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文檔簡介
DB13/T5822—2023
夯擴(kuò)擠密樁技術(shù)規(guī)程
1范圍
本文件規(guī)定了夯擴(kuò)擠密樁的設(shè)計(jì)、復(fù)合地基設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收等內(nèi)容。
本文件適用于河北省范圍內(nèi)建設(shè)工程中夯擴(kuò)擠密樁的設(shè)計(jì)、施工以及驗(yàn)收。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用
文件,僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)
適用于本文件。
GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰
GB50007建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范
GB50010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范
GB50202建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范
GB51004建筑地基基礎(chǔ)工程施工規(guī)范
JGJ6高層建筑筏形與箱型基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范
JGJ79建筑地基處理技術(shù)規(guī)范
JGJ94建筑樁基技術(shù)規(guī)范
JGJ106建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范
JGJ/T135載體樁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
夯擴(kuò)擠密樁rammedexpansionandcompactionpile
由樁身和承載體構(gòu)成的樁。
承載體bearingsphere
樁身以下經(jīng)夯實(shí)形成的承載體。
擠密土體compactedsoilmass
夯實(shí)填充料或無充填料夯實(shí)時(shí)樁端周圍被擠密的地基土體。
承載體填充料bearingbodyfillingmaterial
一定質(zhì)量比的水泥與其它填料加入一定量水拌合的干硬性材料。
夯擴(kuò)擠密樁樁長lengthoframmedexpandedandcompactedpile
樁身與承載體高度之和。
注:當(dāng)承載體為無填料承載體時(shí),承載體高度取0。
被加固土層strengthenedsoilstratum
承載體所在的土層。
夯擴(kuò)擠密樁的持力層bearinglayerofcompactedandexpandedpile
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承載體以下直接承受承載體傳遞荷載的土層。
三次累計(jì)貫入度thetotalpenetrationsofthreedrives
夯實(shí)后,以錘徑為355mm、質(zhì)量為3500kg的柱錘,落距6.0m,連續(xù)三次錘擊的累計(jì)下沉量。
等效計(jì)算面積equivalentarea
達(dá)到三次貫入度要求后,計(jì)算夯擴(kuò)擠密樁承載力特征值的承載體等效承載面積。
夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基rammedexpansionandcompactionpilecompositefoundation
以夯擴(kuò)擠密樁作為地基中的豎向增強(qiáng)體并與地基土共同承擔(dān)荷載的人工地基。
4符號
作用和作用效應(yīng)
F——相應(yīng)于作用的準(zhǔn)永久組合時(shí)作用于承臺頂?shù)呢Q向力;
F’——相應(yīng)于作用的準(zhǔn)永久組合時(shí)作用于承臺梁上單位長度的豎向力;
Fk——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)承臺頂面的豎向力;
N——相應(yīng)于作用的基本組合時(shí)夯擴(kuò)擠密樁單樁豎向力設(shè)計(jì)值;
Nk——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)豎向力作用下,夯擴(kuò)擠密樁基樁的平均豎向力;
NEk——相應(yīng)于地震作用和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)夯擴(kuò)擠密樁基樁的平均豎向力;
NEkmax——相應(yīng)于地震作用和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)夯擴(kuò)擠密樁基樁的最大豎向力;
Nkmax——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)偏心豎向力作用下,夯擴(kuò)擠密樁基樁的最大豎向力;
Np——相應(yīng)于作用的基本組合時(shí)樁頂?shù)睦Γ?/p>
Npk——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)樁頂?shù)睦Γ?/p>
P0——相應(yīng)于作用的準(zhǔn)永久組合時(shí)樁端平面的附加壓力;
σz——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)作用于軟弱下臥層頂面的附加應(yīng)力;
σzd——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)按等代實(shí)體計(jì)算的作用于夯擴(kuò)擠密樁樁底的地基土平均附加應(yīng)力。
抗力和材料性能
Esl——持力層的地基土壓縮模量;
Es2——軟弱下臥層地基土壓縮模量;
Esl——樁端平面下第i層土在自重壓力至自重壓力加附加壓力作用段的壓縮模量;
e——土的孔隙比;
fa——經(jīng)修正后的夯擴(kuò)擠密樁持力土層承載力特征值;
fak——天然地基承載力特征值;
faz——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值;
fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
frk——巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值;
fspk——夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基承載力特征值;
’
fy——縱向主筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fy——縱向主筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
Ggp——群樁基礎(chǔ)所包圍體積的樁土總自重除以總樁數(shù)的平均重量,地下水以下扣除浮力;
Gk——夯擴(kuò)擠密樁基承臺和其上部土的自重標(biāo)準(zhǔn)值,對于穩(wěn)定的地下水位以下部分應(yīng)扣除水的浮力;
’
Gk——單位長度梁及其上土的自重標(biāo)準(zhǔn)值;
Gp——基樁自重;
IL——土的液性指數(shù);
Quk——擴(kuò)擠密樁單樁豎向受壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;
Qsik——第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值;
Ra——夯擴(kuò)擠密樁單樁豎向受壓承載力特征值;
2
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Tgk——群樁呈整體破壞時(shí)基樁的受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;
Tuk——群樁呈非整體破壞時(shí)基樁的受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值;
γ——承臺底以上土的加權(quán)平均重度,地下水以下采用浮重度;
γm——軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度,地下水以下釆用浮重度;
γn——樁底以上地基土的加權(quán)平均重度;
θ——壓力擴(kuò)散角;
φ——樁身穿過土層的等效內(nèi)摩擦角。
幾何參數(shù)
A——承臺面積;
Ae——承載體等效計(jì)算面積;
Ap——樁身截面面積;
As——縱向主筋截面面積;
B0——樁群外緣矩形底面的短邊邊長;
D——抗拔承載力計(jì)算的等效直徑;
d——混凝土樁身直徑;
d0——承載體填充料換算成球體的等效直徑;
dh——承臺埋深;
L0——樁群外緣矩形底面的長邊邊長;
l——直桿段混凝土樁身長度;
li——樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度;
s——樁基最終沉降量;
t——承載體底面計(jì)算位置至軟弱層頂面的距離;
ui——樁身抗拔破壞面的周長;
ul——群樁抗拔破壞時(shí)外緣矩形截面周長;
z——地面至軟弱下臥層頂面的距離;
Zd——地面至夯擴(kuò)擠密樁底的距離;
’
Δsi——在計(jì)算深度范圍內(nèi),第i層土的計(jì)算變形量;
’
Δsn——由計(jì)算深度位置向上取厚度為Δzn的土層計(jì)算變形量;
ΔR——擴(kuò)散等效計(jì)算寬度;
ΔS——夯擴(kuò)擠密樁受拔承載力計(jì)算時(shí)的計(jì)算半徑增量。
計(jì)算系數(shù)
K——安全系數(shù);
m——夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基面積置換率;
n——樁端平面下壓縮層范圍所劃分的土層總數(shù);
np——承臺下基樁樁數(shù);
α——地基土承載力提高系數(shù);
α——樁端平面下土的平均附加應(yīng)力系數(shù);
β——考慮施工擠土后樁側(cè)阻力的提高系數(shù);
λi——側(cè)阻力抗拔折減系數(shù);
λz——復(fù)合地基單樁豎向承載力的發(fā)揮系數(shù);
λs——樁間土承載力的發(fā)揮系數(shù);
ψc——成樁工藝系數(shù);
ψp——沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù);
ψr——折減系數(shù)。
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5總體要求
黏性土、粉土、砂土、碎石土、殘積土、全風(fēng)化巖、強(qiáng)風(fēng)化巖及中風(fēng)化巖可作為夯擴(kuò)擠密樁的
持力層。對淤泥、淤泥質(zhì)土、有機(jī)等特殊土地基,應(yīng)通過成樁試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)確定其適用性。
黏性土、粉土、砂土、碎石土、殘積土等土層可選作夯擴(kuò)擠密樁的被加固土層。當(dāng)選用軟塑-
可塑狀態(tài)的黏性土、素填土、雜填土、濕陷性土作為被加固土層時(shí)應(yīng)通過成樁試驗(yàn)、載荷試驗(yàn)確定
其適用性。
應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、上部荷載、施工工藝與設(shè)備及在類似條件下的工程經(jīng)驗(yàn)等因素綜合確定夯擴(kuò)
擠密樁設(shè)計(jì)參數(shù)。
施工前應(yīng)確定承載體填料的配合比,且填充料中水泥和其它填充料的質(zhì)量比不小于1:3,拌合
時(shí)加入適量的水,確保拌合物強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求且便于施工。樁徑為300mm~500mm的夯擴(kuò)擠密
樁,填料量不宜大于0.8m3、填料粒徑應(yīng)小于施工孔徑的1/3;樁徑為500mm~800mm的夯擴(kuò)擠
密樁,填料量不宜大于1.2m3。當(dāng)填料量超過限值時(shí),應(yīng)調(diào)整被加固土層。
夯擴(kuò)擠密樁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行單樁和群樁承載力驗(yàn)算,群樁承載力可按等代實(shí)體基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)算。
樁身可釆用現(xiàn)澆混凝土和混凝土預(yù)制構(gòu)件,當(dāng)?shù)叵滤蛲翆炷粱蚧炷林械匿摻钣懈g性
時(shí),樁身材料應(yīng)滿足抗腐蝕要求。
夯擴(kuò)擠密樁施工可釆用錘擊跟管、振動(dòng)沉管、靜壓、旋挖、液壓錘、潛孔錘等成孔施工工藝。
夯擴(kuò)擠密樁施工時(shí),應(yīng)控制相鄰樁的上浮量。對于樁身混凝土已達(dá)到終凝的相鄰樁,其上浮量
不應(yīng)大于20mm;對于樁身混凝土處于流動(dòng)狀態(tài)的相鄰樁,其上浮量不應(yīng)大于50mm。
在地下水位以下的砂土、卵石、礫石等滲透系數(shù)較大的土中施工夯擴(kuò)擠密樁時(shí),應(yīng)注意采取封
水措施。當(dāng)樁端進(jìn)入具有承壓水的土層時(shí),施工中應(yīng)考慮承壓水對施工的影響。
夯擴(kuò)擠密樁施工采用全自動(dòng)電腦控制施工時(shí),施工前應(yīng)根據(jù)地基土土質(zhì)特性設(shè)定適宜的施工
控制參數(shù),并全程記錄施工過程中各項(xiàng)控制指標(biāo)。
對滿堂布置的夯擴(kuò)擠密樁施工,宜進(jìn)行地基土水平和垂直方向位移的監(jiān)測工作。
夯擴(kuò)擠密樁施工后進(jìn)行基坑開挖時(shí),應(yīng)認(rèn)真做好基坑支護(hù)和開挖施工,并考慮基坑開挖時(shí)邊
坡土體的側(cè)移及坑底隆起對工程樁的影響。
6夯擴(kuò)擠密樁設(shè)計(jì)
一般規(guī)定
6.1.1夯擴(kuò)擠密樁的設(shè)計(jì)等級應(yīng)按JGJ94執(zhí)行。
6.1.2夯擴(kuò)擠密樁設(shè)計(jì)時(shí)所釆用的作用組合和抗力限值應(yīng)符合GB50007的規(guī)定。
6.1.3夯擴(kuò)擠密樁樁間距不宜小于3倍樁身直徑,當(dāng)被加固土層為含水率大于20%的黏性土?xí)r,樁間
距不宜小于4倍樁身直徑;施工時(shí)不得影響相鄰樁的施工質(zhì)量;當(dāng)被加固土層為粉土、砂土或碎石土
時(shí),樁間距不宜小于1.6m,當(dāng)被加固土層為含水率大于20%的黏性土?xí)r,樁間距不宜小于2.0m。
豎向受壓承載力計(jì)算
6.2.1夯擴(kuò)擠密樁豎向受壓承載力。
6.2.1.1作用標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)軸心豎向力作用下應(yīng)符合公式(1)的要求:
NRka≤………………(1)
式中:
Nk——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)豎向力作用下,夯擴(kuò)擠密樁基樁的平均豎向力(kN);
Ra——夯擴(kuò)擠密樁單樁豎向受壓承載力特征值(kN)。
b)偏心豎向力作用下除應(yīng)滿足公式(1)外,尚應(yīng)滿足公式(2)的要求:
NRkamax≤1.2…………(2)
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式中:
Nkmax——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)偏心豎向力作用下,夯擴(kuò)擠密樁基樁的最大豎向力(kN)。
6.2.1.2地震作用和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)軸心豎向力作用下應(yīng)符合公式(3)的要求:
NREka1.25…………(3)
式中:
NEk——相應(yīng)于地震作用和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)夯擴(kuò)擠密樁基樁的平均豎向力(kN)。
c)偏心豎向力作用下除應(yīng)滿足公式(3)外,尚應(yīng)滿足公式(4)的要求:
NREkamax1.5………(4)
式中:
NEkmax——相應(yīng)于地震作用和荷載標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)夯擴(kuò)擠密樁基樁的最大豎向力(kN)。
6.2.2夯擴(kuò)擠密樁單樁豎向受壓承載力特征值的確定。
6.2.2.1樁基設(shè)計(jì)等級為甲級和地質(zhì)條件復(fù)雜的乙級夯擴(kuò)擠密樁基礎(chǔ),應(yīng)通過單樁豎向靜載荷試驗(yàn)
確定單樁豎向受壓承載力特征值。同一條件下試驗(yàn)數(shù)量不應(yīng)少于3根。
6.2.2.2夯擴(kuò)擠密樁單樁豎向受壓承載力特征值應(yīng)按公式(5)計(jì)算:
RaukQK/……………(5)
式中:
Quk——夯擴(kuò)擠密樁單樁豎向受壓極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN);
K——安全系數(shù),取K=2。
6.2.3對于樁長小于30m的夯擴(kuò)擠密樁,單樁豎向受壓承載力特征值的計(jì)算。
6.2.3.1樁身范圍內(nèi)無液化土層時(shí),可釆用公式(6)估算:
RfAaae……………(6)
式中:
fa——經(jīng)修正后的夯擴(kuò)擠密樁持力土層承載力特征值(kPa),承載力修正應(yīng)按GB50007執(zhí)行,其
中寬度修正系數(shù)為零;
2
Ae——夯擴(kuò)體等效計(jì)算面積m(宜按河北省地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定,無地區(qū)經(jīng)驗(yàn)且樁徑為450mm~500mm
時(shí)可按表1選取。當(dāng)樁徑為350mm~450mm時(shí),表中Ae值應(yīng)乘以0.85~0.95,當(dāng)樁徑為500mm~800
mm時(shí),表中Ae值應(yīng)乘以1.1~1.3,樁徑小時(shí)取小值,樁徑大時(shí)取大值)。
6.2.3.2樁身范圍內(nèi)無液化土層時(shí),可釆用公式(7)估算:
ffarrk……………(7)
式中:
frk——巖石單軸飽和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa);
ψr——折減系數(shù),根據(jù)地方經(jīng)驗(yàn)確定。
6.2.3.3當(dāng)樁身穿過液化土層時(shí),應(yīng)考慮液化對單樁承載力的影響,計(jì)算應(yīng)按JGJ94執(zhí)行。
表1承載體等效計(jì)算面積單位為厘米
三次貫入度(cm)
被加固土層土性
<10102030>30
0.75<IL≤1.00—2.2~2.51.8~2.21.5~1.8<1.5
黏性土0.25<IL≤0.75—2.5~2.82.2~2.51.9~2.2<1.9
0.00<IL≤0.253.2~3.62.8~3.22.4~2.82.1~2.4<2.1
雜填土2.6~3.02.3~2.62.0~2.31.7~2.0<1.7
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表1承載體等效計(jì)算面積(續(xù))單位為厘米
三次貫入度(cm)
被加固土層土性
<10102030>30
e>0.82.6~2.92.3~2.62.0~2.31.7~2.0<1.7
粉土
0.7<e≤0.83.0~3.32.7~3.02.4~2.72.1~2.4<2.1
粉土e≤0.73.3~3.72.9~3.32.5~2.92.2~2.5<2.2
粉砂、松散-稍密3.2~3.62.8~3.22.4~2.82.1~2.4<2.1
細(xì)砂中密-密實(shí)3.7~4.23.2~3.72.7~3.22.3~2.7<2.3
中砂、松散-稍密3.6~4.13.1~3.62.6~3.12.2~2.6<2.2
粗砂中密-密實(shí)4.3~4.83.8~4.33.3~3.82.8~3.3—
松散-稍密3.9~4.53.4~3.92.9~3.4——
碎石土
中密-密實(shí)4.6~5.24.0~4.63.4~4.0——
殘積土3.8~4.23.4~3.83.0~3.4——
全風(fēng)化巖4.0~4.43.6~4.03.2~3.6——
強(qiáng)風(fēng)化巖4.4~4.94.0~4.4———
注:表中e為土的孔隙比;IL為土的液性指數(shù)。
6.2.4夯擴(kuò)擠密樁單樁承載力除應(yīng)按5.2.3估算外,尚應(yīng)進(jìn)行正截面受壓承載力的驗(yàn)算。
6.2.4.1當(dāng)樁頂以下5倍樁身直徑范圍內(nèi)的螺旋式箍筋間距不大于100mm時(shí),應(yīng)符合公式(8)要
求:
NfAfAccpys0.9……(8)
式中:
N——相應(yīng)于作用基本組合時(shí)夯擴(kuò)擠密樁單樁樁頂豎向力設(shè)計(jì)值(kN);
fc——混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa),應(yīng)符合GB50010的規(guī)定;
f’y——縱向主筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa);
2
As——縱向主筋截面面積(m);
2
Ap——樁身截面面積(m);
ψc——成樁工藝系數(shù),樁身為預(yù)制混凝土構(gòu)件時(shí)取0.85,現(xiàn)場灌注時(shí)取0.75~0.90,樁身擠土效
應(yīng)明顯時(shí)取低值,擠土效應(yīng)不明顯時(shí)取高值,樁身外側(cè)有水泥土樁時(shí)取高值。
6.2.4.2當(dāng)樁頂以下5倍樁身直徑范圍內(nèi)的螺旋式箍筋間距大于100mm時(shí),應(yīng)符合公式(9)要
求:
NcfcAp………………(9)
6.2.5當(dāng)樁間距小于6倍樁身直徑,夯擴(kuò)擠密樁群樁基礎(chǔ)持力層下受力范圍內(nèi)存在軟弱下臥層時(shí),
應(yīng)按公式(10)、(11)進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算:
zmzfaz………………(10)
6
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3
FGAdLBql()
kkhsiki200
z………………(11)
LRtBRt0022tan22tan
式中:
σz——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)軟弱下臥層頂面的附加應(yīng)力(kPa);
γ——承臺底以上土的加權(quán)平均重度(kN/m3)地下水以下釆用浮重度;
z——地面至軟弱下臥層頂面的距離(m);
dh——承臺埋深(m);
A——承臺面積(m2);
3
γm——軟弱下臥層頂面以上土的加權(quán)平均重度,地下水以下釆用浮重度(kN/m);
qsik——第i層土極限側(cè)阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定或按JGJ94執(zhí)行;
li——樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度(m);
t——承載體底面計(jì)算位置至軟弱層頂面的距離(m);
faz——軟弱下臥層頂面處經(jīng)深度修正后地基承載力特征值(kPa);
Fk——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)承臺頂面的豎向力(kN);
Gk——夯擴(kuò)擠密樁基承臺和其上部土自重標(biāo)準(zhǔn)值,對于穩(wěn)定的地下水位以下部分應(yīng)扣除水的浮
力(kN);
L0、B0——樁群外緣矩形底面的長、短邊邊長(m)(圖1);
ΔR——擴(kuò)散等效計(jì)算寬度(m),可取0.6m~1.0m,當(dāng)Ae值較小時(shí),取小值;當(dāng)Ae值較大時(shí),
取大值;
θ——壓力擴(kuò)散角(°),可按表2取值。
圖1軟弱下臥層計(jì)算示意(l—直桿段混凝土樁身長度)
表2地基壓力擴(kuò)散角
t/Bk
Es1/Es2
0.250.50
14°12°
7
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表2地基壓力擴(kuò)散角(續(xù))
t/Bk
Es1/Es2
0.250.25
36°23°
510°25°
1020°30°
注1:Bk=B0+2ΔR;
注2:Es1、Es2分別為持力層和軟弱下臥層的地基土壓縮模量;
注3:t/Bk小于0.25時(shí)取0°,大于0.25且小于0.5時(shí)按內(nèi)插取值,大于0.50時(shí)取0.50對應(yīng)的擴(kuò)散角。
6.2.6對于獨(dú)立柱基和滿堂布樁的基礎(chǔ),應(yīng)按公式(12)、公式(13)進(jìn)行群樁整體基礎(chǔ)承載力驗(yàn)
算:
zdndazf…………(12)
3
FGAdLBql
kkhsiki200
zd…………………(13)
LRBR0022
式中:
σzd——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)按等代實(shí)體計(jì)算的作用于夯擴(kuò)擠密樁樁底的地基土平均附加應(yīng)
力(kPa)
3
γn——樁底以上地基土的加權(quán)平均重度(kN/m);
zd——地面至夯擴(kuò)擠密樁底的距離(m)。
受拔承載力計(jì)算
6.3.1抗拔夯擴(kuò)擠密樁應(yīng)將鋼筋籠(錨桿)嵌入承載體內(nèi)部(圖2),并應(yīng)按公式(14)、公式(15)驗(yàn)
算群樁基礎(chǔ)呈整體破壞和呈非整體破壞時(shí)基樁的受拔承載力:
T
NGgk………(14)
pk2gp
T
NGuk…………(15)
pk2p
式中:
Npk——相應(yīng)于作用的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)樁頂?shù)睦?kN);
Tgk——群樁呈整體破壞時(shí)基樁的受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN),可按5.3.2確定;
Tuk——群樁呈非整體破壞時(shí)基樁的受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值(kN),可按5.3.2確定;
Ggp——群樁基礎(chǔ)所包圍體積的樁土總自重除以總樁數(shù)的平均重量(kN),地下水以下扣除水的浮
力;
Gp——基樁自重(kN),地下水位以下扣除水的浮力。
8
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標(biāo)引序號說明:
1——承載體填充料;
2——擠密土體;
3——影響土體。
圖2抗拔夯擴(kuò)擠密樁的構(gòu)造
6.3.2夯擴(kuò)擠密樁基樁及群樁的受拔極限承載力的確定。
6.3.2.1對于設(shè)計(jì)等級為甲級和乙級的夯擴(kuò)擠密樁基,基樁的受拔極限承載力應(yīng)通過現(xiàn)場單樁抗拔
靜載荷試驗(yàn)確定。單樁抗拔靜載荷試驗(yàn)方法及受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值取值可按JGJ106執(zhí)行。
6.3.2.2如無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn),群樁基礎(chǔ)及設(shè)計(jì)等級為丙級的建筑樁基,基樁的受拔極限承載力計(jì)算時(shí),
計(jì)算位置應(yīng)從縱向鋼筋底開始,并可按下列規(guī)定確定:
a)群樁呈非整體破壞時(shí),基樁的受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按公式(16)計(jì)算:
……(16)
Tukiqsikuili
式中:
ui——樁身抗拔破壞面的周長(m),按表3取值(圖3);
λi——側(cè)阻力抗拔折減系數(shù),砂土取0.55~0.75,黏性土和粉土取0.75~0.85;
β——考慮施工擠土后樁側(cè)阻力的提高系數(shù),宜取1.05~1.15。
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圖3抗拔夯擴(kuò)擠密樁計(jì)算簡圖
表3夯擴(kuò)擠密樁抗拔破壞面周長取值
自縱向鋼筋底以上的計(jì)算深度≤(4~10)d>(4~10)d
uiπDπd
注1:表中計(jì)算深度對于軟土取低值,對于卵石、礫石取高值。
注2:D為受拔承載力計(jì)算的等效直徑(m)。D=d0+2ΔS。其中,d0為承載體填充料換算成球體的等效直徑
(m);ΔS為夯擴(kuò)擠密樁受拔承載力計(jì)算時(shí)的計(jì)算半徑增量(m)。ΔS取值為0.3m~0.5m,填料
多、三次貫入度小時(shí)取大值,填料少、三次貫入度大時(shí)取小值。
b)群樁呈整體破壞時(shí),夯擴(kuò)擠密樁基樁的受拔極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可按公式(17)計(jì)算:
1
………………(17)
Tuqlgkiisiki
np
式中:
ui——群樁抗拔破壞時(shí)外緣矩形截面周長(m);
np——承臺下基樁樁數(shù)。
6.3.3抗拔夯擴(kuò)擠密樁正截面受拉承載力應(yīng)按公式(18)進(jìn)行驗(yàn)算:
NfApys………………(18)
式中:
Np——相應(yīng)于作用的基本組合時(shí)樁頂拉力(kN);
fy——縱向主筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(kPa);
2
As——縱向主筋截面面積(mm)。
沉降計(jì)算
6.4.1對于下列情況的夯擴(kuò)擠密樁基應(yīng)進(jìn)行沉降計(jì)算:
a)設(shè)計(jì)等級為甲級的夯擴(kuò)擠密樁基;
b)設(shè)計(jì)等級為乙級的體型復(fù)雜、荷載分布顯著不均勻或樁端平面以下存在高壓縮性土層的夯
擴(kuò)擠密樁基;
c)地基條件復(fù)雜、對沉降要求嚴(yán)格的其他夯擴(kuò)擠密樁基。
6.4.2夯擴(kuò)擠密樁基沉降變形計(jì)算值不應(yīng)大于建筑樁基沉降變形允許值,樁基沉降變形允許值應(yīng)符
合JGJ94的規(guī)定。
10
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6.4.3夯擴(kuò)擠密樁沉降計(jì)算宜按等代實(shí)體深基礎(chǔ)的單向壓縮分層總和法進(jìn)行計(jì)算,地基內(nèi)的應(yīng)力宜
采用各向同性勻質(zhì)彈性體變形理論,按實(shí)體深基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算,沉降計(jì)算起始位置為樁身底面以下2m
(圖4)。
6.4.4樁基最終沉降量應(yīng)按公式(19)計(jì)算:
n
zzi1
iii1……(19)
spp0
i1Esi
式中:
s——樁基最終沉降量(mm);
P0——相應(yīng)于作用準(zhǔn)永久組合時(shí)樁端平面的附加壓力(kPa);
ψp——沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù),根據(jù)地區(qū)沉降觀測資料及經(jīng)驗(yàn)確定;當(dāng)沒有經(jīng)驗(yàn)時(shí),可按GB50007執(zhí)
行;
zi、zi-1——沉降計(jì)算時(shí)樁端面到第i層、第i-1層土底面的距離(m);
āi、āi-1——樁端平面下至第i層、第i-1層土底面范圍內(nèi)的平均附加應(yīng)力系數(shù),可按GB50007執(zhí)
行;
n——樁端平面下壓縮層范圍內(nèi)土層總數(shù);
Esi——樁端平面下第i層土在自重壓力至自重壓力加附加壓力作用段的壓縮模量(MPa)。
圖4沉降計(jì)算示意圖(dh-承臺埋深;l-直桿段混凝土樁身長度;σc-土地自重壓應(yīng)力)
6.4.5樁基最終沉降量應(yīng)按公式(20)、公式(21)計(jì)算:
a)于獨(dú)立承臺基礎(chǔ):
FGdA
pkh…………(20)
0
L002l2tanB2L2tan
44
b)對于墻下布樁條形承臺梁基礎(chǔ):
FGdB
pkh0………………(21)
0
Bl22tan
04
式中:
φ——樁身穿過土層的等效內(nèi)摩擦角(°);
F——相應(yīng)于作用的準(zhǔn)永久組合時(shí)作用于承臺頂?shù)呢Q向力(kN);
F'——相應(yīng)于作用的準(zhǔn)永久組合時(shí)作用于承臺梁上單位長度的豎向力(kN/m);
11
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'
Gk——單位長度梁及其上土的自重標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m)。
?
c)當(dāng)公式(20)和公式(21)中2(?+2)????小于2ΔR時(shí),按2ΔR取值。
4
6.4.6夯擴(kuò)擠密樁基沉降計(jì)算深度應(yīng)符合下式規(guī)定:
n
…………(22)
ssni0.025
i1
式中:
’
Δsi——在計(jì)算深度范圍內(nèi),第i層土的計(jì)算變形值(mm);
'
△sn——由計(jì)算深度位置向上取厚度為Δzn的土層計(jì)算變形值(mm),Δzn可按GB50007執(zhí)行。
構(gòu)造
6.5.1現(xiàn)場灌注夯擴(kuò)擠密樁基樁樁身混凝土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C25,預(yù)制夯擴(kuò)擠密樁基樁樁身混凝
土強(qiáng)度等級不應(yīng)低于C30。
6.5.2夯擴(kuò)擠密樁主筋混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm,且應(yīng)滿足耐久性要求。
6.5.3夯擴(kuò)擠密樁基樁樁身配筋應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)樁身應(yīng)通長配筋;
b)樁身配筋率宜取0.2%~0.5%,小直徑樁取大值,大直徑樁取小值。對于承受荷載特別大的
夯擴(kuò)擠密樁、抗拔夯擴(kuò)擠密樁,樁身配筋尚應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求;
c)抗拔樁的主筋應(yīng)伸入承載體內(nèi),進(jìn)入承載體長度不應(yīng)小于20倍縱向主筋直徑,且不應(yīng)小于
50cm。
7夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基設(shè)計(jì)
一般規(guī)定
7.1.1夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基可適用于處理黏性土、粉土、砂土和自重固結(jié)完成的不含生活垃圾的填
土地基。對于其他地基土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性。
7.1.2夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基增強(qiáng)體應(yīng)選擇中、低壓縮性土為持力層。
復(fù)合地基設(shè)計(jì)
7.2.1復(fù)合地基中增強(qiáng)體樁徑宜為400mm~600mm。當(dāng)復(fù)合地基樁間距大于2m時(shí),宜在距樁頂1
倍樁徑范圍擴(kuò)徑。
7.2.2夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基的樁間距應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的復(fù)合地基承載力、地層土性、樁徑、施工工
藝及布樁等因素綜合確定,樁距宜為4~6倍樁身直徑,滿堂布樁時(shí)宜取高值。
7.2.3夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基布樁宜按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》JGJ79中的有關(guān)規(guī)
定執(zhí)行。
7.2.4夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基樁頂應(yīng)設(shè)置褥墊層,褥墊層應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)其材料宜為粗砂、級配砂石或碎石等,最大粒徑不宜大于30mm;
b)厚度應(yīng)根據(jù)樁直徑、樁頂構(gòu)造、增強(qiáng)體承載力及樁間土承載力等因素綜合確定,宜為0.5
倍樁頂直徑。
7.2.5夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場復(fù)合地基載荷試驗(yàn)確定,初步設(shè)計(jì)時(shí)可按公式
(23)估算:
Ra
fmspkzsakf1………………(23)
Ap
式中:
fspk——夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基承載力特征值(kPa);
λz——復(fù)合地基增強(qiáng)體豎向承載力發(fā)揮系數(shù),按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定,無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.80~0.95;
Ra——夯擴(kuò)擠密樁增強(qiáng)體的承載力特征值(kN),按本標(biāo)準(zhǔn)第5.2節(jié)確定;
λs——樁間土承載力的發(fā)揮系數(shù),按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定,無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取0.85~0.95;
12
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α——地基土承載力提高系數(shù),按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定,無經(jīng)驗(yàn)時(shí)可取1.1~1.3,砂土、粉土取高值,
黏性土取低值;
m——夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基面積置換率,m的計(jì)算應(yīng)按JGJ79執(zhí)行;
fak——天然地基承載力特征值(kPa)。
7.2.6夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基增強(qiáng)體樁身強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)按JGJ79執(zhí)行。
7.2.7夯擴(kuò)擠密樁復(fù)合地基變形計(jì)算應(yīng)按JGJ79執(zhí)行。
8施工
一般規(guī)定
8.1.1夯擴(kuò)擠密樁施工前的準(zhǔn)備,應(yīng)符合下列規(guī)定:
——通過查閱建筑場地和鄰近區(qū)域內(nèi)原有構(gòu)筑物和地下管線分布資料、現(xiàn)場踏勘等進(jìn)行施工環(huán)
境調(diào)查,對存在影響施工的建筑、管線、地下構(gòu)筑物等應(yīng)進(jìn)行勘察,并應(yīng)會同有關(guān)單位釆
取相應(yīng)保護(hù)措施;
——依據(jù)巖土工程勘察報(bào)告、樁基設(shè)計(jì)文件及現(xiàn)場施工條件等,結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn),確定施工工藝
和設(shè)備,并編制施工方案;
——進(jìn)行施工圖會審和設(shè)計(jì)交底;
——對主要施工機(jī)械及其配套設(shè)備進(jìn)行性能和運(yùn)行安全檢査;
——對擬用的混凝土、鋼筋、構(gòu)件等原材料進(jìn)行見證檢驗(yàn);
——進(jìn)行工藝試驗(yàn)施工,并根據(jù)施工結(jié)果調(diào)整工程樁的施工工藝。
8.1.2施工前應(yīng)進(jìn)行設(shè)備的調(diào)平,避免施工中樁機(jī)傾斜過大導(dǎo)致施工安全事故。
8.1.3施成樁過程中應(yīng)結(jié)合地質(zhì)情況、樁間距及樁長,合理安排施工順序。施工順序應(yīng)本著減少影
響鄰樁質(zhì)量的原則,并應(yīng)符合下列規(guī)定:
a)應(yīng)有利于保護(hù)已施工樁不受損壞;
b)應(yīng)根據(jù)施工情況確定施工順序;
c)持力層埋深不一致時(shí),應(yīng)按先淺后深的順序進(jìn)行施工。
8.1.4夯擴(kuò)擠密樁施工可分為成孔、承載體施工和樁身施工三部分(圖5)。成孔可釆用錘擊跟管、
振動(dòng)錘、液壓錘、柴油錘、潛孔錘等沉管方式,也可采用旋挖、長螺旋等輔助引孔方式成孔。
13
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場地標(biāo)準(zhǔn)、測量定位
材料、設(shè)備就位樁機(jī)就位、校正
在控制系統(tǒng)輸入施工控制參數(shù)
將護(hù)筒沉至標(biāo)高
填料夯實(shí)承載體填充料拌合
不滿足要求
測量三次
滿足要求
拔出柱錘,放入鋼筋籠鋼筋籠制作
混凝土拌合灌注混凝土
拔管成樁
圖5夯擴(kuò)擠密樁施工工藝
8.1.5抗拔夯擴(kuò)擠密樁的施工工藝如圖6所示。
14
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場地平整、測放樁位線
設(shè)備就緒樁機(jī)就位、校正
全護(hù)筒跟進(jìn)錘擊成孔至設(shè)計(jì)標(biāo)高
施工承載體
再次夯擊承載體使柱錘進(jìn)入一定深度
放入鋼筋籠鋼筋籠準(zhǔn)備
灌注混凝土
拔管成樁
圖6抗拔夯擴(kuò)擠密樁施工工藝
8.1.6承載體施工宜釆用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng),通過輸入施工參數(shù)自動(dòng)控制每次夯擊時(shí)錘的提升高
度,自動(dòng)記錄每次夯擊的貫入度和最終三次貫入度。
8.1.7當(dāng)在飽和黏土中施工時(shí),應(yīng)滿足下列要求:
a)柱錘錘底出護(hù)筒的距離不應(yīng)超過5cm;
b)施工中測完三次貫入度后,應(yīng)檢査樁端土體是否回彈。當(dāng)土體回彈量超過5cm時(shí),應(yīng)分析
原因,處理后重新測量。
8.1.8在地下水位以下施工時(shí),應(yīng)釆取有效的封堵措施。
8.1.9抗拔夯擴(kuò)擠密樁施工時(shí),經(jīng)測量三次貫入度滿足要求后,應(yīng)再次沉護(hù)筒至承載體內(nèi),深度應(yīng)
滿足抗拔構(gòu)造要求且不得小于50cm,隨后方可放置鋼筋籠,澆筑混凝土成樁。
錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工
8.2.1錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工是指利用柱錘自由落體的重力勢能夯擊地基土成孔,利用卷揚(yáng)將護(hù)
筒反壓入土中跟進(jìn),反復(fù)進(jìn)行,最終到設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后再施工承載體和樁身的夯擴(kuò)擠密樁施工技術(shù)。
8.2.2錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工適用于黏性土、粉土和松散砂土,當(dāng)樁身范圍內(nèi)存在密實(shí)砂土或卵
石等成孔困難的土?xí)r,可采用長螺旋、旋挖、潛孔錘、液壓錘等引孔工藝,穿透密實(shí)土層配合施工。
8.2.3錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工設(shè)備包括底座、龍門架、柱錘、護(hù)筒、主副卷揚(yáng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)以
及配套設(shè)備。
8.2.4施工中應(yīng)根據(jù)夯擴(kuò)擠密樁的設(shè)計(jì)參數(shù)、地基土的土性選擇匹配的護(hù)筒、柱錘等配件,在自動(dòng)
控制系統(tǒng)中設(shè)定適合的施工參數(shù)。
8.2.5錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工工藝如圖7。
15
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場地標(biāo)準(zhǔn)、測量定位
材料、設(shè)備就位樁機(jī)就位、校正
在控制系統(tǒng)輸入施工控制參數(shù)
錘擊沉管至設(shè)計(jì)標(biāo)高
施工載體承載體填充料拌合
拔出柱錘,放入鋼筋籠鋼筋籠制作
混凝土拌合灌注混凝土
拔管成樁
圖7錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工工藝
8.2.6錘擊跟管夯擴(kuò)擠密樁施工質(zhì)量控制應(yīng)符合以下要求:
a)在含水率高的黏性土中施工應(yīng)嚴(yán)格控制柱錘出護(hù)筒的距離,一般不超過5cm,減少柱錘對
土的擾動(dòng);
b)在含水率高的黏性土中測完三次貫入度后,應(yīng)檢查樁端土體是否回彈,避免樁端地基土隆
起后影響施工質(zhì)量;
c)填料夯實(shí)過程中應(yīng)檢查護(hù)筒底的滲水情況,并根據(jù)需要采取一定的封堵措施。
振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工
8.3.1振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工是指利用振動(dòng)沉管設(shè)備將護(hù)筒沉到樁底設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后再進(jìn)行承載
體和樁身施工的夯擴(kuò)擠密樁施工方法。
8.3.2振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工工藝適合于樁身為淤泥、粉土、粘性土、松散砂土的夯擴(kuò)擠密樁施
工。
8.3.3振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工設(shè)備包括:樁架、底盤、動(dòng)力頭、護(hù)筒、卷揚(yáng)、柱錘、自動(dòng)控制系
統(tǒng)和配套設(shè)備。
8.3.4施工中應(yīng)根據(jù)地基土土性和樁的參數(shù),選擇與之相匹配功率的動(dòng)力頭和護(hù)筒。
8.3.5振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工工藝如下:
a)制作樁尖。提前預(yù)制好與護(hù)筒直徑相匹配的樁尖;
b)就位。樁機(jī)就位后吊起護(hù)筒放置預(yù)制樁尖,并利用草繩墊或塑料膜密封樁尖和護(hù)筒底之間
的孔隙;
c)沉管。開動(dòng)振動(dòng)箱,將護(hù)筒沉入地基土中到設(shè)計(jì)標(biāo)高;
d)施工承載體。開啟自動(dòng)控制系統(tǒng),填料夯實(shí),測量三次貫入度,施工承載體;
e)施工樁身。放置鋼筋籠,澆筑混凝土,或直接放入預(yù)制構(gòu)件;
f)拔管。開動(dòng)振動(dòng)箱拔出護(hù)筒。
8.3.6振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工工藝如下:
16
DB13/T5822—2023
a)護(hù)筒、混凝土樁尖或鋼樁尖的加工質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,護(hù)筒與樁尖的接觸面應(yīng)平整且具
有良好的密封性;
b)沉管前應(yīng)調(diào)整好設(shè)備,使護(hù)筒中心、樁尖在同一垂線上;
c)沉管過程中若發(fā)現(xiàn)護(hù)筒內(nèi)進(jìn)水或泥漿,應(yīng)拔出護(hù)筒重新處理使護(hù)筒底與樁尖密封;
d)必須嚴(yán)格控制最后30s的電流,電壓值,其值可按設(shè)計(jì)要求或根據(jù)試樁和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定;
e)承載體施工完畢后應(yīng)立即放置鋼筋籠、澆筑混凝土,并拔出護(hù)筒;
f)拔管速度應(yīng)根據(jù)地基土層確定,在軟土中宜控制0.6~0.8m/min,一般土中應(yīng)控制1.2~
1.5m/min;
g)拔管過程中,樁管內(nèi)的混凝土至少保持不少于2m,并保證樁頂混凝土超灌不少于0.5m。
8.3.7振動(dòng)沉管夯擴(kuò)擠密樁施工的混凝土充盈系數(shù)不應(yīng)小于1.0,當(dāng)充盈系數(shù)過大時(shí)應(yīng)分析原因,
并采取一定的控制措施。
靜壓夯擴(kuò)擠密樁施工
8.4.1靜壓夯擴(kuò)擠密樁施工適合樁身范圍為淤泥、黏性土和粉土等適合靜壓成孔的地層。
8.4.2靜壓夯擴(kuò)擠密樁施工前必須進(jìn)行如下準(zhǔn)備工作:
a)平整及處理場地,達(dá)到地面平整、排水通暢、坡度不大于2%,對不適合壓樁機(jī)正常運(yùn)行的
松軟場地應(yīng)進(jìn)行處理,使場地的承壓能力滿足壓樁機(jī)正常運(yùn)行的要求;
b)在不受施工影響的區(qū)域設(shè)置基樁軸線的控制點(diǎn)和水準(zhǔn)基點(diǎn),且做好明確標(biāo)識并做好保護(hù)措
施;
c)編制施工組織設(shè)計(jì)或施工方案;
d)根據(jù)樁基參數(shù)和地質(zhì)條件選擇合適的靜壓樁機(jī)型號,配重必須大于最大施工加壓的1.2倍。
8.4.3靜壓樁機(jī)設(shè)備采用液壓式靜壓樁機(jī),為方便施工,采用中置式或前置式液壓樁機(jī)。壓樁機(jī)應(yīng)
具備以下資料:
a)壓樁機(jī)的產(chǎn)品合格證;
b)壓樁機(jī)型號、機(jī)架重量,整機(jī)的額定壓力;
c)壓樁機(jī)的外型尺寸;
d)履靴的接地壓強(qiáng);
e)夾具的形式;
f)液壓油缸的數(shù)量、直徑等,率定壓力和壓樁力的對應(yīng)關(guān)系。
8.4.4施工前應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)施工,找出達(dá)到設(shè)計(jì)要求單樁承載力所對應(yīng)的柱錘壓力值及夯填承載體填
充料體積,并把該指標(biāo)作為工程樁施工承載體的控制
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