DB41 T 2314-2022 公路桥梁预应力混凝土管桩基础技术规程.pdf
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1、 ICS 93.080 CCS P 66 41 河南省地方标准 DB41/T 23142022 公路桥梁预应力混凝土管桩基础技术规程 2022-09-16 发布2022-12-14 实施河南省市场监督管理局发 布 DB41/T 23142022 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 地质勘察.2 5 管桩规格.3 6 管桩基础设计.3 7 管桩基础施工.7 8 质量检测与验收.10 附录 A(资料性)锤击法液压打桩锤锤重参数.14 DB41/T 23142022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结
2、构和起草规则的规定起草。本文件由河南省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位:河南安罗高速公路有限公司、河南省交通规划设计研究院股份有限公司、中交第二公路工程局有限公司、黑龙江农垦建工路桥有限公司、中铁十局集团有限公司。本文件主要起草人:吕维前、赵永伟、李明、李玉耀、郭付印、于彪彬、杨光亚、汪润新、赵志有、华升、王燕、陆新焱、李东峰、王洪明、郭敬业、于洋、杨青、桑建设、孟永旺、丁心香、叶洪波、刘文龙、苗有才、徐泽、刘柳、赵晨、高树勋、赵战涛、周聪、王延平、张杰、赵潇劼、陈家锋、刘帅伟、张文涛、李岩、郑磊、温馨、范晓东、温曜羽。DB41/T 23142022 1 公路桥梁预应力混凝土管桩基础技术规
3、程 1 范围 本文件规定了公路桥梁预应力混凝土管桩基础的地质勘察、管桩规格、设计、施工、质量检测与验收等。本文件适用于各等级公路桥梁预应力混凝土管桩基础。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 13476 先张法预应力混凝土管桩 GB 50021 岩土工程勘察规范 GB 50202 建筑地基基础工程施工质量验收标准 GB 50205 钢结构工程施工质量验收标准 GB 50661 钢结构焊接规范 JGJ 942008 建筑桩
4、基技术规范 JGJ 106 建筑基桩检测技术规范 JGJ/T 327 劲性复合桩技术规程 JGJ/T 330 水泥土复合管桩基础技术规程 JGJ/T 4062017 预应力混凝土管桩技术标准 JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG 3363 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG C202011 公路工程地质勘察规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 预应力混凝土管桩 采用离心和预应力工艺成型的圆环形截面的预应力混凝土桩(简称“管桩”)。桩身混凝土强度等级为C80及以上的管桩为高强混凝土(PHC)管桩,主筋配筋形式
5、为预应力钢棒和普通钢筋组合布置的高强混凝土管桩为混合配筋混凝土(PRC)管桩。3.2 贯入度 用落锤锤击管桩一定击数后,管桩进入土(岩)层中的深度。DB41/T 23142022 2 3.3 收锤标准 将桩端沉至设计要求时终止锤击的控制条件。4 地质勘察 一般要求 4.1 4.1.1 地质勘察应详细调查工程场地周围环境,查明地层分布、岩土分类、工程特征、水文地质条件、水和土对管桩及连接件的腐蚀性,以评价桥位处管桩的适用性。4.1.2 管桩基础地质勘察宜采用钻探与静力触探相结合的勘探方式。4.1.3 静力触探试验适用于软土、一般粘性土、粉土、砂土和含少量碎石的土,试验应符合 GB 50021、J
6、TG C202011 的规定。4.1.4 勘探孔的布置和数量应符合 JTG C202011 中 5.11.4 和 6.11.3 的规定,其中静力触探孔比例宜为 1/31/2,特大、大桥取大值。4.1.5 采用标准贯入试验需符合下列规定:勘探孔深度范围内的每一土层均应进行标准贯入试验,其中遇中密-密实砂层、硬塑-坚硬粘性土层、残积土层及全风化岩层时,宜沿深度方向每 2 m 测试一次,拟作为桩端持力层的土(岩)层宜每 1 m 测试一次;在拟作为桩端持力层的土(岩)层中进行标准贯入试验时,当锤击数已达到 50 击而贯入深度不足 30 cm 时,可终止试验。4.1.6 勘探孔深度应符合下列要求:达到设
7、计桩端平面以下 35 倍桩径,且不小于 3 m;外径不小于 800 mm 时,达到设计桩端平面 5 m 以下深度;持力层中存在软弱夹层时,穿透夹层;当遇断层破碎带时,钻穿断层破碎带进入相对稳定土层不小于 4 m;对膨胀土、遇水易软化岩石以及沉桩破坏岩土结构性且不易恢复的岩土层,达到桩端平面以下不小于 10 m。4.1.7 重要工程(设计安全等级为一级)场地应进行静力触探和钻探对比试验。勘察报告 4.2 4.2.1 管桩基础地质勘察报告应符合 GB 50021、JTG C202011 的规定,并根据任务要求、勘察阶段、工程特点和地质条件等情况编写。4.2.2 地质勘察报告应包括但不限于以下内容:
8、勘察目的、任务要求、依据的技术标准、勘察方法和勘察工作布置;对工程概况、场地、地形及地貌、高压架空线、地下管线和构筑物分布的描述;场地存在的不良地质现象对管桩稳定性影响的判断结论;场地的工程地质条件评价和地基土冻胀性、融沉性、湿陷性、膨胀性评价;岩土物理力学性能指标特征值,当桩端为黏性土、粉土时,提供高压固结曲线;静力触探、重型动力触探、标准贯入试验成果,静力触探成果包括实测贯入曲线;抗震设防区按地震烈度提供的液化土层分布和判定资料;场地地下水类型、稳定水位埋深、标高及其变化幅度;场地地下水、土对管桩腐蚀性评价的结论;桩端持力层选择和沉桩可行性评价;DB41/T 23142022 3 沉桩施工
9、对周围环境影响的评价;沉桩挤土效应评价;场地交通运输条件。5 管桩规格 管桩外径 5.1 桥梁用管桩基础宜选用的管桩外径为600 mm、700 mm、800 mm、1000 mm、1200 mm、1400 mm,具体外径和壁厚尺寸应根据桩基受力、施工工艺、地质条件等情况确定。主筋配筋形式 5.2 管桩按主筋配筋形式可以分为预应力高强混凝土(PHC)管桩和混合配筋预应力混凝土(PRC)管桩,其中PRC管桩用于对延性要求较高的结构。有效预压应力值 5.3 PHC管桩按桩身有效预压应力值分为A型、AB型、B型和C型,其对应桩身混凝土有效预压应力值分别为4 MPa、6 MPa、8 MPa和10 MPa
10、,分类标准应符合JGJ/T 4062017的规定。6 管桩基础设计 一般规定 6.1 6.1.1 管桩基础的设计应符合 JTG 3363、JGJ/T 4062017 的规定。6.1.2 桥梁用管桩基础管桩沉桩工艺分为锤击法、静压法、植入法。6.1.3 管桩的布置应符合 JGJ/T 4062017 中 5.1.3 和表 1 的规定。表1 管桩的最小中心距 土类与桩基情况 土层情况 排数不大于2排且桩 数不大于4根的管桩 排数不少于3排且桩 数不少于9根的管桩 其他情况 挤土桩 饱和粘性土 3.0 4.5 4.0 非饱和土、饱和非粘性土 3.0 4.0 3.5 部分挤土桩 饱和粘性土 3.0 4.
11、0 3.5 非饱和土、饱和非粘性土 3.0 3.5 3.0 非挤土植入桩 3.0 3.0 3.0 注1:当纵横向桩距不相等时,其最小中心距可按照“其他情况”一栏选取。注2:“部分挤土桩”指沉桩时采取引孔或应力释放孔等措施的管桩基础。注3:液化土、湿陷性土等特殊土,可适当减小桩距。注4:为管桩外径。6.1.4 同一群桩基础中,管桩直径、壁厚和桩端深度宜保持一致。6.1.5 管桩构造应符合 JGJ/T 4062017 中 5.3 的规定。6.1.6 管桩基础设计时,应根据承载力和变形控制的要求进行下列计算或验算:DB41/T 23142022 4 管桩基础的竖向抗压承载力和水平承载力计算;桩身强度
12、验算;桩身抗裂验算;桩基沉降计算。6.1.7 管桩基础按承载能力极限状态和正常使用极限状态验算时,其作用效应组合应符合 JTG D60 和下列规定:桩身强度验算采用作用基本组合和偶然组合;桩身抗裂验算采用作用频遇组合和准永久组合;桩基沉降计算时,基础底面的作用效应采用准永久组合效应,考虑的永久作用不包括混凝土收缩及徐变作用、基础变位作用,可变作用仅指汽车荷载和人群荷载。管桩受力计算 6.2 6.2.1 管桩与承台连接时,承台作用于桩顶的竖向力、水平力计算应符合 JGJ/T 4062017 中 5.2.1的规定。6.2.2 管桩单桩承载力验算应符合 JGJ/T 4062017 中 5.2.2 的
13、规定。6.2.3 管桩基础应通过单桩竖向抗压静载试验确定单桩竖向抗压承载力,试验应符合 JGJ 106 的规定,单桩竖向抗压承载力特征值的确定应符合 JGJ/T 4062017 中 5.2.4 的规定。6.2.4 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向抗压承载力特征值时,按照7.2.57.2.7 计算。6.2.5 锤击法或静压法管桩基础单桩竖向抗压承载力特征值按公式(1)(5)计算。=+1 (1)当/5时,=0.16/(2)当/5时,=0.8 (3)=4(2 12)(4)1=4 12 (5)式中:单桩竖向抗压承载力特征值,单位为千牛(kN);桩身外径周长,单位为米(m);与对
14、应的各土层与桩侧摩阻力特征值,宜按照工程地质勘察报告取值,当无当地经验值时,可按表2选用,单位为千帕(kPa);管桩穿越第i层土(岩)的厚度,单位为米(m);桩端处土的承载力特征值,宜按照工程地质勘察报告取值,当无当地经验值时,可按表3选用,单位为千帕(kPa);管桩桩身横截面面积,单位为平方米(m2);桩端土塞效应修正系数,对于闭口桩p=1;对于敞口管桩,按公式(2)、公式(3)计算;1管桩空心部分敞口面积,单位为平方米(m2);管桩桩端进入持力层的深度(不包括桩尖),单位为米(m);管桩外径,单位为米(m);1 管桩内径,单位为米(m)。DB41/T 23142022 5 表2 管桩侧摩阻
15、力特征值的经验值 qik 单位为千帕 土的名称 土的状态 桩侧摩阻力特征值的经验值 填土 1117 淤泥 711 淤泥质土 1117 黏性土 流塑 IL1 1223 软塑 0.75IL1 2332 可塑 0.5IL0.75 3240 硬可塑 0.25IL0.5 4049 硬塑 0IL0.25 4956 坚硬 IL0 5660 粉土 稍密 e0.9 1326 中密 0.75e0.9 2638 密实 e0.75 3851 粉细砂 稍密 10N15 1228 中密 15N30 2838 密实 N30 3851 中砂 中密 密实 15N30 N30 2742 4255 粗砂 中密 密实 15N30 N
16、30 4255 5567 砾砂 稍密 中密(密实)5N63.515 N63.515 3563 6779 圆砾、角砾 中密、密实 N63.510 80120 碎石、卵石 中密、密实 N63.510 100172 全风化岩 30N50 5092 强风化岩 N63.510 80172 注1:qik取值宜综合考虑桩长、土(岩)的标贯值、持力层岩土的性质、桩端进入持力层深度、终压或收锤标准等因素。注2:对于尚未完成自重固结的土类,不计算其侧摩阻力。注3:N为修正后的标准贯入击数,N63.5为重型圆锥动力触探锤击数。注4:软质岩可取中值低值,硬质岩可取中值高值。注5:IL为液性指数,e为土的天然孔隙比。D
17、B41/T 23142022 6 表3 管桩端阻力特征值的经验值 qrk 单位为千帕 土(岩)名称 土(岩)的状态 管桩入土深度 L9 m 9 mL16 m 16 mL30 m L30 m 粘性土 软塑 0.75IL1 120500 400800 7001100 8001100 可塑 0.5IL0.75 5001000 8001300 11001700 14002200 硬可塑 0.25IL0.5 9001400 14002000 16002200 22002600 硬塑 0IL0.25 15002300 23003300 33003600 36004100 粉土 中密 0.75e0.9 60
18、01000 8001300 11001600 15002000 密实 e0.75 9001600 13001800 16002200 22002600 粉砂 稍密 10N15 6001000 9001400 11001600 13001800 中密、密实 N15 8001300 13001800 18002700 23003300 细砂 中密、密实 N15 14002200 20002800 24003300 29003900 中砂 22003300 30003900 36004400 41005000 粗砂 31004100 41004700 47005500 52006000 砾砂 中密、
19、密实 N15 33005200 50005800 圆砾、角砾 N63.510 38005500 52006300 碎石、卵石 N63.510 44006000 58007100 全风化岩 30N50 33004400 强风化岩 N63.510 44006000 注1:N为修正后的标准贯入击数,N越大,qrk取值越大。注2:粘性土、砂土及碎石类土中桩的端阻力特征值取值,可综合考虑土的密实度、桩端进入持力层的深径比,土越密实,深径比越大,qrk取值越大。注3:当桩长20 d且桩端进入N50的非遇水易软化的强风化岩层,qrk可取高值。6.2.6 植入法管桩基础单桩竖向抗压承载力特征值按公式(6)计算
20、。=+(6)式中:桩端截面面积,不扩底时取钻孔底部截面积,扩底时取扩底部位截面积。6.2.7 桩端置于完整、较完整的岩层且桩端不扩底的植入法管桩基础,可根据岩石饱和单轴抗压强度按照公式(7)计算单桩竖向抗压承载力特征值。=+(7)式中:嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比、岩石软硬程度有关,可按 JGJ 942008 中表 5.3.9 取值;岩石饱和单轴抗压强度特征值,黏土岩取天然湿度单轴抗压强度特征值。6.2.8 管桩单桩水平承载力特征值应通过现场水平载荷试验确定,试验应符合 JGJ 106 的规定。6.2.9 当管桩的水平承载力由水平位移控制,且缺少单桩水平载荷试验资料时,除 A 型管桩
21、外,可按DB41/T 23142022 7 JGJ/T 4062017 中 5.2.11 的规定计算单桩水平承载力特征值。6.2.10 对于轴心受压的管桩基础,桩身混凝土强度验算应符合 JGJ/T 4062017 中 5.2.6 的规定。6.2.11 对于偏心受压管桩,正截面受压承载力验算应满足 JGJ/T 4062017 中 5.2.7 的规定,计算偏心受压管桩正截面受压承载力时,可不考虑偏心距的增大影响,管桩偏心受压时的承载力取值应满足JGJ/T 4062017 中附录 B 的规定。6.2.12 管桩桩身正截面受弯承载力计算、斜截面受剪承载力计算、受剪截面应符合 JGJ/T 4062017
22、的规定。6.2.13 管桩基础桩身抗裂验算时,荷载效应标准组合下混凝土不应产生裂缝。6.2.14 管桩基础的沉降计算应符合 JGJ 942008、JTG 3363 的规定,相邻墩台间不均匀沉降差值(不包括施工中的沉降)不应大于 5 mm。6.2.15 符合下列条件之一的管桩基础,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,桩顶力计算时应计入桩侧负摩阻力:桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性黄土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时;桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载,或地面大面积堆载(包括填土)时;由于降低地下水位,使桩周土有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。管桩连接构造 6.3 6.3
23、.1 管桩上下节拼接应符合 JGJ/T 4062017 中 5.3.8 的规定。6.3.2 管桩桩尖应符合 JGJ/T 4062017 中 5.3.9 的规定。6.3.3 管桩顶部与承台连接处的填芯混凝土应符合 JGJ/T 4062017 中 5.3.10 的规定。6.3.4 管桩与承台连接需符合下列规定:管桩桩顶嵌入承台内的深度宜为 50 mm100 mm;采用桩顶填芯混凝土内插钢筋与承台连接,对于没有截桩的桩顶,可采用桩顶填芯混凝土内插钢筋和在桩顶端板上焊接钢板与钢筋相结合的方式;对于受压桩,连接钢筋配筋率按桩外径实心截面计算不小于 0.6%,数量不少于 6 根,连接钢 筋插入管桩内的长度
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