路基的工后沉降应不超过如下允许值： 一般软土路基：[s」=300mm； 过渡段路基端：[s≤300mm且应满足与普通路基沉降协调； 过渡段桥涵端：[s小=0.005L且≤100mm（Lt搭板长度）， [s」=30mm（无搭板时）。 过渡段路基长度不宜小于35m。 4.1.9刚性桩路基的桩顶应设置桩帽或梁板结构，桩帽尺寸应满 足桩顶桩土相对位移允许值要求，满足路堤填土成拱需要，并满 足土工合成材料不被拉断和刺破的要求。 4.1.10桩帽之上应铺设级配碎石或中粗砂垫层，并铺设不少于 一层土工合成材料。在铺设土工合成材料之前DB15／T 2238.3-2021 公共机构能耗定额 第3部分：卫生机构.pdf，垫层面应先找平 4.1.11桩网路基作为桥涵过渡段时，可采用调整桩长、桩距、 桩帽面积或垫层厚度等协调沉降措施。 4.1.12对于桩身、桩帽、格构系梁和梁板结构等钢筋混凝土结 构，构造与耐久性应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》 GB50010和《混凝土结构耐久性设计标准》GB/T50476要求。 土工合成材料应满足耐久性要求。