16.2.1 樁徑宜取200mm～500mm，加固土層厚、軟土性質(zhì)差時宜取較大值。
16.2.2 樁網(wǎng)復(fù)合地基宜按正方形布樁，樁間距應(yīng)根據(jù)設(shè)計荷載、單樁豎向抗壓承載力計算確定，方案設(shè)計時可取樁徑或邊長的5倍～8倍。
16.2.3 單樁豎向抗壓承載力應(yīng)通過試樁確定，在方案設(shè)計和初步設(shè)計階段，單樁的豎向抗壓承載力特征值應(yīng)按現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94的有關(guān)規(guī)定計算。
16.2.4 當(dāng)樁需要穿過松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土層時，設(shè)計計算應(yīng)計及負摩阻力的影響；單樁豎向抗壓承載力特征值、樁體強度驗算應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 對于摩擦型樁，可取中性點以上側(cè)阻力為零，可按下式驗算樁的抗壓承載力特征值：
Ra≥Apk （16.2.4-1）
式中：Ra——單樁豎向抗壓承載力特征值（kN），只記中性點以下部分側(cè)阻值及端阻值；
pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)標準組合時，作用在地基上的平均壓力值（kPa）；
A——單樁承擔(dān)的地基處理面積（m2）。
2 對于端承型樁，應(yīng)計及負摩擦引起基樁的下拉荷載 
，并可按下式驗算樁的豎向抗壓承載力特征值：
式中： 
——樁側(cè)負摩阻力引起的下拉荷載標準值（kN），按現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94的有關(guān)規(guī)定計算。
3 樁身強度應(yīng)符合本規(guī)范公式（5.2.2-2）的要求，其中fcu應(yīng)為樁體材料試塊抗壓強度平均值，η可取0.33～0.36，灌注樁或長樁時應(yīng)用低值，預(yù)制樁應(yīng)取高值。
16.2.5 樁網(wǎng)復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過復(fù)合地基豎向抗壓載荷試驗或綜合樁體豎向抗壓載荷試驗和樁間土地基豎向抗壓載荷試驗，并應(yīng)結(jié)合工程實踐經(jīng)驗綜合確定。當(dāng)處理松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，應(yīng)根據(jù)單樁豎向抗壓載荷試驗結(jié)果，計及負摩阻力影響，確定復(fù)合地基承載力特征值。
16.2.6 當(dāng)采用本規(guī)范公式（5.2.1-2）確定復(fù)合地基承載力特征值時，其中βp可取1.0；當(dāng)加固樁屬于端承型樁時，βs可取0.1～0.4，當(dāng)加固樁屬于摩擦型樁時，βs可取0.5～0.9，當(dāng)處理對象為松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，βs可取0。
16.2.7 正方形布樁時，可采用正方形樁帽，樁帽上邊緣應(yīng)設(shè)20mm寬的45°倒角。
16.2.8 采用鋼筋混凝土樁帽時，其強度等級不應(yīng)低于C25，樁帽的尺寸和強度應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 樁帽面積與單樁處理面積之比宜取15％～25％。
2 樁帽以上填土高度，應(yīng)根據(jù)墊層厚度、土拱計算高度確定。
3 在荷載基本組合條件下，樁帽的截面承載力應(yīng)滿足抗彎和抗沖剪強度要求。
4 鋼筋凈保護層厚度宜取50mm。
16.2.9 采用正方形布樁和正方形樁帽時，樁帽之間的土拱高度可按下式計算：
h＝0.707（S－a）/tanφ （16.2.9）
式中：h——土拱高度（m）；
S——樁間距（m）；
a——樁帽邊長（m）；
φ——填土的摩擦角，黏性土取綜合摩擦角（°）。
16.2.10 樁帽以上的最小填土設(shè)計高度應(yīng)按下式計算：
h2＝1.2（h－h(huán)1） （16.2.10）
式中：h2——墊層之上最小填土設(shè)計高度（m）；
h1——墊層厚度（m）。
16.2.11 加筋層設(shè)置在樁帽頂部，加筋的經(jīng)緯方向宜分別平行于布樁的縱橫方向，應(yīng)選用雙向抗拉同強、低蠕變性、耐老化型的土工格柵類材料。
16.2.12 當(dāng)樁與地基土共同作用形成復(fù)合地基時，樁帽上部加筋體性能應(yīng)按邊坡穩(wěn)定需要確定。當(dāng)處理松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，加筋體的性能應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 加筋體的抗拉強度設(shè)計值（T）可按下式計算：
（16.2.12-1）
式中：T——加筋體抗拉強度設(shè)計值（kN/m）；
γcm——樁帽之上填土的平均重度（kN/m3）；
Δ——加筋體的下垂高度（m），可取樁間距的1/10，最大不宜超過0.2m。
2 加筋體的強度和對應(yīng)的應(yīng)變率應(yīng)與允許下垂高度值相匹配，宜選取加筋體設(shè)計抗拉強度對應(yīng)應(yīng)變率為4％～6％，蠕變應(yīng)變率應(yīng)小于2％。
3 當(dāng)需要鋪設(shè)雙層加筋體時，兩層加筋應(yīng)選同種材料，鋪設(shè)豎向間距宜取0.1m～0.2m，兩層加筋體之間應(yīng)鋪設(shè)墊層同種材料，兩層加筋體的抗拉強度宜按下式計算：
T＝T1＋0.6T2 （16.2.12-2）
式中：T——加筋體抗拉強度設(shè)計值（kN/m）；
T1——樁帽之上第一層加筋體的抗拉強度設(shè)計值（kN/m）；
T2——第二層加筋體的抗拉強度設(shè)計值（kN/m）。
16.2.13 墊層應(yīng)鋪設(shè)在加筋體之上，應(yīng)選用碎石、卵石、礫石，最小粒徑應(yīng)大于加筋體的孔徑，最大粒徑應(yīng)小于50mm；墊層厚度（h1）宜取200mm～300mm。
16.2.14 墊層之上的填土材料可選用碎石、無黏性土、砂質(zhì)土等，不得采用塑性指數(shù)大于17的黏性土、垃圾土、混有有機質(zhì)或淤泥的土類。
16.2.15 樁網(wǎng)復(fù)合地基沉降（s）應(yīng)由加固區(qū)復(fù)合土層壓縮變形量（s1）、加固區(qū)下臥土層壓縮變形量（s2），以及樁帽以上墊層和土層的壓縮量變形量（s3）組成，宜按下式計算：
s＝s1＋s2＋s3 （16.2.15）
16.2.16 各沉降分量可按下列規(guī)定取值：
1 加固區(qū)復(fù)合土層壓縮變形量（s1），可按本規(guī)范公式（5.3.2-1）計算，當(dāng)采用剛性樁時可忽略不計。
2 加固區(qū)下臥土層壓縮變形量（s2），可按本規(guī)范公式（5.3.3）計算，需計及樁側(cè)負摩阻力時，樁底土層沉降計算荷載應(yīng)計入下拉荷載 
。
3 樁土共同作用形成復(fù)合地基時，樁帽以上墊層和填土層的變形應(yīng)在施工期完成，在計算工后沉降時可忽略不計。
4 處理松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，樁帽以上的墊層和土層的壓縮變形量（s3），可按下式計算：
（16.2.16）
條文說明
16.2 設(shè)計
16.2.1 應(yīng)該根據(jù)樁的設(shè)計承載力、樁型和施工可行性等因素選用經(jīng)濟合理的樁徑，根據(jù)國內(nèi)的施工經(jīng)驗，就地灌注樁的樁徑不宜小于300mm，預(yù)應(yīng)力管樁直徑宜選300mm～400mm，樁體強度較低的樁型可以選用較大的樁徑。樁穿過原位十字板強度小于10kPa的軟弱土層時，應(yīng)考慮壓曲影響。
16.2.2 正方形布樁并采用正方形樁帽時，樁帽和加筋層的設(shè)計計算較方便。同時加筋層的經(jīng)向或緯向正交于填方邊坡走向時，加筋層對增強邊界穩(wěn)定性最有利。三角形布樁一般采用圓形樁帽，采取等代邊長參照正方形樁帽設(shè)計方法。
根據(jù)實際工程統(tǒng)計，樁網(wǎng)復(fù)合地基的樁中心間距與樁徑之比大多在5～8之間。當(dāng)樁的豎向抗壓承載力高時，應(yīng)選較大的間距樁徑比。但3.0m以上的布樁間距較少見。過大樁間距會導(dǎo)致樁帽造價升高，加筋體的性能要求提高，以及填土總厚度加大，在實際工程中不一定是合理方案。
16.2.3 單樁豎向抗壓承載力應(yīng)通過試樁確定，在方案設(shè)計和初步設(shè)計階段，可根據(jù)勘察資料采用現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94規(guī)定的方法按下式計算：
（11）
式中：up——樁的截面周長（m）；
n——樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；
qsi——第i層土的樁側(cè)摩阻力特征值（kPa）；
li——第i層土的厚度（m）；
qp——樁端土地基承載力特征值（kPa）。
16.2.4 參照現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ 94中第5.4.4條計算下拉荷載（ 
）。計算時要注意負摩阻力取標準值。
16.2.5 當(dāng)處理松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，樁間土的沉陷是一個較緩慢的發(fā)展過程，復(fù)合地基的載荷試驗不能反映樁間土下沉導(dǎo)致不能承擔(dān)荷載的客觀事實，所以不建議采用復(fù)合地基豎向抗壓載荷試驗確定該類地質(zhì)條件下的樁網(wǎng)復(fù)合地基承載力。樁網(wǎng)復(fù)合地基主要由樁承擔(dān)上覆荷載，用樁的單樁豎向抗壓載荷試驗確定單樁豎向抗壓承載力特征值，推算復(fù)合地基承載力更為恰當(dāng)。
對于有工后沉降的樁網(wǎng)復(fù)合地基，載荷試驗確定的單樁豎向抗壓承載力應(yīng)扣除負摩擦引起的下拉荷載。注意下拉荷載為標準值，當(dāng)采用特征值計算時應(yīng)乘以系數(shù)2。
16.2.6 當(dāng)復(fù)合地基中的樁和樁間土的相對沉降較小時，樁間土能發(fā)揮作用承擔(dān)一部分上覆荷載，樁網(wǎng)復(fù)合地基的工作機理與剛性樁復(fù)合地基一致，屬于復(fù)合地基的一種形式，βp和βs按剛性樁復(fù)合地基的規(guī)定取值。當(dāng)樁和樁間土有較大的相對沉降時，不應(yīng)考慮樁間土分擔(dān)荷載的作用，βp取1.0，βs取0。
16.2.7 當(dāng)采用圓形樁帽時，可采用面積相等的原理換算圓形樁帽的等效邊長（a0）。等效邊長按下式計算：
（12）
式中：d0——圓形樁帽的直徑（m）。
16.2.8 樁帽宜采用現(xiàn)澆，可以保證對中和樁頂與樁帽緊密接觸。當(dāng)采用預(yù)制樁帽時，一般在預(yù)制樁帽的下側(cè)面設(shè)略大于樁徑的凹槽，安裝時對中樁位。樁帽面積與單樁處理面積之比宜取15％～25％。當(dāng)樁徑為300mm～400mm時，樁帽之間的最大凈間距宜取1.0m～2.0m。方案設(shè)計時，可預(yù)估需要的上覆填土厚度為最大間距的1.5倍。
樁帽作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件，采用荷載基本組合驗算截面抗彎和抗沖剪承載力（圖13）。
圖13 樁帽計算示意
樁帽抗沖剪按下列公式計算：
Vs/umh0≤0.7βhpft/η （13）
Vs＝Psa2－（tan45°h0＋d）2πPs/4 （14）
um＝2（d/2＋tan45°h0/2）π （15）
式中：Vs——樁帽上作用的最大沖剪力（kN）；
Ps——相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時，作用在樁帽上的壓力值（kPa）；
βhp——沖切高度影響系數(shù)，取1.0；
ft——混凝土軸心抗拉強度（kPa）；
η——影響系數(shù)，取1.25。
樁帽截面抗彎承載力按下列公式計算：
MR≥M （16）
（17）
式中：MR——截面抗彎承載力（kN·m）；
M——樁帽截面彎矩（kN·m）。
16.2.9 當(dāng)處理松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，確定土拱高度是樁網(wǎng)地基填土高度設(shè)計的前提，也是計算確定加筋體的依據(jù)。實用的土拱計算方法主要有英國規(guī)范法、日本細則法和北歐規(guī)范法等。
英國規(guī)范BS 8006法根據(jù)Hewlett、Low和Randolph等人的研究成果，假定土體在壓力作用下形成的土拱為半球拱。提出了樁網(wǎng)土拱臨界高度的概念，認為路堤的填土高度超過臨界高度[Hc＝1.4（S－a）]時，才能產(chǎn)生完整的土拱效應(yīng)。該規(guī)定忽視了路堤填土材料的性質(zhì)，在對路堤填料有嚴格限制的條件下，英國規(guī)范的方法方便實用。
北歐規(guī)范法引用了Carlsson的研究成果，假定樁網(wǎng)復(fù)合地基平面土拱的形式為三角形楔體，頂角為30°?？捎嬎愕猛凉案叨葹镠c＝1.87（S－a）。
日本細則法采用了應(yīng)力擴散角的概念，同樣假定樁網(wǎng)復(fù)合地基平面土拱的形式為三角形楔體，頂角為2φ，φ為材料的內(nèi)摩擦角，黏性土取綜合內(nèi)摩擦角（圖14）。
圖14 土拱高度計算示意
樁網(wǎng)復(fù)合地基采用間距為S的正方形布樁，正方形樁帽邊長為a，土拱高度計算應(yīng)考慮樁帽之間最大的間距，Hc＝0.707（S－a）/tanφ。當(dāng)φ＝30°時，Hc＝1.22（S－a）；日本細則法另外規(guī)定土拱高度計算取1.2的安全系數(shù)，設(shè)計取值時Hc＝1.46（S－a）。
目前各國采用的規(guī)范方法略有不同，但是考慮到路堤填料規(guī)定的差異，各國關(guān)于土拱高度計算方法實質(zhì)上差異較小。
16.2.12 當(dāng)處理松散填土層、欠固結(jié)軟土層、自重濕陷性土等有明顯工后沉降的地基時，根據(jù)樁網(wǎng)地基的工作機理，土拱產(chǎn)生之后，樁帽以上以及土拱部分填土荷載和使用荷載均通過土拱作用，傳遞至樁帽由樁承擔(dān)。當(dāng)樁間土下沉量較大時，拱下土體通過加筋體的提拉作用也傳遞至樁帽，由樁承擔(dān)。目前國外規(guī)范關(guān)于加筋體拉力的計算方法主要有下列幾種：
1 英國規(guī)范BS8006法。
將水平加筋體受豎向荷載后的懸鏈線近似看成雙曲線，假設(shè)水平加筋體之下脫空，得到豎向荷載（WT）引起的水平加筋體張拉力（T）按下式計算：
（18）
式中：S——樁間距（m）；
a——樁帽寬度（m）；
ε——水平加筋體應(yīng)變；
WT——作用在水平加筋體上的土體重量（kN）。
當(dāng)H＞1.4（S－a）時，WT按下列公式計算：
（19）
對于端承樁：
Cc＝1.95H/a－0.18 （20）
對于摩擦樁及其他樁：
Cc＝1.5H/a－0.07 （21）
式中：H——填土高度（m）；
γ——土的重度（kN/m3）；
Cc——成拱系數(shù)。
2 北歐規(guī)范法。
圖15 加筋體計算
1—路堤；2—水平加筋體
北歐規(guī)范法的計算模式采用了三角形楔形土拱的假設(shè)（圖15），不考慮外荷載的影響，則二維平面時的土楔重量（WT2D）按下式計算：
（22）
該方法中水平加筋體張拉力的計算采用了索膜理論，也假定加筋體下面脫空，得到二維平面時的加筋體張拉力（Trp2D）可按下式計算：
（23）
式中：Δ——加筋體的最大撓度（m）。
瑞典Rogheck等考慮了三維效應(yīng)，得到三維情況下土楔重量（WT3D）可按下式計算：
（24）
則三維情況下水平加筋體的張拉力（Trp3D）可按下式計算：
（25）
3 日本細則法。
日本細則法考慮拱下三維楔形土體的重量，假定加筋體為矢高Δ的拋物線，土拱下土體荷載均布作用在加筋體上，推導(dǎo)出加筋體張拉力可按下式計算：
（26）
格柵上的均布荷載：
（27）
加筋體的張力：
（28）
H＝q（S－a）2/8Δ （29）
式中：h——土拱的計算高度（m）；
W——土拱土體的重量（kN）。
4 本規(guī)范方法。
本規(guī)范采用應(yīng)力擴散角確定的土拱高度，考慮空間效應(yīng)計算加筋體張拉力（圖16）。
圖16 加筋體計算平面示意
土拱設(shè)計高度h＝1.2Hc，Hc＝0.707（S－a）/tanφ（圖16）。加筋體張拉力產(chǎn)生的向上的分力承擔(dān)圖中陰影部分楔體土的重量，假定加筋體的下垂高度為Δ，變形近似于三角形，土荷載的分項系數(shù)取1.35，則加筋體張拉力可按下式計算：
（30）
5 不同方法計算結(jié)果的對比。
此處以一個算例，對比上述不同規(guī)范計算土拱高度和加筋拉力的結(jié)果。算例中：布樁間距2.0m，樁帽尺寸1.0m，填料內(nèi)摩擦角取35°、30°和25°三種情況，填土的重度取20kN/m3，填土的總高度大于2.5m，加筋體最大允許下垂量0.1m。土拱的高度和加筋體的拉力分別按照不同的規(guī)范方法計算，結(jié)果列于表7。
表7 不同規(guī)范土拱高度和加筋體拉力計算比較
在本規(guī)范確定總填土厚度時，考慮了20％的安全余量。能夠保證樁網(wǎng)復(fù)合地基形成完整的土拱，不至于在路面產(chǎn)生波浪形的差異沉降。工程實際和模型試驗都表明，增加加筋層數(shù)能夠有效地減小土拱高度。但是，目前這方面還沒有定量的計算方法，建議采用有限元等數(shù)值方法和足尺模型試驗確定多層加筋土土拱高度。
加筋層材料應(yīng)選用土工格柵、復(fù)合土工布等具有鋪設(shè)簡便、造價便宜、材料性能適應(yīng)性好等特點的土工聚合物材料。宜選用尼龍、滌綸、聚酯材料的經(jīng)編型、高壓聚乙烯和交聯(lián)高壓聚乙烯材料等拉伸型土工格柵，或該類材料的復(fù)合土工材料。熱壓型聚苯稀、低密度聚乙烯等材料制成的土工格柵強度較低、延伸性大、蠕變性明顯，不宜采用。玻纖土工格柵強度很高，但是破壞時應(yīng)變率較小，一般情況下也不適用。
樁與地基土共同作用形成復(fù)合地基時，樁帽上部加筋按邊坡穩(wěn)定要求設(shè)計。加筋層數(shù)和強度均應(yīng)該由穩(wěn)定計算的結(jié)果確定。多層加筋也可以解決單層加筋強度不夠的問題。從樁網(wǎng)加筋起樁間土提兜作用的機理分析，選擇兩層加筋體時，兩層筋材應(yīng)盡量靠近。但是貼合會減少加筋體與墊層材料的摩擦力，要求之間有10cm左右的間距，所填的材料應(yīng)與墊層相同。由于兩層加筋體所處的位置不同，實際產(chǎn)生的變形量也不同，所以強度發(fā)揮也不同。兩層相同性質(zhì)的加筋體，上層筋材發(fā)揮的拉力只有下層的60％左右。
加筋體的允許下垂量與地基的允許工后沉降有關(guān)，也關(guān)系到加筋體的強度性能。當(dāng)工后沉降控制嚴格時，允許下垂量Δ取小值。規(guī)定的加筋體下垂量越小，加筋體的強度要求就越高。所以，一般情況下本規(guī)范推薦取樁帽間距的10％。
16.2.13 當(dāng)樁間土發(fā)生較大沉降時，加筋層和樁間土可能脫開，為了避免墊層材料漏到加筋層之下，填料的最小粒徑不應(yīng)小于加筋體的孔徑尺寸。如果加筋體的孔徑較大，墊層材料粒徑不能滿足要求時，可在加筋層之上鋪設(shè)土工布，或者采用復(fù)合型的土工格柵。
16.2.15、16.2.16 當(dāng)復(fù)合地基中的樁和樁間土發(fā)生較大相對沉降時，導(dǎo)致樁帽以上荷載通過土拱作用轉(zhuǎn)移至樁帽，根據(jù)土體體積不變的原理，推導(dǎo)出形成穩(wěn)定土拱所導(dǎo)致的地面沉降量s3的計算公式（16.2.16）。在實際工作中往往更關(guān)心工后沉降，樁網(wǎng)復(fù)合地基的工后沉降主要由樁受荷后的沉降和樁間土下沉而產(chǎn)生的地面沉降組成，所以控制加筋層的下垂量，對于控制工后沉降有重要作用。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
