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TCCES 21-2021 水泥土插芯组合桩复合地基技术规程.pdf

为验证地层条件适应性、机械设备性能，确定相关施工工艺 参数和施工措施而进行的试验性成桩施工。

2.2.1作用和作用效应

P一芯样试件抗压试验测得的破坏荷载： Pcz 一 软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值： PEk 相应于地震作用效应标准组合时，基础底面处的平 均压力值； PEkmax 相应于地震作用效应标准组合时，基础底面边缘的 最大压力值； Pk 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压 力值； Pkmax 相应于荷载效应标准组合时DL/T 799.5-2010 电力行业劳动环境监测技术规范 高温作业监测，基础底面边缘的最大 压力值； Pz 一相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的 附加压力值； Ap; 第层复合土层或土层的平均附加应力增量： Q; 施加在桩顶的第i级荷载： 复合地基变形量： S1 复合土层压缩变形量： S2 加固区下卧土层压缩变形量； Qcor 芯桩应力； Qcz 计算深度处土的竖向自重应力： Qcs 水泥土应力； Cz 计算深度处土中竖向附加应力。 2.2.2抗力和材料性能 孔隙比； Esi 第层土层的压缩模量： Espi 第i层复合土层的复合压缩模量； fa 修正后的复合地基承载力特征值： faki 基底以下各层大然地基承载力特征值： faz 软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特

2.2.2抗力和材料性能

e 孔隙比； Esi 第i层土层的压缩模量； Espi 第i层复合土层的复合压缩模量； fa 修正后的复合地基承载力特征值： faki 基底以下各层天然地基承载力特征值： faz 软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特 征值； f 芯桩混凝土轴心抗压强度设计值：

fecu 芯样试件抗压强度值； fcu 龄期为28d时的桩身水泥土抗压强度； fsk 桩间土承载力特征值； fspk 复合地基承载力特征值： IL 液性指数； MR 抗滑力矩； qp 端阻力特征值； qsi 第i层土的侧阻力特征值； R. 增强体单桩竖向承载力特征值。

Acor 芯桩横截面面积； Acs 芯桩周围的水泥土横截面面积； Ap 增强体桩身横截面面积； b 方形芯桩边长； d 圆形芯桩直径； dm 芯样试件的平均直径； D 增强体直径； De 单桩分担的处理地基面积的等效圆直径； 人 芯桩长度； l; 芯桩长度范围内第i层土层的厚度； loi 计算深度范围内第i层复合土层或土层的厚度； L 增强体长度； L; 增强体长度范围内第i层土层的厚度； 芯桩周长； up U 增强体周长

K 安全系数； 稳定安全系数； m 面积置换率； no 芯桩与水泥土的应力比：

1 《建筑地基基础设计规范》GB50007 2 《混凝土结构设计规范》GB50010 3 《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202 4 《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300 《建筑地基处理技术规范》JGJ79 S 《建筑桩基技术规范》JGJ94 6 7 《建筑基桩检测技术规范》JGJ106

3.0.1水泥土插芯组合桩适用于淤泥、淤泥质土、素填土、黏 性土、粉土、砂土等土层。 3.0.2水泥土插芯组合桩复合地基工程设计与施工，应具备下 列资料： 岩土工程详细勘察成果资料； 2 场地环境条件资料； 3 上部结构和基础设计文件； 4 地基处理的要求； 5 施工条件资料。 行 性场灿 应对场址

3.0.3对于无同类工程经验或复杂地质条件的场地

拟处理深度范围内主要土层进行室内水泥土配合比试验，并 有代表性的区域进行成桩工艺性试验

3.0.4水泥土插芯组合桩复合地基上应设置褥垫层

3.0.5水泥土插芯组合桩复合地基上的建（构）筑物，应进行 沉降变形观测。

4.1.1水泥土插芯组合桩复合地基应满足承载力、变形 性要求。

4.1.1水泥王插芯组合桩复合地基应满足承载力、变形和稳定 性要求。 4.1.2水泥应选用强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水 泥，水泥掺量不宜小于被加固土质量的12%。 4.1.3桩身水泥土抗压强度不应低于1.0MPa。 4.1.4褥垫层宜采用中砂、粗砂、级配砂石或碎石，砂石粒径 不宜大于20mm；褥垫层厚度不宜小于芯桩直径或边长的0.5倍， 且宜为150mm~700mm。

4.2增强体的选型与布置

注：b为方形芯桩边长：D为增强体直径。

注：b为方形芯桩边长：D为增强体直径。

图4.2.1水泥土插芯组合桩复合地基增强体 一圆形芯桩直径：b一方形芯桩边长：D一增强体直径： l一芯桩长度；L一增强体长度

图4.2.1水泥土插芯组合桩复合地基增强体 圆形芯桩直径：b一方形芯桩边长：D一增强体直径： l一芯桩长度；L一增强体长度

图4.2.1水泥土插芯组合桩复合地基增强体

4.2.2芯桩长度不宜小于增强体桩长度的2/3。

4.2.2芯桩长度不宜小于增强体桩长度的2/3。 4.2.3芯桩可分为预制混凝土管桩、空心方桩、实心方桩，芯 桩的选型应按表4.2.3的规定采用。

4.2.4增强体的布置应符合下列规定

1增强体应根据上部结构类型、荷载情况及对地基承载力 和变形的要求采用正方形、等边三角形等布桩； 2增强体桩间距应根据基础形式、设计计算、土质条件及周 边环境条件等综合确定，且不宜小于2.5D（D为增强体直径）； 3增强体桩端持力层宜选择中、低压缩性土层，桩端进入 持力层的长度不应小于1.5D；桩端至软弱下卧层的距离不宜小 于3.OD。

4.3.1作用在水泥士 地基上的压力，应付合下 列规定： 1荷载效应标准组合时： 轴心荷载作用下

Pkmax ≤1. 2.

武中：Pk 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压 力值（kPa）； Pkmax 相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘的最大

压力值（kPa); fa一修正后的复合地基承载力特征值（kPa）。 2地震作用效应标准组合时： 轴心荷载作用下

PEk ≤ Sa f.

PEkmax ≤ 1. 25, f

式中：PEk 相应于地震作用效应标准组合时，基础底面处的 平均压力值（kPa）； PEkmax 相应于地震作用效应标准组合时，基础底面边缘 的最大压力值（kPa）； sa一一地基抗震承载力调整系数； fa一修正后的复合地基承载力特征值（kPa）。 .3.2计算修正后的复合地基承载力特征值时，基础宽度的地 基承载力修正系数应取零，基础埋置深度的地基承载力修正系数 可取1.0。 .3.3水泥土插芯组合桩复合地基承载力特征值应通过复合地 基静载荷试验确定，初步设计时可按下列公式估算，

基静载荷试验确定，初步设计时可按下列公式估算，

武中： fspk 复合地基承载力特征值（kPa）； fsk 桩间土承载力特征值（kPa）； Ra 增强体单桩竖向承载力特征值（kN）； Ap 增强体桩身横截面面积（m²）； m 面积置换率； βp 增强体承载力综合调整系数，无经验时可取1.0； Bs 桩间土承载力综合调整系数，无经验时可取 0. 8~ 1. 0 ; D 增强体直径（m）：

D 单桩分担的处理地基面积的等效圆直径（m）。

3.4增强体单桩竖向承载力特征值应通过静载荷试验确定 步设计时，可按下式进行估算：

4.3.4增强体单桩竖向承载力特征值应通过静载荷

初步设计时，可按下式进行估算：

R,=UqsiL,+q,A

由桩顶混凝土强度确定的单桩承载力：

图4.3.5桩身材料强度验算部位

f. Acs R,≤ 1.35 cor no

式中：Ra 增强体单桩竖向承载力特征值（kN）； U 增强体周长（m）； qsi 第i层土的侧阻力特征值（kPa），无地区经验时 可取泥浆护壁钻孔桩侧阻力特征值的1.5倍 1. 6倍; l 芯桩长度范围内第i层土层的厚度（m）； fcu 龄期为28d时的桩身水泥土抗压强度（kPa），可 取与桩身水泥土配比相同的室内水泥土试块（边长 为70.7mm的立方体）在标准养护条件下28d龄期 的立方体抗压强度平均值的0.6倍；

当复合地基受力层范围内有软弱下卧层时，应按下式验 下卧层地基承载力：

P, +Pcz ≤faz

代中：Pz 相应于荷载效应标准组合时，软弱下卧层顶面处的 附加压力值（kPa）； 软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值（kPa）； Pcz 值(kPa)。

4.4变形计算与稳定性验算

4.4.1水泥土插芯组合桩复合地基变形计算值不应大

4.4.1水泥土插芯组合桩复合地基变形计算值不应大于地基变 形允许值。地基变形允许值应符合现行国家标准《建筑地基基础 没计规范》GB50007的规定。 4.4.2水泥土插芯组合桩复合地基变形包括褥垫层压缩变形

形允许值。地基变形允许值应符合现行国家标准《建筑地基基础 设计规范》GB50007的规定

4.4.2水泥土插芯组合桩复合地基变形包括褥垫层

复合土层压缩变形（s）和加固区下卧土层压缩变形（s2）。水 泥土插芯组合桩复合地基变形量可按下列公式计算（图4.4.2）：

图4.4.2压缩变形量计算范围

Api S1 =Ys1 Espi Api 0元 faki

式中：s 复合地基变形量（mm）； S1、S2 复合土层、加固区下卧土层压缩变形量（mm）； AP; 第i层复合土层或土层的平均附加应力增量（kPa）， 复合土层的分层与天然地基相同； lo: 计算深度范围内第i层复合土层或土层的厚度（m）； Espi 第i层复合土层的复合压缩模量（MPa）； Esi 第i层土层的压缩模量（MPa）； Ys1 复合土层压缩变形量计算经验系数，无地区经验时， 可按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的规定取值；

亚s2——下卧土层压缩变形量计算经验系数，无地区经验时，可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定取值：faki——基底以下各层天然地基承载力特征值（kPa）。4.4.3地基变形计算深度不应小于复合地基的深度。地基变形计算深度处的竖向附加应力，与土的竖向自重应力应符合下式规定：O,≤0. 1ocz(4.4.3)式中：,——计算深度处土中竖向附加应力（kPa);一计算深度处土的竖向自重应力（kPa）。4.4.4水泥土插芯组合桩复合地基整体滑动稳定性可采用圆弧滑动法验算，最危险滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩的比值应满足下式要求：K, Ms≤MR(4.4.4)式中：K—稳定安全系数，不应小于1.30；抗滑力矩（kN·m）；Ms——滑动力矩（kN·m）。4.5构造要求4.5.1水泥土桩直径与芯桩直径或方形芯桩外接圆直径之差不宜小于200mm。4.5.2芯桩上下节拼接宜采用焊接或机械连接。15

5.1.1施工前应清除地下和空中障碍物并完成三通一平

后的施工作业面标高高于水泥土插芯组合桩复合地基表面设计标 高的值不宜小于1.0m。 5.1.2复合地基施工的轴线定位点和高程水准基点应设在不受 施工影响的地方，经复核后应妥善保护，施工中应定期复测。 5.1.3施工前应对水泥土插芯组合桩施工机械及其配套设备进 行试运行，并应对主要设备参数进行标定。

后的施工作业面标高高于水泥土插芯组合桩复合地基表面 高的值不宜小于1.0m。

地工影啊的地方 5.1.3施工前应对水泥土插芯组合桩施工机械及其配套设备进 行试运行，并应对主要设备参数进行标定

5.2.1水泥王插芯组合桩中的水泥土桩施工机具应具有高压喷 射与机械搅拌功能。 5.2.2水泥土插芯组合桩施工机械可选用整体式施工机械或组 合式施工机械。

5.2.3水泥土插芯组合桩施工机械的配套设备，应符个

1注浆泵的压力、流量应满足施工要求，额定压力不应小 于施工最大压力的1.5倍； 2空气压缩机的供气量和额定排气压力不应小于施工最大 值的1.5倍； 3水泥浆搅拌机、储浆桶的性能应满足需浆量、浆液搅拌 均匀的施工要求。

5.3.1施工时应对桩位进行复核，桩位放样允许偏差

3.1施工时应对桩位进行复核，桩位放样允许偏差为10mm

5.3.2水泥土插芯组合桩施工工艺应按下列流程进行：

1高喷搅拌法施工水泥土桩： 1）水泥土桩施工机械就位、桩机调平； 2）制备水泥浆； 3）高喷搅拌钻进下沉； 4）高喷搅拌提升； 5）复搅复喷。 2在水泥土桩中同心植入芯桩： 1）采用整体式施工机械时，旋转或移动桩架，芯桩定位； 2）采用组合式施工机械时，移走水泥土桩施工机械，芯 桩施工机械就位、桩机调平； 3）在水泥土初凝前，沉桩、接桩，送桩至设计标高。 3移位，进行下一根桩施工。 5.3.3水泥浆应按设计水灰比进行制备，并应符合下列规定： 1应配置在检定或校准有效期内的计量仪器，对水与水泥 的用量进行计量： 2应选用能实现水灰比自动控制的制浆设备； 3水泥浆搅拌时间不应少于3min，并应过筛后使用，制备 至用完的时间不应超过2h； 4施工过程中应测量水泥浆密度，每根桩不应少于3次。 5.3.4水泥土桩施工应符合下列规定： 1水泥土桩施工参数应根据成桩工艺性试验确定，并在施 工中进行控制； 2水泥用量应通过调整水泥浆压力与流量、钻杆提升速度 复搅复喷次数进行控制，并应符合设计要求； 3桩身深度范围内每米的搅拌次数宜大于300次； 4施工中钻杆垂直度允许偏差应为1%； 5对桩顶、芯桩底端及设计要求加固部位应采取复搅复喷 措施； 6停浆面高于桩顶设计标高的值不应小于500mm，桩径、

高喷搅拌法施工水泥土桩： 1）水泥土桩施工机械就位、桩机调平； 2）制备水泥浆； 3）高喷搅拌钻进下沉； 4）高喷搅拌提升； 5）复搅复喷。 2在水泥土桩中同心植人芯桩： 1）采用整体式施工机械时，旋转或移动桩架，芯桩 2）采用组合式施工机械时，移走水泥土桩施工机机 桩施工机械就位、桩机调平； 3）在水泥土初凝前，沉桩、接桩，送桩至设计标高 3移位，进行下一根桩施工。

桩长不应小于设计值。

5.3.5水泥土桩施工后宜采取尚未凝固的水泥土浆液留置

试件留置要求应符合下列规定： 1每个施工台班留置试件不应少于1组，每组试件应留6 件，试件尺寸应为70.7mm×70.7mm×70.7mm； 2单组试件应取自同一根桩，取样位置应在桩顶设计标高 以下； 3 试件应同条件养护28d。 5.3.6 芯桩的施工允许偏差应符合下列要求： 1 定位允许偏差为10mm； 2 垂直度允许偏差为0.5%； 桩顶标高允许偏差为±50mm。 5.3.7 当芯桩植入水泥土桩中时，应采取防止芯桩自由下落的 措施，接桩时应保证接桩质量和上下节段的桩身垂直度。 5.3.8水泥土插芯组合桩施工记录可按本规程附录A的规定进 行记录。 5.3.9土方开挖后桩头水泥土应平整、密实，且桩顶标高不应 高于桩周土层

5.3.9王方开挖后桩头水泥土应平整、密实，且桩顶标高 高于桩周土层

5.4施工安全和环境保护

5.4.1水泥土插芯组合桩复合地基施工安全应符合下列规定： 1 桩机的安装、试运行、拆除应按机械使用说明书的要求 进行； 2施工前应对注浆泵、空气压缩机、高压水龙头和供水、 供气、供浆管路系统进行安全检查； 3施工过程中，应经常检查机械设备及防护设施的运转情 况，当发生异响、吊索具破损、紧固螺栓松动、漏油、漏浆、漏 气、停电以及其他异常情况时，应立即停机检查，排除故障； 4施工作业面平整度、地基承载力除应满足施工设备要求 外，尚应采取防止桩机倾覆、陷机的措施：

5遇恶劣天气时，应暂停施工并切断电源； 6 施工完成后应在桩位处设置防护措施。 5.4.2水泥土插芯组合桩复合地基施工时，应采取下列环境保 护措施： 1 应对施工机械采取降低噪声的措施； 2 水泥运输、水泥浆制备应采取覆盖、封闭等防扬尘措施； 3 废弃水泥浆应处理后排放； 4 地面返浆应及时清理并集中堆放； 5 机械设备维修保养、管路清洗产生的废油、废水应集中 处理。

6.1.1水泥土插芯组合桩复合地基工程施工质量验收检验可分 为施工前检验、施工中检验和验收检验 6.1.2水泥土插芯组合桩复合地基工程施工质量验收检验，应 包括下列内容： 1水泥及外掺剂质量、水泥用量： 2 水泥土强度、水灰比； 桩长、桩径、桩数、桩位、桩项标高、芯桩标高： 4 水泥土桩垂直度、芯桩垂直度； 芯桩强度； 6 水泥土强度； 7 单桩承载力； 8 复合地基承载力： 9 芯桩桩身完整性、褥垫层夯填度等。 6.1.3水泥土插芯组合桩复合地基工程施工质量验收除应符合 现行国家标准《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300的 规定外，尚应符合下列规定： 1对水泥土插芯组合桩复合地基施工中使用的水泥、芯材 等应进行检验； 2水泥土插芯组合桩复合地基施工各施工工序应进行质量 自检，施工工序之间应进行交接质量检验： 3水泥土插芯组合桩复合地基施工质量应按下列要求进行 验收： 1）应在施工单位自检合格的基础上进行； 2）施工中使用的材料、试块、试件等应提供检验报告：

3）隐蔽工程在隐蔽前应进行验收，并形成检查或验收文件。

6.1.4水泥土插芯组合桩复合地基工程施工质量验收材料，应 包括下列内容： 1岩土工程勘察报告、复合地基施工图、图纸会审纪要 设计变更； 2经审批的施工组织设计、技术交底及变更单； 3 桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单： 4 芯桩的出厂合格证、相关质量证明文件、进场验收记录； 5水泥、褥垫层材料及其他材料的质量合格证、见证取样 文件及复验报告； 6 褥垫层铺设范围测量放线图； 7 施工记录及隐蔽工程验收文件： 8 工程质量事故及事故调查处理资料； 9 地基承载力、水泥土强度、芯桩桩身完整性检测报告； 10 复合地基竣工平面图； 11 其他相关文件或记录

6.2.1施工前应对水泥、外掺剂、芯桩、接桩用材料等产品质 量进行检验。 6.2.2施工前应对施工机械设备及性能进行检查。 6.2.3 施工前应对桩位进行复测。 6.2.4水泥、外掺剂、芯桩、接桩用材料的质量检验标准应符 合表 6. 2. 4 的规定。

表6.2.4水泥、外掺剂、芯桩、接桩用材料的质量检验标准

续表6.2.4允许值或允许偏差项序检查项目检查方法单位数值表面平整，颜色均匀，芯外观、掉角深度小于10mm，蜂窝面目测法桩外形一般2积小于总面积的0.5%质项目查产品合格证量强度不小于设计值书或钻芯法3接桩用材料设计要求查产品合格证书6.3方施工中检验6.3.1成桩工艺性试验宜采用轻型动力触探或浅部开挖的方法对水泥土桩的形态大小、胶结情况、水泥土均匀程度进行检验。6.3.2水泥土插芯组合桩中的水泥土桩施工时应检查水泥用量、浆液压力、水压、气压、水灰比、钻杆提升速度、钻杆旋转速度、垂直度、桩长。6.3.3水泥土插芯组合桩中的芯桩施工时应检查植入情况：桩长、垂直度、接桩质量、接桩上下节平面偏差、接桩停歇时间、桩顶标高。6.3.4水泥土插芯组合桩施工质量检验标准应符合表6.3.4的规定。表6.3.4水泥土插芯组合桩施工质量检验标准允许值或允许偏差项序检查项目检查方法单位数值主控::水泥用量不小于设计值查看流量表项目2桩长不小于设计值测钻杆长度1浆液压力设计值检查压力表读数一般2水压设计值检查压力表读数项目3气压设计值检查压力表读数22

续表6.3.4允许值或允许偏差项序检查项目检查方法单位数值实际用水量与4水灰比设计值水泥的重量钻杆下沉/测机头下沉/上升5设计值提升速度距离及时间6钻杆旋转速度设计值现场测定7水泥土桩垂直度≤1/100经纬仪测量钻杆8芯桩垂直度≤1/200经纬仪测量9芯桩桩顶标高mm±50水准测量一般无气孔，无焊瘤，无裂缝目测法项目10焊缝质量设计要求超声波或射线探伤电焊结束后11min>6(3)用表计时芯桩停歇时间接桩质量上下节平12mm≤10用钢尺量面偏差节点弯13同桩体弯曲要求用钢尺量曲矢高注：焊接接桩后停歇时间项括号中为采用二氧化碳气体保护焊时的数值。6.4验收检验6.4.1水泥土插芯组合桩复合地基工程施工验收检验应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收标准》GB50202的规定。6.4.2地基开挖至基底设计标高后应进行施工验槽，并应检查水泥土插芯组合桩的桩数、桩位偏差、桩径、桩顶标高。6.4.3施工完成后应进行增强体和复合地基承载力检验、桩身质量检验。6.4.4增强体承载力检验应符合下列规定：17检验数量不应少于总桩数的0.5%，且不应少于3根；23

6.4.5复合地基承载力检验应符合下列规定：

1检测桩数不应少于总桩数的10%，且不得少于10根； 2桩身完整性判定时，应考虑水泥土对实测信号的影响 当实测信号复杂DL/T 1187-2012 1000kV架空输电线路电磁环境控制值，无规律，且无法对其进行合理解释时，宜结合 其他检测方法进行综合判定。 6.4.9褥垫层夯填度不应大于0.9，每单位工程检验数量不应少 于3点，且每100m²至少应检验1点。 6.4.10水泥土插芯组合桩复合地基质量检验标准应符合表 6.4.10的规定

1检测桩数不应少于总桩数的10%，且不得少于10根： 2桩身完整性判定时，应考虑水泥土对实测信号的影 当实测信号复杂，无规律，且无法对其进行合理解释时，宜纟 其他检测方法进行综合判定

水泥土插芯组合桩复合地基质量检验

注：D为增强体直径。

1为便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度 不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的用词： 正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词： 正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词： 正面词采用“宜”或“可”；反面词采用“不宜”。 4）表示有选择GB/T 36314-2018 电子商务企业信用档案信息规范，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2规程中指明应按其他有关标准执行时的写法为“应符 合的规定”或“应按…………·执行”。

水泥土插芯组合桩复合地基技术规程

水泥土插芯组合桩复合地基技术规程