1、DB河北省工程建设地方标准DB13(J)/TXXX-202X备案号：j.202X倒锥台阶型桩复合地基技术标准Technicalspecificationforinvertedcone-step-pilecompositefoundation(修订征求意见稿)202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施河北省住房和城乡建设厅发布河北省工程建设地方标准倒锥台阶型桩复合地基技术标准Technicalspecificationforinvertedcone-step-pilecompositefoundationDB13(J)/TXXX202X主编单位：河北省建筑科学研究院有限公司批准部门：河北省
2、住房和城乡建设厅施行日期：2024年XX月X日2025河北省住房和城乡建设厅公告202x年第次河北省住房和城乡建设厅关于发布倒锥台阶型桩复合地基技术标准的公告倒锥台阶型桩复合地基技术标准(编号DB13(J)/Txxx-202x)已经在本机关审查并批准为河北省工程建设标准，现予发布，自202x年X月XX日起实施。原倒锥台阶型桩复合地基设计规程(编号为DB13(J)/T166-2014)同时废止。本标准在河北省住房和城乡建设厅网站“工程建设标准规范”专栏公开。河北省住房和城乡建设厅202x年X月XX日根据河北省住房和城乡建设厅关于发布2022年度河北省工程建设标准（标准设计）复审结果的通知（冀建节
3、科（2023）1号）的要求，标准编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，在原倒锥台阶型桩复合地基设计规程DB13（J）T166-2014的基础上修编而成。本标准共分7章和6个附录，主要技术内容包括：1.总则；2.术语和符号；3.基本规定；4.岩土工程勘察；5.复合地基设计；6.施工要求；7.检验与验收；6个附录和条文说明。本次修编的主要内容包括：1 .标准名称由倒锥台阶型桩复合地基设计规程修改为倒锥台阶型桩复合地基技术标准；2 .对术语、符号进行了调整和补充；3 .在基本规定中，对倒锥台阶型桩的适用性进行了补充，增加了变形监测要求；4 .增加了岩土工程勘察和施工要求两个章节；5 .在复合地基设
4、计的一般规定中，增加了倒锥台阶型桩构造要求，对上下桩身直径差值提出了限值要求；对倒锥台底面进入持力层的深度进行了补充，对褥垫层常用厚度值做出了补充；6 .在设计计算方面，调整了单桩承载力发挥系数和桩间土承载力发挥系数；7 .在复合地基检测中，对检测龄期要求进行了修改，增加了单桩竖向抗压承载力检测的要求，对检测抽检数量进行了调整；8 .增加了施工前、施工中和验收检测的要求，对工程验收要求进行了补充；9 .增加了复合地基增强体单桩载荷试验要点和施工质量检验标准两个附录，对附录A、B表格增加了“注”的要求。本标准由河北省绿色建筑推广与建设工程标准编制中心负责管理，由河北省建筑科学研究院有限公司负责具
5、体技术内容的解释。本标准实施过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验、积累资料，及时将意见和建议反馈至河北省建筑科学研究院有限公司（石家庄市鹿泉区槐安西路395号，邮编050227,联系电话:0311-8991993389919529,E-mail：jyydjsdw）,以供今后修订时参考。本标准主编单位、参乡帚单位和主要起草人名单：主编单位：河北省建筑科学研究院有限公司东南大学河北敬业钢构科技股份有限公司参编单位：河北省建筑工程质量检测中心有限公司河北建研建筑设计有限公司河北智诚检验认证集团有限公司河北中地志诚土木工程有限公司主要起草人：檀西乐司庆超贾文亮刘文亮宋晓领刘庆国杜广印卢晓东檀子涵
6、邓永锋审查人员：目次1 总则12术语和符号21.1 术语21.2 符号33基本规定54岩土工程勘察85复合地基设计105.1 一般规定105.2 设计计算146施工要求276.1 施工准备276.2 材料286.3 成孔286.4 成桩296.5 褥垫层307检验与验收327.1 一般规定327.2 施工前检验327.3 施工中检验337.4 施工后检验337.5 工程验收34附录A桩的极限侧阻力标准值36附录B桩的极限端阻力标准值37附录C倒锥台阶型桩复合地基载荷试验要点38附录D复合地基增强体单桩载荷试验要点41附录E倒锥台阶型桩施工记录44附录F施工质量检验标准45本标准用词说明47引用
7、标准名录48条文说明49Contents1 GeneralProvisions12 TermsandSymbols22.1 Terms22.2 Symbols33 BasicRequirements54 InvestigationofGeotechnicalEngineering85 CompositeFoundationDesign105.1 GeneralRequirements105.2 DesignCalculation146 RequirementsforInspection276.1 ConstructionPreparation276.2 Materials286.3 Pore-
8、forming286.4 Pile-forming296.5 Cushion307 Inspectionandacceptance327.1 Basicrequirements327.2 Inspectionbeforeconstruction327.3 Inspectionduringconstruction337.4 Acceptanceofconstruction337.5 Acceptanceofworks3436AppendixAUltimateshaftresistanceofpileAppendixB Ultimatetipresistanceofpile37AppendixC
9、KeyPointsforLoadTestoncompositefoundationwithinve-rtedcone-step-pile38AppendixD KeyPointsforLoadTestonSinglePileofCompositeFoundation41AppendixE ConstructionRecordsofinvertedcone-step-pile44AppendixF InspectionStandardsofConstructionQuality45ExplanationofWordinginThisCode47ListofQuotedStandards48Exp
10、lanationofProvisions491总则.o.为规范河北省倒锥台阶型桩复合地基技术的应用，贯彻执行国家的有关技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境，制定本标准。条文说明Iol近年来，地基处理技术发展很快，特别是复合地基技术，在工程建设中得到了越来越广泛的应用。倒锥台阶型桩复合地基设计规程自2014年12月1日实施以来，对倒锥台阶型桩复合地基的设计、施工、检验及验收起到了较好的指导作用。这期间各设计、施工单位积累了大量的工程经验。同时，彳艮多国家规范、行业标准都进行了修订。为了与国家、行业标准相适应，更是为了该技术及应用不断完善，特修订本标准。1.0.2本标
11、准适用于河北省民用建筑倒锥台阶型桩复合地基的勘察、设计、施工、质量验收。1.0.3倒锥台阶型桩复合地基的勘察、设计、施工及质量验收，除应符合本标准的规定外,尚应符合国家及河北省现行有关标准的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 倒锥台阶型桩复合地基compositefoundationwithinve-rtedcone-step-pile将倒锥台阶型桩作为增强体，与桩间土共同承担荷载的人工地基。2.1.2 倒锥台阶型桩invertedcone-step-pile由一个或多个倒锥台与桩体组成的台阶型混凝土桩。2.1.3 倒锥台invertedcone用平行于圆锥底面的平面截掉圆锥的上部，将所
12、得圆锥台上下翻转，形成其顶面直径按一定角度由大变小的倒置锥台。2.1.4 倒锥台角invertedconeangle圆锥台母线与竖直轴线间的夹角。2.1.5 面积置换率areareplacementratio复合地基中桩的横截面积与桩所承担的复合地基面积的比值。2.1.6 褥垫层cushion在桩体复合地基和基础之间铺设的，起传递和调整桩土荷载分配作用的柔性材料垫层。2.1.7 夯填度thicknessratiooframmedcushiontofilled褥垫层铺设时，压实厚度与虚铺厚度的比值。2.2 符号2.2.1 材料性能、抗力、几何参数等Y倒锥台中部以上土的平均重度；为桩间土承载力特征
13、值；/Pk复合地基承载力特征值；仅由桩径为的桩处理形成复合地基承载力特征值；出Pa深度修正后的复合地基承载力特征值（kPa）；Pu一倒锥台持力层地基极限承载力标准值；QUk单桩竖向极限承载力标准值；QUkl一倒锥台及倒锥台以上桩的单桩竖向极限承载力标准值;Quk2倒锥台以下桩的单桩竖向极限承载力标准值；Ra单桩竖向承载力特征值；以2一倒锥台以下桩的单桩竖向承载力特征值；Ap1倒锥台以上桩径。的桩身截面积；Ap2倒锥台以下桩径d的桩身截面积；D倒锥台以上桩身直径；d倒锥台以下桩身直径；基础埋置深度；h倒锥台高度；I桩入土深度；Zi桩长范围内第i层土的厚度；m桩顶面积置换率；与1桩径。的桩身截面周
14、长；与2桩径d的桩身截面周长；V桩的体积；Z自基底起算的倒锥台平均深度。2.2.2计算系数K安全系数；NC承载力系数；Nq承载力系数；单桩承载力发挥系数；桩间土承载力发挥系数；s复合地基的沉降计算经验系数；4倒锥台阶以上复合地基加固土层压缩模量提高系数;6倒锥台阶以下复合地基加固土层压缩模量提高系数。3.0.1倒锥台阶型桩复合地基技术适用于一般黏性土、粉土、砂土等地基的处理。在液性指数较高的软黏性土、塑性指数较高的黏土、碎石土中采用该技术前应进行可行性试验，以确定其适用性。对尚未完成自重固结的人工填土和湿陷性土、软土等特殊性土中不宜采用该技术。条文说明3.0.1倒锥台阶型桩施工工艺是在长螺旋泵
15、压混凝土桩施工工艺的基础上由等截面桩经变径而成，该桩型同样适用于长螺旋工艺可以成孔的地层。该技术在地下水位以下可以成孔灌注而无需泥浆护壁，解决了砂层塌孔、淤泥质土缩径等问题，无泥浆污染，适用的土层范围较大。在具有比较高的变形模量和内摩擦角的地层中采用倒锥台阶型桩，可以发挥其最佳处理效果，一般可将倒锥台设置在砂土、粉土、低塑性的黏土层中。在具有高塑性的黏性土中，内摩擦角和黏聚力较小，在该类土层设置倒锥台，效果不明显。多年的施工经验表明，采用长螺旋工艺穿越高塑性的黏土、碎石类土时存在钻进困难的情况；当穿越松散的粉土、粉砂时易出现串孔等问题。因此，当遇到以上地层时，应进行现场可行性试验，试验内容包括
16、成桩工艺性试验和承载力验证等。对尚未完成自重固结的人工填土，不宜采用本标准规定的倒锥台阶型桩复合地基处理。3.0.2根据建筑规模、功能特征、场地地基和建筑物体形的复杂性以及由于复合地基失效可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度，倒锥台阶型桩复合地基可按表3.0.2分为三个设计等级。表3.0.2倒锥台阶型桩复合地基设计等级设计等级建筑和地基类型甲级重要的工业与民用建筑物；30层以上（含30层或高度100m及以上高耸构筑物）的高层建筑；体形复杂且层数相差超过10层的高低层（含纯地下室）连成一体的建筑物；大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等）；对地基变形有特殊要求的建筑；场地和地基条件
17、复杂的一般建筑及坡上建筑物；对相邻既有工程影响较大的建筑物；位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程；开挖深度大于15m的基坑工程；周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程。乙级除甲级、丙级以外的建筑物；除甲级、丙级以外的基坑工程。丙级场地和地基条件简单、荷载分布均匀的7层及7层以下的建筑物；非软土地区且场地地质条件简单、基坑周边环境条件简单、环境保护要求不高且开挖深度小于5.0m的基坑工程。条文说明3.0.2复合地基设计等级的规定，系引用建筑地基基础设计规范GB50007的规定。对于复合地基设计等级为甲级的高层建筑，其荷载大、底面积大、附加应力影响深、沉降要求严格，与一般
18、建筑有明显不同，故复合地基设计中有必要加以区别。在设计等级为甲级的建筑物中，30层以上和超过100m的高层建筑，当采用倒锥台阶型桩复合地基方案时，要求应进行专门的研究，并经充分论证，这主要考虑到此类建筑物对承载力的要求很高，对变形非常敏感。还有其他一些情况，比如在工程地质条件比较复杂的软土、高水位地区，采用此工艺容易产生质量问题，或者虽然建筑物高度不是很大，但对变形要求也很严格，复合地基需要提高承载力的幅度较大（例如达到5倍及以上）时，也应进行专门的研4岩土工程勘察4.0.1勘探点平面布置及深度应符合下列规定：1当建筑平面为矩形时应按周边和角点布置，为不规则形状时，应在凸出部位的角点和凹进的阴
19、角布设勘探点；2在高层建筑层数、荷载和建筑体形变异较大的位置，应布设勘探点；3对于复合地基设计等级为甲级的高层建筑，应在中心点或电梯井、核心筒部位布设勘探点；4勘探点间距应控制在15m30m0当相邻两个勘探点揭露出的桩端持力层层面坡度大于10%,或持力层起伏较大、地层分布复杂、土层的性质或状态在水平方向分布变化较大、存在影响成桩的土层时，应适当加密勘探点。4.0.2每栋建筑应布置不少于1/3的勘探孔为控制性孔，且不少于2个。对于复合地基设计等级为甲级的，应布置不少于3个控制性孔。相邻的建筑，勘探点共用时控制性勘探点的数量不应少于勘探点总数的l2o控制性孔应穿透桩端平面以下压缩层厚度，一般性勘探
20、孔应深入预计桩端平面以下不小于3mo4.0.3在勘探深度范围内的每一土层，均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。4.0.4勘察报告应提供地基土的质量密度、压缩模量、抗剪强度指标、承载力特征值，以及桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值等设计所需参数。并对桩端持力层提出建议。抗剪强度指标根据土层条件及工程实际情况合理选用三轴压缩试验或直接剪切试验取得。条文说明4.0.4倒锥台阶型桩承载力计算时，需用到持力层抗剪强度指标，建议优先选用三轴压缩试验强度指标。4.0.5勘察报告应包含以下主要内容：1分析地基基础方案，论证复合地基方案的可行性，提供复合地基设计所需的
21、岩土物理力学参数及原位测试参数；2对建筑场地的不良地质作用，如岩溶、土洞、采空区等，应有明确的评价结论和防治建议；3对成桩有影响的地下旧基础、防空洞、孤石、胶结层等不利埋藏物，应进行描述和评价；4提供地下水埋藏情况、类型，水位变化幅度等情况，评价水、土的腐蚀性；5对地基土的冻胀性、湿陷性、膨胀性、液化等进行评价；6提供建筑场地所在地区的抗震设防烈度和建筑场地类别。4.0.6倒锥台阶型桩复合地基的详细勘察，除应满足本标准的要求外，尚应满足现行国家标准岩土工程勘察规范GB50021和工程勘察通用规范GB55017的有关要求。5复合地基设计5.1 一般规定5.1.1 倒锥台阶型桩复合地基设计应具备下
22、列基本资料：1岩土工程勘察报告；2建筑场地环境条件，包括场地及周边道路、地下管线，相邻建筑物等；3建筑物设计相关资料，包括建筑物总平面图、基础形式、荷载等。条文说明5.1.1岩土工程勘察报告、建筑场地环境条件和建筑物设计相关资料等应在倒锥台阶型桩复合地基设计前，通过搜集、踏勘及委托单位提供等方式取得。5.1.2 倒锥台阶型桩的构造指标主要包括倒锥台顶面、底面直径，倒锥台角度及倒锥台以上桩长。倒锥台顶面直径宜为6001000mm,与相邻桩段桩身直径差值不宜大于400mm；倒锥台底面直径宜为300mm600mm,倒锥台角度宜为3045。倒锥台以上桩长不应小于800mm,且应穿过淤泥、淤泥质土、填土
23、等土层。倒锥台阶型桩的构造见图5.1,2o图5.1.2倒锥台阶型桩构造（单位：mm）条文说明5.1.2倒锥台与周围土体作用受力后，处于摩阻力、吸附力和支承力（切向力和法向力）的复杂受力状态，在周围土体反作用力下使倒锥台表面产生附加压力，由此产生楔体效应。为获取较高的承载能力，本条款列出了倒锥台的主要构造指标，在实际应用中可综合考虑倒锥台阶型桩受力特性、施工工艺及土层条件等在一定范围内进行调整。桩身直径上下差值过大时，会对桩身受力及成桩质量产生不利影响，当上下直径突变且桩径差值过大时，在偏心竖向力及水平力作用下易在变径处产生应力集中产生,对桩体产生不利影响，因此差值不宜过大。5.1.3 倒锥台阶
24、型桩的布置应符合下列规定：1倒锥台阶型桩应在基础范围内均匀布置；当上部结构荷载分布相差较大或地基不均匀时，应根据承载力和变形要求布桩。2基础边缘至桩中心的距离不宜大于桩间距的0.5倍，且基础边缘与桩（O）顶部边缘净距不宜大于200mm,特殊情况下可考虑在基础外增加护桩。3桩间距应根据设计要求的复合地基承载力、岩土性质等确定，桩的中心距宜为倒锥台阶型桩桩径。的（24）倍。条文说明5.1.3倒锥台阶型桩的受力特性是将桩头承受的荷载直接向下传入深部土层，相比等截面竖向增强体，刚度有所增大，属于刚性桩复合地基，一般情况下可在基础范围均匀布桩。对桩排列的规定，目的在于避免不均匀沉降或倾斜。对于侧限较弱的
25、土体，可在基础外围布置护桩；或者对复合地基承载力要求较高（有的达到400kPa以上）的独立基础，位于建筑物边、角的基础常受到弯矩作用，这种情况下也可布置护桩。桩的最小中心距系按桩基规范确定，此规定是为防止群桩效应造成承载力显著降低而造成浪费或不安全。本标准参照国家标准建筑桩基技术规范JGJ94对最小桩间距做出规定。5.1.4 桩长应按实际岩土工程条件、工程设计要求等因素综合确定。倒锥台应设置在基底下一定深度范围内稳定且强度较高的土层上，倒锥台不应设置在液化土、湿陷性土等特殊土上。倒锥台底面进入持力层的深度不宜小于2（OY）,倒锥台底面下有软弱下卧层时，底面以下持力层厚度不宜小于3D。应选择承载
26、力较高的土层作为桩端持力层，桩端进入持力层深度应大于桩的直径（d）;当上述土层埋藏较深时，桩端可不达到该土层，但应满足承载力及沉降的要求；当存在软弱下卧层时，桩端以下持力层厚度不宜小于3d。条文说明5.1.4倒锥台进入持力层一定深度，可充分发挥其端承力与侧阻力；倒锥台受压力后，可产生沿锥面的切向力和法向力，产生楔体效应，这种受力状态有利于荷载的扩散。桩端和倒锥台以下持力层保持一定深度，有利于端承力的扩散，也有利于软弱下卧层稳定。复合地基的桩端进入持力层的深度可以较桩基础中的单桩进入持力层的深度浅一些。但复合地基的设计应遵从一般设计原则，进行承载力极限状态和正常使用极限状态两方面的验算，即满足承
27、载力及沉降要求。就承载力而言，存在着一个有效桩长，桩长大于有效桩长后，承载力不再随着桩长的增加而增加或增加的幅度很小，从这一角度来讲，倒锥台以下桩长不宜太大，但增加桩长对减少沉降是有益的。因此，应控制倒锥台以下桩的长径比。根据经验，一般情况下，长径比不宜大于60;对桩侧土不排水抗剪强度较低的（小于IOkPa）,长径比不宜大于40。5.1.5 褥垫层的设置应符合下列规定：1倒锥台阶型桩复合地基应在基础和桩之间设置褥垫层，其厚度宜取桩径（O）的0.20.3倍，本标准推荐褥垫层厚度值宜取150mm300mmo2褥垫层铺设范围应大于基础底面，褥垫层边缘至基础底面边缘的距离不应小于褥垫层厚度，虚铺厚度应
28、按夯填度计算确定；3褥垫层的夯填度应通过现场或实验室试验确定，且不应大于0.9；4褥垫层材料宜用中砂、粗砂、碎石、级配砂石。碎石、级配砂石的最大粒径不宜大于30mmo条文说明5.1.5复合地基的桩顶应铺设褥垫层。褥垫层能调整桩土应力比，减少桩顶应力集中，有利于桩间土承载力的发挥。等直径桩复合地基褥垫层厚度宜为桩径的40%60%,倒锥台阶型桩复合地基由于桩身上部直径较大，褥垫层厚度宜为上部桩径的20%30%,本标准推荐了常用厚度值150mm300mmo当需桩承担较多荷载时，宜取较低值；需士承担较多荷载时，宜取较商值。5.1.6 经过处理后的地基，当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本标准确
29、定的地基承载力特征值进行修正时，应符合下列规定：1基础宽度的地基承载力修正系数应取0；2基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0o条文说明5.1.6复合地基承载力的修正，与其他规范、标准的规定一致。因为本标准的工艺是其他规范所没有的，因此本条特别给予强调。5.2 设计计算(5.2.1)5.2.1 倒锥台阶型桩复合地基承载力特征值，应通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时，可按下式估算：PAi式中：k复合地基承载力特征值（kPa）；A处理后桩间土承载力特征值（kPa）,可按地区经验确定；A单桩承载力发挥系数，可取2=0.70.9,当基底面积较大、桩长较短、满堂布桩、桩距较小、褥垫层厚时可取较低值
30、反之可取较高值；Ra复合地基中单桩竖向承载力特征值（kN）；Api倒锥台上部桩身截面积（桩身直径D）（m2）；m桩顶面积置换率；桩间土承载力发挥系数，取力=0.80.9,对变形要求严格的建筑物取较低值，一般建筑物可取较高值。复合地基设计等级为甲级的建筑物，对于通过现场载荷试验确定的复合地基承载力特征值，以及初步设计时按式（521）计算的复合地基承载力特征值，应按0.9的系数进行折减。条文说明5.2.1复合地基承载力特征值的确定是复合地基设计的重要内容。因此本条规定了复合地基承载力除应通过现场复合地基载荷试验确定之外，特别指出，对甲级建筑物必要时应结合桩土变形协调分析综合确定。2为单桩承载力发
31、挥系数，取值范围0.70.9。公式中加入该系数是为了考虑单桩与群桩工作状态不同带来的差别(即群桩效应)及褥垫层对单桩承载力发挥的影响。实践证明，在单桩复合地基载荷试验中，单桩承载力的发挥也难以达到Ra,因而要考虑褥垫层的影响。倒锥台阶型桩桩顶桩径一般较大，桩间距较大，可选取的褥垫层厚度变化也较大，当褥垫层厚度取值较大时，单桩承载力发挥程度较低，单桩承载力发挥系数的取值范围宜适当增加。桩间土承载力发挥系数，一般取0.800.90,对变形要求愈高的建筑物应取值愈低。根据实践经验，倒锥台阶型桩复合地基沉降变形较小，当选取较小的褥垫层厚度时，桩间土承载力的发挥程度有所降低。Ra单桩竖向承载力特征值，可
32、用载荷试验求得或经验参数法计算。也可用其他有经验的原位测试方法求得，可参照现行桩基技术规范执行。对于复合地基设计等级为甲级的建筑物,存在研究不够、理论滞后的问题，有待于不断总结工程经验和提高理论水平分析，因此本标准要求对复合地基承载力进行折减，以满足建筑物的安全性要求。5.2.2 复合地基中单桩竖向承载力特征值(Ra)的取值，应符合下列规定：1倒锥台阶型桩单桩竖向极限承载力标准值应通过现场单桩载荷试验确定，方案设计时可按下式估算：QUk=QUki+Quk2(5.221)(522-2)Qukl=%kp+Pu5(。2屋)QUk2=+42%k(5.2.2-3)Pu=1.3CNC+N,(5.2.2-4
33、)Nc=(Nq-l)tan(5.2.2-5)(5.2.2-6)2cos2(45+2)C2(0.75万一。/2)tan0式中：PU一倒锥台持力层地基极限承载力标准值（kPa）;QUkl倒锥台及倒锥台以上桩的单桩竖向极限承载力标准值（kN）；uk2倒锥台以下桩的单桩竖向极限承载力标准值（kN）；sik一桩侧第，层土的极限侧阻力标准值（kPa）,当无经验时，按附录A取值；k一桩端土极限端阻力标准值（kPa）,当无经验时，按附录B取值；Z一自基底起算的倒锥台顶面与底面平均深度（m）；C一倒锥台持力层黏聚力（kPa）；Ii一桩长范围内第i层土的厚度（m）；倒锥台持力层内摩擦角；7倒锥台中部以上土的平均重
34、度（kN/n?）；Ap2一倒锥台下部桩身截面积（桩身直径d）（m2）；M、Nq承载力系数，分别计算土的黏聚力、上覆土重对承载力的影响。2确定单桩竖向承载力特征值（Ra）时，应按下式计算：(5.2.2-7)式中：QUk单桩竖向极限承载力标准值(kN)；K安全系数，取K=2.0条文说明5.2.2倒锥台过渡段在桩顶荷载的作用下，与桩身一起向下运动。这段桩体对土体有明显的挤压和楔入作用，挤密的土体对于这部分桩体的位移产生逐步增加的阻力，当桩的竖向位移量足够大时，这个反力应接近于被动土压力。本标准采用Terzaghi在地基极限承载力中的分析方法计算这种倒锥台体上的被动土压力。在倒锥台阶型桩与等截面桩所用
35、混凝土方量和桩长相同情况下，分别考虑不同土层组合情况对倒锥台阶型桩承载力和等截面桩承载力进行对比计算。等截面桩和倒锥台阶型桩见图1。图1等截面桩与倒锥台阶型桩(单位：mm)图1中两种桩的混凝土体积计算：7Tld_0.36uc3/4M=15=15=4.24mj(1)44=B7+以7.75+0.25一)=3.52+0.55+0.11=4.18m3(2)2444可见二者基本相等。锥台段承载力计算简图见图2,对于这种情况下的被动土压力可以近似采Terzaghi的承载力公式进行计算。图2倒锥台阶段承载力示意图对于圆形基础，单位面积的地基承载力公式为：PU=13CNC+咽+0.37（。-d）N式中：Z倒锥
36、台平均深度（m）,一般情况自基底起算；h倒锥台高度（m）;C倒锥台持力层黏聚力（kPa）;倒锥台中部以上土的平均重度（kN/n?）；Nc、Nq、NyTerZaghi承载力公式中的三个承载力系数。分别计算士的黏聚力、上覆土重和锥台直径对承载力的影响。由于锥台尺寸较小，公式（3）中的最后一项可以忽略不计。其中：2（0.75万一一/2）tan.N=-q2cos?（45+夕/2）NC=（NqT）tan倒锥台部分极限承载力为：夕U?（。2一屋）（6）则单桩极限承载力为：QUk=Ap2夕Pk+qs/pi+夕u/O?一屋）以下为倒锥台段承载力的四种算例：1均质的中密中砂地基土层参数：sik=60kPaqpk
37、33OOkPac=0=35D等截面桩则单桩的极限承载力为：QUk=06万1560+0.62X3300=1696+933=2629k?/2)倒锥台阶型桩一自基底起算由桩侧阻力提供的承载力：Qs=0.8760+0.3X7.7560=1056+438=1494IdV由桩端阻力提供的承载力：QP=0.3243300=233IdV.2(0.75万/2)tan倒锥台段承载力计算：Na=5O=41.4q2cos2(45+2)AQ=NqzA=41.4207(0.82-0.32)=5796X0.432=2504IdV则单桩的极限承载力QUk=Qs+Qp+A。=1494+233+2504=423IW为等截面桩承
38、载力的1.61倍。2均质黏土地基对于0.75丘1.0的黏性土，土层参数：Qsik=42kPaqpk=825kPac=30kPa0=20D等截面桩单桩的极限承载力为：QUk=0.6rX15X42+50.62825=1187+233=1420左N2 )倒锥台阶型桩一自基底起算由桩侧阻力提供的承载力：Qs=0.8742+0.3万7.7542=739+307=1046IdV由桩端阻力提供的承载力：QP=万0.32/4x825=58kN.2(0.751-92)tan倒锥台段承载力计算：N=7.44q2cos2(45+0/2)Nc=(Nq-l)tan=17.7AQ=(Nq+1.3NCC)A=(7.4420
39、7+1.33017.7)X(0.82-0.32)=748IdV则单桩的极限承载力QUk=QS+Qp+AQ=1046+58+748=1852IdV为等截面桩承载力的1.3倍。3 对于倒锥台持力层为中密中砂层情况(假设倒锥台下为3m厚中密中砂层，其他土层为均质粘性土)：D等截面桩这时只在3m范围黏性土侧摩阻力变成砂土，则单桩的极限承载力为：Qk=6义(12X42+3X60)+0.62825=1522IdV2)倒锥台阶型桩一自基底起算由桩侧阻力提供的承载力：s=0.8742+0.3(542+2.7560)=1092IdV由桩端阻力提供的承载力：QP=R).32/4x825=58左N2(0.750/2
40、)tan砂土中倒锥台段承载力计算：Nq=50=41.4q2cos2(45+2)AQ=A=41.4207(0.82-0.32)=5796x0.432=25O2V则单桩的极限承载力02s+Qp+A=l92+58+2504=3654kiV为等截面桩承载力的2.40倍。图3持力层为中砂的倒锥台阶型桩（单位：mm）4对于倒锥台持力层为黏土情况（假设桩顶至倒锥台以下3m均为黏土,其下土层为中密中砂层）：对于0.75丘WLO的黏性土，黏土土层参数:sik=42kPaqpk=825kPac=30kPa9=20中密中砂层参数：sik=60kPaqpk=3300kPa=35C=OD等截面桩单桩的极限承载力为：QU
41、k=06X(IoX42+5X60)+0.62x3300=1356+933=2289左N2)倒锥台阶型桩一自基底起算由桩侧阻力提供的承载力：s=0.8742+0.3(2.7542+560)=739+391=11301dV由桩端阻力提供的承载力：QP=0.3243300=233IdV2(0.75%一/2)tan。倒锥台段承载力计算：NQ=-；=7.44q2cos2(45+2)NC=(Nq-l)tan=17.7AQ=(NqyZ+1.3NCC)A=(7.44207+1.317.730)(.82-0.32)=748k2V则单桩的极限承载力QUk=QS+Qp+AQ=1130+233+748=211IkN为
42、等截面桩承载力的0.92倍。采用Terzaghi的承载力公式计算倒锥台阶型桩锥台段的承载力，得到如下结果:1对于中密中砂地基，桩长15m,在中部设置倒锥台，在相同混凝土体积条件下，采用倒锥台阶型桩可以提高承载力60%以上。2 对于黏土地基，桩长15m,在中部设置倒锥台，在相同混凝土体积条件下，采用倒锥台阶型桩可以提高承载力3050%。3 如果在相对好土层上设置倒锥台，则计算的单桩承载力可以更明显的提高，达到140%。4 如果在上部黏土层中设置倒锥台，当下部土层为侧摩阻力较高的砂层时，在相同混凝土体积条件下，倒锥台阶型桩的承载力可能会低于等截面桩的承载力。5应根据地层土的分布情况合理选用倒锥台阶
43、型桩,倒锥台处持力层的选择至关重要，土的内摩擦角越大，计算承载力提高的幅度也越大；若倒锥台持力层选择的土层不合理，甚至会出现承载力不升反降的情况。5.2.3 当采用现场载荷试验确定单桩竖向极限承载力标准值(QUk)时，在同一条件下的试桩数量不应少于3根。试验及单桩竖向极限承载力取值按现行行业标准建筑桩基技术规范JGJ94的有关规定执行。5.2.4 桩身混凝土强度应满足式(524-1)、(5.2.4-3)的要求。当复合地基承载力进行基础埋深修正时，桩身混凝土强度应满足式(5.2.4-2)的要求，且不应低于C20。1桩身直径为(O)：力UN4%(5.2.4-1)uW4华1+-05)(5.2.4-2
44、)plJspa_式中：AU桩体试块（边长为150mm立方体）标准养护28d的立方体抗压强度平均值（kPa）；Aa深度修正后的复合地基承载力特征值（kPa）；加1基础底面以上土的加权平均重度（kN/!?）；基础埋置深度（m）。2桩身直径为（d）：(5.2.4-3)(524-4)式中：倒锥台以下桩的单桩竖向承载力特征值（kN）。条文说明5.2.4桩身混凝土强度的验算，按照建筑地基处理技术规范JGJ79进行。5.2.5 倒锥台阶型桩复合地基的变形计算应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007的有关规定，地基变形计算深度应大于复合土层的深度。复合土层分为倒锥台以上部分和以下部分，两部分分层与
45、天然土层相同，各复合土层的压缩模量分别等于该层土的压缩模量的G倍和0倍，&、0值可按下式确定：(5.2.5-1)(5.2.5-2)式中：一仅由桩径为d的桩处理形成复合地基承载力特征值（kPa）；危基础底面下天然地基承载力特征值（kPa）；G倒锥台阶以上复合地基加固土层压缩模量提高系数;0倒锥台阶以下复合地基加固土层压缩模量提高系数。复合地基的沉降计算经验系数必可根据地区沉降观测资料统计值确定，无经验取值时，可采用表525的数值。表525沉降计算经验系数”注：ES为变形计算深度范围内压缩模量的当量值，应按下式计算:nmA+日j=l式中：Ai加固土层第i层的附加应力面积；Aj加固土层第j层的附加应力面积。条文说明5.2.5本标准规定复合地基的变形计算可以采用复合模量计算的方法，参照国家标准建筑地基处理技术规范的有关规定执行，是为了方
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