《黄泛区管桩基础技术规程》征求意见稿+编制说明

1黄泛区管桩复合地基技术规程本文件提出了黄泛区预应力混凝土管桩复合地基的勘察、设计、施工、检测及监测要求。本文件适用于黄泛区预应力混凝土管桩复合地基，非黄泛区应按经验或现场试验确定其适用性。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。GB50007建筑地基基础设计规范GB50202建筑地基基础工程施工质量验收标准GB50497建筑基坑工程监测技术规范GB/T50783复合地基技术规范GB55017工程勘察通用规范GB50021岩土工程勘察规范JTGC10公路勘察规范JTGC20公路工程地质勘察规范GB/T13476先张法预应力混凝土管桩GB/T50783桩帽要求GB/T50290褥垫层土工布JTG3363公路桥涵地基与基础设计规范JGJ8建筑变形测量规范JGJ94建筑桩基技术规范JGJ106建筑基桩检测技术规范JGJ340建筑地基检测技术规范JGJ/T406预应力混凝土管桩技术标准2JC/T947先张法预应力混凝土管桩用端板JT/T480交通工程土工合成材料土工格栅T/CECS1327预应力混凝土管桩垂直度测量技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1黄泛区YellowRiverfloodedarea黄河中下游数次改道影响的特殊地区，该区域的土体以低液限粉土和含砂粉土为主，不易压实、孔隙率高、毛细作用显著、水稳定性差。3.2管桩复合地基Pipepilecompositefoundation由打（压）入地基中的管桩和连接于桩顶的垫层共同组成的以承受和传递上部结构荷载的复合地基。3.3土塞效应Pluggingeffectofpipepile管桩沉桩过程中，土体涌入管桩内的土芯对桩端阻力发挥程度的影响效应。3.4挤土效应Compactingeffectofpipepile管桩沉桩时，桩周土体产生位移对已有桩体或周边构筑物的影响效应。3.5土塞率Pluggingrationofpipepile管桩贯入过程中土塞高度与管桩贯入深度的比值。4基本规定4.1本文件管桩包括普通预应力混凝土（PC）管桩、高强预应力混凝土（PHC）管桩、预应力混凝土薄壁（PTC）管桩，其制作应符合GB/T13476、JGJ/T406的规定。4.2管桩复合地基适用于处理黄泛区粉土、粉质粘土、粉砂土、黄土和素填土等软弱地基；当处理湿3陷性黄土、欠固结填土、新近沉积土、液化土等特殊性土地基时，尚应符合相应现行专业标准的规定。4.3管桩复合地基勘察时，对难以取样的黄泛区粉土、粉砂土地层，应采用原位测试试验为主，必要时可采用旁压试验。4.4管桩复合地基施工前，应通过现场试验确定其适用性和处理效果。4.5管桩复合地基施工及使用期间宜对地基变形进行监测，直至变形达到稳定为止。4.6管桩复合地基应保证安全施工，施工中应重视环境保护，并遵循信息化施工原则。5管桩复合地基勘察5.1一般规定5.1.1管桩复合地基勘察可划分为初步勘察阶段和详细勘察阶段，当工程需要时，应增加施工勘察阶段。5.1.2应调查场地不良地质的类型、成因、分布范围、发展情况和危害程度。5.1.3应查明拟建工程场地地形地貌和工程影响范围内岩土层的类型、分布、工程特性，查明对工程建设有影响的地下埋藏物。5.1.4应分析地下水对管桩复合地基设计、施工和环境的影响，提出相应的预防和处理措施。5.1.5勘探、取样和原位测试、室内试验等的原始记录、影像资料和工程勘察报告均应归档保存，并应可追溯。5.2普通地基勘察5.2.1普通地基的勘察宜包括下列内容：a）评定桩间土承载力，预估单桩承载力和复合地基承载力；b）评定桩间土、桩端以下沉降计算深度范围内土层的压缩性，任务需要时估算复合地基沉降量。5.2.2普通地基勘察宜采用钻探和触探以及其他原位测试相结合的方式进行。5.2.3勘探点间距不宜大于24m，当地层条件复杂或工程有特殊要求时，勘探点应适当加密。5.2.4钻探深度应根据黄泛区粉土的分布厚度及路堤填土高度确定，厚度较薄时，应穿透黄泛区粉土层至主要持力层内2m～5m或下伏基岩；厚度较厚时，钻探深度应达到预估的地基附加应力与地基土自重（饱和层用浮重度）应力比为0.10～0.15时所对应的深度。5.2.5对勘探深度范围内的土层，应采取不扰动试样进行室内试验或根据土质情况选用有效的原位测试方法进行测试。45.2.6对于黄泛区粉土、粉砂土地层，应进行标准贯入试验，一般每2m测试一次，当锤击数达50击，而贯入深度未达30cm时，可终止试验，并记录锤击的实际贯入深度，按公式（1）换算成30cm的标准贯入试验锤击数N：N=n（1）式中：△S—n击时的实际贯入度（cm）。标准贯入试验锤击数不进行杆长修正。5.3特殊地基勘察5.3.1特殊性岩土的勘察应查明岩土类型、成因、分布、发育程度及其工程影响，测定岩土的特性指标，提出相应处理措施和建议。5.3.2湿陷性黄土勘察应包括下列内容：a）查明湿陷性黄土层的厚度及分布范围；b）查明湿陷性黄土地基的湿陷等级；c）查明地下水类型和补给、径流、排泄条件，地下水位的季节性变化幅度和升降趋势，评估地下水上升的可能性和程度；d）查明黄土的湿陷类型、湿陷系数、自重湿陷系数和湿陷起始压力随深度的变化。5.3.3盐渍土勘察应包括下列内容：a）查明盐渍土的成因、分布和特点；b）确定含盐类型、含盐量及其在岩土中的分布以及对岩土工程特性的影响；c）查明地下水与地表水的相互关系，地下水的类型、埋藏条件、水质、水位及其季节变化，有害毛细水上升高度；d）评价岩土的溶陷性、盐胀性、腐蚀性对管桩及地基稳定性的影响，提出地基处理和防治措施。6管桩复合地基设计6.1一般规定6.1.1管桩复合地基宜采用桩帽结构，桩帽覆盖率不宜小于25桩帽顶面宜与工作垫层顶面齐平。6.1.2管桩（帽）顶面与路基土之间应设置碎石、砾石或灰土褥垫层，最大砂石粒径不宜大于30mm，垫层厚度宜取300mm～500mm，当桩竖向抗压承载力、桩径或桩间距较大时垫层厚度取大值。6.1.3管桩（帽）顶面与路面结构之间的填土厚度不宜小于桩帽净距的2倍。56.1.4软土层未完成自重固结、或桩帽以下填土厚度较大时，宜先进行固结排水处理或在桩间土设置竖向排水体。6.1.5采用管桩复合地基的路基应进行沉降变形计算和整体稳定性验算。6.1.6既有建（构）筑物附近9倍桩径范围内不宜采用管桩。6.2管桩计算6.2.1管桩单桩竖向抗压承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时，可根据桩周土、桩端土和土塞抗力，按公式（2）计算。式中：Ra—管桩竖向抗压承载力特征值（kNup—管桩截面周长（mŋs—管桩垂直度折减系数，可根据当地经验取值，如无当地经验可按表1取值。qsik—静力触探比贯入阻力值估算的桩周第i层土极限侧阻力（kPa可根据当地经验取值，如无当地经验可按表2取值；li—桩周第i层土的厚度（mκp—土塞效应对端阻力增强系数，可根据当地经验取值，如无当地经验可按持力层淤泥质土、粘性土取1.0，砂土、粉砂、粉土取1.2～1.4；qpk—极限端阻力标准值（kPaAj—管桩桩端净面积，Aj=D、d—管桩外径、内径（mλp—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；Ap1—管桩敞口面积，Aj=hb—桩端进入持力层深度（m表1黄泛区管桩垂直度折减系数折减系数,取值6表2黄泛区管桩复合地基的极限侧摩阻力标准值///58～8080～10264～9470～966.2.2管桩复合地基承载力特征值应通过现场载荷试验确定，或综合管桩载荷试验和桩间土地基竖向抗压载荷试验确定。初步设计时，可按公式（3）计算。式中：fspk—复合地基承载力特征值（kPakp—复合地基中管桩实际竖向抗压承载力的修正系数，与施工工艺、复合地基置换率、桩间土的工程性质、桩体类型等因素有关，一般情况下可取kp=1.0；μp—管桩竖向抗压承载力发挥系数，反映复合地基破坏时桩体竖向抗压承载力发挥度，填土路堤和柔性面层堆场下的取值宜小于1.0；m—复合地基置换率，m=D2/De2；De—单根管桩分担的地基处理面积的等效圆直径（m等边三角形布桩，De=1.05s；正方形布桩，s，s1，分别为桩间距、纵向间距和横向间距；Ra—管桩单桩竖向抗压承载力特征值，kN；A—管桩桩帽面积（m2ks—复合地基中桩间土地基实际承载力的修正系数，与桩间土的工程性质、施工工艺、桩体类型等因素有关，一般情况下可取ks=1.0；7s—桩间土地基承载力发挥系数，反映复合地基破坏时桩间地基承载力发挥度，填土路堤和柔性面层堆场下μs可取1.0；fsk—桩间土地基承载力特征值（kPa按当地经验取值，如无经验时可取天然地基承载力特征值。6.2.3管桩范围内桩帽的弯矩可按式（4）计算，管桩外侧桩帽的弯矩可按式（5）计算。不配箍筋和抗冲切钢筋的桩帽的抗冲切可按式（6）验算。Mc1=（4）Mc2=（5）式中：M式中：Mc1—管桩范围内桩帽的弯矩（kNmMc2—管桩范围外桩帽的弯矩（kN·mPu—单桩分担面积内桩帽顶面以上荷载（kN取土单桩分担面积内桩帽以上路堤荷载、单桩竖向极限承载力中的小者；b—桩帽边长（mft—混凝土轴心抗拉强度设计值（kPah0—有效厚度，取桩帽底面至上层钢筋网的距离（m）。6.2.4褥垫层承载力特征值应通过载荷试验确定，初步设计时可按式（7）计算。式中：fskp—褥垫层承载力特征值（kPaZn—褥垫层厚度（mθ—扩散角，一般为10°~15°;n—褥垫层的层数；Tr—应变为5%时对应的土工格栅拉力（kN/m无相关资料时宜通过张拉试验曲线确定；δ—土工格栅拉力方向与桩顶水平面的夹角，初步设计时取10°~15°;φ—褥垫层内摩擦角，碎石类取35°~40°。6.2.5管桩复合地基加筋材料的设计抗拉强度之和不宜小于式（8）与式（9）计算值之和。8T（10）式中：Tds—路堤水平土压力在加筋材料中产生的拉力（kN/mKa—桩帽以上填土的主动土压力系数；γf—桩帽以上填土的重度（kN/m3 h—路肩处桩帽以上填土的高度（mws—路面及交通荷载（kPacf—桩帽以上填土的黏聚力（kPaTrp—加筋兜提力（kN/mps—桩帽间荷载集度（kPap—加筋材料设计延伸（%ΔS—桩土容许沉降差（m不宜大于0.3m。6.2.6管桩复合地基沉降量由加固区土层压缩变形量s1和加固区下卧层压缩变形量s2组成，按照下式计算：pp式中：s1—复合地基加固区复合土层压缩变形量（mms2—加固区下卧土层压缩变形量（mmQ—桩顶荷载（kNL—管桩桩长（mmEp—桩体压缩模量（kPaAp—单桩截面积（m29φp—桩体压缩经验系数，宜综合考虑刚性桩长细比、桩端剌入量，根据实测资料及经验确定；Δpj—第j层土的平均附加应力增量（kPalj—下卧层第j层土的厚度（mmEsj—下卧层第j层土的压缩模量（kPaφs—下卧土层压缩变形量计算经验系数，根据实测资料及经验确定。6.2.7管桩复合地基应进行路堤稳定性验算，除应分析桩土剪切破坏时的稳定性外，尚应分析桩间土绕流滑动时的稳定性。6.3管桩复合地基布置6.3.1管桩复合地基宜布置在路堤范围内，排列方式应根据上覆荷载大小和施工条件确定。6.3.2管桩中心距宜为桩径的6.0~8.0倍。6.3.3管桩宜穿过压缩性较高的土层，进入压缩性相对较低的土层。对于粉土、粘性土，管桩进入持力层的深度宜不小于桩径的2.0倍，对于砂土宜不小于桩径的1.5倍。7管桩复合地基施工7.1一般规定7.1.1管桩进场前应进行质量检验，且应符合JGJ/T406的规定。7.1.2施工前应进行试桩试验，编制试桩方案，并按规定进行静载试桩，校核单桩竖向承载力特征值。同一条件下试桩数量不小于桩总数的1%，且不少于3根。7.1.3地下水位较高时，沉桩施工前应采用降水等措施降低地下水位，避免管桩上浮。7.1.4沉桩方法应根据工程地质条件、桩型、施工前沉桩工艺试验及施工对周边环境的影响，结合当地试桩经验综合确定采用静压或锤击等方法，并合理控制管桩沉桩速度、土塞率。7.1.5施工可能对附近建（构）筑物有影响时，宜按照距离被保护建筑物“由近到远”的顺序沉桩，沿线宜安排多台设备局部对向施工，同时加强施工过程监测。7.1.6毗邻边坡、基坑等特殊路段管桩施工时，应进行可行性分析，并采取有效措施减少施工机械和挤土效应产生的不利影响，同时加强对边坡、基坑围护结构和周围环境的监测。7.1.7在管桩临近区域进行施工时，应避免触碰桩头或桩身。7.1.8管桩上浮量超过10mm时，应采取复打或复压措施。7.1.9施工全过程应重视环境保护。7.2管桩吊运7.2.1取桩应符合下列规定：a）管桩叠层堆放超过两层时，应采用专用吊机取桩，不得拖拉取桩；b）叠层堆放的管桩不超过两层时，可拖拉取桩，桩的拖地端应用废轮胎等弹性材料进行保护；c）三点支撑带自行式打桩机不宜拖拉取桩；走管式打桩机拖拉取桩时，拉桩的钢丝绳须通过设在桩架底盘的导向滑轮。7.2.2管桩吊运应符合下列规定：a）吊运过程中应轻吊轻放，避免剧烈碰撞；b）单节桩可采用专用吊钩勾住桩两端内壁直接进行水平起吊，吊绳与桩夹角应大于45°;单节长超限的管桩，应采用双吊点法起吊，吊点位置应设在离桩端头0.21倍的桩长处。7.2.3管桩运输宜采用平板车或驳船，装卸及运输时应采取防止桩滑移与损伤的措施。7.2.4管桩装卸应轻起轻放，严禁抛掷、碰撞、滚落。7.3静压法沉桩7.3.1静压法沉桩应符合下列规定：a）压桩机接地压强不应大于场地地基承载力的0.8倍。b）压桩机最大压桩力应大于考虑群桩挤密效应的最大压桩动阻力，还应小于压桩机的机架重量和配重之和的0.8倍，严禁在浮机状态下施工；c）采用顶压式压桩机时，桩器与桩之间应加设弹性衬垫；d）采用抱压式压桩机时，夹持机构中夹具应避开桩身两侧合缝的位置；e）压桩过程中的最大压桩力应符合设计要求，或根据沉桩工艺试验确定，不宜大于桩身结构竖向承载力设计值的1.5倍；7.3.2桩身允许抱压压桩力、顶压压桩力可按下列公式计算：a）抱压施工压桩力Rb≤0.95fcAp（14）b）顶压施工压桩力Rd≤1.05Rb（15）式中：Rb—桩身允许抱压压桩力（kNRd—桩身允许顶压压桩力（kNfc—桩身混凝土轴心抗压强度设计值（kPa7.3.3静压法施工沉桩速度不宜大于2m/min；7.3.4终压控制标准应符合下列规定：a）终压标准应根据设计要求、沉桩工艺试验情况、桩端进入持力层情况及压桩动阻力等因素，结合静载荷试验情况确定；b）摩擦桩与端承摩擦桩以桩端标高控制为主，终压力值控制为辅；c）当终压力值达不到预估值时，单桩竖向承载力特征值宜根据静载试验确定，不得任意增加复压次数；d）当压桩力已达到终压力或桩端已到达持力层时应采取稳压措施。7.4锤击法沉桩7.4.1锤击法沉桩应符合下列规定：锤击式打桩机械应根据场地条件、工程特点、施工前沉桩工艺试验、管桩截面尺寸及强度、承载力特征值、持力层土性及进入深度等综合选定，宜优先选用液压锤。打桩机的桩架和底盘必须具有足够的强度、刚度和稳定性，并应与桩锤相匹配。7.4.2锤击桩帽及垫层的设置应符合下列规定：a）锤击桩帽应有符合要求的强度、刚度和耐打性；b）锤击桩帽套筒应做成圆筒形，筒体深度宜取350mm～400mm，内径应比管桩外径大20mm～30mm，严禁使用过渡性钢套，严禁使用大直径锤击桩帽打小直径管桩；c）打桩时锤击桩帽套筒底面与桩头之间应设置桩垫，桩垫可采用纸板、棕绳、胶合板等材料制作，厚度应均匀一致，压缩后桩垫厚度应为120mm～150mm，且应在打桩期间经常检查，及时更换或补充；d）锤击桩帽上部直接接触打桩锤的部位应设置锤垫，圆筒形中心应与锤垫中心重合。锤垫应用竖纹硬木或钢丝绳制作，其厚度应为150mm～200mm，打桩前应进行检查、校正或更换。7.4.3锤击施工对周围建（构）筑物产生不利影响时，应在施工前采用缓冲沟、引孔、隔离等减少振动和挤土影响的措施，必要时可对建筑物进行加固处理。7.4.4锤击沉桩施工应符合下列规定：a）开始锤击时，宜用低能量、低冲程或空锤锤击3击～5击，在确认桩身贯入方向无异常时，方可连续锤击。b）首节桩插入时，应认真检查桩位及桩身垂直度偏差，校正后的垂直度偏差应不大于0.5%；c）表层为厚度较大的淤泥层或松软的回填土时，柴油锤应采用不点火空锤的方式施打；液压锤应采用落距为200mm～300mm的方式施打；d）管桩施打过程中，应保持桩锤、锤击桩帽和桩身的中心线在同一直线上，并随时检查桩身的垂直度；e）在较厚的黏土、粉质黏土层中施打管桩，宜将每根桩一次性连续打到底，减少中间休歇时间；7.4.5锤击法沉桩收锤标准应符合下列规定：a）以达到桩端持力层、最后3阵（每阵10击）贯入度、最后1m锤击数和总锤击数等作为收锤控制指标；b）最后3阵贯入度应逐渐递减，每阵贯入度宜控制在20mm～30mm。当持力层为较薄的强风化岩层且下卧层为中、微风化岩层时，最后贯入度不应大于25mm/10击；c）每根管桩总锤击数不宜超过1800击，最后1m锤击数不宜超过200击。7.5管桩接桩7.5.1应避免在桩尖接近密实砂土等硬土层时进行接桩。7.5.2接桩可采用焊接、机械连接等方式，并应符合相关规范和标准。7.5.3截桩时应采用锯桩器，严禁横向敲击或强行扳拉截桩。7.6桩帽及褥垫层施工7.6.1采用钢筋混凝土桩帽时，桩帽宜采用正方形，边长根据桩径和桩距大小确定，桩帽的尺寸和强度应符合GB/T50783的要求。7.6.2桩帽主要施工步骤应包括测量放线、截桩、桩帽底标高测定、控制轴线复检、布设钢筋、支模及标高复检、桩帽混凝土施工、养护和拆模等。7.6.3褥垫层铺设时，在桩顶调平层宜先铺设双向土工格栅，再铺设土工布，然后摊铺碎石碾压，最后用土工布和土工格栅反包裹碎石材料，确保褥垫层结构整体性良好。7.6.4褥垫层施工不得在浸水条件下进行，当地下水位较高时，应采取降低地下水位的措施：褥垫层铺设宜采用静力压实法，当基础底面下桩间土的含水量较小时，也可采用动力夯实法，夯实后的褥垫层厚度与松铺厚度的比值小于等于0.9。7.6.5土工格栅采用双向钢塑土工格栅，其极限抗拉强度不小于100kN/m，伸长率不大于3%，连接点极限分离力不应小于500N；当格栅需要搭接时，其搭接宽度不宜小于20cm，搭接处采用延伸率较小的尼龙绳呈“之”字连接。土工格栅应符合JT/T480的规定。7.6.6土工布采用防水土工布，应符合GB/T50290的规定。8管桩复合地基检测与监测8.1施工质量检测8.1.1质量检测内容应包括管桩尺寸及外观质量、桩顶标高及桩位偏差、桩体垂直度、褥垫层夯填度、单桩承载力和复合地基承载力，并应按分项工程进行抽检，主要检测要求见附录A。8.1.2管桩的尺寸偏差及外观质量应符合GB/T13476的规定。8.1.3管桩桩顶标高和桩位偏差应符合GB50202的规定。8.1.4管桩桩身垂直度检测宜采用经纬仪法、吊锤线法或滑动测斜仪法，尚应符合JGJ94的规定。8.1.5褥垫层夯填度检测方法及质量要求标准应符合GB50202的规定。8.1.6单桩承载力检测应在管桩桩身质量检验后进行，且应符合下列规定：检测应在沉桩施工完成后一定时间进行，对于砂类土不应少于10d；对于粉土、粉质黏土、黏性土不应少于15d；对于饱和黏性土不应少于28d。检验方法应符合JGJ106的规定。8.1.7复合地基承载力检测应在单桩承载力检测后进行，应采用平板载荷试验，检测数量和检测方法应符合JGJ340的规定。8.2施工过程监测8.2.1管桩沉桩过程应进行管桩沉桩速度、沉桩深度、土塞高度、土塞率监测，并应做好资料归档工作。8.2.2地下水位较高区域管桩沉桩施工时，应进行超静孔隙水压力监测，监测径向范围宜为9倍桩径。8.2.3路基填筑过程应进行管桩复合地基沉降、桩身水平位移、桩土荷载分担情况监测，应根据工程实际制定专项监测方案。8.2.4管桩复合地基施工后监测应符合下列要求：a）路堤存在稳定性风险的路段应监测路堤沉降和水平位移；b）预测工后沉降超标的路段应监测路堤沉降，桥头路段尚应监测桥台位移c）路堤附近进行开挖、堆载等作业的路段应监测路堤沉降和水平位移；d）开裂路段尚应检测裂缝宽度、长度等；e）工后监测时间应以地基沉降或路基位移稳定时为止。（规范性）管桩复合地基检测要求表A.1外观质量检测要求1局部粘皮和麻面累计面积不应大于桩总外表2浆采用深度游标卡尺测量漏浆卷尺测量漏浆长度，精确到34筋5不得出现环向和纵向裂缝，但龟裂、水纹和6度管桩端面混凝土和预应力钢筋接头不得高出用钢直尺立起横放在端板面上缓慢旋转，用塞尺测量最78采用游标卡尺测量凹陷深9采用深度游标卡尺测量漏浆卷尺测量漏浆长度，精确到表A.2尺寸偏差检测要求12用拍π尺在与桩身轴线相垂直的同一网周测量直径；或用卡尺或钢直尺在与桩身轴线相垂直的同一截面测量相互垂直的两直径，取其平均3用混凝土厚度测定仪或卡尺或钢直尺在与桩身4+5，0用混凝土厚度测定仪或卡尺或钢直尺在与桩身5用卡尺或钢直尺在与桩身轴线相垂直的同一截6将直角靠尺的一边紧靠桩身，另一边与端板紧7管桩水平放置，将拉线繁靠桩的两端部，用钢8用钢直尺立起横放在端板面上缓慢旋转，用塞表A.3桩顶标高、桩位偏差、垂直度、褥垫层及承载力检测要求12345不少于总桩数的根；总桩数少于501黄泛区管桩复合地基技术规程编制说明根据山东公路学会《关于发布第一批山东公路学会标准立项计划的通知》（鲁公学会[2023]6号《黄泛区管桩复合地基技术规程》为协会标准制定项目。本标准由山东公路学会负责管理、发布与组织实施，由山东公路学会归口。预应力混凝土管桩施工方便、适应性强、桩体质量可控、环境污染小，自20世纪80年代引入我国后，广泛应用于高速公路、大跨度桥梁、高层建筑、港口、民用住宅、码头等工程。预应力混凝土管桩属于部分挤土桩，沉桩过程中挤土效应引起桩周土体产生水平位移或竖向隆起，可能导致邻近建（构）筑物的表面开裂及结构破坏；而施工过程中的土塞效应则有利于削弱挤土效应的影响，但也影响着打桩阻力及其承载特性。目前来说，如何科学评价土塞效应对桩基承载力的影响还比较模糊，并且针对管桩施工所产生的挤土效应研究方面也存在一定局限性。黄泛区地层是由黄河冲（淤）积粉土、粘土构造而成，夹有粉砂互层，区域的土体以低液限粉土和含砂粉土为主，不易压实、孔隙率高、毛细作用显著、水稳定性差。特殊的地质对管桩设计、施工等影响较大，例如不同地层的土塞效应对承载力的影响不同，粉土、粉砂层土塞效应对管桩端阻力有增强作用，而粉质粘土层土塞效应对管桩端阻力增强作用不明显。研究表明，桩体垂直度对承载力也有一定影响。此外，管桩施工工艺如沉桩速度、沉桩顺序等对桩体承载力及周围建构筑物均有不同程度影响。对于这些问题，现有规范标准并未做出相应说明，给黄泛区的公路工程管桩建设带来了众多难题。为有效控制黄泛区公路工程混凝土管桩的制作、勘察、设计、施工、质量检测及监测等，山东省路桥集团有限公司联合山东建筑大学开展了《黄泛区高速公路改扩建管桩施工效应及施工工艺优化研究》，解决了混凝土管桩施工过程中的施工效应技术难题。为加快黄泛区混凝土管桩技术的推广应用，有必要结合已有的研究成果与工程经验，编制《黄泛区管桩复合地基技术规程》，以更好地指导黄泛区公路工程混凝土管桩复合地基的技术应用。2标准的编制对于有效控制管桩施工质量，规范管桩的制作、勘察、设计、施工、检测和监测，优化改进黄泛区管桩的施工标准，具有十分重要的经济和社会意义。山东省路桥集团有限公司作为标准主编单位，牵头成立《黄泛区管桩复合地基技术规程》编制组。编制组认真调研、吸收、消化了现有类似工作的实践经验，并在此基础上，结合黄泛区地基特点进行总结、提炼，形成本标准基础内容。1.初稿起草2023年4月~2023年7月，编制组通过收集整理关于黄泛区管桩复合地基的勘察、设计、施工与检测等资料，形成标准编制大纲（初稿）。2023年8月~2023年10月，编制组针对形成的大纲（初稿广泛吸纳内部各方面意见后形成标准编制大纲。2023年11月~2024年4月，编制组基于确定的编制大纲，结合部分参编单位及建设单位技术人员、专家对标准编写的思路与意见，编制组起草了《黄泛区管桩复合地基技术规程》标准初稿。2.初稿审查2024年5月29日，在济南召开了专家初审会议。审查委员会听取了标准编制情况汇报，对标准文本进行了逐章、逐条审查，对标准编制说明等进行了审查，对该标准编制工作基础、编制大纲和编制内容等进行了讨论，通过了标准编制大纲和计划草案等内容。本文件由山东省路桥集团有限公司提出。本文件由山东公路学会归口。本文件起草单位：XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、XXXXXX、……。本文件主要起草人：XXX、XXX、XXX、……。标准编制遵循“规范性、先进性、实用性”的总原则，编写过程中参考了大量工程实践、现场试验等案例，主要编制原则包括：（1）遵循国家有关法律法规和方针政策，且应符合国家和行业现行有关标准的规定；（2）按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》规则起草；3（3）充分考虑黄泛区地域与地质特点，为黄泛区地方、行业标准提供技术补充和支持；（4）积极采用国际标准和国外先进标准，促进标准的先进性。黄泛区管桩复合地基施工时存在两个重要问题，即土塞效应和挤土效应，管桩复合地基的勘察、设计、施工及检测等内容均涉及上述问题。为此，山东建筑大学与山东省路桥集团有限公司等单位，成立攻关研发小组，依托京台高速德州至齐河段改扩建、济南至高青高速公路等工程，开展了《软土地区高速公路改扩建管桩施工效应及施工工艺优化研究》、《黄泛区超长超大直径管桩施工关键技术研究》等课题研究。针对预制管桩施工过程中存在的施工效应进行研究，揭示了沉桩过程中“土塞效应”、“挤土效应”的演化机理，阐明了管桩的受力、传力机制以及土体的承载机制，分析了不同因素（施工工艺、桩间距、沉桩速率和顺序等）对管桩承载特性的影响规律，优化和完善了开口管桩的设计参数及施工工艺，明确了“超孔隙水压力的上升与消散”的演化机理，建立了考虑施工效应因素的黄泛区管桩承载力修正公式，为现场大面积管桩承载力评价提供依据。本标准基于上述研究基础，充分考虑黄泛区管桩的土塞效应和挤土效应及其对勘察、设计、施工与检测监测方面的影响，对标准主要内容进行了梳理和编写，形成黄泛区管桩复合地基技术标准。主要内容及确定依据说明如下：1范围确定依据预应力混凝土管桩复合地基技术具有强度高、抗夯打及穿透能力强、施工简便、进度快、工期短、成本相对较低、对环境污染小以及质量稳定可靠等优点，在软土地基处治工程中得到大量应用。工程应用研究表明，混凝土管桩可有效避免黄泛区粉质粘土层夹层导致的水泥土搅拌桩等成桩质量差、承载力低等工程问题，在该地区具有非常好的适用性。因此，本标准对其在黄泛区适用范围进行了规定，非黄泛区应按经验或现场试验确定其适用性。2管桩地基勘察的确定依据通过综合应用多种地质勘探和检测手段进行管桩地基勘察，可以全面了解地基的性质、水平和质量，有助于制定科学的地基处理方案，提高地基的稳定性和承载能力，保障公路工程的使用寿命和安全性。黄泛区地质土层以粉土、粉质粘土为主，地下水位较高，岩层、地下水情况对该区域公路工程建设影响较大，也是本标准中地基的主要勘察内容。因此，本标准参考《岩土工程勘察规范》GB50021，对这些内容进行了一般规定。（1）普通地基勘察4本标准参考《岩土工程勘察规范》GB50021对普通地基勘察的基本内容进行了规定，即包括承载力、压缩性、稳定性等，这些勘察资料直接影响到后续管桩复合地基设计。对于勘探间距，考虑到复合地基中的管桩属于摩擦端承桩，采用打入或压入方法施工时，对地层较敏感，按不利情况考虑，参考端承桩勘探点间距，勘探点的间距宜控制在24m以内，必要时宜进行施工勘察。对于勘探深度，参考《岩土工程勘察规范》GB50021及现场勘探经验，确定钻探深度应根据黄泛区粉土的分布厚度及路堤填土高度确定。厚度较薄时，应穿透黄泛区粉土层至主要持力层内2m～5m或下伏基岩；厚度较厚时，钻探深度应达到预估的地基附加应力与地基土自重（饱和层用浮重度）应力比为0.10～0.15时所对应的深度。（2）特殊地基勘察黄泛区分布较多的特殊地基主要包括湿陷性黄土、盐渍土（氯盐为主）等，这些特殊土地基对工程建设的不利影响较大。为此，本标准主要对这两类分布较多的特殊土地基的勘察要求进行了规定。3管桩复合地基设计的确定依据管桩复合地基设计主要包括管桩复合地基计算与布置，其中管桩复合地基计算包括管桩承载力、复合地基承载力、桩帽弯矩、褥垫层承载力和管桩复合地基沉降量等，而管桩复合地基布置包括管桩排列方式、中心距及管桩贯入深度等，上述内容的确定依据主要来源于现场资料调研、室内外试验及数值模拟等方面。（1）管桩复合地基计算的确定依据①管桩承载力计算黄泛区地质以粉土、粉质粘土为主，广泛分布有粉砂夹层，管桩贯入时涌入管内的土塞高度较大，挤土效应相比同尺寸闭口管桩差异较大。管桩在土塞闭塞过程中，桩端下土体及周围土体层层挤压密实重新排列，形成包围在桩端下一层超密实土层，对管桩端阻力具有大幅度增强作用。研究表明，该增强作用对于砂土、粉砂、粉土等较明显，采用现有规范《建筑桩基技术规范》(JGJ94—2008)设计偏保守。为此，本标准引入土塞效应的端阻力增强系数，使其计算更符合黄泛区地质特点。此外，针对沉桩施工引起桩身垂直度问题，本标准引入管桩垂直度折减系数对管桩承载力进行初步设计，由此确立了管桩单桩竖向抗压承载力特征值计算公式（2）。②复合地基承载力计算本标准参考现有规范《复合地基技术规范》(GB/T50783)，确立了管桩复合地基承载力计算公式（3）。式中，kp反映复合地基中桩体实际竖向抗压承载力与自由单桩竖向抗压承载力之间的差异，与施工工艺、复合地基置换率、桩间土工程性质、桩体类型等因素有关，一般情况下可取kp=1；ks反映复合地基中桩间5土地基实际承载力与天然地基承载力之间的差异，与桩间土的工程性质、施工工艺、桩体类型等因素有关，多数情况ks大于1。μp反映复合地基破坏时桩体竖向抗压承载力发挥程度，填土路堤和柔性面层堆场下的取值宜小于1.0。μs反映复合地基破坏时桩间土地基承载力的发挥程度，填土路堤和柔性面层堆场下μs可取1.0。③桩帽弯矩计算桩帽配筋不足会导致桩帽破坏，严重影响路堤稳定性和沉降，应重视桩帽受力分析。桩帽弯矩分布复杂，建议采用有限元等方法分析。桩顶范围内桩帽弯矩近似取ABO范围内桩帽顶面荷载、桩顶均布反力对CD的弯矩，即式（4刚性桩外侧桩帽承担的弯矩等于M与Mc1之差，即式（5）。附图1桩帽弯矩计算示意图④褥垫层承载力特征值褥垫层通常为散体材料，通过加筋材料加筋并夯实后承载上部土体荷载，需具备一定的承载力。通过理论分析并参考类似规范，确定褥垫层承载力特征值计算公式（8）。⑤管桩复合地基沉降量参照《复合地基技术规范》(GB/T50783)，管桩复合地基沉降量由加固区土层压缩变形量和加固区下卧层压缩变形量组成，其中沉降计算经验系数无经验时，宜符合附表1规定的数值。附表1沉降计算经验系数φs注：Es为地基变形计算深度范围内土的压缩模量当量值，应按下式计算：式中：Ai—第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值； Esi—基础底面下第i层土的计算压缩模量（MPa桩长范围内的复合土层按复合土层的压缩模量取6值。（2）管桩复合地基布置的确定依据管桩的排列根据受力大小和施工条件确定，根据工程经验资料，群桩布置一般采用对称排列。为了使桩端平面处相邻桩作用于土的压力重叠不致太多，以致因土体挤密而使桩打不下去，根据黄泛区管桩施工效应现场监测试验结果，规定锤击、静压沉桩在桩端平面处的管桩中心距宜为桩径的3.0~4.0倍。4管桩复合地基施工的确定依据管桩复合地基施工主要规定了管桩吊运、沉桩施工、接桩及桩帽与垫层施工要求。（1）管桩吊运的确定依据现实工程中大量采用拖拉法取桩，与吊机取桩吊桩相比，拖拉取桩成本可以下降，但容易损伤桩身和端头板。本部分内容参照现行《先张法预应力混凝土管桩》、《预应力混凝土管桩技术标准》，结合现场施工过程中管桩吊运的相关经验，以保护管桩免受破坏为宗旨，规定提倡现场使用专用吊机取桩、吊桩的作业方法。对于较短的单节管桩，可用专制的吊钩钩住管桩两端孔内壁进行水平起吊，这种两端钩吊法方便快捷。单节长超限的管桩，就不能用两头钩吊法起吊，应采用单节桩所用的双吊点法起吊，吊点位置应设在离桩端头0.21倍的桩长处。（2）沉桩施工的确定依据沉桩施工具体施工方法及相应设备的选择，应根据现场的地质情况和施工环境确定。比如，对于振动、噪声等影响敏感的区域，不宜采用锤击施工；对于易发生沉陷地基，不宜采用静压施工。但无论哪种沉桩方式，管桩挤土效应均会对周围建（构）筑物产生不利影响，尤其毗邻边坡、基坑等特殊路段管桩施工时，管桩挤土会对边坡、基坑等产生挤压力，严重的可以将坡面或围护结构挤坏。地下水位较高时，挤压产生超静孔隙水压力导致地基土体有效应力下降，容易导致边坡滑塌、基坑围护失稳等工程质量事故。因此，本标准规定当沉桩施工对附近建（构）筑物有影响时，宜按照距离被保护构建筑物“由近到远”的顺序沉桩，而对毗邻边坡、基坑等特殊路段管桩施工应进行可行性分析，综合确定施工方案，并采取必要措施减少挤土效应产生的不利影响，如采用缓冲沟、引孔、隔离等减少震动和挤土影响的措施，必要时，可对建筑物进行加固处理。对地下水位较高，沉桩施工易引起较大的超静孔隙水压力时，应采用降水施工。（3）静压法沉桩终压控制标准确定依据静压法通常有两种压桩方式：抱压压桩力、顶压压桩力。现行规范要求顶压压力一般可比抱压压力大10%左右，施工的关键是如何确定其终压控制标准。根据黄泛区静压法沉桩施工经验，终压主要的定量控7制指标是：桩端标高、终压力值、终压次数和稳压时间。终压标高容易控制。终压次数一般不宜超过3次，终压次数太多，承载力并没有太多的增长，反而容易引起桩身和压桩机的破损。对施压入土深度小于8m的短桩，允许终压次数可增至3次～5次。稳压时间（终压时每次用终压力值持续稳压的时间一般不宜太长，通常应控制在3s～5s。根据上述成果，本标准确定了静压法沉桩终压控制标准。（4）锤击法沉桩收锤控制标准确定依据锤击法沉桩施工的关键是如何确定其收锤控制