ICS 93.080.10 CCS P 66 13 河北省 地方 标准 DB 13/T 5999—2024 公路路基刚性桩复合地基应用技术规范 2024 - 08 - 12发布 2024 - 09 - 12实施 河北省市场监督管理局 发布 DB 13/T 5999 —2024 I 前言 本文件按照 GB/T 1.1 -2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由河北省交通运输厅提出。 本文件起草单位：石家庄铁道大学、河北雄安荣乌高速公路有限公司、河北省交通规划设计研 究院有限公司、河北地质大学、承德市滦平县交通运输局。 本文件主要起草人： 杨广庆、靳进钊、杨祥、王昕、何征峰、李婷、张超、王贺、蒲昌瑜、张 锋、杨艳、 刘伟超、王志杰、曹艳民、常海芹、李海祥、吴佳宁、汤少静、 郭思瑶、高煜磊、毛帅 东。 DB 13/T 5999 —2024 1 公路路基刚性桩复合地基应用技术规范 1 范围 本文件规定了公路路基刚性桩复合地基的术语和定义、基本规定、设计、施工和质量检验。 本文件适用于新建、改扩建的各等级公路路基刚性桩复合地基处理。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必 不可少的条款。其中，注日期的引用 文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单） 适用于本文件。 GB 50010 混凝土结构设计规范 JCJ 94 建筑桩基技术规范 JTG/T D31 -02公路软土地基路堤设计与施工技术细则 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 素混凝土桩 plain concrete pile 水泥、碎石、砂等混合料加水拌合后，灌注而成的桩体。 水泥粉煤灰碎石桩 (CFG桩) cement fly ash gravel pile 水泥、粉煤灰、碎石、石屑、砂等混合料加水拌合后，灌注而成的桩体。 预应力混凝土管桩 prestressed concrete pipe pile 采用离心工艺成型的圆环形截面的预应力混凝土桩。 刚性桩 rigid pile 地基处理中桩土变形不协调、 单桩竖向极限承载力不受桩身抗压强度控制的高黏结强度材料桩。 主要包括素混凝土桩、水泥粉煤灰碎石桩（ CFG桩）和预应力混凝土管桩等。 刚性桩复合地基 rigid pile composite foundation 以刚性桩作为地基中的竖向增强体并与地基土共同承 担荷载的人土地基。 4 基本规定 刚性桩复合地基适用于深厚软土地基上荷载较大、变形要求较严格的桥（涵）构造物与路堤过 渡段、路堤拓宽路段、高填方路堤的地基处理。 刚性桩复合地基设计前应对拟建工程场地进行工程地质勘察，分析地基土层的分布、地下水腐 蚀性及其 PH值、土的含水率、塑性指数和有机质含量等，分析公路路堤荷载大小及其对地基承载力 和沉降变形的要求等，并结合工程实际分析本地区相似地质条件下公路工程复合地基处理经验和使 用情况。 在使用刚性桩复合地基时，应加强地基土体、地下水对桩体的腐蚀性评价，当地基土和地下水 对刚性桩 混凝土有中、强腐蚀性时不宜采用。 刚性施工前应进行室内配比试验 ,并进行现场工艺性试验 ,确定施工工艺及参数。 刚性桩桩顶宜设置桩帽和加筋垫层。 DB 13/T 5999—2024 2 5 设计 一般规定 5.1.1 刚性桩复合地基桩径、桩长及桩间距应根据工程地质勘察报告、场地环境、荷载、沉降变形 控制的要求，经稳定性验算确定，并满足工后沉降的要求。 5.1.2 素混凝土桩和 CFG桩宜选用强度等级为 42.5级及以上的普通硅酸盐水泥，桩径应根据成桩 设备条件确定，宜为 0.4 m～0.6 m。CFG桩配合比设计方法应按 JTG/T D31 -02中的规定执行。桩体 强度宜为 5～20 MPa，设计强度应满足路堤沉降与稳定的要求。 5.1.3 预应力混凝土管桩宜工厂预制、现场焊接接长。桩外径宜为 0.3 m～0.5 m，壁厚宜为 0.06 m～0.10 m，混凝土强度等级不应低于 C60。 5.1.4 刚性桩宜采用等边三角形或正方形布桩。不设桩帽时，桩间距宜为 2.5～5倍桩径；设桩帽 时，桩间距宜为 5～6倍桩径。 5.1.5 桥（涵）构造物与路堤过渡段的刚性桩可采用渐变桩间距或渐变桩长方式分级过渡设置。 5.1.6 当软（弱）土层较薄时，桩长应穿过软弱土层至硬层持力层。桩端进入持力层的深度应符合 下列规定： a) 对黏性土、粉土不宜小于 2倍桩径且不宜小 于2.0 m； b) 砂性土不宜小于 1.5倍桩径且不宜小于 1.5 m； c) 碎石类土不宜小于 1倍桩径且不宜小于 1.0 m。 5.1.7 当软土层深厚时，桩长应按沉降与稳定计算确定；当以稳定性控制的工程，桩长应穿过潜在 滑动面以下至少 1 m～4 m。 5.1.8 刚性桩复合地基加固范围不应小于路堤底宽，一般在路堤坡脚填土范围外布置 1～2排桩。 5.1.9 预应力混凝土管桩宜采用预制闭口桩尖。桩尖材料混凝土等级不宜小于 C30，形状及尺寸根 据桩型确定。 桩帽 5.2.1 桩帽宜为圆形或方形，宜采用 C30水泥混凝土现场浇筑而成。 5.2.2 桩顶进入桩帽应不少于 50 mm，桩和桩帽之间宜采用钢筋连接。 5.2.3 方形桩帽边长或圆形桩帽直径宜为 1.0 m～1.5 m，也可按公式（ 1）计算。 𝑏 =(0.4~0.5)𝑆 …………………………………（ 1） 式中： 𝑏——方形桩帽边长或圆形桩帽等效边长（ m）； 𝑆——桩间距（ m）。 5.2.4 桩帽厚度宜为 0.3 m～0.4 m，也可按公式（ 2）计算。 𝑡p=(0.5~0.6)(𝑏−𝐷p)……………………………（ 2） 式中： 𝑡p——桩帽厚度（ m）； 𝐷p——桩径（m）。 5.2.5 桩帽强度验算及配筋设计应按照 GB 50010的要求进行。桩帽与桩体连接部位的最大弯矩值 𝑀max可按公式（ 3）计算。 𝑀max =𝜉𝐹cap𝑏(𝑏−𝐷p)2 8…………………………………（ 3） 式中： 𝜉——修正系数，一般为 2.7～3.8，当b/Dp=4时取低值， b/Dp=2时取高值，中间值可采用线性插 值计算； 𝐹cap——作用在桩帽上的等效平均应力（ kPa），可根据路堤填料中的土拱效应按 JTG/T D31 -02 的规定计算 。 加筋垫层 5.3.1 刚性桩复合地基加筋垫层厚度不宜小于 30 cm，宜采用级配良好且未风化的砂砾、碎石，其 最大粒径不 宜大于50 mm，细粒含量不应大于 10%。 DB 13/T 5999 —2024 3 5.3.2 刚性桩（桩帽）顶部加筋垫层中应水平铺设抗拉强度高、耐久性好的土工格栅、高强有纺土 工布、土工格室等加筋材料。最下层加筋材料距离刚性桩（桩帽）顶部距离不小于 100 mm。 承载力计算 5.4.1 桩顶设置桩帽的刚性桩复合地基 桩顶设置桩帽的刚性桩可不验算复合地基承载力。 刚性桩的单桩承载力可按公式（ 4）进行验算。 1.1𝐹cap≤𝑅a…………………………………………（ 4） 式中： 𝐹cap——桩顶上的荷载压力 （kN）； 𝑅a——单桩竖向承载力特征值。 单桩竖向承载力特征值 𝑅a应通过现场载荷试验确定，初步设计时也可按公式（ 5）或公式（ 6） 进行计算。 𝑅a=𝑢p∑𝑞si𝑙i+𝑞pk𝐴p……………………………（ 5） 𝑅a=𝑢p∑𝑞si𝑙i+𝑞pk(𝐴j+𝜆p𝐴pl)………………………（ 6） 式中： 𝑢𝑝——桩的截面周长（ m）； 𝑞si——桩侧第 𝑖层土的极限侧阻力标准值（ kPa），无经验值时可按 JGJ 94的有关规定确定； 𝑙i——桩周第 𝑖层土的厚度（ m）； 𝑞pk——桩的极限端阻力标准值（ kPa），如无经验值时可按 JGJ 94的有关规定确定； 𝐴P——实心桩的截面积（ m2）； 𝐴j——空心桩桩端净面积（ m2），预应力混凝土管桩 𝐴j=𝜋 4（𝑑2−𝑑12）； 𝐴pl——空心桩敞口面积（ m2）， 𝐴pl=𝜋 4𝑑12； 𝜆p——桩端土塞效应系数；当 ℎb/𝑑<5时， 𝜆p=0.16ℎb/𝑑；当 ℎb/𝑑≥5时， 𝜆p=0.8； ℎb——桩端进入持力层的深度（ m）； 𝑑——预应力混凝土管桩外径（ m）； 𝑑1——预应力混凝土管桩内径（ m）。 5.4.2 桩顶未设置桩帽的刚性桩复合地基 复合地基承载力特征值 f_spk可按公式 (7)计算。 单桩竖向承载力特征值 R_a应通过现场载荷试验 确定，初步设计时也可按公式（ 5）或公式（ 6）进行计算。 𝑓spk=𝜆𝑚𝑅a 𝐴P+𝛽(1−𝑚)𝑓𝑠𝑘…………………………（ 7） 式中： 𝑓spk——复合地基承载力特征值（ kPa）； 𝜆——单桩承载力发挥系数，素混凝土桩和 CFG桩取0.8～0.9； 𝛽——桩间土承载力折减系数，素混凝土桩和 CFG桩取0.9～1.0； 𝑚——桩土面积置换率； 𝑅a——单桩竖向承载力特征值（ kN）；