DB13-T 5672-2023 公路路基微型桩加固设计与施工技术规范

ICS93.080.99IDB13/T5672—2023本文件按照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》的规定起草。本文件由河北省交通运输厅提出。本文件起草单位：河北交通投资集团承秦高速公路承德段有限公司、河北交规院瑞志交通技术咨询有限公司、河北鸿森公路工程技术有限公司。本文件主要起草人：金岗、张福军、付利民、史志攀、李建树、孔祥一、胡艳民、邢磊、刘广军、刘蔚、李强、金子鉴、朱江霞、温亮辉、王佳伟、贺钊、韩旭、易善斌。DB13/T5672—20231公路路基微型桩加固设计与施工技术规范本文件规定了公路路基微型桩加固技术的术语和定义、总体要求、材料、微型桩设计、施工、质量检查与验收。本文件适用于除填石路基外，各等级公路路基沉降及其引起的侧向滑移病害的微型桩加固。城市道路路基加固可参照执行。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（包括所有修改单）适用于本文件。GB175通用硅酸盐水泥GB/T13793直缝电焊钢管JGJ52普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ63混凝土用水标准JTGD30公路路基设计规范JTG/TD31-02公路软土地基路堤设计与施工技术细则JTG3363公路桥涵地基与基础设计规范JTG5142公路沥青路面养护技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1微型桩micropile桩径不大于300mm，长细比大于30，采用机械成孔，孔内设置注浆钢花管，周边填充水泥碎石混合料，通过压力注浆工艺成形的桩。4总体要求微型桩设计前，应对拟施工的现场进行调查和勘探，并进行承载力和稳定性计算。微型桩施工完成后，应进行沉降观测。5材料5.1宜选用普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥，应符合GB175的规定。5.2碎石集料应符合JGJ52的规定。5.3注浆用管宜选用Q235焊接钢管，应符合GB/T13793的规定。5.4水泥浆用水应符合JGJ63的规定。6微型桩设计6.1.1设计前应收集公路路基勘察设计、竣工图、沉降观测和养护等方面的资料，进行现场调查和勘探试验。1DB13/T5672—20236.1.2微型桩直径宜为130mm～250mm，宜采用垂直桩型、梅花形布孔。微型桩的长度和间距，应根2DB13/T5672—2023据计算确定。6.1.3注浆钢管外径宜为设计桩径1/3，壁厚不小于3mm。钢管顶端不高于基层顶面；管身设置花眼，间距500～600mm，花眼直径6～8mm，花眼呈螺旋式；管底成楔形。6.2单桩竖向承载力计算微型桩单桩竖向承载力应按摩擦桩来考虑，单桩竖向抗压承载力特征值Ra，按照公式（1）计算。Ra=upqsili……Ra—单桩竖向承载力特征值(kN)；up—桩的周长（m）；qsi—桩侧第i层土的侧阻力特征值（kPa），宜按照岩土工程勘察报告确定；当无勘察报告时，可根据当地经验或JTG3363查表6.3.3-1取值；当采用二次注浆工艺时，可乘以1.2～1.4的6.3加固后路基承载力计算微型桩加固后，路基承载力特征值按照公式（2）计算。fspk=mRa/Ap+βs(1—m)fsk…………（2）微型桩加固后，路基承载力特征值按照公式（2）计算。fspk—加固后路基承载力特征值（kPa）；m—加固后路基置换率；m=ApAe，Ae为一根桩分担的处理面积（㎡）；Ra—单桩竖向承载力特征值（kN）；Ap—桩的平均截面积（㎡）；βs—桩间土路基承载力修正系数，可取0.65～0.90；fsk—桩间土路基承载力特征值（kPa宜按照岩土工程勘察报告确定；当无勘察报告时，可根据当地经验或JTG3363查表4.3.3取值。6.4微型桩理论注浆量估算微型桩理论注浆量，按照公式（3）估算。Q=A.兀.R2.L.β……（3）式中:Q—每孔理论注浆量(m3)；A—浆液的损耗系数，可取1.15～1.30；R—浆液有效扩散半径(m)，可取相邻桩间距的1/2，其中路基填料为细粒土时不宜超过1m；L—注浆有效孔深(m)，当地无经验时，可直接取设计桩长；β—浆液充填系数，细粒土取0.05～0.09，粗粒土取0.08～0.15。施工时，注浆量以工程现场确认的实际数量为准。6.5加固后路基稳定性计算微型桩加固路基后稳定系数根据瑞典条分法计算边坡每延米上受到的下滑力与抗滑力，考虑微型桩间距对桩抗滑力的影响，按照公式（4）计算。K加=Σ(cili+Wicosαitanφi)+[1100d2+102100(d12—d22)]/x……（4）ΣWisinαiDB13/T5672—20233K加—加固后路基稳定性系数；li—第i个土条宽度（m）；αi—第i土条底滑面的倾角(°);ci、φi—第i土条滑面所在土层的黏聚力和内摩擦角，依滑面所在位置，取对应土层的黏聚力（kPa）和内摩擦角(°);Wi—第i土条重力（kN/m）。x—相邻微型桩的中心距（m）；d—微型桩直径（m）；1—注浆钢管外径（m）；2—注浆钢管内径（m）。由公式（4）通过反算法，可计算出路基加固需要的微型桩桩径、桩距等。微型桩桩长应深入路基危险滑动面下至少2m。路基稳定性安全系数应符合JTGD30的规定。6.6加固后路基沉降计算加固后路基沉降计算按照JTG/TD31-02中的规定执行。7施工7.1施工工序流程微型桩施工工序流程，按照图1进行。7.2施工准备7.2.1施工前，应根据设计文件编制施工组织设计，主要内容包括：人员配置、施工机械、材料供应计划、施工顺序、进度计划、质量控制、安全保证、环境保护等；对施工人员进行技术交底。7.2.2通过试验确定合理的施工工艺参数，应根据设计、钻孔、土层情况综合确定钻孔机具和工艺。7.2.3检查钻机与注浆的各种施工机械及其配套设备，钻机、钻杆、钻头应符合设计要求。7.2.4应做好交通组织设计，减少行车对施工质量和安全的影响。DB13/T5672—20234图1微型桩施工工艺流程图7.3.1正式施工前，应进行试成孔。成孔应采用干法，可采用冲击钻、螺旋钻或取土器等机械成孔。7.3.2成孔设备就位后，应保证设备安装平稳，在成孔过程中避免倾斜和偏移。应在成孔钻具上设置控制深度的标尺，并应在施工中进行观测记录。7.3.3检查成孔质量合格后，应尽快埋设注浆钢管，回填水泥碎石混合料。7,4注浆钢管和桩身填料7.4.1注浆钢管宜为整根钢管；分段制作的钢管，宜采用套管焊接或机械式接头进行连接。7.4.2注浆钢管应安装在微型桩的中心，与桩身保持顺直。7.4.3桩身填料宜选用粒径5～15mm的湿润碎石干拌胶凝材料的混合料，最大粒径应小于注浆钢管外壁距孔壁最小净距的1/3。胶凝材料添加量应不少于300kg/m³,一般采用单一水泥，可掺加少量粉煤灰、矿渣粉等材料。7.4.4桩身填料应分层填筑，每层厚度应不大于1m，采用粗钢筋插捣等方式进行捣实，保证水泥碎DB13/T5672—20235石混合料投入量不少于计算桩孔填充体积的90%。7.5.1根据设计文件制备浆液，水灰比宜为0.6:1～0.8:1，必要时加入外加剂（如减水剂、早强剂等），用压力泵将浆液注入孔内，注浆压力0.5MPa～1.0MPa。7.5.2注浆工艺应根据试桩确定，一般采用分序次全孔一次性注浆，也可分段注浆。注浆时应控制好浆液的搅拌时间，水泥浆流量一般为50L/min～100L/min。7.5.3注浆时应先注边排后注中间排，应加强注浆过程控制，做好注浆记录，动态调整注浆压力、注浆量及注浆时间，防止对路面结构及周边土体或结构物造成破坏。7.5.4根据孔口情况、注浆压力选用合理的封孔方式，一般采用封孔器封孔或混凝土封孔。注浆完成后，立即关闭回浆管阀门和进浆管阀门，及时做好封孔处理，使浆液暂时处于受压状态，闭浆不小于5min，并跟踪观测注浆效果。如注浆过程中，发生跑浆、漏浆或无法维持注浆压力等情况，可暂停注浆12h～24h后，进行二次注浆直至满足设计要求。7.5.5注浆完成后应封闭施工范围内的交通，覆盖桩孔，做好养生，养护时间不少于3d。7.6路面恢