钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程

JG江苏省工程建设推荐性技术规程苏JG/T024-2007钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程TechnicalspecificationforT-shapedbidirectionaldeepmixingcolumncompositefoundation发布日期：2007-07-01有效截止日期：2010-07-01江苏省建设厅审定发布江苏省建设厅关于发布《SMC劲性复合桩技术规程》、《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》的公告第2号现批准《SMC劲性复合桩技术规程》、《钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术规程》为江苏省工程建设推荐性技术规程，编号分别为苏JG/T023-2007、苏JG/T024-2007，自2007年7月1日起实施。该推荐性技术规程和标准设计图集由江苏省工程建设标准站组织发行。江苏省建设厅二OO七年六月十五日印发：各省辖市建设局（委）、建工局，厅有关处室，省建设工程设计施工图审核中心，省建设工程质量监督总站。前言钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术是东南大学岩土工程研究所经过多年研究开发的地基处理新技术，并获得了国家发明专利（专利号：200410065862，200410065861）。该技术已广泛应用于高速公路和市政工程，其科学性、先进性和经济性已在工程中得到证明。为进一步推广应用该技术，东南大学岩土工程研究所等单位在总结经验的基础上，结合该技术的发展应用现状编制了该规程。由于钉形水泥土双向搅拌桩复合地基技术为一项新技术，有待积累经验。在执行本规程过程中，请注意总结经验并积累资料，如发现有需要修改和补充之处，请将意见反馈到东南大学岩土工程研究所或江苏省建筑科学研究院有限公司，以便修订时参考。主编单位：东南大学岩土工程研究所江苏省建筑科学研究院有限公司江苏省高速公路建设指挥部主编起草人：刘松玉朱志铎胡明亮刘义怀张善张小平周友根高乔明方巍席培胜孙鹤宋宁生储海岩宫能和冯锦林刘锦平杜广印目次1总则………………………………………………………（1）2术语、符号………………………………………………（2）2.1术语………………………………………………（2）2.2符号………………………………………………（3）3设计……………………………………………………（5）3.1一般规定……………………………………………（5）3.2材料…………………………………………………（6）3.3设计计算……………………………………………（6）4施工……………………………………………………（14）4.1施工准备……………………………………………（14）4.2钉形水泥土双向搅拌桩施工………………………（16）5质量检查及验收…………………………………………（19）5.1成桩质量检查………………………………………（19）5.2桩身质量检测………………………………………（19）5.3承载力检测…………………………………………（20）5.4质量检测标准………………………………………（20）5.5工程质量验收………………………………………（21）附录1本规程用词说明……………………………………（23）附录2钉形水泥土双向搅拌桩机型号、规格……………（24）附录3变形计算算例………………………………………（25）附录4对称边载效应系数…………………………………（27）附录5钉形水泥土双向搅拌桩现场记录表………………（30）附录6钉形水泥土双向搅拌桩施工监理原始记录表……（31）附录7钉形水泥土双向搅拌桩施工监理汇总表…………（32）附录8钉形水泥土双向搅拌桩现场开挖目(量)测情况记录表………………………………………………（33）附录9钉形水泥土双向搅拌桩现施工现场检测记录表…（34）11总则1.0.1为了使钉形水泥土双向搅拌桩复合地基新技术在设计和施工中做到科学适用、技术先进、质量保证、经济合理、保护环境，特制定本规程。1.0.2本规程适用于交通、市政和港口码头等大面积软土地基处理的钉形水泥土双向搅拌桩复合地基的设计、施工和质量检验。其它工程的地基处理可参考使用。1.0.3钉形水泥土双向搅拌桩复合地基设计必须坚持因地制宜的原则，综合考虑场地工程地质条件、上部结构类型、荷载大小和性质等因素，精心设计，以保证构筑物或建筑物的安全和正常使用。1.0.4钉形水泥土双向搅拌桩复合地基施工必须贯彻“百年大计，质量第一”的原则，根据设计要求及工程具体情况精心编制施工组织设计，精心施工，确保工程质量。1.0.5本规程适合于500~1500mm直径的钉形水泥土双向搅拌桩复合地基。1.0.6采用钉形水泥土双向搅拌桩技术除执行本规程外，尚应符合国家现行有关强制性标准的规定，如下：《岩土工程勘察规程》GB50021-2001《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002《土工试验方法标准》GB/T50123-1999《公路路基施工技术规范》JTGF10-2006《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB20202-20022术语、符号2.1术语2.1.1钉形水泥土双向搅拌桩T-shapedbidirectionaldeepmixingcolumn在水泥土搅拌桩成桩过程中，由动力系统分别带动安装在同心钻杆上的内、外两组搅拌叶片同时正、反向旋转搅拌，通过搅拌叶片的伸缩使桩身上部截面扩大而形成的类似钉子形状的水泥土搅拌桩。2.1.2复合地基compositesubgrade,compositefoundation指部分土体被增强或置换形成增强体，由增强体及其周围土体共同承担荷载的地基。2.1.3水泥土cement-soil由水泥浆液和地基土充分搅拌后，经水化和化学反应后形成的增强体。2.1.4双向搅拌工艺bidirectionalmixingtechnique采用同心双轴钻杆，在内钻杆上设置正向旋转叶片并设置喷浆口，在外钻杆上安装反向旋转叶片，通过外杆上叶片反向旋转过程中的压浆作用和正反向旋转叶片同时双向搅拌水泥土的作用，阻断水泥浆上冒途径，把水泥浆控制在两组叶片之间，保证水泥浆在桩体中均匀分布和搅拌均匀，确保成桩质量的施工方法。2.1.5地基承载力特征值characteristicvalueofsubgradebearingcapacity指由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值，其最大值为比例界限值。2.1.6地基变形容许值allowablesubsoildeformation为保证构筑物正常使用而确定的变形控制值。22.1.7面积置换率displacementratioofarea复合地基增强体（桩）截面面积与所分担的处理地基面积之比。2.2符号2.2.1作用和作用效应pkf——桩体单位截面积承载力特征值；skf——桩间土承载力特征值；kcuf,——与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土试块（边长70.7mm的立方体）的90天龄期的无侧限抗压强度平均值；spkfk——复合地基承载力特征值；aR——单桩竖向承载力特征值；kP——相应于荷载标准效应组合时，桩顶处的平均压力值；pbq——桩端地基土承载力特征值；paq——变截面处地基土承载力特征值；siq——第i层桩周土的摩擦力特征值。2.2.1几何参数1pA——钉形桩扩大头截面积；2pA——钉形桩下部桩体截面积；D——钉形桩扩大头直径；d——钉形桩下部桩体直径；H——钉形桩扩大头高度；S——钉形桩复合地基桩间距；1m——钉形桩扩大头部分面积置换率；2m——钉形桩下部桩体面积置换率；1pu——钉形桩扩大头部分桩截面周长；2pu——钉形桩下部桩体截面周长；341n——钉形桩扩大头深度范围内土体分层数；2n——钉形桩下部桩体深度范围内土体分层数。桩体桩间距S下部桩径d扩大头直径D扩大头高度H桩长h图2.1钉形水泥土双向搅拌桩构造图2.2.3土性参数sE——土的压缩模量。2.2.4水泥土性参数c——水泥土的粘聚力；——水泥土的内摩擦角；pE——水泥土压缩模量。2.2.5计算系数1——扩大头“翼缘”下地基承载力修正系数；2——桩端地基承载力修正系数；1——扩大头部分桩身强度折减系数；2——扩大头以下部分桩身强度折减系数；——桩间土承载力折减系数；s——变形计算经验系数；——对称边载效应系数。3设计3.1一般规定3.1.1钉形水泥土双向搅拌桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土、软粘性土及无流动地下水的松散砂土等软弱地基。3.1.2钉形水泥土双向搅拌桩处理泥炭土、有机质土、塑性指数大于25的粘性土和地下水具有腐蚀性时必须通过现场试验确定其实用性后，方可采用。3.1.3钉形水泥土双向搅拌桩桩长应根据变形要求确定，宜穿透软土层。处理深度不宜超过25m。3.1.4钉形水泥土双向搅拌桩复合地基设计前，应具备以下基本资料：3.1.4.1岩土工程勘察资料应按照现行国家标准《岩土工程勘察规程》GB50021-2001或现行行业标准《公路工程地质勘察规范》JTJ064-98进行岩土工程勘察并提供勘察报告，内容包括：（1）场地工程钻孔位置图、工程地质剖面图；（2）场地各土层物理力学指标、承载力特征值和～ep曲线；（3）标准贯入试验、静力触探试验和十字板试验等原位测试资料；（4）据相关试验分析提供土层桩侧阻力特征值和不排水抗剪强度特征值；（5）水文地质资料，包括地下水类型、水位标高或埋深、地下水对水泥土是否具有腐蚀性等；（6）场地的抗震设计条件，包括场地土的类型、场地类别、地基土的液化判别。3.1.4.2工程场地和环境条件的有关资料5（1）工程场地总平面图，包括交通设施、高压架空线、地下管线和地下构筑物分布等；（2）相邻建（构）筑物安全等级、基础型式及埋设深度；（3）水、电及材料供应条件等。3.1.4.3建（构）筑物的有关资料（1）建（构）筑物的总平面布置图；（2）建（构）筑物基础平面图和剖面图；（3）设计要求的承载力和变形控制值；（4）对应于荷载效应标准组合时的基底压力和对应于荷载效应准永久组合时的基底压力。3.1.4.4施工条件的有关资料（1）施工机械的设备条件、动力条件；（2）施工机械的进出场及现场运行条件。3.2材料3.2.1钉形水泥土双向搅拌桩所用水泥种类需要和加固的土质相适应，一般情况下，当水泥土搅拌桩的桩体强度大于1.5MPa时，应选用强度等级在42.5以上的水泥；桩体强度小于1.5MPa时，选用强度等级32.5以上水泥；当需要水泥土搅拌桩桩体有较高的早期强度时，宜选用普通硅酸盐水泥和波特兰水泥。3.2.2应根据不同土质条件和工程要求通过试验确定选用的外加剂种类和掺量。外加剂种类主要有木质素磺酸钙、石膏、三乙醇胺等。3.2.3钉形水泥土双向搅拌桩水泥土强度标准值，宜采用90天龄期的无侧限抗压强度平均值。3.3设计计算3.3.1钉形水泥土双向搅拌桩设计计算按照复合地基要求计算，并进行地基变形验算。63.3.2钉形水泥土双向搅拌桩除在基础范围内布置外，对有边坡工程的尚应在坡脚线外增设一排桩。3.3.3钉形水泥土双向搅拌桩的扩大头高度宜不大于桩长的。3/13.3.4钉形水泥土双向搅拌桩的下部桩径不宜小于500mm，上、下桩径比（）宜在1.8～2.4之间。也可由下式确定：dD/dD/pappinisikakaqAAhquRRdD)(2111121（3—1）扩大头高度：11niihH对称边载效应系数：ctgKsv2)245(10（3—2）式中：sv为桩周土体竖向应力（kPa）；0K为静止土压力系数；c为水泥土的粘聚力（kPa）；为水泥土的内摩擦角（）；式中符号意义同式（3—4），也可由附表四查表得出。3.3.5钉形水泥土双向搅拌桩复合地基的桩间距应根据复合地基的承载力、建（构）筑物允许沉降量、土性、施工工艺等确定，宜取1.8m～2.4m。3.3.6钉形水泥土双向搅拌桩复合地基在路堤荷载下可不设置褥垫层，在刚性基