螺桿樁設計與施工技術規(guī)定

企業(yè)標準（CFG—LGZ—2006JG）螺桿樁設計與施工技術規(guī)定Technicalrulefordesignandconstructionofscrewpile2006年10月公布編制單位：編寫人：1總則1.1一般規(guī)定1.1.1為了保證螺桿樁及其成樁工法（專利名：半螺絲樁及其成樁工法，專利號：ZL03128265.2）在建筑地基基礎施工中的規(guī)范化，特制定本規(guī)定。1.1.2螺桿樁及其成樁工法是在長螺旋鉆孔灌注樁(“九五”國家重點攻關項目)和日本鋼釬維全螺紋預制樁的基礎上的新樁型。其主要技術特征表現(xiàn)為樁的“上部為直柱型，下部為螺絲型”，樁體幾何斷面更符合附加應力場由上而下減少的分布規(guī)律。采用了變截面的構造形狀，滿足了附加應力的分布規(guī)律和應力分擔比及剛度變化的要求，調整了土與樁之間的作用，樁側土體應力分攤比及應力擴散度提高，樁端荷載減少，使樁身受力與土體受力協(xié)調一致。樁歸類于半擠土成型樁。螺桿樁改變了樁與土體之間相互作用的模式，樁與土界面構成了機械型咬合。將常識中“螺絲釘比釘子牢固”的道理運用在樁施工中，使其更牢固的特點得以實現(xiàn)。1.1.3采用本公司研發(fā)的專用打樁機械，是實施螺桿樁及其成樁工法的重要保證。1.1.4螺桿樁每立方米混凝土提供的單樁豎向承載力高，樁身下段表面帶螺紋，無泥皮，樁端無沉渣，不塌孔，施工無噪音、無泥漿污染。2術語2.0.1螺桿樁；2.0.2機械咬合作用力；2.0.3土層抗剪強度；2.0.4土層抗剪強度（）計算滑面法向應力；2.0.5剪切滑動面上的法向應力（kpa）。3適用范圍3.0.1適用于淤泥質粘土，粉土，粘土，粉質粘土，中細沙，粒徑小于20cm沙礫石層，強風化層，象皮泥等地層。不受地下水的限制。3.0.2用于包括復合地基的剛性樁、鋼筋混凝土基礎的鋼筋混凝土樁和復合樁基的基樁，樁徑300mm～800mm，樁徑視長細比調整。4規(guī)定的共性要求4.0.1螺桿樁設計，施工，驗收除應符合本規(guī)定外，同時尚應按國家現(xiàn)行有關強制性標準的規(guī)定。4.0.2本規(guī)定參照《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002/J220-2002）中CFG樁法，《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB5007-2002）中鉆孔灌注樁的相關規(guī)定及《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50202-2002）。5施工準備5.1螺桿樁施工前應具備下列資料:5.1.1建筑場地工程地質資料和必要的水文地質資料；5.1.2符合地基處理工程施工圖（或樁基工程圖）及圖紙會審紀要；5.1.3建筑場地和鄰近區(qū)域內的地下管線（管道、電纜）、地下構筑物等的調查資料；5.1.4主要施工機械及其配套設備的技術性能資料；5.1.5地基工程的施工組織設計或施工方案；5.1.6水泥、砂、石、鋼筋等原材料及其制品的質檢報告；5.1.7有關荷載、施工工藝的實驗參考資料。5.2施工組織設計應結合工程特點，有針對性地制定質量管理措施，主要包括下列內容：5.2.1施工平面圖：標明樁位、編號、施工順序，水電線路和臨時設施的位置；混凝土制備設備及其管路系統(tǒng)；5.2.2確定成孔機械、配套設備及施工工藝的有關資料；5.2.3施工作業(yè)計劃和勞動組織計劃；5.2.4機械設備、備（配）件、工具（包括質量檢查工具），材料供應計劃；5.2.5施工時應制定相應的工作制度并采取有效的技術措施，以保證工程質量、安全、文明生產(chǎn)、勞動保護、防火、防雨、保護文物、保護環(huán)境等有關規(guī)定的貫徹執(zhí)行。5.3施工前應組織圖紙會審，會審紀要連同施工圖等作為施工依據(jù)并列于工程檔案。5.4施工用的臨時設施，如供水、供電、道路、排水、臨時房屋等必須在開工前準備就緒，施工場地應進行平整處理，以保證施工機械正常作業(yè)。5.5樁軸線的控制點應設在不受施工影響的地方，開工前，經(jīng)復核后應妥善保護，施工中應定期復測。6施工的主要機具設備6.0.1采用本公司研發(fā)的專用打樁機械。6.0.2混凝土高壓泵裝置與管路系統(tǒng)：高壓泵的泵送壓力應選用＞6Mpa。6.0.3混凝土可采用現(xiàn)場攪拌或商品混凝土。粗骨料可選用卵石或碎石，其最大粒徑5～25mm6.0.4水泥宜用普通水泥或硅酸鹽水泥并有出廠合格證，不得受潮、過期。6.0.4混凝土應符合高壓泵的要求，嚴禁摻有水泥紙袋或其他雜物，可根據(jù)不同的使用要求摻加外加劑（如減水劑，增強劑，緩凝劑，細磨粉煤灰等）坍落度18～20mm。7施工7.0.1樁的施工順序應根據(jù)樁間距和地層的滲透情況，按編號順序進行，或采用凝固時間間隔進行，樁孔間應防止串漿。7.0.2樁機就位后必須調平并穩(wěn)固，確保成孔垂直度。7.0.3下鉆過程中樁機自控系統(tǒng)嚴格控制鉆桿下降速度和旋轉速度，使二者匹配，要求鉆桿旋轉二周以上，螺桿鉆桿下降一個螺距，鉆至螺桿樁直線段設計深度，在土體中形成圓柱狀；鉆桿旋轉一周，螺桿鉆桿下降一個螺距，鉆至螺桿樁螺紋段設計深度，在土體中形成螺紋狀。7.0.4鉆頭鉆到設計標高后，樁機反向旋轉提升鉆桿，提鉆過程中自控系統(tǒng)應嚴格控制鉆桿提升速度和旋轉速度，與下降時一樣，保持同步和匹配。與此同時制備好的細石混凝土或砂漿迅速填充（泵送）由于鉆桿旋轉升所產(chǎn)生的帶螺紋狀空間和鉆桿直接提升或正向旋轉提升所產(chǎn)生的帶圓柱型空間，形成螺桿樁。7.0.5提鉆時鉆頭到達一定位置可停止泵壓細石混凝土或砂漿，由鉆桿內的混凝土充填至樁頂標高。7.0.5混凝土必須連續(xù)施工，每根樁的澆注時間按初盤混凝土的初凝時間控制，對澆注過程中的一切故障均應記錄備案。7.0.6控制最后一次灌注量，樁頂不得偏低，必須保證暴露的樁頂混凝土達到強度設計值。7.0.7鋼筋籠采用后置式安裝。制作的鋼筋籠，其接頭采用焊接，應遵守《混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范》(GB50204)。8單樁承載力的確定8.1靜載試驗8.1.1采用現(xiàn)場靜載試驗確定單樁豎向極限承載力標準值時，在同一條件下的試樁數(shù)量不應少于總樁數(shù)的1%，且不應少于3根，工程總樁數(shù)在50根以內時不應少于2根；并相應做動力測試。8.2理論計算由于螺桿樁是由直桿段，螺紋段和樁端三部分構成。因此，計算需分段進行。8.2.1直桿段側阻力計算直桿段螺桿樁側阻力是由樁土之間的摩阻力實現(xiàn)的。所以，計算方法與傳統(tǒng)直線型灌注樁相同。即：式中：——樁的直桿段極限側阻力標準值（kpa），可按表2取值；u——樁身周長（m）；——樁的直桿段穿越第i層土的厚度（m）。8.2.2螺紋段側阻力計算螺紋段的側阻力是由樁的螺牙與土的機械咬合作用力通過樁孔側壁土的抗剪強度體現(xiàn)的，與直桿段樁的受力機理截然不同，建議按下式計算：式中：——樁的螺紋段第i層土抗剪強度值（kpa）。土層抗剪強度的確定方法根據(jù)室內土工試驗指標按下式計算砂類土粘性土式中：——剪切滑動石上的法向應力（kpa），可按表1取值； ——第i層土的粘聚力（kpa）； ——第i層土的內摩擦角（o）。8.2.3樁端阻力計算由于螺桿樁在成孔過程中對孔底有擠土作用，加之管內泵壓混凝土有較高的壓力，作用機理相似預制樁。計算式如下：式中：—極限端阻力標準值（kpa），可按表2取值；—樁端面積。小結：螺桿樁單樁豎向極限承載力計算將直桿段側阻力、螺紋段側阻力和端阻力公式合拼即得螺桿樁單樁豎向極限承載力計算公式如下：式中：—單樁豎向極限承載力標準值（KN）；—直桿段樁段第i層土極限側阻力標準值；—樁身周長（m）；—直桿段穿越第i層土的厚度（m）；—螺紋段穿越第i層土的厚度（m）；—第i層的粘聚力（kpa）；—第i層土的內摩擦角；—第i層土的抗剪強度對應的垂直向應力（kpa），可按表1取值。土層抗剪強度計算對應的法向應力表1土名稱土的狀態(tài)剪切試驗法向應力（Kpa）100200300400粘性土0.75<≤1√0.50<≤0.75√0.25<≤0.50√0<≤0.25√粉土0.75<e≤0.9e<0.75粉細砂稍密√中密√密實√中砂中密√密實√粗砂中密√密實√礫砂中密、實密√螺桿樁單樁豎向極限承載力計算參數(shù)表2土名稱土的狀態(tài)直桿段極限側阻力標準值(kpa)樁的極限端阻力標準值(kpa)h≤99<h≤1616<h≤30填土20-28淤泥11-17淤泥質土20-28粘性土>121-360.75<≤136-50210-840630-13001100-17000.5<≤0.7550-66840-17001500-21001900-25000.25<≤0.5066-821500-23002300-30002700-36000<≤0.2582-912500-38003800-51005100-5900<51005100-59005900-6800粉土e>0.922-44640-15001100-19001700-25000.75≤e≤0.942-64840-17001300-21001900-2700e<0.7564-851500-23002100-30002700-3600粉細砂稍密22-42800-16001500-21001900-2500中密42-631400-22002100-30003000-3800密實63-85600-24002300-32003200-4000中砂中密54-743600-51005100-63006300-7200密實74-953800-53005300-65006500-7500粗砂中密74-955700-74007400-84008400-9500密實95-1165900-76007600-86008600-9800礫砂中密、密實116-1386300-10500角礫、園礫中密、密實7400-11600碎石、卵石8400-127009質量檢查及驗收9.1質量檢查及驗收除應按先行《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002/J220-2002）中CFG樁法，《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB5007-2002）中鉆孔灌注樁及《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50202-2002）的相關規(guī)定執(zhí)行外，一般情況下宜按規(guī)定執(zhí)行。9.2成樁質量檢查包括成孔、鋼筋籠制作，混凝土攪制及灌注的質量檢查。9.2.1混凝土攪制應對原材料質量與計量、混凝土配合比、坍落度、混凝土強度等級進行檢查。9.2.2混凝土試塊是反映螺桿樁樁身強度的重要依據(jù)，由于泵注混凝土質量較穩(wěn)定，規(guī)定每個工作班做一組試塊。9.2.3鋼筋籠的制作應對鋼筋規(guī)格、焊條規(guī)格、品種、焊口規(guī)格、焊逢長度、焊逢外觀和質量，主筋和箍筋的制作偏差等進行檢查。9.2.4在灌注混凝土前，應嚴格按照前述有關施工質量要求對已成孔的中心位置、孔深、孔徑、垂直度、提鉆時的泵注壓力、泵注管、鋼筋籠安放的實際位置等進行認真檢查，并填寫相應質量檢查記錄。9.2.5在泵注混凝土后檢查重點為混凝土總量，充盈系數(shù)。9.2.6成樁樁位偏差應根據(jù)前述的規(guī)定檢查。9.3螺桿樁驗收應包括下列資料：9.3.1施工分包合同及分包單位資質證明文件；9.3.2工程地質勘察報告，樁施工圖，設計變更、洽商記錄；9.3.4經(jīng)審定的施工組織設計或施工方案及執(zhí)行中的變更簽證情況；9.3.5技術交底和安