1、 内容与适用范围
1.1 为了在粉喷桩的设计、施工、监理和质量检验中贯彻执行国家的
技术经济政策,做到技术先进,经济合理,安全适用,确保质量,特制定本规程。
1.2 本规程适用于工业与民用建筑、市政、道路、港口及地下挡土构
筑物等软土地基处理的设计、施工、监理及质量检验。
1.3 采用粉喷桩进行地基处理的工程,除应执行本规程外,尚应符合
国家现行的有关规范及标准。
1.4 经粉喷桩处理后的地基基础设计,应按照国家规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定执行。
2、 采用的规范及标准
GB50007 建筑地基基础设计规范
JGJ79-2002 建筑地基处理技术规范
GBJ225 软土地基深层搅拌加固法技术规程
3、 术语
3.1粉喷桩
粉喷桩是粉体喷射搅拌法施工而成的桩,是深层搅拌法中干法施工而加固成的一种介于刚性桩与柔性桩之间,具有一定压缩性的桩。它利用水泥或石灰等材料为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和,利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质复合地基或挡土构筑物。
粉喷桩的施工具有无噪音、无震动、无环境污染和费用低等优点。
4、 基本规定
4.1 粉喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且承载力特征值不大于120Kp a 的粘性土等地基,处理深度小于18米。当处理泥炭土或者地下水具有侵蚀性时,宜通过实验确定其实用性,冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。
4.2 确定处理方案前,应完成下列工作:
1). 搜集处理场地的详细工程地质勘察资料(包括处理范围内填土组成与厚度、软土分布范围及土的物理力学性能、有机质含量及地下水侵蚀性分析等)和地基基础设计资料(包括基础平面图、基础剖面图及荷载分布图或者地下挡土构筑物条件等)。
2). 根据工程要求,明确地基处理目的、范围和处理后要求达到的各项指标等。
4.3 粉喷桩设计前,应进行室内试验,针对现场地基土的性质,选择合理的固化剂及外加剂,为设计提供各种配比的强度参数。固化剂可采用水泥,也可用其他有效固化材料,掺入比λ一般为10%~15%[λ=(掺入固化剂量∕被处理软土重量)*100%]并根据需要可选用早强、缓凝、减水等外加剂。加固后土(即桩身)强度值宜取90天龄期试块(边长70.7mm 的立方体) 的无侧限抗压强度。
4.4 施工中应有专人负责质量控制和检测, 并做好施工记录. 当出现异常情况时, 须及时会同有关部门协商解决. 施工结束后按照本规程进行工程质量检验。
5. 设计
5.1 粉喷桩复合地基承载力特征值, 应通过现场载荷试验确定, 也可按照下式(1)进行估算:
f spk =(mRa ) ∕(Ap )+β(1-m)fsk ………………………………(1) 上式中:
f spk ---复合地基承载力特征值(Kpa );
m---面积置换率(%)
A p ---桩的截面积(m2)
f sk ---桩间天然地基土承载力特征值(Kpa )(取有效桩长范围内加权平均
值);
β---桩间土承载力折减系数
桩端土为软土时, 可取0.6—0.95,
桩端土为硬土时, 可取0.2—0.5
不考虑桩间土作用时,可取0;
R a ---单桩竖向承载力特征值, 应通过现场载荷试验确定;
初步设计时可按照下式(2)计算, 并应同时满足下式(3)的要求, 应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于) 由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力:
R a =μp ∑q si L i +αq p A p --------------------------------------------(2)
i =1n
R a =ηf cu A p -----------------------------------------------------------(3)
其中: fcu ---与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土在标准养护条件下90d 龄期试块的无侧限抗压强度平均值(Kpa );
η---桩身强度折减系数(一般取0.25~0.33)
q si ---桩周第I 层土的侧摩阻力特征值。以工程地质勘察报告为准。也
可参照以下数值:对淤泥取4~7 Kpa ; 对淤泥质土取6~12 Kpa ; 对于软塑状态粘性土取10~15 Kpa ;对可塑状态粘性土取12~18 Kpa ; L i ---桩长范围内第i 层土的厚度;
q p ---桩端天然地基土未经修正的承载力特征值(Kpa );
α---桩端天然地基土的承载力折减系数;可取0.4~0.6;承载力高时
取小值。
5.2粉喷桩复合地基的桩土应力演算
因粉喷桩的压缩比周围的软土压缩性小,在压缩变形相一致
的情况下,粉喷桩上产生应力集中现象。复合地基应力按照下列方法计算:
必须满足:σp ≤Ap ----------------------------(4)
σs ≤f spk --------------------------------(5)
σp ≤σo μp ---------------------------(6)
σs ≤σp μs ---------------------------(7)
上式中:σo -----------建筑物作用下基底压应力(Kpa );
σp -----------建筑物作用下桩下压应力(Kpa );
σs -----------建筑物作用下桩间土压应力(Kpa );
其中:μp =N +(N −1) m >1----------------------------(8)
μs=+(N −1) m
上式中:μp ---------------应力集中系数
μs ---------------应力减少系数
N-----------------桩土应力分担比,一般N=3~5,有条件时
以实测为准;
m-----------------面积置换率(%);
5.3粉喷桩平面布置可根据上部建筑物对变形的要求,采用柱状、壁
状、格栅状和块状等处理形式。
柱状处理可采用正方形、矩形或等边三角形。其桩数按照下式计算: n=Ap ---------------------------------------------(10)
其中:n--------桩数(根)
m--------面积置换率(%)
A p -------桩的截面积(m2)
A--------基础底面积(m2)
注:当粉喷桩在基础平面内单行排列时,面积置换率m 不宜大于20%,
且桩距不大于3倍桩径。
5.4粉喷桩复合地基在下列任意一种情况下均应进行软弱下卧层演
算:(1) 桩长未穿越软土层时;
(2) 置换率较大(一般m>20%), 且不是单行排列时;
可将粉喷桩与桩间土视为一个假象的实体基础,用下式进行软弱下卧层计算:
P b =fspkA +G −Asqs −fsk (A −A 1) A 1
其中:
P b ------------假象实体基础底面压力(Kpa );
q s ------------桩周土平均摩擦力(Kpa );
G-------------假象基础实体自重(KN);
A s ------------假象基础的侧表面积(m2)
A l -----------假象基础的底面积(m2)
f az ------------假象实体基础底面表高处经深度修正后的地基
承载力特征值
f spk ----------复合地基承载力特征值(Kpa );
f sk ------------桩间天然地基土承载力特征值(Kpa )(取有效桩长
范围内加权平均值);
A------------基础底面积(m2)
5.5粉喷桩复合地基的变形,包括复合土层的压缩变形和桩端以下未处理土层的压缩变形。复合土层的压缩变形值可根据上部荷载、桩长、桩身强度等按照经验取20~30mm。桩端以下未处理土层的压缩变形值应按照《建筑地基处理技术》JGJ79-2002第11.2.9条规定执行。
5.6 粉喷桩壁状布桩用于地下临时挡土结构时, 可按照重力式挡土墙设计。为了加强整体性, 相邻桩搭接长度宜大于100mm 。
5.7 施工图中应有桩位平面图(包括与建筑物轴线的关系, 间距尺寸等), 桩身剖面图(包括桩径, 桩长, 室内外高差, 停灰面以及与基础的关系等有关尺寸和标高) 。在说明中应交待对固化剂掺入量, 固化剂质量要求及对桩的检验要求等。
5.8 粉喷桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层, 褥垫层厚度可取
200~300mm。褥垫层材料可选用中砂, 粗砂及级配砂石等, 且最大粒径不超过20mm 。
6. 施工
6.1 施工场地事先应“三通一平” 。场地低洼时应回填素土夯实, 压实系数λc 不小于0.94, 且不得夹杂砖, 瓦, 石块等, 基础底面以上应预留不小于500mm 厚土层。粉喷桩施工到设计标高, 开挖基槽时, 应将基础底面以上的桩段人工凿除。
6.2 施工前必须做好施工机具准备, 进行机械组装和试运转, 并编制施工组织设计。
6.3 施工中所测放的轴线和桩位, 经复核后应妥善保护。
6.4 施工所用的固化剂和外加剂, 必须经过检验, 合格后才可使用。堆放应便于运输, 并确保防雨, 防潮。
6.5 工程施工前, 必须做1~3根工艺性试桩, 以掌握施工现场的制桩技术参数, 可作为工程桩的施工依据。
6.6 粉喷桩施工必须严格遵守下列规定:
(1) 钻机钻前应检查钻机是否水平, 垂直; 各种管路是否畅通, 如有堵塞, 应及时排除。
(2) 钻头钻至设计加固深度前1米处, 应立即开启粉喷机, 确认达到
加固深度后方可提升钻杆。
(3) 整个制桩过程应确保边喷灰, 边搅拌, 边提升的连续作业。钻杆提升阶段不允许断灰, 如断粉应进行补灰, 补灰时重叠长度不小于500mm, 并做好记录。
(4) 粉喷桩施工一般应采用二次成桩工艺。
(5) 固化剂应计量, 误差在4%以内, 并做好记录。
(6) 桩位垂直偏差不得大于1%,桩位水平偏差不得大于50mm 。
(7) 钻头提升设计停灰面标高时。关闭纷喷机,钻头原位旋转30s, 才允许继续提升地面。
(8) 必须严格按照工艺设计选定的操作参数及线路进行施工,未经
工地技术主管人员签证,不得随意变更。
6. 质量检验
见《建筑地基处理技术规范》11.4
补充一点,基槽开挖后检验桩位、桩数及桩头强度。桩头强度一般可用φ16,长度20mm 的平头钢筋,垂直放在桩头,如用人工能压入100mm(龄期28天) ,表明桩头质量有问题,可由设计部门提出处理意见。
By : 2003-11-28
1、 内容与适用范围
1.1 为了在粉喷桩的设计、施工、监理和质量检验中贯彻执行国家的
技术经济政策,做到技术先进,经济合理,安全适用,确保质量,特制定本规程。
1.2 本规程适用于工业与民用建筑、市政、道路、港口及地下挡土构
筑物等软土地基处理的设计、施工、监理及质量检验。
1.3 采用粉喷桩进行地基处理的工程,除应执行本规程外,尚应符合
国家现行的有关规范及标准。
1.4 经粉喷桩处理后的地基基础设计,应按照国家规范《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002的有关规定执行。
2、 采用的规范及标准
GB50007 建筑地基基础设计规范
JGJ79-2002 建筑地基处理技术规范
GBJ225 软土地基深层搅拌加固法技术规程
3、 术语
3.1粉喷桩
粉喷桩是粉体喷射搅拌法施工而成的桩,是深层搅拌法中干法施工而加固成的一种介于刚性桩与柔性桩之间,具有一定压缩性的桩。它利用水泥或石灰等材料为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械在地基深处就地将软土和固化剂强制拌和,利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的优质复合地基或挡土构筑物。
粉喷桩的施工具有无噪音、无震动、无环境污染和费用低等优点。
4、 基本规定
4.1 粉喷桩适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且承载力特征值不大于120Kp a 的粘性土等地基,处理深度小于18米。当处理泥炭土或者地下水具有侵蚀性时,宜通过实验确定其实用性,冬季施工时应注意负温对处理效果的影响。
4.2 确定处理方案前,应完成下列工作:
1). 搜集处理场地的详细工程地质勘察资料(包括处理范围内填土组成与厚度、软土分布范围及土的物理力学性能、有机质含量及地下水侵蚀性分析等)和地基基础设计资料(包括基础平面图、基础剖面图及荷载分布图或者地下挡土构筑物条件等)。
2). 根据工程要求,明确地基处理目的、范围和处理后要求达到的各项指标等。
4.3 粉喷桩设计前,应进行室内试验,针对现场地基土的性质,选择合理的固化剂及外加剂,为设计提供各种配比的强度参数。固化剂可采用水泥,也可用其他有效固化材料,掺入比λ一般为10%~15%[λ=(掺入固化剂量∕被处理软土重量)*100%]并根据需要可选用早强、缓凝、减水等外加剂。加固后土(即桩身)强度值宜取90天龄期试块(边长70.7mm 的立方体) 的无侧限抗压强度。
4.4 施工中应有专人负责质量控制和检测, 并做好施工记录. 当出现异常情况时, 须及时会同有关部门协商解决. 施工结束后按照本规程进行工程质量检验。
5. 设计
5.1 粉喷桩复合地基承载力特征值, 应通过现场载荷试验确定, 也可按照下式(1)进行估算:
f spk =(mRa ) ∕(Ap )+β(1-m)fsk ………………………………(1) 上式中:
f spk ---复合地基承载力特征值(Kpa );
m---面积置换率(%)
A p ---桩的截面积(m2)
f sk ---桩间天然地基土承载力特征值(Kpa )(取有效桩长范围内加权平均
值);
β---桩间土承载力折减系数
桩端土为软土时, 可取0.6—0.95,
桩端土为硬土时, 可取0.2—0.5
不考虑桩间土作用时,可取0;
R a ---单桩竖向承载力特征值, 应通过现场载荷试验确定;
初步设计时可按照下式(2)计算, 并应同时满足下式(3)的要求, 应使由桩身材料强度确定的单桩承载力大于(或等于) 由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力:
R a =μp ∑q si L i +αq p A p --------------------------------------------(2)
i =1n
R a =ηf cu A p -----------------------------------------------------------(3)
其中: fcu ---与搅拌桩桩身加固土配比相同的室内加固土在标准养护条件下90d 龄期试块的无侧限抗压强度平均值(Kpa );
η---桩身强度折减系数(一般取0.25~0.33)
q si ---桩周第I 层土的侧摩阻力特征值。以工程地质勘察报告为准。也
可参照以下数值:对淤泥取4~7 Kpa ; 对淤泥质土取6~12 Kpa ; 对于软塑状态粘性土取10~15 Kpa ;对可塑状态粘性土取12~18 Kpa ; L i ---桩长范围内第i 层土的厚度;
q p ---桩端天然地基土未经修正的承载力特征值(Kpa );
α---桩端天然地基土的承载力折减系数;可取0.4~0.6;承载力高时
取小值。
5.2粉喷桩复合地基的桩土应力演算
因粉喷桩的压缩比周围的软土压缩性小,在压缩变形相一致
的情况下,粉喷桩上产生应力集中现象。复合地基应力按照下列方法计算:
必须满足:σp ≤Ap ----------------------------(4)
σs ≤f spk --------------------------------(5)
σp ≤σo μp ---------------------------(6)
σs ≤σp μs ---------------------------(7)
上式中:σo -----------建筑物作用下基底压应力(Kpa );
σp -----------建筑物作用下桩下压应力(Kpa );
σs -----------建筑物作用下桩间土压应力(Kpa );
其中:μp =N +(N −1) m >1----------------------------(8)
μs=+(N −1) m
上式中:μp ---------------应力集中系数
μs ---------------应力减少系数
N-----------------桩土应力分担比,一般N=3~5,有条件时
以实测为准;
m-----------------面积置换率(%);
5.3粉喷桩平面布置可根据上部建筑物对变形的要求,采用柱状、壁
状、格栅状和块状等处理形式。
柱状处理可采用正方形、矩形或等边三角形。其桩数按照下式计算: n=Ap ---------------------------------------------(10)
其中:n--------桩数(根)
m--------面积置换率(%)
A p -------桩的截面积(m2)
A--------基础底面积(m2)
注:当粉喷桩在基础平面内单行排列时,面积置换率m 不宜大于20%,
且桩距不大于3倍桩径。
5.4粉喷桩复合地基在下列任意一种情况下均应进行软弱下卧层演
算:(1) 桩长未穿越软土层时;
(2) 置换率较大(一般m>20%), 且不是单行排列时;
可将粉喷桩与桩间土视为一个假象的实体基础,用下式进行软弱下卧层计算:
P b =fspkA +G −Asqs −fsk (A −A 1) A 1
其中:
P b ------------假象实体基础底面压力(Kpa );
q s ------------桩周土平均摩擦力(Kpa );
G-------------假象基础实体自重(KN);
A s ------------假象基础的侧表面积(m2)
A l -----------假象基础的底面积(m2)
f az ------------假象实体基础底面表高处经深度修正后的地基
承载力特征值
f spk ----------复合地基承载力特征值(Kpa );
f sk ------------桩间天然地基土承载力特征值(Kpa )(取有效桩长
范围内加权平均值);
A------------基础底面积(m2)
5.5粉喷桩复合地基的变形,包括复合土层的压缩变形和桩端以下未处理土层的压缩变形。复合土层的压缩变形值可根据上部荷载、桩长、桩身强度等按照经验取20~30mm。桩端以下未处理土层的压缩变形值应按照《建筑地基处理技术》JGJ79-2002第11.2.9条规定执行。
5.6 粉喷桩壁状布桩用于地下临时挡土结构时, 可按照重力式挡土墙设计。为了加强整体性, 相邻桩搭接长度宜大于100mm 。
5.7 施工图中应有桩位平面图(包括与建筑物轴线的关系, 间距尺寸等), 桩身剖面图(包括桩径, 桩长, 室内外高差, 停灰面以及与基础的关系等有关尺寸和标高) 。在说明中应交待对固化剂掺入量, 固化剂质量要求及对桩的检验要求等。
5.8 粉喷桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层, 褥垫层厚度可取
200~300mm。褥垫层材料可选用中砂, 粗砂及级配砂石等, 且最大粒径不超过20mm 。
6. 施工
6.1 施工场地事先应“三通一平” 。场地低洼时应回填素土夯实, 压实系数λc 不小于0.94, 且不得夹杂砖, 瓦, 石块等, 基础底面以上应预留不小于500mm 厚土层。粉喷桩施工到设计标高, 开挖基槽时, 应将基础底面以上的桩段人工凿除。
6.2 施工前必须做好施工机具准备, 进行机械组装和试运转, 并编制施工组织设计。
6.3 施工中所测放的轴线和桩位, 经复核后应妥善保护。
6.4 施工所用的固化剂和外加剂, 必须经过检验, 合格后才可使用。堆放应便于运输, 并确保防雨, 防潮。
6.5 工程施工前, 必须做1~3根工艺性试桩, 以掌握施工现场的制桩技术参数, 可作为工程桩的施工依据。
6.6 粉喷桩施工必须严格遵守下列规定:
(1) 钻机钻前应检查钻机是否水平, 垂直; 各种管路是否畅通, 如有堵塞, 应及时排除。
(2) 钻头钻至设计加固深度前1米处, 应立即开启粉喷机, 确认达到
加固深度后方可提升钻杆。
(3) 整个制桩过程应确保边喷灰, 边搅拌, 边提升的连续作业。钻杆提升阶段不允许断灰, 如断粉应进行补灰, 补灰时重叠长度不小于500mm, 并做好记录。
(4) 粉喷桩施工一般应采用二次成桩工艺。
(5) 固化剂应计量, 误差在4%以内, 并做好记录。
(6) 桩位垂直偏差不得大于1%,桩位水平偏差不得大于50mm 。
(7) 钻头提升设计停灰面标高时。关闭纷喷机,钻头原位旋转30s, 才允许继续提升地面。
(8) 必须严格按照工艺设计选定的操作参数及线路进行施工,未经
工地技术主管人员签证,不得随意变更。
6. 质量检验
见《建筑地基处理技术规范》11.4
补充一点,基槽开挖后检验桩位、桩数及桩头强度。桩头强度一般可用φ16,长度20mm 的平头钢筋,垂直放在桩头,如用人工能压入100mm(龄期28天) ,表明桩头质量有问题,可由设计部门提出处理意见。
By : 2003-11-28