高速公路夯实水泥土桩复合地基技术规范DB13∕T 2950-2019

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

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 z f P P ≤+ (1)

式中：

P z ——软弱下卧层顶面处的附加应力值（kPa ）； P cz ——软弱下卧层顶面处的自重应力值（kPa ）；

f z ——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：

d m

s .785

.0=

…………………………………………………………（2） 正三角形时：

d m

s .907

.0=

(3)

式中：

s ——桩中心距离（m ）； d ——桩身直径（m ）;

m ——面积置换率，22/e d d m =，d e 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d e =1.05s ，正方形布桩d e =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R a 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：

∑=+=n

i i sik p p pk a L q u A q R 1

βα (4)

式中：

α、β——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α=1.0、β=1.0～1.1；

q pk ——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； A p ——桩截面面积（m 2）； u p ——桩的周长（m ）；

q sik ——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； L i ——第i 层土的厚度（m ）。

表1 夯实水泥土桩桩端阻力特征值