《刚—柔性桩复合地基技术规程 JGJ/T210-2010》

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中华人民共和国行业标准

刚-柔性桩复合地基技术规程


Technical specification for rigid-flexible pile composite foundation

JGJ/T210—2010


         批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2 0 1 0 年 9 月 1 日


中华人民共和国住房和城乡建设部
公 告
第542号
关于发布行业标准《刚-柔性桩复合地基技术规程》的公告

现批准《刚-柔性桩复合地基技术规程》为行业标准,编号为JGJ/T 210—2010,自2010年9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
201O年4月14日


前 言


根据住房和城乡建设部《关于印发“2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)”的通知》(建标[2008]102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制定本规程。
本规程的主要技术内容是:1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.设计;5.施工;6.质量检测。
本规程由住房和城乡建设部负责管理,由温州东瓯建设集团有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送温州东瓯建设集团有限公司(地址:浙江省温州市荣新路39号,邮编:325000)。
本规程主编单位:温州东瓯建设集团有限公司
本规程参编单位:浙江大学 天津大学 同济大学 浙江省建筑设计研究院 浙江鲲鹏建设有限公司 温州晋大建筑安装工程有限公司
本规程主要起草人员:龚晓南 朱奎(以下按姓名笔画为序) 毛西平 叶观宝 郑 刚 徐日庆 张杰 施祖元
本规程主要审查人员:(以下按姓名笔画为序)王长科 王建华 白玉堂 刘吉福 刘国楠 陈昌富 周茂新 胡庆红 倪士坎 童小东 谢永利 蒋镇华 蔡泽芳 腾文川


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1 总 则


1.0.1 为了在刚-柔性桩复合地基设计、施工和量检测中贯彻国家的技术经济政策,做到保证质量、保护环境、安全适用,节约能源、经济合理和技术先进,制定本规程。

1.0.2 本规程适用于建筑与市政工程刚-性桩复合地基的设计、施工及质量检测。

1.0.3 刚-性桩复合地基的设计、施工及质量检测,应综合分析工程地质和水文地质条件、上部结构和基础形式、荷载特征、施工工艺、检测方法和环境条件等影响因素,遵循因地制宜,就地取材、保护环境和节约资源的原则,注重概念设计。

1.0.4 刚-性桩复合地基的设计、施工及质量检测,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

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2 术语和符号


2.1 术 语


2.1. 1 复合地基 composite foundation
天然地基在地基处理过程中,部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋材料,由天然地基土体和增强体两部分组成的人工地基。

2.1.2 刚-柔性桩复合地基 rigid-flexible pile composite foundation
坚向增强体由刚性桩和柔性桩组成的复合地基。

2.1.3 柔性桩 flexible pile
刚度较小的竖向增强体。本规程指的柔性桩包括水泥土搅拌桩和旋喷桩。

2.1.4 刚性桩 rigid pile
刚度较大的竖向增强体。本规程指的刚性桩包括泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、沉管灌注桩、混凝土预制桩和钢管桩等。

2.1. 5 褥垫层 cushion
在复合地基和基础之间设置的垫层。

2.1.6 刚性桩置换率 replacement ratio of rigid pile to composite foundation
刚性桩桩体的横截面积与复合地基面积的比值。

2.1.7 柔性桩置换率 replacement ratio of flexible pile to composite foundation
柔性桩桩体的横截面积与复合地基面积的比值。

2.2 符 号


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3 基本规定


3.0.1 刚-柔性桩复合地基设计前,应具备岩土工程勘察、上部结构及基础设计和场地环境条件等有关资料。

3.0.2 应根据上部结构对地基处理的要求、工程地质和水文地质条件、工期、地区经验和环境保护要求等,提出技术上可行的复合地基方案,并应经过技术经济比较,选用合理的刚-柔性桩复合地基形式。

3.0.3 刚-柔性桩复合地基设计应保证复合地基中桩体和桩间土在荷载作用下能够共同承担荷载。

3.0.4 刚-柔性桩复合地基中的刚性桩应选用摩擦型桩。不同桩型的适用条件应符合下列规定:
1 泥浆护壁成孔灌注桩适用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土和填土等地基;
2 长螺旋钻孔压灌桩适用于黏性土、粉土、砂土,非密实的碎石类土和填土等地基;
3 沉管灌注桩适用于粉土、砂土、填土、非饱和黏性土等地基;
4 混凝土预制桩适用于持力层上覆盖松软地层且不存在难于穿透的坚硬夹层的地基;
5 钢管桩宜用于需承受巨大冲击力并穿透较厚硬土层的地基;
6 水泥土搅拌桩适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基;当土中有机质含量较高时,应根据现场试验结果确定其适用性;
7 旋喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、软塑或可塑粘性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基;当土中含有较多的大粒径块石,大量植物根茎或有机质含量较高以及地下水流速过大和已涌水的工程,应根据现场试验结果确定其适用性。

3.0.5 刚-柔性桩复合地基应按上部结构,基础和复合地基共同作用进行分析。对大型重要工程,宜通过现场试验对设计方案进行验证分析。

3.0.6 刚-柔性桩复合地基方案的选用应符合下列规定:
1 应根据建筑物的结构类型、荷载大小及使用要求,结合工程地质和水文地质条件、基础形式、施工条件,工期要求及环境条件进行综合分析,并应进行技术经济比较,选择合理的刚-柔性桩复合地基方案;
2 对大型重要工程,应对已经选择的刚-柔性桩复合地基方案,在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工,以检验设计参数和处理效果;应通过分析比较选择和优化设计方案;
3 在施工过程中应加强监测;当监测结果未达到设计要求时,应及时查明原因,修改设计参数或采取其他必要措施。

3.0.7 刚-柔性桩复合地基宜按沉降控制的原则进行设计。

3.0.8 刚性基础下的刚-柔性桩复合地基宜设置褥垫层。填土路堤和柔性面层堆场下的刚-柔性桩复合地基应设置加筋碎石垫层。

3.0.9 当采用挤土桩时,应采取有效措施,减小挤土效应。施工时宜先施工刚性桩,后施工柔性桩。

3.0.10 刚性桩和柔性桩的质量验收应符合现行国家标准《建筑地基基础施工质量验收规范》GB 50202的规定。

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4 设 计


4. 1 一般规定


4.1.1 刚性桩可采用灌注桩或预制桩,柔性桩可采用水泥土搅拌桩或旋喷桩。刚性桩应在基础范围内布置。

4.1.2 刚性桩的桩距应根据土质条件、设计要求的复合地基承载力、沉降,以及施工工艺等确定,宜取3~6倍桩径。柔性桩的平面布置根据上部结构特点及对地基承载力和沉降的要求确定,可采用正方形、等边三角形等布桩方式。

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d——基础埋置深度(m),一般自室外地面标离算起。
在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填
土在上部结构施工后完成时,应从天然地面标高
算起。对于地下室,如采用箱形基础或筏形基础
时,基础埋置深度自室外地面标高算起,当采用
独立基础或条形基础时,应从室内地面标高算起。


4. 2 承 载 力


4.2.1 刚性桩的单桩承载力应按现场单桩静载试验确定。初步设计时也可按下列公式估算单桩竖向承载力特征值:

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4.2.2 刚性桩应验算桩身承载力,混凝土桩轴心受压正截面受压承载力应符合下式要求:

4.jpg

(4.2.2)
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4. 2.3 水泥土搅抖桩或旋喷桩单桩承载力特征值应按现场单桩静载试验确定。初步设计时也可按式(4.2.3-1)和式(4.2.3-2)进行计算,取其中的较小值:

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                          fcu——对水泥土搅拌桩,取与搅拌桩配合比相同的室内水泥土试块(边长为70.7mm的立方体,
                                也可采用边长为50mm的立方体)标准养护90d的立方体无侧限抗压强度平均值(kPa),
                              对旋喷桩,取与旋喷桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块在标准养护条件下
28d龄期的立方体抗压强度平均值(kPa)。

4.2.4 刚-柔性桩复合地基承载力特征值可通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时也可按下式计算:

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4.2.5 用于路堤、堆场和道路工程的刚-柔性桩复合地基应进行稳定性验算。


4.3 沉 降


4.3.1 刚-柔性桩复合地基沉降量可按下式计算:

S = S1 + S2 + S3        (4.3.1)

式中:S1——刚性桩、柔性桩与土构成的复合土层压缩量(mm),按式(4. 3.2)计算;
          S2——柔性桩桩端以下,刚性桩与土构成的复合土层压缩量(mm),按式(4.3.3)计算;
          S3——刚性桩桩端以下天然土层压缩量(mm),按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定进行计算。

4.3.2 刚性桩,柔性桩与土构成的复合土层压缩量S1可按下式计算:

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2.jpg

4.3.3 柔性桩桩端以下,刚性桩与土构成的复合土层压缩量S2可按下式计算:


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4.4 褥 垫 层


4.4.1 褥垫层厚度宜采用1OOmm~300mm。对路堤等柔性基础下刚-柔性桩复合地基褥垫层厚度宜取高值。

4.4.2 褥垫层材料宜采用中砂、粗砂、级配良好的砂石等。最大粒径不宜大于20mm,夯填度(夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值)不得大于0.9。

4.4.3 填上路堤和柔性面层堆场下的刚柔性桩复合地基应在褥垫层设置一层或多层水平加筋体。

4.4.4 樨垫层设置范围宜大于基础范围,每边超出基础外边缘的宽度宜为200mm~300mm。

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5 施 工


5.1 施工准备


5.1.1 刚-柔性桩复合地基施工应具备下列资料:
1 建筑场地岩土工程勘察报告;
2 施工图及图纸会审纪要;
3 建筑场地和邻近区域内的地下管线、地下构筑物、危房、精密仪器车间等的调查资料;
4 主要施工设备条件、制桩条件、动力条件以及对地质条件的适应性等资料;
5 施工组织设计;
6 水泥、砂、石、钢筋等原材料及其制品的质检报告;
7 有关荷载、施工工艺的试验参考资料。

5.1.2 施工组织设计应结合工程特点编制,并应包括下列内容:
1 施工平面图:应标明桩位、编号、施工顺序、水电线路和临时设施的位置;灌注桩采用泥浆护壁成孔时,应标明泥浆制备设施及其循环系统;
2 确定成孔机械、配套设备以及合理施工工艺的有关资料,泥浆护壁灌注桩必须有泥浆处理措施;
3 施工作业计划和劳动力组织计划;
4 机械设备、备件、工具,材料供应计划;
5 安全、劳动保护、防火、防雨、防台风、爆破作业、文物,节能和环境保护等方面的措施,并应符合有关部门的规定;
6 保证工程质量、安全生产和季节性施工的技术措施。

5.1.3 施工现场事先应予平整,并应清除地上和地下障碍物。遇明浜、池塘及场地低洼时应抽水和清淤,应分层夯实回填黏性土料,不得回填有机杂填土或生活垃圾。

5. 1. 4 施工前应根据设计要求对刚、柔性桩进行工艺性试桩,数量分别不得少于2根。

5. 1. 5 刚-柔性桩复合地基施工用的供水、供电,道路,排水,临时房屋等临时设施,应在开工前准备就绪,保证施工机械正常作业。

5. 1. 6 桩轴线的控制点和水准基点应设在不受施工影响之处,并应在开工前复核。施工过程中应妥善保护,并应经常复测。

5.1.7 用于施工质量检验的仪表、器具的性能指标,应符合现行国家相关标准的规定。

5.2 灌注桩施工


5.2.1 泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩和沉管灌注桩的施工应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定。

5.2.2 泥浆护壁成孔灌注桩施工时,泥浆护壁应符合下列规定:
1 施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上,在受水位涨落影响时,泥浆面应高出最高地下水位1.5m以上;
2 在清孔过程中,应不断置换泥浆,直至开始浇筑水下混凝土;
3 浇筑混凝土前,孔底500mm以内的泥浆相对密度应小于1.25;含砂率不得大于8%;黏度不得大于28s;
4 在容易产生塌孔的土层中应采取维持孔壁稳定的措施。

5.2.3 钻孔达到设计深度后,灌注混凝土之前,孔底沉渣厚度不应大于1O0mm。

5.2.4 泥浆护壁成孔灌注桩施工时,水下灌注的混凝应符合下列规定:
1 水下灌注混凝土应具备良好的和易性,配合比应通过试验确定;坍落度宜为180mm~220mm;
2 水下灌注混凝土的含砂率宜为40%~50%,并宜选用中粗砂;粗骨料的最大粒径应小于40mm ;
3 导管埋入混凝土深度不应小于2m,严禁将导管提出混凝土灌注面,并应控制提拔导管速度,应有专人测量导臂埋探及管内外混凝土灌注面的高差,并应填写水下混凝土灌注记录,
4 灌注混凝土必须连续进行,应控制最后一次灌注量,超灌高度宜为0.8m~1.0m,凿除泛浆高度后必须保证暴露的桩顶混凝土强度达到设计等级。

5.2.5 长螺旋钻孔压灌桩施工时,钻至设计标高后。应先泵入混凝土并停顿10s~20s,再缓慢提升钻杆。挺钻速度应根据土层情况确定,且应与混凝土泵送量相匹配,保证管内有一定高度的混凝土。桩身混凝土的泵送压灌应连续进行。混凝土压灌结束后,应立即将钢筋笼插至设计深度。

5.2.6 沉管灌注桩应根据土质情况和荷载要求,分别选用单打法、复打法、反插法等。单打法可用于含水量较小的土层,且宜采用预制桩尖;反插法及复打法可用于饱和土层。

5.2.7 灌注桩混凝土的充盈系数不得小于1.0,也不宜大干1.3。一般土质宜为1.1,软土宜为1.2~1.3。

5.2.8 灌注桩施工的垂直度偏差不得大于1%,桩位偏差不得大于100mm。

5.3 预制桩施工


5.3.1 混凝土预制桩和钢管桩可采用锤击沉桩和静压沉桩。其施工应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定。

5.3.2 打桩顺序应符合下列规定:
1 对于密集桩群,应自中间向两个方向或四周对称施打:
2 当一侧毗邻建筑物时,应由毗邻建筑物处向另一方向施打;
3 根据基础的设计标高,宜先深后浅;
4 根据桩的规格,宜先大后小,先长后短。

5. 3.3 锤击沉桩终止锤击的条件应以控制桩端设计标高为主,贯入度为辅。

5.3.4 对敞口钢管桩,当锤击沉桩有困难时,可在管内取土以助沉。

5.3.5 采用静压沉桩时,场地地基承载力不应小于压桩机接地压强的1.2倍,且场地应平整。

5.3.6 最大压桩力不宜小于设计的单桩竖向极限承载力标准值,必要时可由现场试验确定。压桩机的最大压桩力应取压桩机的机架重量与配重之和乘以0.9。

5.3.7 静力压桩施工的质量控制应符合下列规定:
1 第一节桩下压时垂直度偏差不应大于0.5%;
2 宜将每根桩一次性连续压到底,且最后一节有效桩长不宜小于5m;
3 抱压力不应大于桩身允许侧向压力的1.1倍。

5.3.8 终压条件应符合下列规定:
1 应根据现场试压桩的试验结果确定终压力标准;
2 终压连续复压次数应根据桩长及地质条件等因素确定,对于入土深度大于或等于8m的桩,复压次数可为2~3次;对于入土深度小于8m的桩,复压次数可为3~5次;
3 稳压压桩力不得小于终压力,稳定压桩的时间宜为5s~10s。

5.3.9 预制桩施工的垂直度偏差不得超过1%,桩位偏差不得大于100mm。

5.3.10 可采取预钻孔沉桩、设置应力释放孔、袋装砂井或塑料排水板、隔离板桩或地下连续墙,开挖防震沟及限制打桩速率等辅助措施,以减少施工对周围环境的影响。

5.4 柔性桩施工


5.4.1 水泥土搅拌桩和旋喷桩的施工应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定。

5. 4 .2 水泥土搅拌桩施工尚应符合下列规定:
1 搅拌头翼片的枚数、宽度、与搅拌轴的垂直夹角、搅拌头的回转数,提升速度宜相互匹配,以确保加固深度范围内土体的任何一点均能经过20次以上的搅拌;
2 所使用的水泥均应过筛。喷浆(粉)量及搅拌深度应采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录;
3 搅拌头的直径应定期复核检查,其磨耗量不得大于10mm;
4 停浆(灰)面应高于桩顶设计标高300mm~500mm,开挖时应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除;
5 可采用提升或下沉喷浆(粉)的施工工艺,但必须确保全桩长上下至少再重复搅拌一次。

5.4.3 旋喷桩施工应符合下列规定:
1 旋喷桩的施工参数应根据土质条件、加固要求通过试验或根据工程经验确定,并应在施工中严格加以控制;单管法及双管法的高压水泥浆和三管法高医水的压力应大于20MPa;
2 水泥浆液的水灰比应按工程要求确定,可取0.8~1.5,宜采用1.0;
3 对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位,可采取复喷措施;
4 在施工过程中出现压力骤然下降.上升或冒浆异常时,应查明原因并及时采取措施;
5 旋喷桩施工完毕,应迅速拔出喷射管;为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程,必要时可在原孔位采取冒浆回灌或二次注浆等措施;
6 施工中应做好泥浆处理,并应及时将泥浆运出或在现场短期堆放后作土方运出。

5. 4. 4 水泥土搅拌桩和旋喷桩施工的垂直度偏差不得超过1%,桩位偏差不得大于150mm。

5.5 褥垫层施工


5.5.1 基坑开挖时应确保基坑内刚性桩和柔性桩桩体不受损坏应合理安排基坑挖土顺序和控制分层开挖的深度,挖出的土方不得堆置在基坑附近。

5. 5.2 基坑开挖后应及时铺设褥垫层。褥垫层铺设宜采用静力压实法,当基础地面下桩间土的含水量较小及褥垫层厚度大于300mm时,也可采用动力夯实法。

5. 5. 3 褥垫层的厚度、铺设范围和夯填度应符合设计要求。

6 质量检测


6.0.1 刚-柔性桩复合地基质量检测宜在施工结束28d后进行。

6.0.2 泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩和沉管灌注桩施工完毕后可采用低应变法、声波透射法、钻芯法等检测方法进行桩身完整性检测;混凝土预制桩施工完毕后可采用低应变法进行桩身完整性检测,检测数量宜由设计单位根据有关规范和地区经验确定。

6.0.3 水泥土搅拌桩和旋喷桩施工完毕后,可采用浅部开挖桩头法、钻芯法等检测方法进行桩身质量检测,检测数量宜由设计单位根据有关规范和地区经验确定。

6.0.4 施工过程中应随时检查施工记录及现场施工情况,并应对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。

6.0.5 基槽开挖后,应检查桩位、桩径、桩数、桩顶密实度及槽底土质情况。如发现漏桩、桩位偏差过大、桩头及槽底土质松软等质量问题,应采取补救措施。

6.0.6 基础施工前应对褥垫层的厚度和夯填度进行检测。

6. 0.7 复合地基承载力检测宜采用刚-柔性复合地基载荷试验或单桩复合地基载荷试验,也可采用单桩载荷试验。刚性桩载荷试验测数量宜为刚性桩总数的1.0%,且不应少于3点;柔性桩载荷试验检测数量宜为柔性桩总数的0.5%~1.0%,且不应少于3点。刚-柔性桩复合地基载荷试验中复合地基所包含的刚性桩和柔性桩面积置换率应与实际复合地基中所包含的刚性桩和柔性桩面积置换率相同。

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,在条件许可时首先应这样做的:
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 《建筑地基基础施工质量验收规范》GB 50202
3 《建筑地基处理技术规范》JGJ 79
4 《建筑桩基技术规范》 JGJ 94

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