大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术规程.doc
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浙江省工程建设标准
大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术规程
Technicalcodeforcast-in-situconcretelarge-diametertubularpile
2007杭州
浙江省工程建设标准
大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术规程
Technicalcodeforcast-in-situconcretelarge-diametertubularpile
主编单位：
浙江大学土木工程学系
参编单位：
浙江工业大学建筑工程学院
国家海洋局第二海洋研究所
浙江省工业设计研究院
铁道第四勘察设计院软土地基研究所
浙江海桐投资管理有限公司
浙江省地质矿产工程公司
浙江浙峰岩土工程有限公司
中国广厦建设集团
2007杭州
前言
大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术在我国已成功应用于港湾工程、高速公路、建筑工程和市政工程等，充分显示了该技术的优越性。
为了进一步规范和应用大直径现浇混凝土薄壁筒桩技术，根据浙科发[2004]115号文件的编制计划要求，规程编制组在深入调查研究的基础上，认真总结己有科研成果和工程实践经验，并反复听取各方面意见，先后完成了初稿、征求意见稿、送审稿和报批稿，制定了本技术规程。
本规程编制过程中得到省内外有关专家大力帮助，在此表示衷心感谢。
本规程在执行过程中，如发现有需要修改或补充之处，请将意见寄交浙江大学土木工程学系（邮编：
310027，龚晓南,E-mail:
xngong@），以供今后修订时参考。
本规程主编单位：
浙江大学土木工程学系
参编单位：
浙江工业大学建筑工程学院
国家海洋局第二海洋研究所
浙江省工业设计研究院
铁道第四勘察设计院软土地基研究所
浙江海桐投资管理有限公司
浙江省地质矿产工程公司
浙江浙峰岩土工程有限公司
中国广厦建设集团
本规程主要起草人：
龚晓南（以下按姓氏笔画划排序）
王哲朱连根郑尔康林柏
周建赵汉金章华谢庆道
二○○七年十二月
目录
1总则 1
2术语和符号 2
2.1术语 2
2.2符号 2
3岩土工程勘察 5
4筒桩构造要求 6
5设计 7
5.1筒桩桩基设计 7
5.2筒桩支护结构设计 9
5.3筒桩复合地基设计 10
6筒桩施工 12
6.1施工准备 12
6.2桩尖制作 12
6.3成孔 13
6.4安放钢筋笼、灌注混凝土 13
7筒桩质量检查及验收 15
附录A筒桩质量捡验标准 16
附录B筒桩施工记录 17
附录C筒桩施工设备 22
附录D本规程用词说明 23
条文说明 24
1总则 25
2术语和符号 25
3岩土工程勘察 25
4筒桩构造要求 27
5设计 27
6筒桩施工 29
7筒桩质量检查及验收 30
1总则
1.0.1为了在大直径现浇混凝土薄壁筒桩（以下简称筒桩）设计与施工中做到确保质量、安全适用、经济合理和技术先进，制定本规程。
1.0.2本规程适用于振动沉管法施工的筒桩的设计、施工和工程质量检查及验收。
1.0.3筒桩可用于建筑桩基础、支护结构、防波堤结构、以及复合地基中的竖向增强体。
大直径薄壁素混凝土筒桩不宜用于承受水平荷载。
1.0.4筒桩的设计与施工，应综合考虑具体工程的工程地质和水文地质条件、上部结构和基础型式、使用功能、荷载特征、施工工艺和检测方法、以及环境条件等影响因素，因地制宜，注重概念设计，节约资源，做到精心设计、精心施工。
1.0.5筒桩适用土层与所采用的施工机械有关。
应综合考虑荷载特征、施工机械能力和地质条件等因素确定筒桩的适用性，合理选用桩长。
1.0.6本规程未做规定的其他内容，尚应按现行有关标准、规范执行。
30
2术语和符号
2.1术语
2.1.1大直径现浇混凝土薄壁筒桩cast-in-situconcretelarge-diametertubularpile（CTP）
简称筒桩，是指采用专用施工机械在地基中形成大直径筒形孔，然后配置钢筋笼并就地灌注混凝土而成型的筒形桩。
不配置钢筋笼的称为大直径现浇素混凝土薄壁筒桩，简称素混凝土筒桩。
2.1.2筒桩成孔器tubularpileboringequipment
筒桩成孔器是筒桩主要成孔设备。
由振动锤、内外钢管、夹持器、出泥孔、环形桩尖等部件组成。
利用中高频振动将带预制桩尖的内外钢管同时打入地基土中，形成桩体所需的环形空间，为灌注混凝土桩体或钢筋混凝土桩体创造条件。
施工单桩的成孔器称单桩成孔器，施工联体筒桩的成孔器称联体成孔器。
2.1.3振动贯入成孔法vibrationpenetrationmethod
利用振动锤的激振力将成孔器沉入地基土中的施工方法。
2.1.4排桩支挡结构row-pileretainingstructure
将桩设置成排桩墙型式的支挡结构。
单排设置的称为单排桩支挡结构，双排设置的称为双排桩支挡结构，三排及以上设置的称为多排桩支挡结构。
2.1.5筒桩复合地基tubularpilecompositefoundation
由筒桩作为竖向增强体的复合地基。
2.2符号
2.2.1几何参数
——桩身全截面面积；
——桩端环形截面面积；
——桩以内径计算的横截面面积；
、——复合地基上荷载作用宽度、长度；
——筒桩外直径；
——筒桩内直径；
——单桩分担的处理地基面积的等效圆直径；
——复合地基加固区厚度；
——桩身穿越的第层土（复合土层）的厚度；
——桩基中的桩数；
——桩长范围内土层数；
、、——分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距；
——桩身外截面周长；
、——桩至桩群形心的、轴线的距离。
2.2.2抗力和材料性能参数
——桩体压缩模量；
——第i层土体压缩模量；
——第i层复合压缩模量；
——混凝土轴心抗压强度设计值；
——筒桩复合地基竖向承载力特征值；
——桩间土承载力特征值；
——第层土的极限侧阻力标准值；
——单桩的极限端阻力标准值；
——荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值；
、——单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值；
——单桩总极限桩芯端阻力标准值；
——筒桩单桩竖向极限承载力标准值；
——单桩总极限端阻力（包括桩端阻力和桩芯土端阻力两部分）标准值；
——单桩竖向承载力特征值；
——围护结构构件的承载力设计值。
2.2.3作用和作用效应
——荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力；
——桩基承台自重及承台上土自重标准值；
——荷载效应标准组合下，作用于第根筒桩顶处的水平力；
——荷载效应标准组合时，作用于承台底面的水平力；
、——荷载效应标准组合下作用于承台底面的外力对通过桩群形心的、
轴的力矩；
——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下筒桩单桩的平均竖向力；
——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第根桩的竖向力；
——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，筒桩桩顶最大竖向力；
——地震作用效应和荷载效应标准组合下，筒桩单桩的平均竖向力；
——地震作用效应和荷载效应标准组合下，筒桩桩顶最大竖向力；
——第层复合土层上的附加应力；
——作用在下卧层土体上荷载；
——复合地基上的附加应力；
、、——分别为复合地基沉降量、加固区压缩量、加固区下卧层土层压
缩量；
——围护结构构件的内力组合设计值。
2.2.4计算系数
——单桩竖向承载力安全系数；
——复合地基置换率；
——复合地基压力扩散角；
——复合地基桩间土承载力发挥度；
、——桩侧阻力和桩端阻力修正系数；
——桩芯土柱承载力发挥度；
——单桩总端阻力修正系数；
——筒桩工作条件系数。
3岩土工程勘察
3.0.1在筒桩设计和施工之前，应进行岩土工程勘察。
根据工程类型、等级、阶段的具体要求，正确反映场地的工程地质和水文地质条件，查明不良地质作用和地质灾害，提出资料完整、评价正确的勘察报告。
3.0.2筒桩岩土工程勘察应包括下列内容：
1详细查明对桩有影响的各土层的成因类型，工程特性，物理力学性质，及其在深度方向和在水平方向的变化规律；
2查明水文地质条件，评价地下水或海水对筒桩设计和施工的影响，判定地基土和地下水，或海水水质对桩体材料的腐蚀性，并提供防治措施；
3查明可液化土层和特殊岩土层的性质，分布及评价其对筒桩的影响程度；
4工程场地在海域时，应查明场地的自然地理环境，包括水文、气象、波浪、潮汐、海流变化等，评价成桩的可能性，论证桩的施工条件及对环境的影响。
3.0.3勘探点间距、勘探孔深度的确定应符合下列规定：
1在重要复杂的建筑物位置，挡土结构或防波堤的转折控制点，以及地质条件较复杂的地段应有勘探点，而且根据其重要性和复杂程度适当加密；
2勘探孔的深度，除必须查清桩长所通过的地层和持力层外，还应满足下卧层验算和地基变形计算深度的要求。
3.0.4勘察工作可采取钻探与物探、原位测试相结合的方式进行。
通过综合分析评价，并考虑当地的成熟经验，提出勘察成果报告。
3.0.5在港湾工程中岩土工程勘察应满足下列要求：
1对重大的海洋工程，除钻探以外，尚需配合地球物理勘探。
2地球物理勘测线应垂直海洋工程建筑的主轴线方向布设，离轴线两侧50m-100m距离再布设左、右两条勘测线。
在上述三条平行勘测线上再布设1-3条横向勘测线。
3.0.6岩土工程勘察成果报告应包括下列内容：
拟建工程概况；勘察依据、目的、任务要求和执行的技术标准；勘察方法和勘察孔布置；场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其均匀性；各项岩土性质指标、岩土的强度参数、变形参数；地下水埋藏情况、类型、水位及其变化；土和水对建筑材料的腐蚀性；不良地质作用及对工程危害程度的评价；场地稳定性和适宜性的评价等。
4筒桩构造要求
4.0.1设计时筒桩壁厚和外径应满足下列要求：
1筒桩壁厚不宜小于180mm；素混凝土筒桩壁厚不宜小于120mm；
2筒桩外径不应小于800mm。
筒桩常用外径为800mm，1000mm，1200mm，1500mm等；
4.0.2配筋长度应符合下列规定：
1端承型筒桩宜沿桩身通长配筋；摩擦型筒桩配筋长度不应小于2/3桩长；
2受水平荷载的筒桩（包括考虑地震作用的筒桩），竖向受力钢筋可按计算内力图分段配置；
3抗拔筒桩应通长配筋。
4.0.3筒桩桩顶嵌入承台内的长度不宜小于100mm。
主筋伸入承台内的锚固长度根据工程具体情况确定。
对抗拔筒桩锚固长度不应小于40倍主筋直径。
4.0.4筒桩的箍筋应符合下列规定：
1箍筋直径不宜小于8mm；受水平荷载的筒桩，箍筋宜采用直径8~10mmHPB235钢筋，且应做成封闭式；
2当钢筋笼长度超过4m时，应设置加劲箍筋；受水平荷载的筒桩，箍筋间距不宜大于400mm；对承受较大水平荷载的筒桩和抗震筒桩，桩顶3~5范围内箍筋应适当加密至间距为100～150mm；
4.0.5筒桩桩身混凝土及混凝土保护层厚度应符合下列要求：
1复合地基筒桩增强体混凝土强度等级不宜低于C15，建筑筒桩混凝土强度等级不宜低于C30；
2主筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm，水下灌注的混凝土不应小于50mm；海洋工程中筒桩主筋的混凝土保护层厚度不应小于65mm。
5设计
5.1筒桩桩基设计
5.1.1群桩中单桩桩顶竖向力应按下列公式计算：
1轴心竖向力作用下
（5.1.1-1）
偏心竖向力作用下
（5.1.1-2）
2水平力作用下
（5.1.1-3）
式中——荷载效应标准组合时，作用于桩基承台顶面的竖向力标准值；
——桩基承台自重及承台上土自重标准值；
——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下筒桩单桩的平均竖向力；
——桩基中的桩数；
——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下第根桩的竖向力；
、——荷载效应标准组合作用于承台底面通过桩群形心的、轴的力矩；
、——桩至桩群形心的、轴线的距离；
——荷载效应标准组合时，作用于承台底面的水平力；
——荷载效应标准组合时，作用于第根筒桩顶处的水平力。
5.1.2单桩竖向承载力计算应符合下列表达式要求：
1荷载效应标准组合：
轴心竖向力作用下
（5.1.2-1）
偏心竖向力作用下除满足（5.1.2-1）外，尚应满足（5.1.2-2）要求：
（5.1.2-2）
2地震作用效应和荷载效应标准组合：
轴心竖向力作用下
（5.1.2-3）
偏心竖向力作用下除满足（5.1.2-3）外，尚应满足（5.1.2-4）要求：
（5.1.2-4）
式中——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，筒桩桩顶最大竖向力；
——地震作用效应和荷载效应标准组合下，筒桩单桩的平均竖向力；
——地震作用效应和荷载效应标准组合下，筒桩桩顶最大竖向力；
——单桩竖向承载力特征值。
5.1.3单桩竖向承载力特征值R按式（5.1.3）计算：
（5.1.3）
式中——单桩竖向极限承载力标准值；
——安全系数，取=2。
5.1.4单桩竖向极限承载力标准值应按下列规定确定：
1设计等级为甲级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定，试验方法按《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）执行；
2设计等级为乙级的建筑桩基，应通过单桩静载试验确定；当地质条件简单时，可参照地质条件相同的试桩资料，结合静力触探、标准贯入和经验参数综合确定。
3设计等级为丙级的建筑桩基，可根据原位测试和经验参数确定。
5.1.5设计等级为乙、丙级的建筑桩基确定单桩竖向极限承载力标准值，无当地经验时，可按式（5.1.5）计算：
（5.1.5）
式中——筒桩单桩竖向极限承载力标准值，kN；
，——单桩总极限侧阻力、总极限端阻力标准值，kN；
——单桩总极限桩芯端阻力标准值，kN；
、——桩侧阻力和桩端阻力修正系数；
——桩芯土柱承载力发挥度；
——桩身外截面周长；
——第层土的极限侧阻力标准值，kPa；
——桩身穿越第层土的厚度，m；
——单桩的极限端阻力标准值，kPa；
——桩端环形截面面积，，、分别为筒桩外、内直径；
——桩以内径计算的横截面面积，。
5.1.6筒桩桩侧阻力和桩端阻力修正系数、应综合考虑桩长、土层分布及土的物理力学性质、桩端进入持力层深度、锤重等因素，通过综合分析确定。
5.1.7桩芯土柱承载力发挥度与桩端进入持力层深度、筒桩内直径和持力层土层物理力学性质有关，通过综合分析确定。
5.1.8单桩水平承载力特征值取决于桩的材料强度、截面刚度、入土深度、土质条件、桩顶水平位移允许值和桩顶嵌固情况等因素，应通过现场水平载荷试验确定。
试验宜采用慢速维持荷载法。
必要时可进行带承台桩的水平载荷试验。
5.1.9当桩基承受拔力时，应对桩基进行抗拔验算及桩身抗裂验算。
5.1.10桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。
桩轴心受压时，桩身强度应符合下式要求：
（5.1.10）
式中——混凝土轴心抗压强度设计值，按现行《混凝土结构设计规范》
（GB50010-2002）取值；
——荷载效应基本组合时的单桩竖向力设计值；
——工作条件系数，取0.6～0.8。
5.1.11筒桩桩基沉降验算可参照现行《建筑地基基础设计规范》和《建筑桩基技术规范》相应方法进行。
5.1.12筒桩桩基承台设计可参照现行《建筑地基基础设计规范》和《建筑桩基技术规范》有关规定进行。
5.2筒桩支护结构设计
5.2.1筒桩围护结构的稳定性验算可按现行《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）有关规定进行。
5.2.2围护结构的计算简图，应符合结构实际的工作条件，反映结构与土层（被支护介质）的相互作用。
根据计算目的、结构特点、围护结构的规模、土层条件及围护结构变形后土层的应力状态等因素，结合工程经验，合理选择计算方法。
5.2.3应根据筒桩围护结构的使用目的，就其在施工和使用过程中的不同阶段可能出现的最不利内力，进行截面设计。
筒桩构件承载力应满足下式：
（5.2.3）
式中——围护结构构件的内力组合设计值；
——围护结构构件的承载力设计值。
5.2.4筒桩的设计可按圆环形截面受弯构件或受弯压构件计算。
5.2.5筒桩结构防护堤设计需遵守下列原则：
1根据地质条件，按《港口工程混凝土结构设计规范》（JTJ267-98）的相关规定进行筒桩结构稳定性计算。
2计算分析工程区域施工前的流场分布特征，并采用数值模拟方法分析工程完工后的流场变化及其对工程造成的后期影响。
3采用物理模型试验，合理选用结构物受力及波浪消减效果的有关计算参数。
物理模型试验应与现场地形地貌条件、水文条件、风向、海底地质条件等相符。
4应进行各种工况条件下考虑波浪力组合的受力验算。
5防波堤轴线应垂直于主浪波入射线，以达到较满意的消浪效果。
6应验算各施工阶段筒桩结构的稳定性，确保施工阶段的安全。
5.3筒桩复合地基设计
5.3.1筒桩复合地基设计应包括复合地基承载力计算和沉降计算。
5.3.2筒桩复合地基竖向承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，初步设计时也可按下式计算
（5.3.2）
式中——筒桩复合地基竖向承载力特征值，；
——桩间土承载力特征值，；
——复合地基置换率；，为筒桩桩身外直径，为单桩分担的处理地基面积的等效圆直径；等边三角形布桩时，；正方形布桩时，；矩形布桩时，。
、、分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距；
——单桩竖向承载力特征值，可按本规程第5章有关规定选用；
——包括桩芯土，桩身全截面面积，；
——复合地基桩间土承载力发挥度，可取0.4~1.0，与桩间土性质、置换率、垫层和上部结构刚度等因素有关。
5.3.3复合地基沉降计算值，不应大于地基沉降允许值。
5.3.4复合地基沉降量宜分为两部分计算，即加固区压缩量和加固区下卧层压缩量
（5.3.4-1）
1加固区压缩量宜采用分层总和法计算
（5.3.4-2）
式中——第层复合土层上的平均附加应力；
——桩身穿越第层土（复合土层）的厚度；
——桩长范围内土层数；
——复合压缩模量，可由下式确定；
（5.3.4-3）
式中——桩体压缩模量；
——土体压缩模量。
2加固区下卧层土层压缩量采用分层总和法计算，作用在下卧层土体上荷载按应力扩散法计算
（5.3.4-4）
式中——作用在下卧层土体上荷载；
——复合地基上的附加应力；
、——复合地基上荷载作用宽度、长度；
——复合地基加固区厚度；
——复合地基压力扩散角。
6筒桩施工
6.1施工准备
6.1.1筒桩施工前应具备以下资料：
场地岩土工程勘察报告，施工设计图纸，建筑场地及邻近建筑物结构与地基基础、地下管线、道路等相关资料。
6.1.2施工前应进行施工图会审、设计交底；编制施工组织设计及审核确认；组织施工人员进行技术和施工安全交底。
6.1.3打桩前应处理高空和地下障碍物。
施工场地应平整处理，桩机移动的范围内除应保证桩机垂直度的要求外，还应考虑地面的承载力，施工场地及周围应保持排水畅通，以保证施工机械正常作业。
6.1.4桩基轴线的控制点和水准点应设在不受打桩影响的地方，开工前经复核后应妥善保护，施工中应经常复测。
桩基轴线位置的允许偏差不得超过20mm。
6.1.5打桩锤应根据工程地质条件、桩径及施工条件等选择合适的中高频激振锤。
6.1.6筒桩施工前应进行试打桩，以检查设备、施工工艺、设计参数是否符合要求。
6.1.7打桩时如发现地质条件与勘察报告不符，应与有关单位研究处理。
6.1.8筒桩施工场地有相邻既有建（构）筑物时，应重视打桩对环境的影响。
视具体情况采取适当的隔振措施。
6.2桩尖制作
6.2.1桩尖制作质量应符合下列规定：
1桩尖表面应平整、密实，掉角深度不应超过20mm，且局部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩尖表面全部面积的1%；
2桩尖内外面圆度偏差不得大于桩尖直径的1%，桩尖上端内外支承面高差不得超过5mm；
3桩尖混凝土强度不宜小于C30。
6.2.2预制桩尖上应标明编号、制作日期，桩尖养护时间一般应达到28天，使用前混凝土强度应达到设计要求。
6.3成孔
6.3.1决定打桩顺序时应尽量减少挤土效应及其对周围环境的影响。
6.3.2桩机就位对中后，应根据地质条件在桩尖上端设置止水材料，再用成孔器压紧桩尖。
桩尖中心应与成孔器中心线重合。
6.3.3开始激振时应使机架和成孔器均保持垂直，垂直度偏差不大于1﹪。
6.3.4在打桩过程中如发现有地下障碍物应及时拔出成孔器，清除后继续施工。
6.3.5桩架或成孔器上应设置控制深度的标尺，以便准确控制成孔深度。
6.3.6成孔终止应符合下列要求：
1桩端位于坚硬、硬塑的粘性土、卵砾石、中密以上的砂土或风化岩等土层时，以贯入度控制为主，桩端设计标高控制为辅。
2桩端标高未达到设计要求时，应连续激振3阵，每阵持续1分钟，再根据其平均贯入度大小研究确定。
3桩端位于软土层时，以桩端设计标高控制为主。
4打桩时如出现异常应会同有关单位研究处理。
6.3.7成孔达到设计要求后，应验收深度并做好记录。
6.4安放钢筋笼、灌注混凝土
6.4.1钢筋笼制作应符合下列规定：
1钢筋笼制作允许偏差见表6.4.1
钢筋笼制作允许偏差表6.4.1
项次
项目
允许偏差（mm）
1
主筋间距
±10
2
箍筋间距或螺旋筋间距
±20
3
钢筋笼直径
±10
4
钢筋笼长度
±50
2分段制作的钢筋笼，其接头
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