DB37T-公路工程管狀勁性體復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范編制說明

———《公路工程管狀勁性體復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》地方標(biāo)準(zhǔn)編制說明（報(bào)批稿）一、工作簡況（一）任務(wù)來源本標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來源于山東省市場(chǎng)監(jiān)督管理局《關(guān)于印發(fā)2019年度標(biāo)準(zhǔn)化綜合改革暨“山東標(biāo)準(zhǔn)”建設(shè)項(xiàng)目計(jì)劃的通知》（魯標(biāo)改辦發(fā)〔2019〕6號(hào)）。本文件由山東省交通運(yùn)輸廳提出并組織實(shí)施，由山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（TC41）歸口。（二）起草單位、起草人及任務(wù)分工1.起草單位山東高速股份有限公司、山東高速集團(tuán)有限公司、山東高速工程檢測(cè)有限公司、山東大學(xué)、山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、建華建材（中國）有限公司、山東省交通工程監(jiān)理咨詢有限公司、山東高速工程建設(shè)集團(tuán)有限公司、山東省公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司、中鐵隆工程集團(tuán)有限公司、青島理工大學(xué)。2.起草人王昊、辛公鋒、王育奎、郭建民、杜相波、蘇建明、南驍聰、張新、張乾青、李興鋒、徐傳昶、孫承吉、劉曉威、李征泉、劉俊偉、章清濤、魯洪強(qiáng)、李玉鑫、馬林正雄、王凱、龍關(guān)旭、宋曉輝、孫勝君、徐飛萍、張洪濤、魏琨、劉士林、閆慶亮、于坤、杜瀚、韓誠杰、彭鵬、常敬成、張軍圣、王瑋、雷永軍、侯亞輝、鄒辰浩。3.任務(wù)分工王昊：起草組的組長，組織標(biāo)準(zhǔn)起草工作，負(fù)責(zé)全面組織、協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)所需要的資源工作。辛公鋒：起草組技術(shù)負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方向把控及進(jìn)度把控。王育奎、郭建民、杜相波、蘇建明、南驍聰、張新：負(fù)責(zé)組織探討確定標(biāo)準(zhǔn)框架及編寫思路的擬定。張乾青、李興鋒、徐傳昶、孫承吉、劉曉威、李征泉：負(fù)責(zé)前期相關(guān)資料的調(diào)研及資料的整理歸納，并參與標(biāo)準(zhǔn)的編寫。劉俊偉、章清濤、魯洪強(qiáng)、李玉鑫、馬林正雄：負(fù)責(zé)編寫素材，收集、整理相關(guān)技術(shù)文檔，并參與標(biāo)準(zhǔn)的編寫。王凱、龍關(guān)旭、宋曉輝、孫勝君、徐飛萍、張洪濤、魏琨：負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的編寫，將所搜集素材編寫成冊(cè)，并及時(shí)根據(jù)情況調(diào)整編寫思路。劉士林、閆慶亮、于坤、杜瀚、韓誠杰、彭鵬、常敬成：負(fù)責(zé)組織征求意見工作，將征求意見進(jìn)行歸納整理，并按照征求意見對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修改。張軍圣、王瑋、雷永軍、侯亞輝、鄒辰浩：參與標(biāo)準(zhǔn)的編寫、討論等工作，并參與標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)批、組織審查等工作。（三）起草過程1.前期準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃下達(dá)后，在山東省交通運(yùn)輸廳標(biāo)準(zhǔn)化秘書處的指導(dǎo)下，于2019年10月初成立了由山東高速股份有限公司牽頭、山東高速集團(tuán)有限公司等單位共同參與的標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，起草組討論了工作進(jìn)度安排、任務(wù)分工及標(biāo)準(zhǔn)的初步思路，正式啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制定工作。2.現(xiàn)狀調(diào)研2019年10月到2020年10月，起草組進(jìn)行了資料調(diào)研，查閱搜集了管狀勁性體復(fù)合地基相關(guān)的行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合在濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程中的課題研究工作，廣泛調(diào)研了省內(nèi)管狀勁性體復(fù)合地基工程的應(yīng)用情況，掌握了管狀勁性體復(fù)合地基在我省的需求狀況、應(yīng)用場(chǎng)景、結(jié)構(gòu)形式、技術(shù)特點(diǎn)、存在不足等，為標(biāo)準(zhǔn)草案的撰寫奠定了必要基礎(chǔ)。3.起草標(biāo)準(zhǔn)2020年10月起，起草工作組基于“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)研中管狀勁性體復(fù)合地基在我省工程應(yīng)用情況，著手編寫標(biāo)準(zhǔn)初稿。起草組經(jīng)過內(nèi)部多次討論、相關(guān)方調(diào)研及專家意見征集等形式，至2021年6月完成了標(biāo)準(zhǔn)初稿的編寫工作。在初稿完成后，經(jīng)報(bào)質(zhì)監(jiān)局同意，山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組于2021年7月11日邀請(qǐng)行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜艺匍_了標(biāo)準(zhǔn)初稿審查會(huì)。參會(huì)專家聽取了起草工作組所作的編制情況匯報(bào)，對(duì)編制思路和內(nèi)容進(jìn)行了充分討論，提出了補(bǔ)充樁帽間土拱高度等相關(guān)術(shù)語、細(xì)化編制說明、核實(shí)管狀勁性體堆放層數(shù)、褥墊層夯填度相關(guān)參數(shù)指標(biāo)要求等專業(yè)性的意見和建議共10條，起草工作組采納10條（詳見山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《公路工程管狀勁性體地基處理技術(shù)規(guī)程》（初稿）專家審查會(huì)議紀(jì)要及意見處理表）。起草組根據(jù)專家的意見進(jìn)行完善和修改后，形成征求意見稿。4.征求意見2021年7月，由山東省交通運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)發(fā)布了《關(guān)于征求<公路工程管狀勁性體地基處理技術(shù)規(guī)程>（征求意見稿）地方標(biāo)準(zhǔn)意見的通知》，在行業(yè)內(nèi)進(jìn)行了廣泛的意見征求。截至2021年12月15日，收到“地方標(biāo)準(zhǔn)草案征求意見稿”回函的單位有30家，其中有20家單位共反饋意見72條，其中采納41條，不采納31條，同時(shí)給出不采納的理由，10家單位無意見。起草組對(duì)意見進(jìn)行了修改處理，具體修改情況詳見山東省地方標(biāo)準(zhǔn)《公路工程管狀勁性體地基處理技術(shù)規(guī)程》征求意見匯總處理表。5.送審稿2023年10月19日，山東省交通運(yùn)輸廳在濟(jì)南組織召開了本標(biāo)準(zhǔn)專家審查會(huì)議，山東省市場(chǎng)監(jiān)管局對(duì)審查會(huì)議進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)。來自山東公路學(xué)會(huì)、山東交通學(xué)院、山東建筑大學(xué)、濟(jì)南大學(xué)、濟(jì)南城建集團(tuán)有限公司、山東省建筑科學(xué)研究院有限公司、濟(jì)南市道路和橋隧服務(wù)中心、山東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)發(fā)展研究院、山東軌道交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司等單位共9名專家組成了審查委員會(huì)。審查委員會(huì)聽取了標(biāo)準(zhǔn)編制情況匯報(bào)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行了逐章、逐條審查，對(duì)編制說明等進(jìn)行了審查。會(huì)議一致同意該標(biāo)準(zhǔn)通過審查，同時(shí)提出鑒于標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象是管狀勁性體與周圍土體共同承擔(dān)荷載的人工地基，符合“復(fù)合地基”的技術(shù)特征，標(biāo)準(zhǔn)名稱變更為“公路工程管狀勁性體復(fù)合地基技術(shù)規(guī)程”更準(zhǔn)確。編制組根據(jù)專家提出的33條意見和建議采納并完成修改。專家對(duì)修改內(nèi)容確認(rèn)無誤后，編制組將報(bào)批材料上報(bào)山東省市場(chǎng)監(jiān)管局。二、地方標(biāo)準(zhǔn)制定的目的和意義目前，公路工程軟基處理以復(fù)合地基法應(yīng)用最為廣泛。其中一類是柔性樁復(fù)合地基，以柔性樁(水泥土樁、灰土樁等)、散體粒料樁(碎石樁等)與原地基復(fù)合。這類復(fù)合地基雖然造價(jià)低廉，但其樁體承載力低，壓縮量大，在路堤及長期交通荷載作用下，工后沉降較大。尤其是在差異沉降要求較嚴(yán)格的高速公路工程中，柔性樁復(fù)合地基往往很難滿足沉降控制要求。在特殊路段，受地質(zhì)、水文條件等因素影響，成樁質(zhì)量很難保證。圖1粉噴樁取芯結(jié)果圖2高壓旋噴樁取芯結(jié)果如存在承壓水且存在滲流通道地區(qū)（圖1，某高速改擴(kuò)建工程軟基，原設(shè)計(jì)粉噴樁；圖2，某大橋連接線工程，海濱灘涂軟基，原設(shè)計(jì)高壓旋噴樁），盡管實(shí)際水泥用量已遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)用量，但取芯檢測(cè)結(jié)果表明成樁質(zhì)量較差。大量工程實(shí)踐表明，柔性樁或散體材料樁的施工質(zhì)量控制難度較大，且難以實(shí)施有效的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管。由此導(dǎo)致了減少水泥用量、縮短樁長、減少復(fù)拌等現(xiàn)象的普遍存在，嚴(yán)重影響了柔性樁或散體材料樁的成樁質(zhì)量，降低了柔性樁復(fù)合地基的處理效果。另一類是剛性樁復(fù)合地基。其具有施工質(zhì)量易控制、施工速度快、復(fù)合地基承載力高、工后沉降及不均勻沉降小、處理深度大、地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。適用于處理深厚軟土地基上荷載較大、變形要求較嚴(yán)格的高路堤段、橋頭或通道與路堤銜接段。是有效控制高速公路軟土地基工后沉降和不均勻沉降的重要技術(shù)方法。但由于傳統(tǒng)剛性樁的造價(jià)較高，其應(yīng)用受到了限制。為既能提高地基承載力，減少路基沉降尤其是不均勻沉降，又能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)節(jié)約，在保證施工安全和質(zhì)量的前提下，此次編制的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土管樁進(jìn)行了相應(yīng)優(yōu)化。通過增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度、減小壁厚和混凝土有效預(yù)壓應(yīng)力的方法，提出了管狀勁性體與管狀勁性體復(fù)合地基的定義。管狀勁性體復(fù)合地基既保留了預(yù)應(yīng)力混凝土管樁施工裝配化、質(zhì)量可控、能耗低、工期短、承載力高等優(yōu)點(diǎn)，又避免了過量使用混凝土的現(xiàn)象，降低了工程造價(jià)，提高了剛性樁復(fù)合地基的經(jīng)濟(jì)性。在相同的處理效果下，管狀勁性體復(fù)合地基與柔性樁復(fù)合地基工程造價(jià)相當(dāng)，同時(shí)加快了工程建設(shè)周期，另一方面管狀勁性體的現(xiàn)場(chǎng)施工避免了柔性樁噴漿、噴粉、拌和、澆筑引起的粉塵、廢漿和廢料的污染。具有良好的環(huán)保性能、顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。管狀勁性體復(fù)合地基是由路堤填土、水平加筋體、管狀勁性體及樁帽、樁間軟土層和下臥持力層共同組成的復(fù)雜系統(tǒng)。目前我省未見類似規(guī)范、規(guī)程或技術(shù)指南，造成工程實(shí)踐中缺乏對(duì)管狀勁性體復(fù)合地基的指導(dǎo)、規(guī)范和約束，在設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等相關(guān)環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)無法統(tǒng)一規(guī)范，不利于管狀勁性體復(fù)合地基整體技術(shù)水平的提高，無法保證管狀勁性體復(fù)合地基工程的施工質(zhì)量?；诠こ虒?shí)踐和理論研究的迫切需要，編制組依托濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程進(jìn)行“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究進(jìn)行科技攻關(guān)（圖3，管狀勁性體監(jiān)測(cè)儀器布設(shè)；圖4，管狀勁性體模型試驗(yàn)研究）。結(jié)合山東省現(xiàn)有管狀勁性體復(fù)合地基建設(shè)應(yīng)用情況和編制組已經(jīng)取得的相關(guān)研究成果，制定了本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)的編制可進(jìn)一步完善現(xiàn)有剛性樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)計(jì)算理論，對(duì)指導(dǎo)公路工程軟基處理設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)和驗(yàn)收，具有重要的實(shí)用價(jià)值，可有力支撐和推動(dòng)建設(shè)工程的節(jié)能減排和綠色發(fā)展。圖3監(jiān)測(cè)儀器布設(shè)圖4模型試驗(yàn)三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要技術(shù)內(nèi)容和確定依據(jù)（一）標(biāo)準(zhǔn)的編制原則制定本標(biāo)準(zhǔn)時(shí)充分考慮到我國公路工程技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)水平，充分體現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展趨勢(shì)，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)水平提高。本標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的要求進(jìn)行編制。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公路工程管狀勁性體復(fù)合地基設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)和驗(yàn)收的技術(shù)要求。（1）協(xié)調(diào)性原則。充分做好資料調(diào)研工作，做好與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的協(xié)調(diào)、銜接，保證本標(biāo)準(zhǔn)與《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30）、《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》(JTG/TD31-02)、《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGF80/1)、《公路工程基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(JTG/T3512)、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007)、《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ8）、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94）、《建筑地基檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ340）等相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一性。（2）可操作性原則。結(jié)合現(xiàn)有試驗(yàn)研究及在濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程等已完工的實(shí)際工程，起草的條文應(yīng)明晰、規(guī)范，便于工程應(yīng)用，試驗(yàn)方法內(nèi)容應(yīng)詳細(xì)、明確，可操作性強(qiáng)。（3）成熟性原則。標(biāo)準(zhǔn)在充分技術(shù)論證或試驗(yàn)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，并在實(shí)際工程中加以驗(yàn)證，確保制訂內(nèi)容依據(jù)充分，理論正確，驗(yàn)證可信，確保技術(shù)成熟性、可靠性。（4）指標(biāo)合理性原則。標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)應(yīng)具有明確的針對(duì)性、實(shí)用性和現(xiàn)實(shí)性。（5）代表性和先進(jìn)性原則。標(biāo)準(zhǔn)以我省軟土地基及特殊路基地質(zhì)特性為依據(jù)，提出滿足我省公路工程要求的管狀勁性體復(fù)合地基技術(shù)要求和具體規(guī)定。同時(shí)，以近幾年國內(nèi)外研究成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為依托，確保標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容據(jù)實(shí)可行，更好地指導(dǎo)我省管狀勁性體復(fù)合地基的推廣和應(yīng)用，進(jìn)而有利于行業(yè)的持續(xù)進(jìn)步。（二）標(biāo)準(zhǔn)編制的主要技術(shù)內(nèi)容和依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容包括公路工程管狀勁性體復(fù)合地基的適用范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、設(shè)計(jì)、施工、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等內(nèi)容。1.范圍本章是說明本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公路工程管狀勁性體復(fù)合地基的主要技術(shù)內(nèi)容和適用范圍。本標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)象為公路工程管狀勁性體復(fù)合地基，是發(fā)揮地基土體和增強(qiáng)體的承載性能，有效控制公路工程軟土地基工后沉降和不均勻沉降的重要技術(shù)方法。目前，省內(nèi)多個(gè)公路工程，如京臺(tái)高速改擴(kuò)建德州（魯冀界）至齊河段、濟(jì)南至高青高速公路、沾化至臨淄高速公路、高青至商河公路、京臺(tái)高速公路齊河至濟(jì)南段改擴(kuò)建工程、東營至青州高速公路改擴(kuò)建工程等項(xiàng)目中已應(yīng)用了管狀勁性體復(fù)合地基技術(shù)。管狀勁性體的使用加快了工程建設(shè)周期，保證路基填筑的質(zhì)量，防止了日后出現(xiàn)不均勻沉降、路面開裂等病害，同時(shí)保護(hù)了現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境，對(duì)當(dāng)前國家所提倡的綠色發(fā)展是非常有效的響應(yīng)，社會(huì)效益顯著。圖5京臺(tái)高速改擴(kuò)建德州圖6濟(jì)南至高青高速公路（魯冀界）至齊河段2.規(guī)范性引用文件本章是在標(biāo)準(zhǔn)制訂過程中規(guī)范性引用現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中共規(guī)范性引用國標(biāo)1項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng)。3.術(shù)語和定義本章是標(biāo)準(zhǔn)使用者準(zhǔn)確理解和實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的前提條件。為了便于標(biāo)準(zhǔn)使用者理解，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)涉及的“管狀勁性體”、“管狀勁性體復(fù)合地基”、“樁帽”、“樁帽間的土拱高度”4個(gè)術(shù)語進(jìn)行了界定，給出了在本標(biāo)準(zhǔn)中的明確定義。有利于使用者對(duì)整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的理解。4.設(shè)計(jì)（1）主要技術(shù)內(nèi)容本章對(duì)管狀勁性體復(fù)合地基的設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)內(nèi)容作出規(guī)定，明確了管狀勁性體復(fù)合地基的適用地層及設(shè)計(jì)前應(yīng)具備的資料，給出管狀勁性體選擇及計(jì)算、管狀勁性體復(fù)合地基計(jì)算、樁帽及褥墊層設(shè)計(jì)應(yīng)包含的構(gòu)造及計(jì)算要求。（2）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)依據(jù)4.1設(shè)計(jì)資料及適用土層4.1.2標(biāo)準(zhǔn)所述的管狀勁性體復(fù)合地基應(yīng)用于公路工程，本質(zhì)上為樁網(wǎng)復(fù)合地基，一般適用于素填土、雜填土、淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、粉土、砂土等軟弱地基及高壓縮性土的處理。4.1.3管狀勁性體和樁間土能共同直接承擔(dān)荷載并變形協(xié)調(diào)是形成復(fù)合地基的必要條件。在實(shí)際工程中，如果樁體和樁間土不滿足形成復(fù)合地基的條件，卻按照復(fù)合地基理念進(jìn)行設(shè)計(jì)是不安全的。遇特殊地層時(shí)，管狀勁性體復(fù)合地基應(yīng)綜合考慮工程上部結(jié)構(gòu)類型、荷載特征、基礎(chǔ)形式等因素，并經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證后方可實(shí)施。4.1.5復(fù)合地基作為地基處理的一種重要方法，在工程應(yīng)用中要兼顧承載力和沉降控制。但相對(duì)而言，在公路地基處理工程中，通常更優(yōu)先關(guān)注的是沉降控制問題，尤其是差異沉降控制。管狀勁性體復(fù)合地基是通過一定的沉降量使得勁性體和樁間土共同承擔(dān)荷載，設(shè)計(jì)中需要重視沉降對(duì)上部結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的不利影響。4.2管狀勁性體選擇及計(jì)算4.2.1管狀勁性體最小壁厚的確定，按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T406）對(duì)地基處理和臨時(shí)性設(shè)施基礎(chǔ)中的鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于25mm的規(guī)定。4.2.2根據(jù)“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，通過對(duì)管狀勁性體的參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)隨著樁長增長和面積置換率增大，地表平面樁土沉降明顯減小，樁土差異沉降也呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。樁徑的變化對(duì)沉降影響較小。圖7變樁長影響圖8變樁徑影響圖9變樁土面積置換率影響對(duì)勁性體端部進(jìn)入相對(duì)堅(jiān)硬土層深度的規(guī)定，主要源于提高承載力、控制沉降、增強(qiáng)穩(wěn)定性等方面的考慮。進(jìn)入持力層深度適當(dāng)加大，可提高勁性體單樁承載力，有利于充分發(fā)揮樁身承載性能，減小總沉降和工后沉降。在軟土地基中，適當(dāng)加大在硬土層中的嵌固深度，有利于提高復(fù)合地基穩(wěn)定性。4.2.3在勁性體頂部荷載作用下，當(dāng)樁身接近破壞狀態(tài)時(shí)，樁頂沉降陡然增大，樁土應(yīng)力比迅速減小，樁間土承擔(dān)荷載增大，不利于勁性體復(fù)合地基的整體穩(wěn)定和沉降控制。因此對(duì)單樁承載力應(yīng)保留一定的安全余量，按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）5.2.2條的規(guī)定，安全系數(shù)取2.0。4.2.4根據(jù)“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，樁身應(yīng)力隨樁長逐漸減小在樁端處出現(xiàn)突變，數(shù)值分析結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果變化趨勢(shì)基本一致，在數(shù)值分析中采用的地質(zhì)力學(xué)模型和粘土參數(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算是可行的。故基于土層承載力參數(shù)的管狀勁性體豎向承載力標(biāo)準(zhǔn)值估算公式，按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）5.3.8條的規(guī)定。4.2.5關(guān)于成樁工藝系數(shù)，需綜合考慮場(chǎng)地條件、施工方式等因素，不同標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)值差異較大?！稑?biāo)準(zhǔn)》綜合考慮《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94）和《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T406）中對(duì)成樁工藝系數(shù)的取值，并根據(jù)省內(nèi)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，靜壓法和錘擊法施工有可能在一定程度上會(huì)造成勁性體樁身損傷。建議當(dāng)采用抱壓式或錘擊式施工時(shí)，成樁工藝系數(shù)取0.75；當(dāng)采用頂壓式施工時(shí)，成樁工藝系數(shù)取0.80。4.3復(fù)合地基計(jì)算4.3.1根據(jù)“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，在相同樁帽寬度下，樁間距越大，歸一化相對(duì)沉降越大，應(yīng)力集中比越小。在相同樁間距下，樁帽寬度越大，歸一化相對(duì)沉降越小。當(dāng)樁距為8D（D為樁徑）時(shí)，歸一化相對(duì)沉降隨地基土厚度增大而增大；當(dāng)樁距小于4D時(shí)，歸一化相對(duì)沉降趨于穩(wěn)定。根據(jù)實(shí)際工程統(tǒng)計(jì)，樁網(wǎng)復(fù)合地基的樁間距與樁徑比多在5～8之間。當(dāng)樁身豎向抗壓承載力高時(shí)，應(yīng)選較大的樁間距與樁徑比，但過大的樁間距會(huì)導(dǎo)致加大樁帽尺寸、增加配筋量、提高填土高度以滿足土拱高度要求、加筋體性能要求的提高引起的工程總體造價(jià)的升高，故應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程綜合考慮。4.3.2在公路工程地基處理中主要關(guān)注沉降控制的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，但按沉降控制設(shè)計(jì)是相對(duì)于按承載力控制設(shè)計(jì)而言的。工程經(jīng)驗(yàn)表明，僅按沉降控制原則設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)測(cè)復(fù)合地基承載力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的情況。復(fù)合地基作為地基處理的一種重要方法，在工程應(yīng)用中要兼顧承載力和沉降控制。故對(duì)于管狀勁性體復(fù)合地基，按照《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》（JGJ79）中規(guī)定的按有粘結(jié)強(qiáng)度的增強(qiáng)體復(fù)合地基，給出管狀勁性體復(fù)合地基承載力特征值的估算公式。4.3.3根據(jù)“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，沉降數(shù)值分析結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果變化趨勢(shì)基本一致，特別是地表樁土平面沉降方面。結(jié)果表明，在數(shù)值分析中采用的地質(zhì)力學(xué)模型和粘土參數(shù)對(duì)軟土地基進(jìn)行沉降計(jì)算是可行的。豎向沉降主要發(fā)生在路堤填筑階段，路堤填筑完成后，土拱效應(yīng)的作用持續(xù)增加，沉降仍在增大，差異沉降逐漸變大，管狀勁性體樁土界面差異沉降較小，樁土應(yīng)力比大，樁帽作用顯著。對(duì)填土路堤下的勁性體復(fù)合地基，其加固區(qū)沉降主要由樁身壓縮量決定，管狀勁性體其樁身壓縮量相對(duì)于總沉降的比例很小，故一般在計(jì)算總沉降時(shí)不予考慮。在課題試驗(yàn)中，不同材料制作形成的模型樁在試驗(yàn)中的表現(xiàn)差異較大，勁性體的彈性模量相對(duì)較高，在加載試驗(yàn)中的表現(xiàn)良好，樁身壓縮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于旋噴樁模型。加載試驗(yàn)結(jié)束后，樁身回彈較大，表明樁身強(qiáng)度對(duì)樁體承載特性的影響較大。當(dāng)復(fù)合地基加固區(qū)下臥土層壓縮性較大時(shí)，復(fù)合地基的沉降主要來自加固區(qū)下臥土層的壓縮，需計(jì)及樁側(cè)負(fù)摩阻力時(shí)，沉降計(jì)算荷載應(yīng)計(jì)入下拉荷載。4.3.6勁性體復(fù)合地基應(yīng)進(jìn)行整體滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算，穩(wěn)定性可采用圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算，復(fù)合抗剪強(qiáng)度計(jì)算按照《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD31-02）中的規(guī)定。4.3.7工程經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)于地基較差或單一無硬殼層的流塑狀淤泥或淤泥質(zhì)土層，在勁性體底部嵌固深度不足時(shí)，樁身容易出現(xiàn)橫向失穩(wěn)問題。因此，該地質(zhì)條件下需注意采取加強(qiáng)勁性體復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性的措施，如適當(dāng)增加勁性體嵌固段長度、增強(qiáng)樁頂或樁帽間聯(lián)系構(gòu)造等。4.4樁帽及褥墊層設(shè)計(jì)4.4.1根據(jù)“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，樁帽的存在能夠顯著增加荷載傳遞效率，幫助樁體承擔(dān)荷載并使得勁性體承擔(dān)更大比例的荷載，提高樁-土-墊層體系中樁上荷載的占比。樁帽的存在增大了樁體上部與路堤填土的接觸面積，樁帽對(duì)樁頂集中力可起到均化作用，減小樁頂向墊層的刺入量，保證墊層的整體效應(yīng)，同時(shí)有助于土工格柵拉膜效應(yīng)的發(fā)揮。根據(jù)課題研究成果，帶樁帽的模型樁表現(xiàn)效果優(yōu)于無帽樁。樁帽尺寸越大，樁周土參與承擔(dān)上部荷載越多，樁土協(xié)同作用發(fā)揮越充分，樁承式路堤抗變形能力越高。樁帽邊長0.8m相對(duì)于1.0m變化相對(duì)不大，1.2m相對(duì)于1.0m變化較大。由此可知樁帽尺寸過小時(shí)，并未發(fā)揮出樁帽的實(shí)際作用。圖10不同樁帽尺寸下各阻力及其占比變化曲線樁帽尺寸越大，樁頂平面的樁土差異沉降越小，樁及樁下部土體的樁土共同作用越顯著。一般而言，樁帽尺寸至少應(yīng)為勁性體樁徑的2.5倍。圖11不同樁帽尺寸下樁體壓縮量變化曲線圖12不同樁帽尺寸下樁頂沉降曲線4.4.2根據(jù)“管狀勁性體在高速公路軟基及特殊路基處理中的應(yīng)用研究”課題研究成果，樁帽頂與周圍地基土之間的豎向應(yīng)力分布反映了路堤填土中土拱的發(fā)揮程度，并影響著地基-帶帽樁-路堤體系的承載變形特性。因此，路堤中土拱的發(fā)揮程度對(duì)后期沉降計(jì)算有重要影響。土拱效應(yīng)的發(fā)揮與上部路堤高度、樁間距、樁帽大小、填料性質(zhì)等因素有關(guān)。對(duì)填土路堤下的勁性體復(fù)合地基，主要通過填土中土拱的形成以及加筋墊層的作用，使得填土及上部荷載大部分作用于樁帽，從而充分發(fā)揮勁性體的承載性能。因此，確定樁帽間土拱的高度是填土路堤勁性體復(fù)合地基設(shè)計(jì)的前提。4.4.3在計(jì)算得到的土拱高度的基礎(chǔ)上，考慮20%的安全余量，以保證形成完整的土拱，保證路面或者堆場(chǎng)地面不發(fā)生波浪形的差異沉降。4.4.4至4.4.6在《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD31-02）和《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30）中對(duì)于樁帽的設(shè)計(jì)要求相對(duì)簡單，故按照《復(fù)合地基技術(shù)規(guī)范》（GB/T50783）中的規(guī)定，要求在樁帽設(shè)計(jì)時(shí)采用荷載基本組合計(jì)算樁帽截面抗沖切和抗彎承載力，按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007）中的規(guī)定，進(jìn)行配筋計(jì)算。4.4.7通過理論分析與模型試驗(yàn)，褥墊層的鋪設(shè)對(duì)復(fù)合地基性狀的影響程度與其厚度有關(guān)。勁性體用于軟土地基處理時(shí)，樁土相對(duì)剛度大，設(shè)置一定厚度的褥墊層有利于適當(dāng)發(fā)揮樁間土的承載性能。對(duì)于填土路堤下的勁性體復(fù)合地基，褥墊層厚度太薄起不到調(diào)節(jié)作用，太厚則樁頂存在較大刺入變形的可能，同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)?？紤]到技術(shù)上可靠、經(jīng)濟(jì)上合理，故褥墊層厚度宜取200mm～400mm，通過適當(dāng)增大褥墊層的厚度的方法，提高褥墊層的剛度和樁土荷載分擔(dān)比。當(dāng)樁徑較大或樁間距較大時(shí)宜取高值。對(duì)于剛性基礎(chǔ)下的勁性體復(fù)合地基，褥墊層厚度在一定范圍內(nèi)越厚，樁土荷載分擔(dān)比越小，但達(dá)到一定數(shù)值后，繼續(xù)增加褥墊層厚度，樁土荷載分擔(dān)比并不會(huì)繼續(xù)減小。4.4.9當(dāng)樁間土發(fā)生較大沉降時(shí)，加筋體和樁間土可能脫開，為了避免墊層材料漏到加筋體之下，填料的最小粒徑不應(yīng)小于加筋體的孔徑尺寸。如果加筋體的孔徑較大，褥墊層材料粒徑不能滿足要求時(shí)，可在加筋體之上鋪設(shè)土工布，或者采用復(fù)合型的土工布。褥墊層鋪設(shè)后需壓實(shí)，可分層進(jìn)行。基于褥墊層材料產(chǎn)生的滑動(dòng)，要求夯填度不應(yīng)大于0.9。4.4.11選擇兩層筋材時(shí)，兩層筋材應(yīng)盡量靠近。但是貼合會(huì)減少加筋體與褥墊層材料的摩擦力，要求兩層筋材之間有100mm～200mm的間距，所填的材料應(yīng)與褥墊層材料相同。由于兩層筋材所處的位置不同，實(shí)際產(chǎn)生的變形量也不同，所以強(qiáng)度發(fā)揮也不同，兩層相同性質(zhì)的筋材，上層筋材發(fā)揮的拉力只有下層的60%左右。5.施工（1）主要技術(shù)內(nèi)容本章規(guī)定了管狀勁性體復(fù)合地基的施工工藝，包括施工準(zhǔn)備、沉樁、管狀勁性體連接與截樁、樁帽與褥墊層施工的技術(shù)要求。（2）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)依據(jù)5.1施工準(zhǔn)備5.1.1施工前應(yīng)準(zhǔn)備好相關(guān)的各種資料，工藝性沉樁試驗(yàn)是施工的重要環(huán)節(jié)，是后期大規(guī)模順利施工的基本保障。5.1.2施工機(jī)械應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件、工程勘察報(bào)告、施工場(chǎng)地周邊環(huán)境等因素選擇。當(dāng)遇到密實(shí)的砂土等硬夾層，勁性體難以穿透土層，無法沉樁到設(shè)計(jì)標(biāo)高，或需要減少擠土效應(yīng)時(shí)，可采用引孔輔助法沉樁。5.1.3管狀勁性體的現(xiàn)場(chǎng)堆放多采用雙層或疊層堆放，對(duì)場(chǎng)地平整度要求較高。多層堆放時(shí)宜采用墊木。場(chǎng)地經(jīng)過充分處理時(shí)，也可采用著地平放。堆放層數(shù)應(yīng)根據(jù)樁身強(qiáng)度、地面承載力、墊木及堆垛穩(wěn)定性等因素確定。考慮管狀勁性體壁厚較小，對(duì)堆放層數(shù)做出限制。5.2沉樁5.2.1施工順序是施工方案的一項(xiàng)重要內(nèi)容。沉樁順序不合理易造成樁位偏移、樁身擠斷上拔、地面隆起過多等問題。因此，合理的沉樁順序是保證工程順利施工的重要條件。5.2.4沉樁的垂直度控制對(duì)施工質(zhì)量有重要影響，垂直度控制按照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T406-2017）8.1.9條的規(guī)定。5.2.6施工前的準(zhǔn)備資料應(yīng)綜合考慮多種因素。一是地形、地質(zhì)條件、貫入度、壓樁力、樁頂標(biāo)高及設(shè)計(jì)樁型樁長等；二是場(chǎng)地環(huán)境與地基施工的相互影響，包括施工區(qū)域內(nèi)的高壓架空線、地下電纜、地下管線以及位于樁位處的建筑物基礎(chǔ)、雜填土中的石塊、地下構(gòu)筑物等，其可以作為選擇合適施工設(shè)備的依據(jù)。5.2.7靜壓法沉樁對(duì)地面承載力不應(yīng)小于壓樁機(jī)接地壓強(qiáng)1.2倍的要求，按照《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）7.5.1條的規(guī)定；最大壓樁力不應(yīng)大于樁身結(jié)構(gòu)豎向承載力設(shè)計(jì)值的1.5倍的要求，按照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T406-2017）8.4.1條的規(guī)定。5.2.8錘擊法沉樁按照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T406）的規(guī)定。施工時(shí)，必須嚴(yán)格控制第一節(jié)勁性體的沉樁質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)有偏移或傾斜時(shí)，應(yīng)立即分析原因，采取校正措施。開始錘擊時(shí)，宜用低能量、低沖程或空錘錘擊3擊～5擊，在確認(rèn)貫入方向無異常時(shí)，方可連續(xù)錘擊。收錘標(biāo)準(zhǔn)包括的內(nèi)容、指標(biāo)較多，如樁的入土深度、每米沉樁錘擊數(shù)、最后一米沉樁錘擊數(shù)、總錘擊數(shù)、最后貫入度、樁尖進(jìn)入持力層深度等。一般情況下，將樁端持力層、最后貫入度或最后一米沉樁錘擊數(shù)作為主要控制指標(biāo)，可根據(jù)具體情況有所選擇。5.2.9采用引孔輔助法沉樁時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的土質(zhì)情況、勁性體直徑、長度和密集度等因素確定鉆孔孔徑及深度。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，鉆孔孔徑不宜超過勁性體直徑的2/3，深度不宜超過勁性體長度的2/3。當(dāng)鉆孔對(duì)承載力的影響較小時(shí)，鉆孔孔徑也可與勁性體直徑相同。鉆孔施工時(shí)，隨鉆孔深度的加深，其垂直度越難以控制，易偏差。鉆孔出現(xiàn)傾斜時(shí)，其垂直度很難糾偏，勁性體沉樁也易出現(xiàn)樁身折斷的現(xiàn)象。5.3管狀勁性體連接與截樁5.3.4高溫焊縫遇地下水時(shí)，如同淬火一樣，焊縫易變脆而被打裂，故自然冷卻時(shí)間是影響焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵因素。根據(jù)工程實(shí)踐綜合考量，錘擊樁自然冷卻時(shí)間不宜少于8min；靜壓樁自然冷卻時(shí)間不宜少于6min。當(dāng)采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊時(shí)，因焊條直徑較細(xì)，散熱速度快，其自然冷卻時(shí)間最小可取3min。5.3.6機(jī)械連接可大量減少管狀勁性體連接所需時(shí)長，避免停歇在接近硬土層（碎石、卵石、砂層）連接，再行沉樁時(shí)造成沉樁困難。嚙合式機(jī)械連接按照《預(yù)應(yīng)力混凝土管樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T406）中的規(guī)定。5.3.8為保證樁身完整性，截樁宜采用鋸樁器，并應(yīng)采取有效措施防止樁頭開裂。若出現(xiàn)較嚴(yán)重的裂縫時(shí)，截樁位置應(yīng)繼續(xù)下移，將裂縫段去除。5.4樁帽及褥墊層施工5.4.3聚合物土工材料在紫外線強(qiáng)烈曝曬下，會(huì)有一定的強(qiáng)度損失，即發(fā)生老化現(xiàn)象，因此在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和鋪設(shè)過程中，應(yīng)盡量避免陽光曝曬。加筋體接頭可采用鎖扣連接、拼接或縫接，接頭強(qiáng)度不應(yīng)低于材料抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的70％。6.檢驗(yàn)和驗(yàn)收（1）主要技術(shù)內(nèi)容本章節(jié)規(guī)定了公路工程管狀勁性體復(fù)合地基的檢驗(yàn)和驗(yàn)收，主要包括施工前的材料檢驗(yàn)、施工過程質(zhì)量管理與檢驗(yàn)、施工后的檢驗(yàn)和工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。（2）關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)依據(jù)6.1施工準(zhǔn)備檢驗(yàn)6.1.1勁性體在吊卸過程中可能發(fā)生損壞，因此在施工前，應(yīng)采用目測(cè)、尺量等方法進(jìn)行抽檢。應(yīng)特別注意樁身完整性及裂縫情況，不應(yīng)使用樁身受損較嚴(yán)重的勁性體。6.2施工過程檢驗(yàn)6.2.1列出沉樁過程中工程質(zhì)量和檢測(cè)的主要內(nèi)容，供施工單位自檢，監(jiān)理、業(yè)主、質(zhì)監(jiān)、設(shè)計(jì)等單位檢查和控制。6.2.2隨樁身入土深度的加深，垂直度測(cè)量難度會(huì)加大，故應(yīng)在送樁前進(jìn)行測(cè)量，以便于矯正。一般情況下，送樁前后的樁身垂直度不會(huì)有較大變化，但在沉樁過程宜用測(cè)量尺適時(shí)測(cè)量垂直度。6.3施工后檢驗(yàn)6.3.2根據(jù)濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程的研究成果，施工完成3天后的低應(yīng)變法檢測(cè)結(jié)果，與施工完成7天后的檢測(cè)結(jié)果相當(dāng)。故標(biāo)準(zhǔn)采用在施工完成3天后且相鄰管狀勁性體施工完畢后進(jìn)行低應(yīng)變法檢測(cè)完整性。四、與現(xiàn)行相關(guān)法律、行政法規(guī)和其他標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系本標(biāo)準(zhǔn)的制定符合現(xiàn)行法律、法規(guī)要求。與國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是相協(xié)調(diào)一致不沖突，是對(duì)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30）及《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則》（JTG/TD31-02）的補(bǔ)充和細(xì)化。目前未有相關(guān)的國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。與JTGD30、JTG/TD31-02最為密切，相互關(guān)系為：JTGD30、JTG/TD31-02未列出本《標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的管狀勁性體及管狀勁性體復(fù)合地基的構(gòu)造、承載力設(shè)計(jì)要求，管狀勁性體的施工工藝、連接與截樁方法、樁帽及褥墊層的設(shè)計(jì)與施工要求。本標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)省內(nèi)相關(guān)項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)管狀勁性體及管狀勁性