DB32/T 4863-2024 预制混凝土劲性体复合地基技术规范

ICS93.080

CCSP66

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DB32/T4863—2024

预制混凝土劲性体复合地基技术规范

Technicalspecificationofprecastconcretestiffnessfor

compositefoundations

2024-09-20发布2024-10-20实施

江苏省市场监督管理局发布

中国标准出版社出版

DB32/T4863—2024

目次

前言……………………………Ⅲ

1范围…………………………1

2规范性引用文件……………1

3术语和定义…………………1

4基本规定……………………2

5材料、规格与质量要求………………………2

6设计…………………………2

6.1一般规定………………2

6.2构造……………………3

6.3劲性体单桩承载力设计………………4

6.4桩帽及加筋垫层设计…………………5

6.5承载力和沉降计算……………………6

6.6整体稳定性验算………………………8

7施工…………………………8

7.1一般规定………………8

7.2运输、起吊和堆放………………………8

7.3试桩……………………9

7.4静压法沉桩……………10

7.5锤击法沉桩……………10

7.6植入法沉桩……………11

7.7接桩与截桩……………11

7.8桩帽及加筋垫层施工…………………12

8检验和验收…………………13

8.1施工过程检验…………………………13

8.2验收……………………14

附录A（规范性）劲性体的分类、参数及质量要求………17

附录B（资料性）劲性体弯矩计算简易方法………………26

参考文献………………………30

Ⅰ

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前言

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。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由江苏省交通运输厅提出归口并组织实施。

本文件起草单位：江苏省综合交通运输学会、建华建材（中国）有限公司、苏交科集团股份有限公司、

华设设计集团股份有限公司、东南大学、常州市城乡建设工程管理中心、南京市政设计院、悉地（苏州）勘

察设计顾问有限公司、南通市市政工程建设管理处、盐城市交通规划设计院有限公司、中国市政工程中南

设计研究总院有限公司。

本文件主要起草人：刘松玉、毛由田、金忠良、王家强、周兴顺、欧阳新、杨兵、高欣、叶新、李书权、

王珊、赵博、杨专、赵伟华、陆钊、顾学春、束佩璟。

Ⅲ

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预制混凝土劲性体复合地基技术规范

1范围

本文件规定了预制混凝土劲性体复合地基的材料、设计、施工、检验和验收等技术要求。

本文件适用于公路工程、铁路工程、水运工程中的预制混凝土劲性体复合地基的应用。

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（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T700碳素结构钢

GB/T3077合金结构钢

GB/T13476先张法预应力混凝土管桩

GB/T13657双酚A型环氧树脂

GB50205—2020钢结构工程施工质量验收标准

GB/T50290土工合成材料应用技术规范

JTS240水运工程基桩试验检测

JGJ94建筑桩基技术规范

JG/T197预应力混凝土空心方桩

JGJ340建筑地基检测技术规范

JGJ/T406预应力混凝土管桩技术标准

JTG/TD31⁃02公路软土地基路堤设计与施工技术细则

JTGF80/1公路工程质量检测评定标准

JTG/T3512公路工程基桩检测技术规范

JTS257水运工程质量检验标准

TB10001铁路路基设计规范

TB10035铁路特殊路基设计规范

TB10106铁路工程地基处理技术规程

TB10218铁路工程基桩检测技术规范

TB10414铁路路基工程施工质量验收标准

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

预制混凝土劲性体precastconcretestiffness

复合地基中作为竖向增强体的预制预应力混凝土薄壁空心桩，包括管形劲性体和方形劲性体。

注：简称“劲性体”（管形劲性体的代号PST，方形劲性体的代号PTS）。

1

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3.2

预制混凝土劲性体复合地基precastconcretestiffnesscompositefoundation

由劲性体、桩帽、加筋垫层及其周围土体共同承担荷载的地基。

注：简称“劲性体复合地基”。

3.3

桩帽pilecap

安装在劲性体顶部，用于分担荷载的板式结构。

注：包括现场浇筑桩帽和预制桩帽。

3.4

加筋垫层reinforcedcushion

铺设单层或多层水平向加筋材料的垫层。

4基本规定

4.1劲性体复合地基可用于加固软土路基及小型构筑物下的淤泥质土、黏性土、粉土、砂土等土层，高路

堤段、桥头或通道与路堤衔接段宜优先选用。

4.2劲性体复合地基施工前宜根据工程需要进行试桩和载荷试验，并根据试验结果调整设计参数。

4.3劲性体复合地基应根据工程地质勘察报告、场地环境、荷载、沉降和承载力控制要求等进行设计。

4.4劲性体应根据地质条件和环境影响程度，选择静压法或者锤击法进行施工，必要时可采用引孔法、

植入法等沉桩辅助措施。

4.5劲性体复合地基施工前应进行劲性体产品的进场检验。施工过程中以及施工完成后，应按有关标

准的规定进行检验和验收。

4.6劲性体复合地基用于铁路路基工程时，应按照结构的功能要求和设计使用状况采用相应的组合，并

采用不同的安全系数。采用总安全系数法设计时，荷载及作用应采用计算值，荷载组合应符合TB10001

的规定；采用极限状态法设计时，荷载及作用应采用设计值，荷载组合应符合相关规定。

4.7铁路路堤与地基的整体稳定性、地基沉降应根据地基特性、处理措施类型及滑动破坏形式等条件，

按施工期和运营期分别进行计算分析，稳定安全系数和工后沉降控制标准应符合TB10035和

TB10001的有关规定。

5材料、规格与质量要求

5.1管形劲性体生产时的原材料应符合GB/T13476的相关规定。

5.2方形劲性体生产时的原材料应符合JG/T197的相关规定。

5.3劲性体的分类、规格及质量要求应符合附录A的规定。

5.4劲性体的连接采用插销式机械连接法时，螺母的钢材宜采用45#，其质量应符合GB/T700的规定。

插杆、扣筒的材质宜采用40Cr，其质量应符合GB/T3077的规定。密封材料采用环氧树脂时，其质量应

符合GB/T13657的规定。

5.5垫层加筋材料应符合GB/T50290的相关规定。

6设计

6.1一般规定

6.1.1劲性体复合地基设计应包括下列内容：

2

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a）劲性体单桩承载力设计计算；

b）复合地基承载力设计计算；

c）复合地基沉降计算；

d）复合地基软弱下卧层承载力和沉降验算；

e）桩帽抗弯及抗冲切承载力设计计算；

f）稳定性验算。

6.1.2劲性体桩端宜进入承载力和压缩模量高的相对硬土层。

6.1.3劲性体复合地基中的劲性体和桩间土在荷载作用下应能共同承担荷载。

6.1.4劲性体桩身混凝土抗压强度等级不宜小于C60。

6.2构造

6.2.1劲性体复合地基的构造示意见图1。

标引序号说明：

1——劲性体；

2——桩帽；

3——加筋材料；

4——加筋垫层；

5——填土路基；

6——软土层；

7——相对硬土层。

图1劲性体复合地基构造示意

3

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6.2.2劲性体的外径或边长宜取300mm~600mm，加固土层厚、加固土层性质差或上部荷载大时宜取

较大值。

6.2.3劲性体桩体连接接头布置应符合下列规定：

a）同一水平截面内的接头数量百分率不应大于50%；

b）相邻劲性体的接头位置，竖向错开距离不应小于1m。

6.2.4小型构筑物下的劲性体复合地基，劲性体顶部宜采用填芯混凝土等方式进行封闭，填芯高度不宜

小于劲性体直径的3倍，填芯混凝土强度等级不宜低于C30。

6.2.5路堤下的劲性体复合地基，劲性体顶部宜设置桩帽，劲性体顶部进入桩帽不宜小于30mm，且桩

帽符合下列要求：

a）桩帽面积与单桩有效处理面积之比不宜小于20%；

b）桩帽宜采用预制桩帽，也可采用现浇桩帽，桩帽混凝土强度等级不宜低于C30；

c）桩帽外形可采用圆柱体、台体或倒锥台体；

d）桩帽边长或直径不宜小于1000mm，厚度不宜小于200mm。

6.2.6桩帽与路堤填土间应设置加筋垫层，垫层厚度应根据劲性体的间距、劲性体的竖向变形刚度、沉降

控制要求等综合确定，宜取300mm~500mm。

6.2.7劲性体宜按正方形或正三角形布置，间距应根据地基土性质、复合地基承载力、上部构筑物要求以

及施工工艺等确定，宜取5倍~8倍劲性体外径或边长，对需要利用挤土效应处理湿陷性黄土、可液化土

时，宜取2.5倍~3倍劲性体外径或边长，且布置范围宜考虑填土路堤稳定性控制的要求。

6.3劲性体单桩承载力设计

6.3.1劲性体长度应根据承载力、变形及稳定性的要求，通过计算确定。

6.3.2劲性体的单桩竖向抗压极限承载力可通过载荷试验确定，载荷试验应符合JTG/T3512的相关

规定。

6.3.3作用于单根劲性体桩顶的分担荷载，应根据JTG/TD31-02的相关规定计算。

6.3.4作用于劲性体单桩顶部的荷载应满足公式（1）要求：

≤1

FcapRa…………（）

式中：

——kN

Fcap作用于劲性体顶部的荷载标准值，单位为千牛（）；

——kN

Ra劲性体单桩竖向抗压承载力特征值，单位为千牛（）。

6.3.5劲性体的单桩竖向承载力特征值应按公式（2）计算：

=/2

RaQukK…………（）

式中：

——kN

Ra劲性体单桩竖向抗压承载力特征值，单位为千牛（）；

——kN

Quk劲性体单桩竖向极限承载力标准值，单位为千牛（）；

K——安全系数，取2.0。

6.3.6采用锤击、静压法施工时，劲性体单桩竖向极限承载力标准值可按公式（3）估算：

Q=∑uql+Aq…………（3）

uksikipk

式中：

——kN

Quk劲性体单桩竖向极限承载力标准值，单位为千牛（）；

u——劲性体横截面周长，单位为米（m）；

q——劲性体桩周第i层土的极限侧阻力标准值，单位为千帕（kPa），可由当地静载荷试验结果统

sik

计分析得到，或根据场地单桥或双桥探头静力触探试验结果，按JGJ94取值；

4

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l——第i层土的厚度，单位为米（m）；

i

A——劲性体桩外径计算得到的面积，单位为平方米（m2）；

——kPa

qpk极限端阻力标准值，单位为千帕（），可由当地静载试验结果统计分析得到，或根据场地

单桥或双桥探头静力触探试验结果，按JGJ94取值。

6.3.7采用植入法施工时，劲性体单桩竖向极限承载力标准值可按公式（4）估算：

Q=π∑dql+A'q…………（4）

uksisikpipk

式中：

——kN

Quk劲性体单桩竖向极限承载力标准值，单位为千牛（）；

d——分层土中外芯桩直径，单位为米（m）；

si

q——劲性体桩周第i层土的极限侧阻力标准值，单位为千帕（kPa），植入段可取钻孔灌注桩桩侧

sik

阻力标准值；

l——第i层土的厚度，单位为米（m）；

pi

A′'——桩由外径计算得到的面积，单位为平方米（m2），当插入深度大于外芯桩底时，取劲性体外

径计算得到的面积；当插入深度小于或等于外芯桩底时，取外芯桩外径计算得到的面积；

——kPa

qpk极限端阻力标准值，单位为千帕（），应根据劲性体插入深度确定，当插入深度大于外芯

桩底时，应按预制桩桩端阻力取值；当插入深度小于外芯桩底时，应按外芯桩桩端阻力取

值；当插入深度等于外芯桩长时，可按灌注桩桩端阻力取值。

6.3.8劲性体的桩身正截面受压承载力应满足公式（5）要求：

≤5

NΨcAfc…………（）

式中：

N——相应于荷载效应基本组合时，作用于劲性体顶部的竖向压力设计值，单位为千牛（kN）；

——0.70

Ψc成桩工艺系数，当采用抱压式或锤击式施工时，Ψc取；当采用顶压式施工时，Ψc取

0.800.85

；当采用植入法施工时，Ψc取；

A——劲性体桩身横截面面积，单位为平方米（m2）；

——N/mm2

fc劲性体桩身混凝土轴心抗压强度设计值，单位为牛每平方毫米（）。

6.4桩帽及加筋垫层设计

6.4.1初步估算台体桩帽的边长时，可按公式（6）进行确定。桩帽边长的具体取值应根据工程条件、荷载

大小等因素进一步调整确定。

=(0.4~0.5)6

bSa…………（）

式中：

b——台体桩帽边长，单位为米（m），圆柱体桩帽可按照面积相等原则等效为台体桩帽；

——m

Sa劲性体的中心距，单位为米（）。

6.4.2桩帽的抗冲切承载力应按公式（7）~公式（9）验算：

/≤0.7/7

Vsumh0βhpftη0…………（）

=2-π(tan45∘+)2/48

VsPsbh0DPs…………（）

=π(+tan45∘)9

umDh0…………（）

式中：

——kN

Vs相应于荷载效应基本组合时，作用于桩帽的最大冲切力，单位为千牛（）；

——m

um桩帽冲切破坏椎体一半有效厚度处的周长，单位为米（）；

——m

h0桩帽的有效厚度，单位为米（），取桩帽底面至上层钢筋网的距离；

——1.0

βhp冲切高度影响系数，取；

5

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——N/mm2

ft桩帽混凝土轴心抗拉强度设计值，单位为牛每平方毫米（）；

——1.25

η0影响系数，取；

——kN/m2

Ps相应于荷载效应基本组合时，作用于桩帽上的压力值，单位为千牛（）；

b——台体桩帽边长，单位为米（m），圆柱体桩帽可按面积相等原则等效为台体桩帽；

D——劲性体外径，单位为米（m），方形劲性体可按面积相等原则等效为管型劲性体。

6.4.3桩帽的受弯承载力应按公式（10）和公式（11）验算：

≤10

MMR…………（）

1b-D2b-D

M=PD()2+P()3…………（11）

R2s23s2

式中：

M——相应于荷载效应基本组合时，作用于桩帽截面的弯矩，单位为千牛米（kN·m）；

——kNm

MR桩帽的受弯承载力设计值，单位为千牛米（·）；

——kN/m2

Ps相应于荷载效应基本组合时，作用于桩帽上的压力值，单位为千牛（）；

D——劲性体外径，单位为米（m）；

b——台体桩帽边长，单位为米（m），圆柱体桩帽可按面积相等原则等效为台体桩帽。

6.4.4桩帽配筋设计应按公式（12）验算：

M

A≥…………（12）

s0.9

fyh0

式中：

——m2

As桩帽上部受拉钢筋计算截面面积，单位为平方米（）；

M——相应于荷载效应基本组合时，作用于桩帽截面的弯矩，单位为千牛米（kN·m）；

——N/mm2

fy受拉钢筋抗拉强度设计值，单位为牛每平方毫米（）；

——m

h0桩帽的有效厚度，单位为米（），取桩帽底面至上层钢筋网的距离。

6.4.5桩帽受力钢筋的最小配筋率不宜小于0.15%，上部的受拉钢筋直径不宜小于8mm，钢筋间距宜

为100mm~200mm。

6.4.6当地层为单一无硬壳层的淤泥质土时，可采取下列措施加强劲性体复合地基的结构横向稳定性：

a）对浅层土体采用换填、注浆、就地固化等措施处理；

b）适当缩小劲性体的间距；

c）增强桩顶或桩帽间的联系构造。

6.4.7加筋垫层设置范围应大于劲性体处理范围，垫层边缘超出最外侧桩帽边缘的宽度宜为200mm~

300mm。

6.4.8加筋垫层的填料宜因地制宜地采用级配良好的砂砾石、碎石或再生材料等。

6.4.9加筋材料应具有抗拉强度高、切线模量高、非脆性、耐久性良好、抗老化、抗腐蚀等工程性质，宜为

土工格栅、高强土工布、土工格室等。

6.4.10加筋材料的拉应力计算应符合JTG/TD31-02的相关要求。

6.4.11加筋材料宜布置1~2层，并应覆盖所有桩帽。当布置2层筋材时，最下层加筋材料与桩帽顶部

的距离宜为200mm~300mm，上部筋材的作用应折减后按60%取用，两层加筋材的间距宜为

100mm~300mm。

6.4.12当加筋材料反包时，最小反包长度不宜小于2.0m。

6.5承载力和沉降计算

6.5.1劲性体复合地基承载力应按公式（13）计算：

6

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R

=a+(1-)13

fspkλmβmfsk…………（）

Ap

式中：

——kPa

fspk劲性体复合地基承载力特征值，单位为千帕（）；

λ——单桩承载力发挥系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.7~0.9；

m——桩土面积置换率；

——kN

Ra单桩竖向承载力特征值，单位为千牛（）；

——m2

Ap包括桩芯土在内的劲性体横截面面积，单位为平方米（）；

β——桩间土承载力折减系数，宜按地区经验取值，如无经验时可取0.8~1.0，桩间土天然地基承

载力较高时宜取大值；

——kPa

fsk处理后桩间土承载力特征值，单位为千帕（），宜按当地经验取值，如无经验时可取天然

地基承载力特征值。

桩土面积置换率，应按公式（14）计算：

=2/214

mDDe…………（）

式中：

m——桩土面积置换率；

D——劲性体外径，单位为米（m）；

——m

De一根劲性体分担的处理地基面积的等效圆直径，单位为米（）。按等边三角形布桩时，De

1.051.13

可按Sa取值，按正方形布桩时，De可按Sa取值，Sa为劲性体桩间距。

6.5.2公路工程中的劲性体复合地基可不考虑桩间土压缩变形对沉降的影响，采用单向压缩分层总和法

计算最终沉降。

mn

sjσ∆h

S=ψ∑∑j,ij,i…………（15）

PE

j=1i=1sj,i

式中：

S——最终沉降量，单位为米（m）；

——

ψP劲性体桩基沉降计算经验系数，根据地区沉降观测资料及经验确定，缺少沉降观测资料及

经验数据时，可按JTG3363的相关规定计算确定；

——

ms劲性体桩端平面以下压缩层内土层分层数；

n——劲性体桩端平面下第j层土的计算分层数；

j

σ——劲性体桩端平面下第j层土第i个分层的竖向附加应力，单位为千帕（kPa），可按

j,i

GB50007—2011附录R计算；

∆h——劲性体桩端平面下第j层土第i个分层的厚度，单位为米（m）；

j,i

E——劲性体桩端平面下第j层土第i个分层在自重应力至自重应力加附加应力作用段的压缩

sj,i

模量，单位为兆帕（MPa）。

6.5.3铁路工程的地基沉降应分别计算加固区沉降和下卧层沉降。采用劲性体复合地基加固区沉降宜

按承载力比法，下卧层宜按布辛奈斯克（Boussinesq）法、应力扩散法、L/3法等计算。采用劲性体桩网

（筏）、桩板结构地基下卧层沉降宜按等效实体法、L/3法计算，沉降量按TB10106的相关规定计算。

6.5.4铁路工程的地基沉降计算符合下列规定：

a）高速铁路、无砟轨道铁路地基压缩层的计算深度按附加应力等于0.1倍的自重应力确定，其他铁

路地基压缩层的计算深度按附加应力等于0.2倍的自重应力确定。

b）计算深度以下仍有软土层时，应继续增加计算深度。

c）双线路基沉降计算时，轨道荷载可按双线设计，列车荷载宜按单线设计。

7

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6.6整体稳定性验算

6.6.1公路工程中采用劲性体复合地基时，路堤与地基的整体稳定性验算符合下列规定：

a）路堤和地基的整体稳定性验算可采用圆弧滑动法验算，滑动面上的抗剪强度采用桩土复合抗剪

强度，按公式（16）计算。其中劲性体桩身抗剪强度可取28d无侧限抗压强度的1/2；

=+(1-)16

τpsmτpmτs…………（）

式中：

——kPa

τps复合地基抗剪强度，单位为千帕（）；

m——桩土面积置换率；

——kPa

τp劲性体桩身抗剪强度，单位为千帕（）；

——kPa

τs地基土抗剪强度，单位为千帕（）。

b）验算时应按施工期和运营期的荷载分别计算稳定系数。施工期的荷载只考虑路堤自重，运营期

的荷载应包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。

6.6.2铁路工程中采用劲性体复合地基时，路堤与地基的整体稳定性验算符合下列规定：

a）劲性体复合地基及路堤较高、软土特性或环境敏感等条件复杂地段，宜根据复合地基可能的破

坏模式，采用适宜的方法或结合数值法分析；

b）采用圆弧法分析时，应充分考虑软土特性、桩土模量比等影响因素，合理确定桩土荷载分担形式

及作用效应，计算滑面作用力。必要时，宜计算劲性体的水平向承载力，验算桩的横向稳定性；

c）采用劲性体桩网（筏）、桩板结构处理时，应按桩承式路堤刚性桩结构进行稳定性分析验算，单桩

竖向承载力应不小于其承担的竖向荷载。

6.6.3劲性体复合地基中的劲性体桩身弯矩宜采用数值法分析，也可按附录B简易方法计算确定，桩身

弯矩不应大于其极限承载能力。

7施工

7.1一般规定

7.1.1劲性体进场时应具备产品合格证，施工前应制定专项施工方案。

7.1.2劲性体应根据场地地层条件和周边环境选择静压、锤击、引孔或植入法施工。劲性体施工顺序宜

根据场地地质条件及周边环境因素确定。

7.2运输、起吊和堆放

7.2.1劲性体的吊运符合下列规定：

a）在吊运过程中应轻起轻放，不应抛掷、滚落、磕碰；

b）劲性体长度小于15m时，宜采用两点起吊（图2）；也可采用专用吊钩钩住劲性体两端内