高速公路夯实水泥土桩复合地基技术规范DB13／T 2950-2019.pdf

ICS 93.080 R 18 DB13 河北省地方标准 DB 13/T 2950 2019 高速公路 夯实水泥 土桩复合 地基技术 规范 2019-03-25 发布 2019-04-25 实施 河 北 省 市 场 监 督 管 理 局 发布 DB13/T 2950 2019 I 前 言 本标准 按照GB/T 1.1 2009 给出 的规 则起 草。本标准 由河 北省 交通 运输 厅提出 并归 口。本标准 起草 单位：河 北省 高速公 路管 理局、石 家庄 铁道大 学。本标准 主要 起草 人：刘建 奇、杨 广庆、熊 保林、张 勇、王 贺、王志 杰、蒲昌 瑜、孙 倩、刘伟 超、吕鹏。DB13/T 2950 2019 1 高 速公路 夯实水泥 土桩复 合地基技 术 规范 1 范围 本标准 规定 了高 速公 路夯 实水泥 土桩 复合 地基 的术 语和定 义、基本 规定、设 计 和施 工技 术要求、质量检 验。本标准 适用 于高 速公 路 夯 实水泥 土桩 复合 地基 技术，其它 等级 公路 可参 照执 行。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 规范 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日期的 引用 文件，仅 注日 期的版 本适 用于 本 文件。凡 是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包含 所有的 修改 单）适用 于本 文件。GB/T 50783 复 合地 基技 术规范 JTG C10 公路 勘测 规范 JTG/T D31-02 公路 软土 地基路 堤设 计与 施工 技术 细则 JTG F80/1 公 路工 程质 量 检验评 定标 准 JTG F90 公路 工程 施工 安 全技术 规范 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 夯实水 泥土 桩复 合地 基 composite foundation of rammed soil-cement pile 将水泥 和素 土按 一定 比例 拌和均 匀，夯填 到桩 孔内 形成具 有一 定强 度的 夯实 水泥土 桩，由夯 实 水泥土桩 和被 挤密 的桩 间土 形成的 复合 地基。3.2 夯实系 数rammed factor 桩体夯实 干 密度 与最 大干 密度的 比值。3.3 面积置 换 率 replacement ratio 复合地 基中 桩体 的横 截面 积与其 所分 担的 处理 面积 的比值。3.4 桩土应 力比 pile-soil stress ratio 复合地 基中 桩体 上的 平均 竖向应 力和 桩间 土上 的平 均竖向 应力 的比 值。4 基本规 定 DB13/T 29502019 2 4.1 进行夯 实水 泥土 桩复 合地 基设计 前应 对拟 建工 程场 地进行 岩土 工程 勘察；分析 地基土 层的 分 布 范围、分 层情 况、地 下水 及 其 PH 值、土 的含 水量、塑 性指数 和有 机质 含量 等；分析 荷 载大 小及 对地 基承载力和 变形 的技 术要 求等；并结 合工 程实 际情 况，分析 本 地区 相似 地质 条件 下公路 工程 的复 合地 基 处理经验 和使 用情 况。4.2 夯实水 泥土 桩复 合地 基适 用于处 理深 度一般 不超过10 m 在地 下水 位以 上为 黏 性土、粉土、粉 砂土、杂 土等 适合 成桩 并能 挤密的 地基。4.3 夯实水 泥土 桩可 采用 沉管、冲 击等 挤土 成孔 法施 工，也可采 用洛 阳铲、螺旋 钻 等非挤 土成 孔法 施工。4.4 对JTG/T D31-02 规 定应 作 变形验 算的 路堤，经 地基 处理后，在 施工 和使 用阶 段应进 行沉 降观 测，直到沉 降达 到稳 定为 止。5 设计 5.1 一般规 定 5.1.1 夯实水 泥土 桩处 理地 基的 深度，应根 据地质 条件、工 程要求 和成 孔及 夯实 设备 等因素 综合 确定，宜将桩 端选 在承 载力 较高 的持力 层。5.1.2 当桩端 下存 在软 弱下 卧层 时，应 按公 式（1）进行 软 弱下卧 层承 载力 验算。z cz zf P P（1）式中：Pz 软弱 下卧 层顶 面处 的附加 应力 值（kPa）；Pcz 软弱 下 卧 层顶 面处 的自重 应力 值（kPa）；fz 软弱 下卧 层顶 面处 的地基 承载 力特 征值（kPa）。5.1.3 在桩顶 与路 基填 料之 间应 设置垫 层，垫层 厚度 应不 小于300 mm，材料 可选 用 碎石、中粗 砂或石灰土。加 筋垫 层土 工合 成材料 应选 用耐 久性 好的 土工格 栅、土工 格室 等。5.1.4 夯实水 泥土 桩桩 身直 径宜 根据施 工工 具和 施工 方法 确定，宜 取 300 mm 600 mm。5.1.5 夯实水 泥土 桩桩 间距 应根 据地基 土的 特性、设计 对复 合地基 承载 力特 征值 及沉 降指标 的要 求 和施工工 艺等 因素 确定，桩 中心距 离不 宜大 于桩 径 的5 倍。布桩 时采 用正 方形 和正三 角形 的形 式时，桩中心距 离可 按 照 公式（2）、（3）计 算。正方形 时：dms.785.0（2）正三角 形时：dms.907.0（3）DB13/T 2950 2019 3 式中：s 桩中 心距 离（m）；d 桩身 直径（m）;m 面积置 换率，2 2/ed d m，de 为 一根桩 分担的 处理 地基 面 积的等 效圆直 径(m)，等 边 三角形布桩de=1.05s，正方 形布 桩de=1.13s。5.1.6 夯实水 泥土 桩的 桩身 强度 与加 固 时所 用的 水泥 品种、强度 等级、掺量 以及 被加 固土体 的性 质 等因素有 关。设计 时应 根据 室内水 泥土 配合 比试 验，合理选 取配 合比。夯 实水 泥土桩 的水 泥土 混合 料 配合比的 设计 应根 据工 程对 桩体强 度的 要求、土 料性 质、水 泥品 种和 强度 等级 确定。一般 取水 泥与 土 的体积比 为 1:5 1:8，7d 的 无侧限 抗压 强度 不宜 小 于1 MPa。5.2 承载力 计算 5.2.1 夯实水 泥土 桩复 合地 基承 载力特 征值，应 通过 现场 单桩或 多桩 复合 地基 载荷 试验确 定。复合 地基载荷 试验 及承 载力 特征 值取值 按 照 GB/T 50783 规 定的方 法进 行。5.2.2 单桩竖 向承 载力 特征 值 Ra 按照下 列方 法确 定：a)当用单 桩静 载荷 试验 确定 单桩竖 向承 载力 特征 值 Ra 时，应 将单 桩竖 向极 限承 载 力除以 安 全 系 数2.0。b)当无单 桩静 载荷 试验 资料 时，单 桩竖 向承 载力 特征 值 Ra 按照 公式（4）计算：nii sik p p pk aL q u A q R1（4）式中：、分别 为桩 端地 基土的 承载 力特 征值 及桩 侧土体 侧阻 力特 征值 修正 系数。考虑 到夯 实 水泥 土 桩的 施工 工艺 特点，挤 土 成孔 及成 桩时 对桩 端持 力 层和 桩周 围土 体产 生挤 密 作用。建 议=1.0、=1.0 1.1；qpk 桩端 持力 层的 端阻 力特征 值（kPa），可参 照 岩土工 程勘 察报 告确 定或 表1确定；Ap 桩截 面面 积（m2）；up 桩的 周长（m）；qsik 桩侧 第i 层土 的侧 阻力特 征值（kPa），可 参 照岩土 工程 勘察 报告 确定 或表2 确定；Li 第i 层土 的厚 度（m）。表1 夯实 水泥 土桩 桩端 阻 力特征 值 土 名 土的状态 桩端阻力特征值/kPa 桩入土深度5 m 桩入土深度10 m 粘性土 0.75 Il 1 100200 200 300 0.50 Il 75 210315 370 475 0.25 Il 0.50 425550 750 850 0 Il0.25 800900 1100 1200 粉 土 0.75 e 0.9 300500 500 700 e 0.75 600850 700 850 DB13/T 29502019 4 表 1 夯实 水泥 土桩 桩端 阻 力特征 值（续）土 名 土的状态 桩端阻力特征值/kPa 桩入土深度5 m 桩入土深度10 m 粉 砂 稍密 250 450 500700 中密、密实 425 500 700850 细 砂 中密、密实 600 700 9501050 中 砂 中密、密实 900 1000 1400 1500 粗 砂 中密、密实 1450 1600 2100 2300 砾 砂 中密、密实 1600 2650 表2 夯实 水泥 土桩 桩周 土侧阻 力特 征值 土名 土的状态 侧阻力特征值/kPa 填土 9 13 淤泥质土 9 13 粘性土 Il 1 1017 0.75 Il 1 1724 0.50 Il 75 2431 0.25 Il 0.50 3138 0 Il 0.25 3843 Il 0 4348 粉土 e 0.9 1020 0.75 e 0.9 2030 e 0.75 3040 粉细砂 稍密 1020 中密 2030 密实 3040 中砂 中密 2535 密实 3545 粗砂 中密 3545 密实 4555 砾砂 中密、密实 5565 5.2.3 夯实水 泥土 桩复 合地 基承 载力特 征值 可按 公式（5）计算：skpaspkf mARm f 1（5）式中：fspk 复合 地基 承载 力特 征值(kPa)；桩 间 土 承 载力 特 征 值修 正 系 数，采 用 非 挤 土成孔 时 可 取0.80 1.00，采用 挤 土 成 孔 时 可 取0.951.10；fsk 桩间 土的 承载 力特 征值（kPa），宜按 当地 经 验取值，亦 可取 天然 地基 承载力 特征 值。DB13/T 2950 2019 5 5.3 变形计 算 高速公 路夯 实水 泥土 复合 地基变 形计 算应 按JTG/T D31-02 中的 规定 执行。6 施工 6.1 施工准 备 6.1.1 施工前 应收 集并 熟悉 有关 施工图、工 程地 质勘 察报 告、必 要的 土工 试验 报告 等资料。6.1.2 施工前 应编 制施 工组 织设 计，主要 内容 应包 括：施 工 机械，人 员配 置，施 工顺 序，材料、备 品、备件供 应计 划，进度 计划，质量 控制，安 全保 证，环境保 护和 季节 性施 工技 术措施 等。6.1.3 施工场 区应 平整 密 实，地 上、地 下不 得有 阻碍 施工 的结构 物、植物 等。6.1.4 施工时 应根 据设 备的 数量、类型 和现 场条 件，在确 保安全 的前 提下 选用 最佳 流水作 业线。6.1.5 孔内 填料 质量、配 比、拌合均 匀性 应符 合设 计标 准，料 场应 设专 人负 责配 料。6.1.6 试验确 定合 理的 施工 工艺 流程及 有关 工艺 参数。6.2 成孔施 工 6.2.1 根据成 孔过 程中 是否 取土，可分 为排 土法 成孔 和挤 土法成 孔两 种。排土 成孔 在成孔 过程 中对 桩间土没 有扰 动，而挤 土成 孔则对 桩间 土有 一定 挤密 作用。有振 密和 挤密 效应 的地基 土应 选用 挤土 成孔。对 含水 量超 过24%，呈流 塑状，或含 水量 低 于 14%，呈坚 硬状 态的 地基 土宜 优先 选 用排 土成 孔。6.2.2 应优先 选用 机械 成孔，如 螺旋钻 孔、冲击、沉 管等。在场 地狭 窄、孔深 较浅、桩数 较少 或不具备机 械施 工条 件时，可 采用 洛 阳铲 成孔。6.2.3 场地应 平整，成 孔机 械应 保持垂 直稳 定，垂直 度偏 差不应 大于 孔深 的 1.5%；成孔中 心偏 差 不应超过 桩径 的 1/4；桩孔 直径不 应小 于设 计桩 径；桩孔深 度不 应小 于设 计深 度；桩 孔内 填料 前孔 底必须夯实（一 般不 得少 于 8 10 次）；并 做好 成孔 记 录。6.3 制备水 泥土 混合 料 6.3.1 水泥宜 采用 强度 等级 不低 于 32.5 级的 普 通硅 酸盐 水 泥或矿 渣水 泥，进场 水泥 应进行 强度 和安定性检 验，并具 有质 量合 格证。水泥 在储 存和 使 用 过程中 要做 好防 潮、防雨，严禁 使用 受潮、结 块、变质的 水泥。6.3.2 土料宜 采用 黏性 土、粉土、粉细 砂或 渣土，土 料中 的有机 物质 含量 不得 超 过5%，不 得含 有冻土或膨 胀土，使 用前 应过 孔径 为 10 mm20 mm 的筛。6.3.3 掺合料 确定 后，进 行配 合 比试验，用击 实试 验确 定 掺合料 的最 优佳 含水 量和 最大干 密度。对于重要工 程，在掺 合料 最佳 含水量 的状 态下，在 70.7 mm70.7 mm70.7 mm 试模中 试制 几种 配合 比的水泥土 试块，其 7d 无侧 限 抗压强 度试 验不 宜小 于 1MPa，若 不满 足，调整 配合 比。对 于一 般工 程，可采用水 泥：混合 料等 于 1：6(体 积比)试 配。6.3.4 水泥土 混合 料配 合比 应符 合设计 要求，现 场施 工 控 制含水 量为 最优 含水 量2%以内，如 土料水分过 多或 不足 时，应 晾 干或洒 水润 湿，并 应采 取 搅拌均 匀。当用 机械 搅拌 时，搅拌 时间 不应 少于3 DB13/T 29502019 6 min，当用 人工 拌合 时，拌 合次数 不应 少 于3 遍。拌 合好的 水泥 土要 及时 用完，随拌 随用，放 置时 间超过2 h 后 不宜 使用。6.4 夯实 施工 6.4.1 夯击前 应检 查成 孔直 径、孔深、垂直 度，孔 内的 虚土 和积水 情况 等，并对 孔底 夯击至 设计 标高。检查有 无空 洞等 异常 情况，对不 符合 成孔 质量 标准 的应进 行补 强加 固处 理。6.4.2 用标准 料斗 或运 料车 将拌 合好的 混合 料 分 层填 入桩孔，夯 实成 桩。每 层回 填料 厚度应 根据 夯 锤质量经 现场 夯填 试验 确定，一般 不宜 超 过300 mm，桩体的 夯实 系数 不应 小 于93%。6.4.3 成桩宜 采用 桩体 夯实 机，宜选用 梨形 或锤 底为 盘形 的夯锤，锤 体直 径与 桩孔 直径之 比宜 取0.70.8，锤 体质 量应 大 于 120 kg，夯 锤每 次提 升 高度不 应低 于900 mm。6.4.4 桩孔填 料前，应清 底并 夯 实，然后 根据 确定 的分 层 回填厚 度和 夯击 次数 逐次 填料夯 实。夯 实水泥土桩 施工 步骤 应为 成孔 分层 夯实 封顶 夯实。填料 频率 与落 锤频 率应 协调一 致，并应 均匀 填料，严禁突 击填 料。6.4.5 夯实水 泥土 桩作 业时，柱 锤应与 桩孔 中心 对中，下 落时呈 自由 落体 状态，其 深度允 许偏 差应 为500 mm。6.4.6 夯实水 泥土 桩施 工 过 程中，当遇 到缩 孔时，可 用硬 骨料夯 填消 除塌 孔影 响。6.4.7 夯实水 泥土 桩施 工桩 顶应 高出 设 计标 高 50 mm 100 mm。6.4.8 夯填成 桩施 工 时 应注 意以 下 事项：a)施工中 应保 持桩 机的 水平 度和导 向架 的垂 直度。b)填料前 应检 查孔 底是 否已 夯实及 孔口 堆土 是否 在距 孔口 0.5 m 以 外，避免 夯 击时掉 入孔 内 影响夯填 质量。c)在施工 过程 中加 强检 查，加强对 施工 现场 粉尘、噪 声、废 气的 监测 和监 控工 作，及 时采 取 措施消除 粉尘 等的 污染。7 质量检 验 7.1 夯实水 泥土 桩施 工过 程中 应随时 检查 施工 记录 和计 量记录，并应 对照 规定 的施 工工艺 对每 根 桩 进行质量 评定。7.2 夯实质 量的 检查，应 在成 桩过程 中随 时随 机抽 取，检验数 量应 由设 计单 位根 据工程 情况 提出 具 体要求。7.3 夯实系 数 的 检测 可在 夯实 水泥土 桩桩 体内 取样 测定 干密度 或以 轻型 圆锥 动力 触探击 数（N10）判断桩体 夯实 质量。7.4 夯实水 泥土 桩复 合地 基工 程验收 时，复合 地基 承载 力检验 应采 用单 桩复 合地 基竖向 抗压 载荷 试验。7.5 夯实水 泥土 桩复 合地 基质 量控制 按 表3 执 行。DB13/T 2950 2019 7 表3 夯实 水泥 土桩 复合 地基质 量控 制标 准 序号 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法 1 桩径 不小于设计值 用钢尺量 2 桩长 不小于设计值 测桩孔深度 3 土料有机质含量 5%焙烧法 4 含水量（与最优含水量比）2%烘干法 5 土料粒径 20 mm 筛分法 6 水泥质量 设计要求 查产品质量合格证书或抽样送检 7 桩顶标高 20 mm 8 桩位偏差 100 mm 用钢尺量 9 桩孔垂直度 1.5%用吊锤测钻杆、桩孔 夯实水泥土桩施工过程中应随时检查施工记录和计量记录，并应对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。检测频率由设计单位根据工程实际情况提出具体要求。