《山区架空输电线路微型桩基础技术规范》-征求意见稿

T/ZJSEEXXXX-YYYY本文件规定了山区架空输电线路微型桩基础适用条件、设计原则、结构布置、基础材料、设计计算、基础构造、勘察要求、机械化施工、试验检测、水土保持及环境保护等技术要求。本文件适用于山区架空输电线路微型桩基础的工程设计。2规范性引用文件下列文件对于本文件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（包括所有的修改单）适用于本文件。GBGBGBGB50007500105001150021建筑地基基础设计规范混凝土结构设计规范建筑抗震规范岩土工程勘察规范GB/T50046工业建筑防腐蚀设计标准GB50204混凝土工程施工质量验收规范GB/T50448水泥基灌浆材料应用技术规范DL/T5219架空输电线路基础设计技术规程DL/T5486架空输电线路杆塔结构设计技术规程JGJ94建筑桩基技术规范Q/GDW10841架空输电线路基础设计规范JTS167码头结构设计规范3术语和定义Q/GDW11880—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1微型桩基础micropilefoundation由小直径桩和连接于桩顶承台共同组成的基础，根据成桩方式桩身直径一般为150mm～400mm。[来源：Q/GDW11880—2018，2.2.2.6.8，有修改]3.2现浇微型桩基础cast-in-placemicropilefoundation是指通过机械钻孔、人力挖掘等手段成孔，在孔内放置钢筋、钢棒、钢管等加筋材料，由压力灌注水泥浆、水泥砂浆或细石混凝土，形成的微型桩基础。3.3基桩foundationpile基础中的单根微型桩。3.4嵌岩微型桩inlaid-rockpilefoundation桩底嵌固于岩石中一定长度的微型桩基础。1T/ZJSEEXXXX-YYYY2单击或点击此处输入4基本规定4.1适用条件4.1.1山区架空输电线路宜采用现浇式微型桩基础，其中嵌岩微型桩可用于岩石单轴饱和抗压强度不小于15MPa的岩石地层。4.1.2微型桩基础适用于场地土、水对钢筋混凝土结构腐蚀等级为微、弱、中腐蚀的土壤环境，强腐蚀环境经论证后方可采用。4.1.3微型桩应考虑运输便捷程度及基础边坡距离影响，地形坡度不宜大于25°。4.2设计原则4.2.1微型桩基础应按下列两类极限状态设计：a)承载能力极限状态：桩基达到最大承载能力、整体失稳或发生不适于继续承载的变形。b)正常使用极限状态：桩基达到输电线路正常使用所规定的变形限值或达到耐久性要求的某项限值。4.2.2微型桩基础应根据具体条件分别进行下列计算和验算：c)抗压、抗拔及水平承载力计算。d)桩身及承台承载力计算；对桩侧土不排水抗剪强度小于10kPa且长径比大于50的桩，进行桩身压屈验算。e)设计地面处的水平位移计算。f)抗裂和裂缝宽度验算。g)当桩端平面以下存在软弱下卧层时，进行软弱下卧层承载力验算。h)对有变形计算要求的杆塔基础，进行地基变形计算。i)对于抗震设防区的桩基，进行抗震承载力验算。4.2.3当环境对基础腐蚀等级为弱及以上时，微型桩基础应进行防腐设计。4.2.4微型桩基础设计时，所采用的作用效应组合与相应的抗力应符合下列规定：a)确定桩数和布桩时，采用传至承台底面的作用效应标准组合；相应的抗力采用基桩承载力特征值。b)计算水平地震作用、风荷载作用下的桩基水平位移时，采用水平地震作用、风载作用效应标准组合；计算其它情况下的地基变形和桩基位移时，采用作用效应准永久组合，相应的气象条件为年平均气温、无风、无冰，相应的限值为地基变形和基础位移允许值。c)在计算桩基结构承载力、确定尺寸和配筋时，采用传至承台顶面的作用效应基本组合。d)当进行承台和桩身裂缝控制验算时，分别采用作用效应标准组合（相应的气象条件为年平均气温、风速5m/s、无冰）和作用效应准永久组合（相应的气象条件为年平均气温、无风、无冰）。e)抗震验算时，相应的气象条件为年平均气温、有风、无冰。f)基础的结构重要性系数不低于上部结构。g)基础竖向承载力安全系数K按DL/T5219取值。4.3其他要求4.3.1当在4.1所列适用条件之外应用微型桩时，宜在设计阶段进行基本试验，验证承载性能及施工工艺，并宜通过试验确定设计与施工工艺参数。T/ZJSEEXXXX-YYYY3单击或点击此处输入文4.3.2季节性冻土地区承台埋深应大于土壤的标准冻结深度，并满足GB50021、DL/T5219相关要求；在特殊土地区尚应遵照相应规范要求。5结构布置5.1综合考虑成桩工艺和施工设备等因素，微型桩宜采用等直径基桩。5.2微型桩基础的布置遵循下列规定：h)微型桩宜采用低承台桩结构型式；桩基布置宜使受水平力和力矩合力作用较大方向有较大的抗弯刚度，宜采用对称形式。i)基础可采用立柱偏心、承台旋转等措施进行设计优化。j)微型桩的中心间距不宜小于其桩径的3倍。6基础材料6.1胶结材料6.1.1微型桩桩身宜采用细石混凝土，混凝土强度及性能遵循下列要求：k)混凝土设计强度等级不应低于C30。l)混凝土的材料性能满足GB/T50010的相关规定。6.1.2基础承台及联系梁的混凝土设计强度等级不应低于C25，材料性能满足GB/T50010的相关规定。6.1.3微型桩结构采用注浆工艺时，注浆材料宜采用水泥浆液或水泥基灌浆材料，采用水泥浆液时，应进行室内浆液配比试验和现场注浆试验；采用水泥基灌浆材料时，相关要求应符合GB/T50448的规定。采用其他注浆材质时应进行现场试验验证。6.2钢材6.2.1基础的受力主筋宜采用HRB400级及以上钢筋，其它钢筋可采用HPB300级钢筋。6.2.4地脚螺栓应符合DL/T5486的规定。7设计计算7.1计算基本规定7.1.1基桩的桩顶作用效应按DL/T5219、Q/GDW10841相关规定进行计算。7.1.2计算各基桩的作用效应、桩身内力和位移时，宜考虑承台与基桩协同工作和土的弹性抗力作用，其计算方法可按JGJ94的相关规定进行。7.1.3基桩在荷载效应标准组合、地震作用效应组合下的竖向承载力和水平承载力计算应满足DL/T5219的相关规定。7.1.4嵌岩微型桩的嵌岩深度不应小于3倍嵌岩段桩径。7.2基桩抗压承载力计算7.2.1当无试验数据时，可根据岩土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩抗压极限承载力标准值，按公式（1）计算：T/ZJSEEXXXX-YYYY4单击或点击此处输入文字。Quk=ΣδNiqsikuili..........................................................................式中：qsik——桩侧第i层土（或抗压强度小于15MPa的岩层）的极限侧阻力标准值（kPa），如无当地经验时，可按DL/T5219取值；ui——第i个地层桩身周长（mli——桩侧第i层土的厚度（mδNi——注浆工艺抗压调整系数，无压力注浆时取1.0；采用后注浆工艺时可取1.05～1.3。7.2.2对于嵌岩微型桩，单桩抗压极限承载力标准值应按下列规定确定：对于嵌岩微型桩基础，根据岩土体物理力学性质指标与承载力之间的经验关系确定单桩下压极限承载力标准值时，可按下列规定进行覆土部分和嵌岩部分的计算。覆土部分下压极限承载力标准值按公式（3）计算：=uiqsikli...........................................................................(3)嵌岩部分下压极限承载力标准值可按公式（4）进行计算：=u2ξsfucshr+ξpfucsAp...................................................................(4)式中：Quk1——嵌岩桩基础覆土部分下压极限承载力标准值（kN）；Quk2——嵌岩桩基础嵌岩部分下压极限承载力标准值（kN）；u1——覆土部分桩身周长（mu2——嵌岩部分桩身周长（mli——覆土部分桩周第i层土（或抗压强度小于15MPa的岩层）的厚度（mhr——桩嵌入岩石抗压强度不小于15MPa的基岩计算深度（m），当强风化、中风化、微风化岩层中嵌岩深度大于5倍、6倍、7倍桩径时，计算深度hr分别取5倍、6倍、7倍桩径，否则按实际嵌岩深度取值。fucs——岩石单轴饱和抗压强度（MPa），当fucs值大于桩身混凝土轴心抗压强度标准值fck时，取fucs=fck进行计算；ξfi——桩周第i层覆盖土抗压侧阻力发挥系数，可根据桩端岩石单轴饱和抗压强度确定，当15MPa≤fucs≤30MPa时，ξfi=0.50；当fucs>30MPa时，ξfi=0.20；ξs——桩侧岩体抗压极限侧阻力系数，宜通过试验确定；无试验数据时，可根据桩侧岩石单轴饱和抗压强度，按ξs=0.436(fucs)-0.68计算确定；ξp——桩侧岩体极限端阻力系数，宜通过试验确定；无试验数据时，可根据桩端岩石单轴饱和抗压强度，按ξp=4.183(fucs)-0.79计算确定。7.2.3地基变形计算及软弱下卧层承载力验算按GB50007、DL/T5219、JGJ94相关规定执行。7.3基桩抗拔承载力计算7.3.1当无试验数据时，可根据岩土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，按下列规定确定单桩抗拔极限承载力标准值：m)单桩或群桩呈非整体破坏时按公式（5）计算：Tiqsikuili..........................................................................式中：λi——桩侧第i层土的抗拔系数，可按表1取值；δTi——注浆工艺抗拔调整系数，无压力注浆时取1.0；对于现浇式微型桩，采用后注浆工艺时可取5单击或点击此处输入文1.05～1.2。表1抗拔系数λλ值注：桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值。n)群桩呈整体破坏时按公式（6）计算：Tgkulqsikli..........................................................................式中：n——桩群基桩数量；ul——桩群外围周长（m）。7.3.2对于嵌岩桩基础，当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩抗拔极限承载力标准值时，可按式（6）-（7）覆土部分和嵌岩部分的计算：覆土部分上拔极限承载力标准值：=uiqsikli.........................................................................嵌岩部分上拔极限承载力标准值：Tuk2=u2λsξsfucshr...........................................................................(8)式中：Tuk1——嵌岩桩基础覆土部分抗拔极限承载力标准值（kN）；Tuk2——嵌岩桩基础嵌岩部分抗拔极限承载力标准值（kN）；λs——嵌岩段岩石极限侧阻力抗拔折减系数，取0.7。7.4基桩水平承载力及位移计算7.4.1基桩的桩身内力和变形宜采用m法计算，桩在地面处的最大水平位移限值应与所取m值相适应。7.4.2桩的水平变形系数α可按公式（9）确定：................................................................................(9)式中：m——桩侧土水平抗力系数的比例系数，宜按试验结果确定，无试验资料时按附录A取值；b0——桩身的计算宽度（m），取b0=2.4d。7.4.3嵌岩微型桩水平承载力计算宜按JGJ94中桩端嵌固于基岩模式的相关规定执行。7.4.4基桩的桩身内力和变形也可采用p-y曲线法计算，p-y曲线宜由试验确定，单桩水平承载力应考虑桩身混凝土开裂等控制条件。7.5桩身和承台计算7.5.1桩身承载力和裂缝计算应考虑桩身材料强度、成桩工艺、约束条件、环境类别诸因素，按GB/T50010、GB50011、DL/T5219、JGJ94的有关规定执行，并遵循下列规定：T/ZJSEEXXXX-YYYY6单击或点击此处输入a)基桩成桩工艺系数Ψc取0.6～0.8。b)抗拔正截面受拉承载力计算时，全部受力钢材面积取值为全部受力钢筋面积。7.5.2承台计算应符合下列规定：c)微型桩基础承台按GB50010、DL/T5219、JGJ94的有关规定，进行正截面抗弯、斜截面抗剪、抗冲切和局部抗压承载力计算。d)当进行承台的抗震验算时，根据GB50011的规定对承台顶面的地震作用效应和承台的受弯、受冲切、受剪承载力进行抗震调整。7.5.3桩身及承台的裂缝控制等级和最大裂缝宽度计算按JGJ94和GB50010的有关规定执行。8基础构造8.1基桩8.1.1微型桩基桩的长径比宜小于50，有效桩长不宜小于3.0m。8.1.2基桩配筋遵循下列规定：e)桩身主筋应经计算确定，其配筋率不宜小于0.65%，主筋直径不宜小于12mm，且应沿桩身周边均匀布置并沿桩身通长配筋，其净距不应小于60mm。f)纵向主筋连接可采用机械连接或焊接，同一根主筋应尽量减少主筋接头；主筋的连接接头宜相互错开，连接区段的长度为35d（d为连接钢筋的较小直径）且不小于500mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的均属同一连接区段，同一连接区段内主筋接头面积百分率不宜大于50%。g)箍筋宜采用螺旋式，直径6mm～8mm，间距宜为200mm～300mm；桩顶以下5倍桩径范围内的箍筋间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当钢筋笼长度超过4m的时候，应每隔2m左右设置一道直径12mm～18mm的焊接加劲箍筋；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准GB50010的有关规定。h)无地下水且微腐蚀环境条件下，钢筋的混凝土保护层厚度不小于30mm；有地下水时，钢筋的混凝土保护层厚度不小于40mm；处于弱腐蚀及以上环境时，钢筋的混凝土保护层厚度应符合GB/T50046规定。8.2承台8.2.1微型桩承台厚度为桩径的1.0倍～2.0倍，且不应小于300mm，并应满足与上部杆塔连接及桩头钢筋锚固长度的要求。边桩中心至承台边缘的距离不应小于桩的直径，桩的外边缘至现浇承台边缘的距离不宜小于150mm。8.2.2承台单侧受力钢筋最小配筋率不应小于0.15%。8.2.3承台底面钢筋的混凝土保护层厚度，当有混凝土垫层时不应小于50mm，无垫层时不应小于70mm，且不应小于桩头嵌入承台内的长度。8.2.4承台柱截面尺寸不宜小于400mm，纵向受力钢筋及箍筋配置应符合DL/T5219相关规定。8.2.5承台间联梁构造应符合DL/T5219相关规定。8.3连接8.3.1桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm。8.3.2桩顶主筋锚入承台部分宜采用弯钩或机械锚固措施，弯钩和机械锚固的形式、技术要求以及锚固长度应符合GB50010相关规定，并宜设置箍筋或螺旋筋，其直径与桩身箍筋直径相同，间距为100mm~200mm。8.4防腐设计T/ZJSEEXXXX-YYYY7单击或点击此处输入文8.4.1微型桩基础防腐遵循下列规定：a)腐蚀环境下微型桩基础材料应符合DL/T5219的规定。b)弱、中腐蚀环境下微型桩基础的受力钢筋直径不应小于12mm，强腐蚀环境下受力钢筋直径不应小于16mm。8.4.2腐蚀环境下微型桩基础应设置垫层，基础承台及垫层的防护应符合GB/T50046的相关规定。9勘察要求9.1拟采用微型桩基础的塔位勘察应应逐基钻探、逐腿勘探，勘探可采用钻探、麻花钻、槽探、坑探、钎探、物探、工程地质调查等方法。钻探可采用常规钻机和轻便型钻机。9.2拟采用微型桩基础的塔位除一般勘察要求外，重点查明内容及评价工作包括：a)应对塔位场地稳定性以及采用微型桩基础的适宜性进行评价。b)应明确塔位场地的地层结构分布及其均匀性，提供各岩土层的物理力学性质指标和桩基承载力计算参数，对中风化～未风化基岩应明确岩体基本质量等级，并提供岩石天然状态下的单轴抗压强度、硬度等指标。c)应明确塔位场地的地下水埋藏情况、类型、水位变化情况等。d)应明确地基土、地下水对基础工程材料的腐蚀性、腐蚀类型及腐蚀程度。e)应明确塔位场地的不良地质作用、特殊性岩土等的分布范围、发育程度和成因。9.3钻探点应结合塔基场地条件复杂程度进行布置，塔基场地条件复杂程度类别划分见表2。表2塔基场地条件复杂程度类别划分9.4钻探点数量应满足以下要求：f)简单场地条件钻探点不少于1个；对于基岩完全裸露塔基，可采用工程地质调查进行评价。g)中等复杂场地条件钻探点不少于2个。h)复杂场地条件钻探点不少于3个。9.5微型桩基础勘察时，钻探深度应深入预计的桩端平面以下不小于5倍的桩身设计直径。9.6对位于地震烈度7度及以上地区的输电线路，当塔位场地为饱和砂土或饱和粉土时，应进行地基土液化可能性判别；对于可液化土层，应进一步划分其液化等级和抗液化指数，并提供必要的基础抗震稳定方案建议。T/ZJSEEXXXX-YYYY8单击或点击此处输入文字。9.7微型桩基础勘察原始资料主要包括综合工程地质调查记录表、钻探记录表、岩芯照片、工程物探数据、土工试验数据等。9.8微型桩基础勘察专项成果报告主要包括以下内容：工程概况、工程地质条件、岩土工程分析与评价、地基基础分析与评价、结论与建议、微型桩基础勘察工程地质条件一览表、其他附表、附图及照片。微型桩基础勘察工程地质条件一览表可参照附录B。9.9施工验槽地基条件与原勘察报告不符时，应及时通知勘察和设计人员进行处理。10施工工艺10.1成孔设备10.1.1钻孔式微型桩成孔可用气动潜孔锤钻机、回旋钻机、旋挖钻机等机械，并应根据微型桩尺寸以及地形地质、地下水、施工效率等选用，岩石地层一般选用气动潜孔锤钻机。具体设备推荐见表1。表1不同地质条件下的设备推荐10.1.2微型桩的孔径和桩长应结合钻孔设备的成孔能力。10.2成孔及清孔10.2.1钻杆应保持垂直稳固，位置准确，防止因钻杆晃动引起扩大孔径。10.2.2在开钻前应先将钻头提升，再合上离合器，等运转正常后开始钻进。10.2.3钻进过程中，应及时清理孔口积土。10.2.4遇到地下水、塌孔、缩孔等异常情况时，应及时处理。10.2.5当地层土质发生变化时，应及时调整钻头，并监控垂直度和孔径，有偏差及时纠正。10.2.6更换钻杆过程中，应随时观察钻杆是否处于垂直状态，如发生偏移，应停机处理。10.2.7当一节钻杆行程结束后，应进行下一根钻杆的连接，之后重复进行钻杆连接直到完成钻孔施工，换钻杆时，应将钻头卡牢后方可拆卸，防止钻头掉入孔内。10.2.8每节钻杆提升时应对钻头进行残渣清除。10.2.9成孔深度应满足设计桩长要求，一般情况下比设计桩长长100～200mm范围内的距离，确保桩端嵌入稳定地层。10.2.10钻至成孔深度后应停止钻进，向上提升钻头，逐根拆除钻杆，直至钻头提出孔外后进行坑底沉渣的清理。10.2.11清孔后应及时堵孔，防止异物落入。10.3钢筋笼制作10.3.1按照设计图纸进行型钢或钢筋笼制作，应核对钢筋的规格、绑扎顺序和绑扎方法，确保绑扎牢固、稳定。10.3.2型钢或钢筋加工应调直、去锈。10.3.3钢筋焊接应执行JGJ18中的规定，焊接过程中不应对其他钢筋造成损伤。10.3.4钢筋笼制作后的尺寸误差应满足JGJ94的要求。T/ZJSEEXXXX-YYYY9单击或点击此处输入文字。10.3.5钢筋笼整体吊装过程中应控制钢筋笼的变形。10.3.6钢筋笼入孔后，按设计图纸检查安放位置并作好记录，保护层厚度应满足设计要求，允许偏差为±10mm。10.3.7钢筋笼入孔后应采取临时固定措施，保证钢筋笼在浇筑过程中不下落和错位。10.4混凝土浇筑10.4.1混凝土浇筑时的环境温度宜在5℃~35℃范围内。当环境温度低于5℃时，应采取保温措施保证混凝土入模温度不低于5℃；当环境温度高于35℃时，宜对模板进行浇水降温，但不得留有积水，并采取遮挡措施避免阳光直射模板。10.4.2微型桩基础采用细石混凝土浇筑时，坍落度应不大于150mm。10.4.3混凝土浇筑前应检测孔底沉渣厚度及泥浆性能是否满足设计要求及规范规定，检测合格后方可开始浇筑混凝土。10.4.4导管长度应符合规范规定，距孔底300mm～500mm，导管要求密封良好，不漏气、且顺直。10.4.5导管接头处外径应比钢筋笼的内径小100mm以上。10.4.6混凝土浇筑过程应连续，间歇应小于混凝土初凝时间。10.4.7混凝土浇筑宜采用丝扣式导管，连接密封顺畅。10.4.8拔导管应注意“轻提慢放”，并经常检查导管是否在钻孔中心，以防止导管挂住钢筋笼。10.4.9混凝土应采用自然养护，并应符合GB50164的要求。10.5质量控制10.5.1微型桩基础施工质量应符合以下要求：i)微型桩的成孔控制深度不小于设计桩长。j)基桩中心点的定位误差不大于10mm。k)基础中心水平偏差不大于30mm。l)基桩桩位水平偏差：钢筋混凝土现浇承台且基桩数大于1根时，群桩中各基桩桩位水平偏差不应大于100mm；采用预制承台或单桩基础时，基桩桩位水平偏差不应大于50mm。m)桩的垂直度允许偏差1%。10.5.2钢筋混凝土承台施工应符合GB50204要求。10.5.3桩体采用现浇钢筋混凝土时，宜采用压注工艺，压注混凝土性能指标应符合如下要求：n)坍落扩展度500mm至700mm,扩展时间3至20s；o)坍落度不小于240mm。11试验检测11.1.1微型桩基础的工程桩宜进行桩身质量和承载力检验。11.1.2微型桩成孔后应对孔深、桩径、桩位偏差等成孔质量进行检测，检测按照随机、均匀分布抽检原则开展，检测数量不应少于总桩数的10%。11.1.3微型桩宜进行桩体混凝土强度等力学性能检验，检验的试件应在施工现场随机留取；嵌岩微型桩尚应对桩端的岩性进行检验。11.1.4所有微型桩工程桩均应进行桩身完整性检测，宜采用低应变法。11.1.5对微型桩宜采用竖向抗拔静载荷试验进行单桩竖向抗拔承载力检验，检测数量不应少于总桩数的1%且不应少于3根，当总桩数在50根以内时不应少于2根桩。11.1.6微型桩基桩检测开始前，受检基础混凝土强度不应低于设计强度的70%，且不应小于15MPa。T/ZJSEEXXXX-YYYY1011.1.7检测结果不符合规范规定或设计要求时，应分析原因并扩大检测，扩大检测宜采用原检测方法或准确度更高的检测方法。11.1.8当钻孔质量、桩体材料性能或桩身质量出现异常情况时应进行基桩载荷试验，每基微型桩基础基桩载荷试验不少于2根。12水土保持及环境保护12.1.1基础设计应符合国家环境保护和水土保持的相关法律法规的要求。12.1.2基础设计应贯彻绿色建造理念，有效降低对资源消耗和生态环境的影响，减少碳排放。12.1.3