《吹填土地基处理技术规范 GBT51064-2015》

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中华人民共和国国家标准

吹填土地基处理技术规范


Technical code for ground treatment of hydraulic fill
GB/T 51064-2015

主编部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期:2015年11月1日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第781号

住房城乡建设部关于发布国家标准《吹填土地基处理技术规范》的公告

    现批准《吹填土地基处理技术规范》为国家标准,编号为GB/T 51064-2015,自2015年11月1日起实施。
    本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部
2015年3月8日

前言

    根据住房城乡建设部《关于印发<2011年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2011]17号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考国外先进标准,与国内相关标准协调,并在广泛征求意见的基础上,编制本规范。
    本规范的主要技术内容是:总则、术语和符号、基本规定、吹填场地形成、吹填场地勘察、压实法、堆载预压法、真空预压法、强夯法、振动水冲法、固化法、电渗排水法。
    本规范由住房城乡建设部负责管理,由河海大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议,请寄送河海大学(地址:江苏省南京市西康路1号河海大学土木与交通学院,邮政编码:210098)。
    本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:
    主编单位:河海大学
              上海港湾基础建设(集团)有限公司
    参编单位:中国建筑科学研究院
              中冶建筑研究总院
              重庆大学
              浙江大学
              中交四航工程研究院有限公司
              中交天津港湾工程研究院有限公司
              中交天津港航勘察设计研究院有限公司
              现代设计集团上海申元岩土工程有限公司
              浙江省水利水电勘测设计院
              长江航道局
              华中科技大学
              天津大学
              武汉大学
              中交一公局第三工程有限公司
              河北建设勘察研究院有限公司
              上海远方基础工程有限公司
              温州泰昌电力建筑安装有限公司
              江苏华宏实业集团有限公司
    主要起草人:刘汉龙 钱力航 沈扬 周国钧 徐士龙 楼晓明 叶国良 刁海岛 水伟厚 陈舟 曾甄 丁选明 刘爱民 王建平 邹维列 蔡袁强 郑俊杰 郑刚 洪振舜 袁文喜 白明 厉涛 庄艳峰 聂庆科 李进军 张功新 周琦 陈育民 黄文君 郭杨 李文 刘忠池 陈学寿 胡品飞
    主要审查人:王梦恕 顾晓鲁 李广信 滕延京 高文生 侯伟生 唐建华 董志良 叶观宝 杨成斌 卢永金

1 总 则


1.0.1 为在吹填土地基处理的勘察、设计、施工和质量检验中贯彻执行国家的技术经济政策,做到安全适用、技术先进、经济合理、保证质量、保护环境,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于吹填土地基处理的勘察、设计、施工和质量检验。

1.0.3 吹填土地基处理应坚持因地制宜、就地取材和节约资源的原则。

1.0.4 吹填土地基处理除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

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2 术语和符号


2.1 术 语


2.1.1 吹填土 hydraulic fill
    用挖(吸)泥船通过泥浆泵和管道将含有大量水分的泥砂输送到海(江、河、湖)岸等指定区域而形成的沉积土。

2.1.2 吹填土地基 hydraulic fill ground
    通过吹填方式形成的地基。

2.1.3 无砂垫层 plastic pipe cushion
    通过打插塑料排水板和布置水平管道,并用连接器将塑料排水板露出部分紧密连接到水平管道上而形成的水平排水垫层。

2.1.4 覆水预压 overlying water preloading
    以水作为上覆荷载,对拟加固地基进行预压。

2.1.5 压实法 compaction
    利用碾压设备使地基土密实的地基处理方法。

2.1.6 堆载预压法 preloading with surcharge of fill
    利用上覆荷载对地基土进行预压,使其固结压密的地基处理方法。

2.1.7 真空预压法 vacuum preloading
    通过对覆盖于竖向排水体地表的封闭薄膜内抽真空排水,使地基土固结压密的地基处理方法。

2.1.8 振动水冲法 vibroflotation
    在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松砂土层振密,或在软弱土层中形成碎石等粗粒料加强体,并与原地基土组成复合地基的地基处理方法。

2.1.9 强夯法 dynamic consolidation
    将重锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土密实的地基处理方法。

2.1.10 固化法 solidification
    向土中掺入固化剂,通过固化剂的凝结作用改善土性状的地基处理方法。

2.1.11 电渗排水法 electro-osmotic drainage
    通过在地基中插入阴、阳电极并通以直流电,在电场作用下,地基土中的自由水及部分弱结合水产生电渗流从阳极流向阴极,并经阴极排出地面,降低地基土的含水率、提高其强度的地基处理方法。

2.2 符 号


2.2.1 作用和作用效应
    p0——土的自重应力;
    pc——前期固结压力;
    S——沉降量;
    U——固结度,电压;
    u——孔隙水压力。

2.2.2 抗力和材料性能
    a——压缩系数;
    Cc——压缩指数;
    Cs——回弹指数;
    Ca——次固结系数;
    Ch——径向固结系数;
    Cv——竖向固结系数;
    c——黏聚力;
    E——变形模量;
    Es——压缩模量;
    e——孔隙比;
    fspk——振冲桩复合地基承载力特征值;
    g——重力加速度;
    I——电流强度;
    k——地基土的渗透系数;
    ke——地基土的电渗透系数;
    R——地基土电阻;
    w——含水率;
    γ——土的重度;
    γ′——土的浮重度;
    ρ——密度,电阻率;
    τf——抗剪强度;
    φcu——固结不排水内摩擦角。

2.2.3 几何参数
    b——塑料排水板宽度,相同性质电极(正极或负极)的间距;
    D——桩身平均直径;
    De——单根桩分担的处理地基面积的等效圆直径;
    d——土的颗粒粒径;
    dp——塑料排水板当量直径;
    H——标高,渗流距离;
    h——土层厚度;
    l——间距;
    m——桩土面积置换率;
    δ——排水体厚度。

2.2.4 计算系数
    G——井阻因子;
    J——涂抹因子;
    η——土体由于剪切蠕动等因素而引起强度衰减的折减系数;
    λ——涂抹比。

3 基本规定


3.0.1 吹填场地应根据所在区域的土地和水域开发规划及吹填区的工程用途进行设计、施工。

3.0.2 在选择吹填土地基处理方案前,应完成下列工作:
    1 搜集已有的取土区和吹填区的岩土工程勘察资料、吹填场地的功能分区;
    2 根据工程要求确定地基处理的目的、范围和各项技术经济指标等;
    3 了解当地地基处理经验、施工条件和应用效果等;
    4 了解吹填区的环境情况,调查邻近建筑、地下工程和有关管线等情况。

3.0.3 吹填土地基处理方法应按下列步骤确定:
    1 应根据使用要求、荷载大小,结合土层结构、土质条件、地下水特征和环境情况等因素进行综合分析,初步选择可行的处理方案,当工程条件差异较大时宜分区进行初选;
    2 对初步选出的各种地基处理方案,分别从加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济分析和对比,选择吹填土地基处理方法;
    3 对已选定的吹填土地基处理方法,应进行现场试验、试验性施工及测试,检验设计参数和处理效果;当设计参数与试验结果不符时,应及时修改设计参数及处理方法。

3.0.4 确定吹填土场地的设计标高时,除应满足工程需要外,尚应预留吹填土场地在形成过程中的沉降量、下卧层的沉降量、施工期间及施工完成后的固结沉降量。

3.0.5 吹填土地基处理的设计计算应按承载能力极限状态验算地基承载力及稳定性,同时应按正常使用极限状态验算地基变形。

3.0.6 施工中应进行监测,当出现异常情况时,应及时会同有关部门妥善解决。施工结束后应进行工程质量检查和验收。

3.0.7 对于含盐量较高及有机质含量较高的吹填土地基,应评价其处理后对基础耐久性的影响。

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4 吹填场地形成


4.1 一般规定


4.1.1 吹填场地设计前,应根据吹填目的及吹填区用途,搜集有关吹填取土区和吹填区周边水文、气象、地形、地貌、吹填土质、吹填区余水的排放条件及周边环境、当地政府对环境保护的要求等基础资料。

4.1.2 吹填场地设计时,应综合分析吹填土场地形成过程中吹填土的沉降量和欠固结特性,吹填土下卧层厚度和压缩性,吹填后建、构筑物对地基的整体沉降影响等因素,确定吹填土场地设计标高。

4.2 吹填场地形成


4.2.1 吹填场地形成可按下列步骤进行:
    1 在天然场地上构筑吹填围堰,形成吹填区;
    2 疏浚船舶通过吹填管线或其他吹填机械将取土区的土料水力输送到吹填区内;
    3 当吹填达到设计标高,排除地表积水后,形成吹填土场地。

4.2.2 吹填区宜根据工程使用要求及地基处理方法进行分区,分区面积可根据吹填区总面积、吹填土料、地基处理方法、施工工艺、现场条件等因素确定。

4.2.3 吹填围堰应进行稳定性分析与验算,保证围堰各施工阶段的稳定性。

4.2.4 吹填围堰设计标准应按吹填区用途及设计使用年限确定。吹填围堰设计应考虑因地基处理造成的沉降。吹填围堰的顶面标高可按下式计算:


    式中:H——吹填围堰顶面设计标高(m);
          HR——吹填场地设计标高(m);
          HC——围堰预留沉降量(m),根据原地基及吹填土性质确定;
          HA——安全超高(m),可取0.1m~0.3m。

4.2.5 吹填工程设计时应计算吹填区的地基稳定性、沉降量、吹填土的固结度及超填量,并确定吹填场地设计标高及其允许偏差。

4.2.6 吹填土欠固结应力应按下列公式分层计算,并以最上层吹填土作为第1层:


    式中:pn——第n层吹填土的欠固结应力(kPa);
          γ0——吹填土上的覆盖土层的重度(kN/m³);
          h0——吹填土上的覆盖土层的厚度(m);
          γi——第i层吹填土的重度,地下水位以下取浮重度(kN/m³);
          γn——第n层吹填土的重度,地下水位以下取浮重度(kN/m³);
          hi——第i层吹填土的厚度(m);
          hn——第n层吹填土的厚度(m);
          pcn——第n层吹填土的前期固结压力(kPa),应通过试验确定。

4.2.7 吹填土层处理前的压缩量可按下列公式计算:


    式中:S——吹填土层的压缩量(m);
          Sc——吹填土层的主固结压缩量(m);
          Ss——吹填土层的次固结压缩量(m);
          ai——第i层吹填土的压缩系数(kPa-1);
          e0i——第i层吹填土的初始孔隙比;
          Cai——第i层吹填土的次固结系数,应通过试验确定;
          pi——第i层吹填土的欠固结应力(kPa);
          Ui——第i层吹填土的固结度,应通过试验确定;
          t1——主固结度达到100%所需的时间;
          t——计算次固结沉降的时间,当主固结度已达到100%时,取t为固结发生总时间,当主固结小于100%时,取t=t1

4.2.8 原地基吹填后的沉降量可按下列公式计算:


    式中:p——原地基土中的附加应力(kPa);
          Sd——原地基吹填后的沉降量(m);
          ai——第i层原地基土的压缩系数(kPa-1),应通过试验确定;
          e0i——第i层原地基土的初始孔隙比,应通过试验确定;
          hi——第i层原地基土的厚度(m),以原地基最上层土为第1层;
          Ui——第i层原地基土的固结度,应通过试验确定。

4.2.9 吹填场地设计标高可按下式计算:


    式中:HR——吹填场地设计标高(m);
          Hd——吹填场地使用标高(m);
          △h1——吹填土层的压缩量(S)及原地基沉降量(Sd)之和,S、Sd分别按本规范第4.2.7、4.2.8条或根据工程经验确定(m);
          △h2——吹填土因工后沉降而需增加的超填高度(m),根据上部结构和处理方法按计算沉降量或工程经验确定。

4.2.10 吹填工程设计尚应符合现行行业标准《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5和《疏浚与吹填工程施工规范》JTS 207的有关规定。

4.2.11 吹填施工前应根据工程设计要求,结合现场条件和工程特点,编写吹填施工组织设计。

4.2.12 吹填施工组织设计应根据取土区与吹填区距离、吹填土质等因素设计吹填施工方式,配置吹填施工船舶、设备。吹填施工组织设计尚应根据吹填后地基处理的要求,编制围堰施工、吹填管线架设等实施方案。

4.2.13 吹填区内管线和排水口的布设应根据吹填区地形、几何形状、吹填土质的特性等条件,按有利于吹填土沉淀、吹填土质均匀分布、吹填平整度好、余水含泥量低及利于吹填后地基处理施工的原则确定。

4.2.14 吹填围堰可分为黏土围堰、砂土围堰、抛石围堰、袋装土围堰、土工织物充填袋围堰、混合材料围堰等。各种围堰的适用范围及施工应符合现行行业标准《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5和《疏浚与吹填工程施工规范》JTS 207的有关规定。

4.2.15 新建围堰施工应由低处开始逐层填筑,就地取土地点应在围堰两侧的安全距离以外。

4.2.16 吹填围堰高度较大时可分层吹填。分层处理时,宜采取围堰吹填与场地吹填相结合的施工方法。

4.2.17 吹填施工前应对吹填区场地、围堰底部的杂物进行清理。对已有的围堰、排水口、排水通道等应进行验收确认,不符合设计或使用要求的应进行修补或拆除。

4.2.18 吹填施工的分区分层应根据取土区土层的分布状况、挖泥设备性能、输泥距离等因素综合确定。

4.2.19 吹填施工宜一次吹填至设计标高,当遇下列情况时可分层吹填:
    1 设计要求不同时间达到不同的吹填标高时;
    2 不同的吹填标高有不同的土质要求或需对不同土质进行分层地基处理时;
    3 吹填区底部为淤泥类土,吹填易引起底泥推移造成淤泥集中时;
    4 围堰高度不足,需用吹填土在吹填区分层修筑围堰时;
    5 其他不适合一次性吹填的情形。

4.2.20 在软土场地上进行吹填时,应根据设计要求和现场观测数据,控制吹填加载的速率。

4.2.21 吹填区工程及吹填围堰施工时应对吹填区的沉降、围堰的沉降与位移进行观测。具有护岸功能的永久性围堰工程的沉降和位移观测应符合国家现行行业标准《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》JTJ 218和《水运工程测量规范》JTS 131的有关规定。测量应采用统一的平面与高程控制系统。

4.2.22 吹填施工的方法、步骤及要求尚应符合国家现行行业标准《疏浚与吹填工程施工规范》JTS 207的规定。

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5 吹填场地勘察


5.1 一般规定


5.1.1 吹填取土区勘察应查明区内各类土的分布、性状和作为吹填土料的适用性,宜选择优质土、砂作为吹填料。

5.1.2 吹填区勘察应根据吹填土地基处理后的用途及地基处理要求查明吹填区原岩土层及吹填土层的分布特点、岩土性质、水、土的化学成分及腐蚀性等工程地质条件。

5.1.3 吹填区勘察除应提供吹填土地基处理设计和施工所需的相关地质资料外,尚应提出吹填土地基处理方法的建议。

5.1.4 吹填土应根据填料性质进行分类,根据分类结果选择合适的处理方法。

5.2 吹填前场区勘察


5.2.1 吹填前场区勘察应根据工程的性质、规模、现场地质条件等因素完成下列工作:
    1 划分地质、地貌单元;
    2 查明场区岩土层性质、分布规律、形成年代、成因类型、基岩的风化程度及埋藏条件;
    3 查明与工程有关的地质构造和地震情况;
    4 查明现场不良地质现象的分布范围、发育程度和形成原因;
    5 查明透水砂层水平及垂直方向的分布;
    6 查明地下水类型、埋深条件、含水层性质、化学成分,调查水位变化幅度、补给与径流;
    7 提供地基变形计算参数,进行场区地基沉降计算;
    8 分析场地各区段工程地质条件,分析评价场区围堰及地基的稳定性、均匀性,推荐适宜建设地段。

5.2.2 吹填前场区勘测点间距应符合下列规定:
    1 吹填前场区勘察应根据不同勘察阶段的要求、区域地形地貌和地质复杂程度等布置勘探线、点;
    2 吹填前场区勘探线宜按网格形布置,围堰勘探线宜沿轴线布置;
    3 吹填前场区勘察的勘探线、点间距应按表5.2.2确定,特殊地质条件地区可根据工程需要加密勘探线、点,勘探线、点应布置在最新的地形图上;
    4 每个吹填区钻孔数量不应少于3个。

表5.2.2 吹填前场区勘察勘探线、点间距
表5.2.2 吹填前场区勘察勘探线、点间距.jpg


表5.2.2.2 吹填前场区勘察勘探线、点间距.jpg
5.2.3 吹填前场区勘察钻孔深度应根据工程类型、工程等级、场地工程地质条件、吹填土对原岩土层影响等因素确定,并应符合下列规定:
    1 吹填前场区勘察的钻孔深度应根据设计吹填厚度、现场地质状况、吹填土特性等因素确定,一般性钻孔宜为10m~20m,控制性钻孔宜为20m~30m;
    2 围堰位置的钻孔深度应根据围堰的高度、作用和结构等因素确定。一般性钻孔深度宜为15m~25m,控制性钻孔深度为35m~40m。在预定勘探深度内遇Q3以前地质年代坚硬的老土层、碎石土层、强风化岩层时,勘探深度可酌减,但进入勘探深度可酌减岩土层的深度不应小于2m。

5.2.4 吹填区勘察应采用钻探、原位测试和室内试验相结合的方法。

5.2.5 钻探、取样及原位测试操作方法应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。

5.2.6 吹填前场区勘察资料整理应符合下列规定:
    1 吹填前场区勘察岩土单元体的划分应根据其形成时代、成因类型、岩土特征、原位测试和室内试验成果等综合确定;
    2 岩土物理力学指标应采用数理统计方法进行整理、分析,指标统计方法应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。

5.2.7 吹填前场区勘察报告应包括下列内容:
    1 勘察工作的依据、目的和任务;
    2 拟建工程概况;
    3 勘察工作布置和技术要求;
    4 勘察工作完成情况;
    5 场地地形、地貌、岩土分布情况;
    6 岩土物理力学指标统计、分析和选用;
    7 吹填前场区不良地质作用和特殊性岩土的描述和评价;
    8 吹填前场地地下水评价;
    9 吹填区场地适宜性评价,吹填围堰稳定性评价。

5.3 吹填后场地勘察


5.3.1 吹填后场地勘察应在吹填前场区勘察的基础上,根据地基处理工程需要完成下列工作:
    1 划分吹填土地貌单元;
    2 查明吹填土层的分布特点和吹填土性质;
    3 查明吹填土层的厚度、水平和垂直方向的分布范围及相应物理力学性质指标;
    4 查明吹填土的颗粒组成、均匀性及其水平和垂直方向的分布范围及相应物理力学性质指标;
    5 查明吹填场地地下水、土的化学成分及对建筑材料的腐蚀性;
    6 查明周边环境条件与吹填土地基处理工程的相互影响关系;
    7 分析评价吹填后场地各区段工程地质条件,建议地基处理方案。

5.3.2 吹填后场地勘测点间距应符合下列规定:
    1 吹填后场地勘察宜根据吹填管口的位置布置勘探线、点;
    2 吹填后场地勘探线宜按网格形布置;
    3 吹填后场地勘察的勘探线、点间距可按表5.3.2确定,勘探线、点应布置在吹填后的地形图上;
    4 吹填后,每个吹填分区钻孔数量不应少于3个。

表5.3.2 吹填后场地勘察勘探线、点间距
表5.3.2 吹填后场地勘察勘探线、点间距.jpg


5.3.3 吹填后场地钻孔深度应根据吹填土厚度、吹填土对原岩土层影响等因素确定。一般性钻孔应穿透吹填层,进入原岩土层2m~3m;控制性钻孔应进入原岩土压缩层底面下1m~3m。

5.3.4 吹填后场地勘察宜采用下列方法:
    1 吹填土为碎石土类时,宜采用动力触探试验等原位测试方法并采取扰动土样进行颗粒分析;
    2 吹填土为砂土类、粉土类时,宜采用静力触探试验、动力触探试验、现场抽水试验及标准贯入试验等原位测试方法并采取扰动土样进行颗粒分析;
    3 吹填土为黏性土类时,宜采用钻探取样与十字板剪切试验、标准贯入试验、现场抽水试验及静力触探试验等测试方法;
    4 吹填土为淤泥、淤泥质土类时,宜采用轻型钻机钻探取样进行十字板剪切试验;
    5 吹填土为混合土类时,宜采用钻探取样方法并根据混合土质情况,采用静力触探试验、动力触探试验、现场抽水试验或标准贯入试验等原位测试方法。

5.3.5 钻探、取样及原位测试操作方法应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。

5.3.6 吹填后场地勘察资料整理应符合下列规定:
    1 吹填后场地勘察土单元体的划分应根据吹填土特性、分布及原位测试和室内试验成果等综合确定。
    2 吹填后场地勘察原位测试和室内试验数据的应用应结合地基处理工程进行。根据不同吹填土质,不同的地基处理方法、工艺分别有所侧重。
    3 吹填土物理力学指标应采用数理统计方法进行整理、分析。指标统计方法应符合现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定。

5.3.7 吹填后场地勘察报告应包括下列内容:
    1 勘察工作的依据、目的和任务;
    2 拟建工程概况;
    3 勘察工作布置和技术要求;
    4 勘察工作完成情况;
    5 吹填场地地形、地貌、吹填土分布情况;
    6 吹填土物理、力学、化学指标统计、分析和选用;
    7 吹填土的均匀性、压缩性及特殊性的描述和评价;
    8 评价场地水、土对建筑材料的腐蚀性,具有腐蚀性时,提出采取抗腐蚀措施的建议;
    9 根据吹填后地基使用要求,提出吹填土地基处理方法和处理深度的建议;
    10 对工程施工和使用期可能发生的岩土工程问题进行预测,提出监控和预防措施的建议。

5.4 吹填土土工试验


5.4.1 吹填土的土工试验应符合现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的相关规定。吹填场地水、土对建筑材料的腐蚀性评价应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定执行。

5.4.2 土工试验的试验项目应根据工程需要和吹填土性质、特点 确定,并应符合下列规定:
    1 吹填取土区土工试验项目应按现行行业标准《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5有关规定执行;
    2 吹填区土工试验项目宜按表5.4.2确定。

表5.4.2 吹填区土工试验项目分类表
表5.4.2 吹填区土工试验项目分类表.jpg


表5.4.2.2 吹填区土工试验项目分类表.jpg

    注:当粉细砂仅在取原状试样时,应进行含水率、密度、直接固结快剪等常规试验。


5.4.3 土粒比重宜采用试验测定,有经验的地区可按经验确定,无经验的地区可按表5.4.3采用。

表5.4.3 土粒的比重经验值

土的名称

黏土

粉质黏土

粉土

粉砂

土粒比重

2.74

2.72

2.70

2.68


5.4.4 当吹填区要求进行渗流分析或地基处理时应进行渗透试验,并应符合下列规定:
    1 试验采取的方法、适用土类按本规范表5.4.2确定;
    2 透水性很低的淤泥、淤泥质土可通过固结渗透试验确定渗透系数;
    3 吹填土水平、垂直向渗透性相差较大时,应分别测定水平向、垂直向渗透系数;
    4 土的渗透系数取值宜与现场抽水、注水试验的成果比较后确定。

5.4.5 吹填土抗剪强度试验方法应根据地基处理工程设计和施工要求、工程竣工后地基土状态和土质特性、模拟土层的实际受荷情况和排水条件等选用,并应符合下列规定:
    1 对淤泥质土、饱和黏性土,当加荷速率较快时宜采用三轴不固结不排水剪(UU)试验或十字板剪切试验;
    2 对加荷速率不快的工程或排水条件好的土层宜采用三轴固结不排水剪(CU)试验或三轴固结排水剪(CD)试验;
    3 当考虑吹填土在地基处理施工中或竣工后的实际固结应力对抗剪强度的影响时,应在不同固结应力时取样进行抗剪强度试验;
    4 直接剪切试验的方法应根据地基处理加荷方法、加荷速率和吹填土排水条件、土质情况等采用。在选择施加荷重时,应考虑土的状态。

5.4.6 吹填淤泥质土、饱和黏性土宜进行无侧限抗压强度试验。

5.4.7 吹填土固结试验方法应根据地基处理工程需要的设计参数确定,并应符合下列规定:
    1 吹填土固结试验宜采用标准固结试验。当仅需测定压缩系数、压缩模量时,可采用快速固结试验,试验的最大压力应大于有效自重压力与附加压力之和。试验成果可用e~p曲线整理。
    2 当考虑吹填土及其原下卧土层应力历史时,试验成果可用e~lgp曲线整理,确定前期固结压力并计算压缩指数和回弹指数。需计算回弹指数时,应在估计的前期固结压力之后,进行一次卸荷回弹,再继续加荷,直至完成预定的最后一级压力。
    3 吹填土需测定沉降速率、固结系数、次固结系数时,应在需要的压力段按规定的时间顺序测定并记录试样的高度变化,一般土试样宜以每级荷载下24h为稳定标准,特殊土试样应以量表读数不大于0.005mm/h为稳定标准。

5.4.8 土工试验成果整理应符合下列规定:
    1 当整理单项试验结果发现异常数据时,宜进行补充试验。对明显不合理的数据,应查明原因后进行取舍,对取舍后的试验数据,应分别进行计算、绘图,汇总成表。
    2 应对汇总的土工试验成果总表和报告进行检查、分析和确认:
        1)同一土样不同土性指标之间的匹配性;
        2)同一土层相同试验项目指标的离散性;
        3)相邻钻孔土层分布及试验结果的合理性;
        4)根据当地相同条件土性指标或经验,对试验指标进行最后取舍。

5.4.9 试验报告应包括下列内容:
    1 工程概况、试验项目、试验要求及试验条件、完成的工作量;
    2 试验过程及有关问题的说明;
    3 试验质量的评述;
    4 有关附图、表。

5.5 吹填土分类


5.5.1 吹填土可分为粗颗粒土、细颗粒土和混合土三个类别。

5.5.2 粗颗粒土可按颗粒组成及其特征分为碎石土类和砂土类。

5.5.3 细颗粒土可按天然含水率、塑性指数分为粉土类、黏性土类、淤泥质土类、淤泥类、流泥类和浮泥类。

5.5.4 混合土可按不同类土的含量分为淤泥和砂的混合土类、黏性土和砂(或碎石)的混合土类。

5.5.5 吹填土的分类指标应符合表5.5.5的规定。

表5.5.5 吹填土分类表
表5.5.5 吹填土分类表.jpg


表5.5.5.2 吹填土分类表.jpg
5.5.6 吹填土地基处理方法的适宜性应根据吹填土性质及分类,结合不同地基处理方法的工艺特点,按表5.5.6的规定判定。

表5.5.6 不同性质吹填土对处理方法的适宜性
表5.5.6 不同性质吹填土对处理方法的适宜性.jpg


表5.5.6.2 不同性质吹填土对处理方法的适宜性.jpg
5.5.7 土的鉴定及评价应按国家现行标准《岩土工程勘察规范》GB 50021和《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5有关规定执行。

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6 压 实 法


6.1 一般规定


6.1.1 压实法适用于处理粗颗粒土、黏性土与砂或碎石混合的吹填土地基。

6.1.2 吹填土压实可采用碾压法、振动压实法和冲击碾压法。碾压法宜用于地下水位以上强度较高的吹填土地基;振动压实法宜用于吹填砂土或黏粒含量少、透水性较好的吹填土地基;冲击碾压法宜用于处理深度要求高、施工工期短的吹填土地基。

6.1.3 压实法的设计和施工方案应根据吹填土层状况、变形要求及填料等因素综合分析确定;对大型、重要或场地地层条件复杂的工程,在正式施工前,应通过现场试验确定地基处理效果。

6.1.4 吹填土压实前,可根据场地条件、施工机械和天气情况,进行翻晒、通风,以降低含水率。

6.1.5 当利用压实吹填土作为建筑物的持力层时,应根据结构类型、填料性能和现场条件等,对拟压实的吹填土提出质量要求。未经检验查明以及不符合质量要求的吹填土,均不得作为建筑物的地基持力层。

6.2 设 计


6.2.1 采用翻晒措施时,应通过试验,确定翻晒铺土厚度、翻晒的适宜时间和翻晒的方法。

6.2.2 碾压法和振动压实法施工时,应根据压实机械的压实性能,吹填土性质、密实度、压实系数和施工含水率等,并结合现场试验确定碾压厚度、碾压遍数、碾压范围和有效加固深度等参数。对冲击碾压施工,场地宽度不宜小于6m,单块施工面积不宜小于1500m²,施工最短直线距离不宜少于100m。

6.2.3 吹填土压实地基承载力特征值,应根据现场载荷试验确定,也可通过动力触探、静力触探等试验,结合工程经验确定。

6.2.4 吹填土压实地基的变形,可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定计算,压缩模量应通过处理后地基的原位测试或土工试验确定。

6.3 施 工


6.3.1 翻晒可采用机械或人工进行,气象条件允许时可反复翻晒。翻晒土方时,宜从中心向两侧翻晒,再从两侧向中心翻晒,应保证推土机粗平后的高程不受翻晒影响。施工中应控制翻晒厚度,保证翻晒质量。

6.3.2 翻晒合格的土料,应做成土堆,并加以防护。土堆在储备或使用期间,特别是雨前、雨中,排水系统应通畅、顶部无因沉陷而形成的坑洼、防雨设施应可靠等。

6.3.3 压实法施工应根据使用要求、类型和地质条件确定允许加载量和范围,并应按设计要求均衡分步施加。

6.3.4 采用普通平碾和振动压实机施工时,应通过现场试验性施工确定施工机械、分层吹填厚度、压实次数、最优含水率及具体施工方法等,分层压实时,下层的密实度应经检验合格后,方可进行上层施工。

6.3.5 采用冲击碾压机施工时,冲击碾压机的运行速度应遵循先慢后快、先轻后重的原则,冲压初期速度宜为5km/h~10km/h,待土体具有一定强度后速度可提高到12km/h~15km/h。

6.3.6 当采用冲击碾压法压实地基时,应对冲压后的地表及时进行刮平处理,应避免地表不平损害冲击碾压设备和影响冲击碾压机运行速度;冲压结束后,应对场地进行刮平并用振动压路机碾压处理,应避免雨水停留在低洼处影响质量。

6.3.7 设置在斜坡上的压实吹填土,应验算其稳定性。当天然地面坡度大于20%时,应采取防止压实填土可能沿坡面滑动的措施,并应避免雨水沿斜坡排泄。当压实吹填土阻碍原地表水排泄时,应根据地形修筑雨水截水沟,或设置其他排水设施。设置在压实填土区的上、下水管道,应采取防渗、防漏措施。

6.3.8 压实地基施工场地附近有对振动和噪声环境控制要求时,应安排施工工序和时间,减少噪声与振动对环境的影响,或采取挖减振沟等减振和隔振措施,并进行振动和噪声监测。冲击碾压施工点与邻近建筑物的水平安全距离宜大于等于30m。

6.3.9 施工过程中严禁扰动下卧层,防止受冻或受水浸泡。

6.4 质量检验


6.4.1 吹填土地基压实的施工质量检验宜分层进行,每完成一道工序应按设计要求及时验收,合格后方可进行下道工序。

6.4.2 在吹填土压实的过程中,应分层取样检验土的干密度和含水率。每300m²~500m²面积内应设不少于1个检测点。

6.4.3 有地区经验时,可采用动力触探、静力触探、标准贯入等原位试验,并结合干密度试验的对比结果进行质量检验。

6.4.4 冲击碾压法施工宜分层进行变形量、压实系数等土的物理力学指标监测和检测。

6.4.5 地基承载力可通过静载荷试验并结合动力触探、静力触探、标准贯入等试验结果综合判定。当场地处理面积大于1000m²时,每300m²面积内试验点不应少于一处。

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7 堆载预压法


7.1 一般规定


7.1.1 堆载预压法适用于处理粗颗粒土、细颗粒土和混合土等吹填土地基。

7.1.2 吹填土地基采用堆载预压法时,应选择试验区进行预压试验,进行地基变形、孔隙水压力、地下水位等项目的监测,并进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。应根据试验资料确定加载速率,推算土的固结系数、固结度及竖向变形等,分析地基处理效果,对原设计进行修正。

7.1.3 预压荷载应逐级施加,保证每级荷载下地基的稳定性。

7.1.4 当堆载预压法受预压时间限制,沉降或承载力不能满足工程要求时,可采用超载预压。

7.1.5 堆载预压法或超载预压法,均应根据现场试验确定加载值、施工步骤和预压时间。

7.1.6 堆载预压法或超载预压法,加载可采用土和砂石,也可采用覆水。

7.1.7 堆载和吹填土表面之间宜设置一层透水良好的排水砂层,当吹填区周围缺少砂料或吹填土强度过低时,可采用无砂垫层作为排水垫层。

7.1.8 当地基土经预压后的强度满足地基承载力和稳定性要求时,可卸载。对以变形控制为主的地基,预压后的变形量和平均固结度符合设计要求时,可卸载。

7.2 设 计


7.2.1 吹填土地基堆载预压设计方案,应根据吹填土的特性、地质、水文等条件进行选择。

7.2.2 堆载预压法的设计应包括下列内容:
    1 选择竖向排水体,确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度,确定水平向排水体的布置、厚度和材料;
    2 确定预压区范围、预压荷载大小、荷载分级、加载速率、预压时间和卸载标准;
    3 计算地基土的固结度、强度增长、抗滑稳定性和变形;
    4 提出监测要求和目的,确定监测项目、监测设备、监测方法、控制标准、测点布置和数量。

7.2.3 预压荷载的大小应根据吹填土地基使用要求确定,并应大于吹填土地基使用时的设计荷载值。

7.2.4 预压荷载的加载范围应大于拟建工程要求处理的吹填土地基范围。

7.2.5 加载速率应根据吹填土的强度确定。当吹填土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时,可一次性加载;否则应分级逐渐加载,待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时方可加载。

7.2.6 堆载下可设置竖向排水系统,宜采用正方形或正三角形布置的塑料排水板,塑料排水板的间距宜为0.7m~1.1m。塑料排水板型号及性能指标应符合表7.2.6的规定。

表7.2.6 常用塑料排水板型号及性能指标表
表7.2.6 常用塑料排水板型号及性能指标表.jpg


表7.2.6.2 常用塑料排水板型号及性能指标表.jpg
    塑料排水板的当量换算直径可按下式计算:


    式中:dp——塑料排水板当量换算直径(mm);
          b——塑料排水板宽度(mm);
          δ——塑料排水板厚度(mm)。

7.2.7 竖向排水体间距可根据地基土固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。设计时,直径为dw的竖向排水体间距(de)可根据井径比(n)确定。井径比为竖向排水体间距与竖向排水体直径的比值。塑料排水板直径(dw)可取塑料排水板的当量换算直径(dp),井径比可按n=15~22选用。

7.2.8 竖向排水体的深度应根据地基稳定性、变形要求和工期确定。对以地基抗滑稳定性控制的工程,竖向排水体超过最危险滑动面的深度应大于2m;对以变形控制的工程,竖向排水体的深度应根据在限定的预压时间内需完成的变形量确定,竖向排水体宜穿透受压土层。

7.2.9 一级或多级等速加载条件下,当固结时间为t时,对应总荷载的地基平均固结度可按下式计算:


22.jpg

表7.2.9 α、β值
表7.2.9 α、β值.jpg

    注:Ch——土的径向排水固结系数(cm²/s);
        Cv——土的竖向排水固结系数(cm²/s);
        H——土层竖向排水距离(cm);
       Uz——双面排水土层或固结应力均匀分布的单面排水土层平均固结度。

7.2.10 对竖向排水体未穿透受压土层的地基,应分别计算竖向排水体范围内土层的平均固结度和竖向排水体底面以下受压土层的平均固结度,通过预压使该两部分固结度和所完成的变形量满足设计要求。

7.2.11 堆载预压法处理地基可在地表铺设与竖向排水体相连的水平排水砂垫层,砂垫层厚度不应小于0.5m,砂垫层砂料宜用中粗砂,含泥量不宜大于5%,砂料中可混有少量粒径不大于50mm的砾石,并应保证加固全过程中垫层排水通畅。在预压区边缘应设置排水沟,在预压区内宜设置与砂垫层相连的排水盲沟。

7.2.12 采用无砂垫层堆载预压法时,应将竖向排水体与水平透水软管绑扎并宜覆盖透水土工布,形成水平排水系统。

7.2.13 无砂垫层堆载预压法的排水管主管、次管宜采用外径50mm~70mm的波纹滤管,其技术指标应符合表7.2.13的规定。

表7.2.13 无砂垫层排水滤管技术指标
表7.2.13 无砂垫层排水滤管技术指标.jpg


7.2.14 覆水预压的分区面积不宜大于20000m²,其挡水围堰的高度不宜大于2m,宽度应通过稳定性计算确定。围堰迎水面宜敷设不透水塑料膜。

7.2.15 计算预压荷载下饱和吹填土地基中某点的抗剪强度时,应考虑土体原来的固结状态。

7.2.16 预压荷载下吹填土地基的最终沉降量可按本规范附录A计算。

7.3 施 工


7.3.1 堆载预压法施工宜按下列步骤进行:
    1 施工准备;
    2 基底清理;
    3 铺设砂垫层;
    4 竖向排水体施工;
    5 采用无砂垫层堆载预压法时铺设水平排水管路;
    6 埋设观测桩和监测仪器;
    7 预压及卸载,观测与监测同步进行。

7.3.2 以塑料排水板作为竖向排水体时,排水带的性能指标应符合设计要求。塑料排水板在现场应妥善保护,破损或污染的塑料排水板不得在工程中使用。

7.3.3 塑料排水板施工所用套管应保证插入地基中的排水带不扭曲。塑料排水板需接长时,应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法,搭接长度不宜小于200mm。塑料排水板施工时,宜配置能检测其插入深度的设备。

7.3.4 塑料排水板施工时,平面井距偏差应小于井径,垂直度偏差应小于1.5%,深度不应小于设计要求。塑料排水板埋入砂垫层中的长度不应小于200mm。

7.3.5 加载应分期分级施加,并应加强观测,根据观测资料综合分析、判断并确保地基的稳定性。加载应分层摊铺,临时堆高不应大于设计厚度1m。施工中分小块摊铺时,不应引起地表隆起或加载边界区域沉降速率过快。

7.3.6 采用无砂垫层法施工时,宜符合下列规定:
    1 对于强度超低的吹填淤泥,宜在吹填淤泥表面架设浮桥,形成施工便道,也可采用轻质泡沫塑料板作为施工平台,轻质泡沫塑料板尺寸宜为2m×2m。
    2 在排水板施工前,应先在淤泥表面铺设一层塑料编织布,防止淤泥渗入水平滤层。
    3 铺设由水平排水管和竖向排水板组成的排水通道。横向滤管应布设在相邻两排塑料排水板中间,每根塑料排水板和滤管宜采用缠绕或自拉锁固定的方式进行连接。竖向排水板的布置宜为梅花型或正方形,板头出地面的长度宜为200mm~300mm。
    4 用铁丝连接水平排水管时,接头应朝向泥面,连接后应在管上铺设150g/m²~200g/m²的无纺土工布一层。
    5 堆载施工时应分层加载,分层压实,其中第一层堆载宜使用素土或石粉等材料,应避免对排水板和排水管造成破坏。

7.3.7 采用覆水预压施工时,应符合下列规定:
    1 密封膜的厚度、抗拉强度、延伸率应符合设计要求,宜铺设三层厚度为0.08mm~0.10mm的聚乙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜。在铺膜过程中应加强防护,发现破损应及时修补。
    2 在土质发生剧烈变化的区域宜采取堆筑高于地面300mm,宽1000mm虚土方的方法,减缓土质急剧变化段的沉降差。在排水板打设过程中,应及时用砂或干土将排水板孔填塞并捣实。
    3 注水加载预压时,第一次加水深度宜为200mm,在检查密封膜不渗漏后,按级加水。按沉降观测值严格控制加水量,每级加水深度不应大于500mm。在加载期间,应加强沉降观测。

7.4 质量检验


7.4.1 施工过程中的质量检验和监测应包括下列内容:
    1 塑料排水板应在现场随机抽样送实验室进行性能指标的测试,其性能指标应包括纵向通水量、复合体抗拉强度、滤膜抗拉强度、滤膜渗透系数和等效孔径等;
    2 对不同来源砂垫层砂料,应取样进行颗粒分析和渗透性试验;
    3 对以抗滑稳定控制的重要工程,应在预压区内选择有代表性的点预留孔位,在加载不同阶段进行原位十字板剪切试验和取土进行室内土工试验;
    4 对堆载预压工程,在加载过程中应进行竖向变形、边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测,且应根据监测资料控制加载速率;
    5 预压地基和塑料排水板质量检验标准应符合表7.4.1-1的规定。

表7.4.1-1 预压地基和塑料排水板质量检验标准
表7.4.1-1 预压地基和塑料排水板质量检验标准.jpg


    6 砂垫层验收标准应符合表7.4.1-2的规定。

表7.4.1-2 砂垫层允许偏差、检验数量和方法

序号

项目

允许偏差(mm)

检验单元和数量

单元测点

检测方法

1

顶面标高

—20~+30

每处(100一处)

1

用水准仪测量

2

厚度

±h/10

1

    注:1 h为砂垫层厚度;
        2 排水砂垫层只检查厚度。

7.4.2 堆载预压法处理地基完成后,竣工验收应符合下列规定:
    1 竖向排水体处理深度范围内和竖向排水体底面以下的受压土层,经预压所完成的竖向变形和平均固结度应符合设计要求;
    2 应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工试验,并宜进行现场载荷试验,试验数量不应少于3点。

7.4.3 地基最终沉降量及固结度可根据现场实测沉降资料按本规范附录B的规定进行推算。

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8 真空预压法


8.1 一般规定


8.1.1 真空预压法适用于处理软黏土、淤泥、淤泥质土等吹填土地基。当吹填土为流泥时,应通过现场试验确定其适用性。

8.1.2 当吹填土地基存在粉土、砂土等透水、透气层时,加固区周边应采取确保膜下真空压力满足设计要求的密封措施。

8.1.3 真空预压加固区边线与周边建筑物和地下管线等的距离应根据土质情况和建筑物重要性确定,且不宜小于20m。

8.1.4 试验监测除应符合本规范第7.1.2条的有关规定外,尚应增加膜下真空压力监测。

8.1.5 当采用真空和堆载联合预压时,堆载宜采用土、砂石作为荷载,也可采用覆水荷载。

8.1.6 当吹填区周围缺少砂料或吹填土强度过低时,可采用无砂垫层作为排水垫层。

8.1.7 当地基土经预压后的强度满足地基承载力和稳定性要求时,方可卸载。对以变形控制为主的地基,当预压后的变形量和平均固结度符合设计要求时,方可卸载。卸载时加固深度范围内地基平均固结度不宜小于85%。

8.2 设 计


8.2.1 吹填土真空预压加固范围宜大于拟建工程要求处理的吹填土地基范围。真空预压加固范围大时应分区加固,分区面积宜为20000m²~40000m²。

8.2.2 对边界密封条件良好的淤泥、淤泥质土或黏土地基,真空预压荷载设计值不宜小于85kPa;当加固区土层条件复杂、需要采取黏土密封墙等措施时,真空预压荷载设计值不宜小于80kPa。

8.2.3 当真空预压荷载小于预压荷载设计值时,可采用真空和堆载联合预压,当残余沉降量或加固时间不满足工程要求时,可采用超载预压。

8.2.4 瞬时和分级加荷条件下,地基沉降量和固结度可按本规范附录A计算。

8.2.5 真空和堆载联合预压时,堆载体的坡肩线宜与真空预压边线重合,对于一般软黏土膜上堆载应在真空预压满载10d后进行。对于高含水率的淤泥类土,应在真空预压满载20d~30d后开始堆载。

8.2.6 采用真空和堆载联合预压时,应分级加载,加载过程中地基向加固区外的侧向位移速率应小于5mm/d,沉降速率应小于30mm/d。

8.2.7 当堆载采用覆水时,覆水面积应小于真空预压分区面积,挡水围堰外坡脚距离密封沟边缘的距离宜大于5m。挡水围堰高度不宜大于2m,宽度应通过稳定性计算确定。

8.2.8 水平排水垫层应具有良好的透水性和连续性,材料宜采用含泥量不大于5%的中砂或粗砂,厚度不宜小于0.4m,砂料的渗透系数不宜小于1×10-2cm/s。

8.2.9 水平排水垫层中应设置排水滤管,滤管横向间距宜为6m~7m,纵向间距宜为15m~30m。

8.2.10 垂直排水系统宜采用塑料排水板,间距宜为0.7m~1.1m,宜采用正方形或三角形布置。

8.2.11 真空预压垂直排水系统宜穿透软土层,但不应进入下卧透水层。软土层深厚时,对以地基承载力或稳定性控制的工程,打设深度应低于危险滑动面下3m;对以沉降控制的工程,打设深度应满足工程对地基残余沉降量的要求。

8.2.12 采用无砂垫层真空预压法时,应符合下列规定:
    1 打设塑料排水板前,在地面应先铺设一层质量为150g/m²~200g/m²的塑料编织布;
    2 应铺设水平滤管,滤管横向间距宜为2倍塑料排水板间距,纵向间距宜为15m~30m;
    3 每根塑料排水板宜与水平滤管采用缠绕方式连接并绑扎固定,其上再铺设1层质量为200g/m²的无纺土工布;
    4 无砂垫层排水滤管技术指标应符合本规范第7.2.13条的规定。

8.2.13 密封膜宜采用2层~3层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。单层密封膜的技术要求应符合表8.2.13的规定。

表8.2.13 密封膜的技术要求

最小抗拉强度(MPa)

最小断裂伸长率(%)

最小直角撕裂强(kN/m)

厚度(mm)

纵向

横向

18.5

16.5

220

40

0.12~0.16


8.2.14 加固区四周应开挖密封沟,密封沟深度应低于不透水、不透气层顶面以下0.5m。密封沟开挖困难时也可直接将密封膜踩入泥面以下0.5m。

8.2.15 当加固区边界透水透气层较深时,密封措施宜采用黏土密封墙。黏土密封墙厚度不宜小于1.2m,墙体的黏粒含量应大于15%,渗透系数应小于1×10-5cm/s。

8.2.16 采用真空和堆载联合预压时,密封膜上下均应设置保护层,保护层可采用土工织物。

8.2.17 堆载时,宜先用人工堆载高度为1m的中粗砂或碎石屑等材料,其余堆载材料可用轻型机械进行堆载。

8.2.18 抽真空设备宜采用射流泵,其单机功率不宜低于7.5kW,在进气孔封闭状态下,其真空压力不应小于95kPa。

8.2.19 抽真空设备宜均匀布置在加固区四周,也可适量布置在加固区中部,每台设备的控制面积宜为900m²到1100m²。施工后期抽真空设备开启数量应大于总数的80%。

8.2.20 当加固区表层为较厚的超软土层且垫层施工困难时,宜采用二次处理方法。先人工打设塑料排水板至新吹填超软土层底部,将塑料排水板和滤管直接连接,再铺一层无纺土工布,然后铺密封膜抽真空,待表层吹填超软土强度提高后再进行常规的真空预压处理。

8.2.21 对于欠固结地基,其固结度和沉降计算应分析欠固结因素的影响。

8.3 施 工


8.3.1 施工前应对排水材料、密封膜和施工设备的质量与性能进行检验,合格后方能使用。

8.3.2 塑料排水板施工应符合本规范第7.3节的相关规定。

8.3.3 砂垫层中的滤管施工应符合下列规定:
    1 滤管应置于排水砂垫层中间;
    2 滤管之间应采用四通、三通或二通接头牢固连接,连接长度不应小于100mm;
    3 滤管及其连接件在预压过程中应能适应地基变形;
    4 滤管出膜处应保证密封效果。

8.3.4 当真空预压法采用无砂垫层时,应符合本规范第7.3.6条的相关规定。

8.3.5 当真空和堆载联合预压采用覆水预压时,应符合本规范第7.3.7条的相关规定。

8.3.6 密封沟的开挖与回填应符合下列规定:
    1 密封沟深度和宽度应满足设计要求;
    2 密封沟内回填的黏土应不含杂质并分层压实;
    3 密封沟内的塑料排水板沿边坡伸入到水平排水垫层中的深度应大于200mm。

8.3.7 吹填土地基中存在透水夹层时,应设置淤泥密封墙,密封墙可采用双排搅拌桩,搅拌桩直径不宜小于700mm,搭接宽度不宜小于200mm,成桩搅拌应均匀,黏土密封墙的深度、厚度、黏粒含量和渗透系数应符合设计要求。

8.3.8 密封膜铺设应符合下列规定:
    1 密封膜下应铺设一层无纺土工布;
    2 密封膜加工后的边长应大于加固区相应边长4m,当加固区地质条件复杂时,应加长密封膜并松弛铺设;
    3 当密封膜采用热合法拼接时,膜的搭接宽度不应小于15mm,不应有热合不紧或融穿现象,孔洞应及时修补;
    4 铺膜应从上风侧开始,铺膜时风力不应大于5级;
    5 密封沟内的密封膜应紧贴内侧坡面铺平。

8.3.9 抽气期间应经常检查密封膜,破损应及时修补。

8.3.10 抽真空设备的位置和数量应符合设计要求。

8.3.11 试抽气时间宜为4d~10d,发现问题应及时处理。

8.3.12 正式抽气阶段膜下真空压力应符合设计要求。

8.3.13 密封膜上堆载施工应符合下列规定:
    1 堆载前应先在密封膜上铺设保护层;
    2 堆载施工时间和各级荷载大小应符合设计要求。

8.4 质量检验


8.4.1 施工过程中应对地表沉降、膜下真空压力、孔隙水压力、侧向位移和分层沉降进行监测,工程需要时宜对加固区外侧边桩位移、周边建筑物的位移和沉降、排水板内部的真空压力进行监测,各监测仪器应在打设塑料排水板后、铺设密封膜前布设。

8.4.2 地基最终沉降量及固结度可根据现场实测沉降资料按本规范附录B的规定进行推算。

8.4.3 吹填地基加固前、后应进行现场原位强度检测和现场取土及室内试验,也可进行加固后的地基承载力检测,根据加固前后的测试结果综合判定加固效果。

8.4.4 加固前的地基土检测应在打设塑料排水板前进行,加固后的检测应在卸载3d~5d后进行。

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9 强 夯 法


9.1 一般规定


9.1.1 强夯法,包括强夯置换法和降水强夯法,适用于处理粗颗粒土、砂混淤泥、砂、碎石混黏性土等吹填土地基,以及表层覆盖一定厚度碎石土、砂土、素填土、杂填土或粉性土的吹填土地基。

9.1.2 强夯施工前,应在有代表性的场地上进行试验性施工,确定其适用性、加固效果和施工工艺。试验区数量应根据场地复杂程度、工程规模、工程类型及施工工艺等确定。

9.1.3 强夯施工场地应平整,应能承受夯机的重量。

9.2 设 计


9.2.1 强夯法设计应包括每遍能级、夯点间距及布置、单点夯击数、夯击遍数、前后两遍夯击间歇时间和夯击范围等内容。降水强夯法尚应包括降水系统、排水系统等参数;强夯置换法尚应包括夯锤直径、填料要求、最后两击的平均夯沉量等参数。

9.2.2 强夯的有效加固深度应根据吹填土现场试夯或地区经验确定。在缺少试验资料或经验时可按表9.2.2预估。强夯法的有效加固深度应从最初起夯面算起;对吹填土地基当单击夯击能E大于6000kN·m时,强夯的有效加固深度应通过试验确定。当粗粒土覆盖层厚度大于3m时可按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79执行。

表9.2.2 强夯法有效加固深度预估值(m)
表9.2.2 强夯法有效加固深度预估值(m).jpg


表9.2.2.2 强夯法有效加固深度预估值(m).jpg
9.2.3 强夯的每遍能级,应根据吹填土类别、结构类型、地下水位、荷载大小和设计有效加固深度等确定,亦可通过现场试验确定。砂土等粗粒土地基可取1000kN·m~6000kN·m,吹填土砂性较强或粗粒土覆盖层较厚时宜采用更高能级;黏性土等细粒土地基可取800kN·m~3000kN·m。

9.2.4 强夯技术参数的确定应符合下列规定:
    1 夯点布置宜根据吹填土地基土情况和有效加固深度确定,可采用等边三角形、正方形或其他布置形式。
    2 夯点间距宜根据需加固土层厚度和土质条件等因素综合确定,对厚度大和土质差的软弱土层第一遍夯点间距宜为5m~7m;对土层较薄的砂土第一遍夯点间距宜为3m~6m;第二遍在第一遍中间加密点夯。
    3 单点夯击数应根据需加固土层厚度、表层土质情况及使用要求确定,应使夯击时土层垂直压缩量最大,周边隆起量最小。粗粒土含量高、表层土较硬或使用荷载较大时,可取8击~12击;上覆粗粒料的软弱吹填土地基可取5击~8击;联合降排水措施处理时可取2击~5击。
    4 前后两遍夯击间隔时间应根据土中超孔隙水压力的消散状况确定,当缺少实测资料时,可根据地基土的渗透性和降水至设计要求水位的时间确定。对含水率高、软弱土层较厚、渗透性较差的黏性土和粉性土,宜间歇7d~14d;对砂土、地下水位较低或含水率较小的吹填土,宜间歇2d~7d。
    5 夯击遍数应根据地基土的性质和使用要求确定,宜夯2遍~4遍。压缩层厚度大、渗透系数小、含水率高时取大值,反之取小值。点夯后宜以低能量满夯1遍~2遍。

9.2.5 应根据初步确定的强夯参数,提出强夯试验方案,进行试夯。试夯结束一周至数周后,应根据不同土质条件对试夯场地进行检测,并与夯前测试数据进行对比,根据强夯效果确定工程采用的各项工艺参数。当要求加固深度较大时,可采用分层强夯、设置竖向排水体、提高能级的方案或结合其他地基处理方法。

9.2.6 强夯地基承载力特征值应通过现场静载荷试验、原位测试和土工试验按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007确定,初步设计时也可根据地区经验确定。

9.2.7 强夯地基变形计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。夯后有效加固深度内土层的压缩模量应通过原位测试或土工试验确定。

9.2.8 降水强夯法设计应符合下列规定:
    1 当场地表层土软弱或地下水位较高、夯坑底积水影响施工时,宜先采用人工降低地下水位或铺填一定厚度的砂石粗粒材料,使地下水位低于起夯面以下2m~3m。
    2 降水深度及降水持续时间应根据土质条件和地基有效加固深度确定,并应在降水施工期间对地下水位进行动态监测,强夯施工时地下水位应低于规定的深度;当土的渗透性较差或者需要时,也可再次进行人工降低地下水。
    3 强夯施工宜夯击3遍~4遍,单击夯击能可从500kN·m逐渐增加到大于或等于2000kN·m,夯击工艺参数应通过试夯,根据现场夯击效果确定,全部夯击结束后应应对夯击面进行推平碾压。
    4 每遍强夯间歇时间宜根据吹填软土中超静孔隙水压力消散80%以上所需时间或工程经验确定。
    5 对地质条件特殊且无经验的场地应选择有代表性的区域进行试夯,通过实测降水效果、夯沉量、地下水位、孔隙水压力监测、地面隆起以及夯前夯后加固效果确定夯击能、夯击遍数、击数、间隔时间、与降水的搭接时间等施工参数。

9.2.9 强夯置换法设计应符合下列规定:
    1 强夯置换墩材料宜采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等粗颗粒、硬质材料,施工前宜在吹填土表层铺填厚度不小于1.5m的粗粒土。
    2 强夯置换墩的长度应根据土质条件和能级、锤的形状、击数、遍数、填料情况等决定。
    3 墩位布置宜采用等边三角形、正方形布置。墩间距应根据变形要求和地基土的承载力选定,无经验时可取设计有效加固深度的0.8倍。
    4 强夯置换设计时,应预估地面抬高值,并在试夯时校正。强夯置换单击夯击能量及夯击次数应根据现场试验确定。
    5 强夯置换法试验方案的确定,应符合本规范第9.2.5条的规定。检测项目除进行现场载荷试验检测承载力和变形模量外,尚应采用超重型或重型动力触探等方法,有经验时也可采用物探法,检查置换墩长度及承载力与实度随深度的变化。
    6 强夯置换地基宜按单墩静载荷试验确定的变形模量计算加固区的地基变形,对墩下地基土的变形可按置换墩材料的压力扩散角计算传至墩下土层的附加应力,按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定计算确定。

9.2.10 强夯置换有效加固深度应按地基的允许变形值或地基的稳定要求结合现场试验或当地经验确定,通常不宜大于8m,采用高能级时不宜大于10m。

9.2.11 强夯场地的标高控制应考虑场地吹填土和施工填料的成分与密实情况、场地设计标高、基础标高、强夯参数、工后沉降等因素,结合试验区处理前后的实测标高综合确定。

9.3 施 工


9.3.1 强夯施工机具设备的选用应符合下列规定:
    1 强夯机的起重能力可按锤重和落距确定。宜采用起重能力为15t以上的履带式起重机或其他专用设备,起吊高度宜为5m~30m;夯击时宜采取辅助门架或其他安全措施防止臂杆后仰,履带接地压力宜小于地基承载力特征值或在吹填土上铺设粗粒土或路基箱进行施工。
    2 夯锤宜采用圆柱形钢制或铸铁制的平底锤,质量宜为8t~40t,锤底面积宜为4m²~5m²,锤底静接地压力宜为20kPa~80kPa。对黏性土或加固深度小于5m时宜取小值;对砂性土、含水率小于25%的土或加固深度大于5m时宜取大值。夯锤应设置不少于三个上下贯通的气孔,孔径宜为250mm~300mm,施工中应保持气孔通畅。强夯置换柱锤底面积宜为1.1m²~1.8m²,锤底静接地压力宜为80kPa~300kPa。
    3 落锤时宜采用有足够强度、方便灵活的自动脱钩器。

9.3.2 对于软弱吹填土场地,可采取降水、在表层铺设粗粒土或路基箱进行施工。

9.3.3 当地下水位距地表2m以下且表层为非饱和土时,可直接进行夯击;当地下水位较高或表层为饱和土时,宜采用人工降低地下水位或铺填0.5m~2.m厚的粗粒土材料后进行夯击。坑内或场地内积水应及时排除。

9.3.4 当强夯施工所产生的振动对邻近建筑物或设备可能产生有害影响时,施工前应查明邻近地上、地下建(构)筑物和各种地下管线的位置、基础形式及标高等。强夯振动的安全距离不宜小于20m,有人类居住、工作时不应小于50m。施工时应由距邻近建筑物近处向远处夯击,并应设置振动监测点。振动影响大时可采取隔振沟等措施。

9.3.5 雨季施工应及时采取排水措施,防止夯坑积水,加固区周围应设置排水沟。

9.3.6 强夯施工宜按下列步骤进行:
    1 清理并平整施工场地;
    2 标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;
    3 起重机就位,使夯锤对准夯点位置;
    4 测量夯前锤顶高程;
    5 将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程;
    6 重复步骤5,按设计规定的夯击击数及控制标准,完成一个夯点的夯击;
    7 重复步骤6,完成第一遍全部夯点的夯击;
    8 用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;
    9 在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,再用低能量满夯将场地表层松土夯实,碾压后测量夯后场地高程。

9.3.7 降水强夯法施工宜按下列步骤进行:
    1 平整场区,确保设备和人员的进场条件;
    2 安装设置降排水系统,并预埋孔隙水压力计和水位观测管,然后进行第一遍降水;
    3 动态监测地下水位变化,当达到设计水位并稳定至少两天后,拆除场区内的降水设备,然后标记夯点位置进行第一遍强夯;
    4 一遍夯后即可安装降水设备进行第二遍降水;
    5 按设计的强夯工艺进行第二遍强夯施工;
    6 重复步骤3、4,直至达到设计的强夯遍数;
    7 全部夯击结束后进行推平和碾压;
    8 坑内或场地积水应及时排除,对细颗粒土,应经过晾晒满足要求后方可施工。

9.3.8 强夯置换法施工宜按下列步骤进行:
    1 清理并平整施工场地。
    2 标出第一遍夯点位置,并测量场地高程。
    3 起重机就位,使夯锤对准夯点位置。
    4 测量夯前锤顶高程。
    5 夯击并逐击记录夯坑深度。当夯坑过深而发生起锤困难时应停夯,向坑内填料直至与坑顶平,记录填料数量,如此重复直至符合规定的夯击次数及控制标准完成一个墩体的夯击。当夯点周围软土挤出影响施工时,可随时清理并在夯点周围铺垫碎石,继续施工。
    6 按由内到外、隔行跳打原则完成全部夯点的施工。
    7 用推土机将夯坑填平,并测量场地高程。
    8 在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,再用低能量满夯将场地表层松土夯实,碾压后测量夯后场地高程。

9.3.9 强夯施工后应保护场地。

9.4 质量检验


9.4.1 强夯施工前应检查锤重、落距等,施工过程中应检查各项测试数据和施工记录,不符合设计要求时应补夯或采取其他有效措施。

9.4.2 强夯施工结束后应间隔一定时间方能进行竣工验收检验。对砂土地基,其间隔时间不宜少于7d,对粉性土地基不宜少于14d,黏性土地基不宜少于28d。强夯置换和降水强夯地基间隔时间不宜少于28d。

9.4.3 强夯地基竣工验收时,承载力检验可选用载荷试验、静力触探试验、标准贯入试验、十字板剪切试验、网锥动力触探试验、多道瞬态面波法等多种原位测试方法和室内土工试验等不少于三种方法进行检验,对照处理前的测试结果,综合判定加固效果。

9.4.4 对于强夯置换地基的竣工验收,承载力检验除应采用单墩载荷试验外,尚应采用超重型或重型网锥动力触探等探明墩体长度及密实度随深度的变化。对饱和粉土地基可采用单墩复合地基载荷试验代替单墩载荷试验。

9.4.5 竣工验收检验点数量应根据处理面积和场地复杂程度确定。对简单场地,当处理面积大于1000m²时,每300m²不应少于一处。对复杂场地应增加检验点数。检验深度不应小于设计有效加固深度。强夯置换地基载荷试验检验和墩体长度检验数量均不应少于墩点数的1%,且不应少于3点。夯间、夯点应均匀布置检验点。

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10 振动水冲法


10.1 一般规定


10.1.1 振动水冲法,包括振冲密实法和振冲置换法。振冲密实法适用于处理粉砂、细砂等粗颗粒土吹填土地基;振冲置换法,也称为振冲碎石桩法,适用于处理十字板剪切强度不小于20kPa的细颗粒吹填土地基。

10.1.2 对重要的和场地地质条件复杂的工程,振冲施工前应进行工艺试验,并应在确认质量能够满足工程要求后,方可进行工程施工。

10.2 设 计


10.2.1 振冲密实法设计应符合下列规定:
    1 振冲点宜按等边三角形或正方形布置,其间距宜为2m到3m,可根据土的颗粒组成、设计的密实程度、地下水位和振冲器功率等并通过现场试验验证后确定。
    2 振冲密实法处理深度宜低于软弱土层;当软弱土层深厚时,应按吹填土地基的变形、稳定性及下卧层承载力的要求确定。当为可液化的地基时,应符合抗震要求,且不宜小于4m。
    3 加固后的地基承载力应通过现场载荷试验确定。
    4 加固深度范围内的压缩模量可根据原位测试指标按国家现行有关标准或地区经验确定。

10.2.2 振冲置换法设计应符合下列规定:
    1 振冲碎石桩桩位布置形式宜用等边三角形。
    2 振冲碎石桩的直径宜根据吹填土土层情况和振冲器型号按表10.2.2-1确定。

表10.2.2-1 振冲碎石桩桩径经验数据(m)
表10.2.2-1 振冲碎石桩桩径经验数据(m).jpg


    3 振冲碎石桩间距应根据桩径和设计所需的面积置换率,结合振冲器功率确定,可采用1.5m~4.0m。荷载大或原土强度低时,宜取小间距;荷载小或原土强度高时,宜取大间距。对桩端未达到相对硬层的短桩,应取小间距。
    4 振冲碎石桩处理深度可按本规范第10.2.1条第2款确定。
    5 振冲碎石桩桩顶和基础之间宜铺设厚度为300mm~500mm的碎石垫层。
    6 振冲碎石桩桩体材料宜采用含泥量不大于5%的碎石,根据当地材料来源也可采用卵石、砾石、矿渣或其他性能稳定的硬质材料,不宜选用风化易碎石料。常用的填料粒径宜按表10.2.2-2选取,且不应采用单一粒径填料。

表10.2.2-2 填料粒径选择

振冲器(kW)

填料粒径(mm)

30

20~80

55

30~100

75

40~150

130

50~200


    7 振冲碎石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,初步设计时也可按下列公式估算:


    式中:fspk——振冲桩复合地基承载力特征值(kPa);
          fsk——处理后桩间土承载力特征值(kPa),地表宜按现场载荷试验取值。深层土可按现场原位测试结果并根据当地经验换算成承载力。无经验时,按原位测试结果确定的桩间土承载力特征值,对于黏性土宜取静力触探结果的1.0倍~1.2倍,对于粉土宜取按标贯击数确定的1.3倍~1.8倍,对于砂土宜取按标贯击数确定的1.6倍~2.4倍。吹填土黏粒含量低、初始强度低时取大值,黏粒含量高、初始强度高时取小值;
          m——桩土面积置换率;
          D——桩身平均直径(m);
          De——单根桩分担的处理地基面积的等效圆直径(m),等边三角形布桩De=1.05l,正方形布桩De=1.13l,矩形布桩De=1.13 10.2.2.2.jpg ,l、l1、l2分别为桩间距、纵向间距和横向间距;
          n——桩土应力比,在无实测资料时,对黏性土可取2.0~5.0,对粉土和砂土可取1.5~3.0,原土强度低时取大值,原土强度高时取小值。
    8 振冲处理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》GB 50007的有关规定。各复合土层的压缩模量可按下式计算:


    式中:Esp——复合土层压缩模量(MPa);
          Es——处理后桩间土压缩模量(MPa),宜根据现场原位测试结果按当地经验换算压缩模量,无经验时,桩间土原位测试结果提高幅度可按式10.2.2-1中fsk的取值方法采用。
    9 进行稳定性验算时,复合土层的抗剪强度指标值可按下列公式计算:


    式中:φsp——复合土层内摩擦角标准值(°);
          μp——应力集中系数;
          φp——桩体材料内摩擦角标准值(°);
          φs——桩间土内摩擦角标准值(°),砂土或粉土取试验值,较软的黏性土地基适当降低;
          csp——复合土层黏聚力标准值(kPa);
          cs——桩间土黏聚力标准值(kPa);
          n——桩土应力比,复合土层上的荷载是填土荷载时取公式10.2.2-1中应力比的3/4。

10.3 施 工


10.3.1 振冲密实法施工应符合下列规定:
    1 施工前应进行现场试验,确定供水系统水压、流量、振密电流、留振时间等各项施工参数,施工中应检查振冲器的绝缘性能;
    2 振冲密实宜进行现场工艺试验,确定振密的可能性、振密电流值、留振时间、提升高度、振冲水压力和振后土层的物理力学指标等;
    3 施工时应按远离已有建筑物的方向推进;
    4 施工过程中,密实电流和留振时间应符合试验确定的施工参数;
    5 在中粗砂层中遇振冲器不能贯入时,可在振冲器两侧增设辅助水管,加大水流量,使振冲器易于贯入;
    6 施工现场应事先设置泥水排放系统并宜设置沉淀池,应重复使用上部清水,不应将泥水直接外排;
    7 加固粉细砂宜采用下列工艺:
        1)平面上可采用双振冲器或三振冲器组合进行振冲密实,将同型号的两台或三台振冲器的顶端以2m~3m的间距、刚性联结组合在一起,使用大功率吊车,将组合机械悬吊作业;
        2)冲水压力宜为100kPa~120kPa;
        3)立面上采用三上三下的成桩工艺,下沉速度宜为1.0m/min~2.0m/min;
        4)在电流升高到规定的控制值后,宜将振冲器先上提0.5m~0.6m后,再进行振动,留振时间宜为60s~90s,以后每次提升0.3m;
        5)全深度反复振冲2次~3次,使整个加固体的密实度达到设计要求。

10.3.2 振冲置换法施工应符合下列规定:
    1 施工前应进行现场试验,确定供水系统水压、流量、振密电流、留振时间、填料量等各项施工参数。
    2 施工时应按远离已有建筑物的方向推进。
    3 施工过程中,密实电流、填料量和留振时间应符合试验确定的施工参数。
    4 成孔贯入时水压宜为200kPa~600kPa,水量宜为200L/min~400L/min。振冲器应缓慢沉入土中,造孔速度宜为0.5m/min~2.0m/min。
    5 造孔后应边提升振冲器边冲水直至孔口,再将振冲器放至孔底,重复2次~3次扩大孔径并使孔内泥浆浓度变小后,再开始填料制桩。
    6 填料容易达到孔底时,振冲器可不提出孔口,填料困难时,可将振冲器提出孔口填料,每次填料厚度不宜大于500mm。将振冲器沉入填料中进行振密制桩,当电流达到规定的密实电流值和规定的留振时间后,将振冲器提升300mm~500mm。
    7 施工完成后,应将顶部的松散桩体挖除或用碾压等方法进行密实,随后铺设厚度为300mm~500mm、粒径不大于30mm的碎石垫层并压实。

10.4 质量检验


10.4.1 施工过程中应对场地地面高程进行监测,并宜监测孔隙水压力和地下水位。

10.4.2 振冲密实法可根据地基土性质采用载荷板、标准贯入或静力触探试验等方法检验处理效果,检验点应选择在有代表性的或地基土质较差的地段。检验数量可为振冲点数量的1%,载荷试验的检验数量不宜少于振冲点数量的0.5%,采用的每种检测方法的检验数量均不应少于3个。

10.4.3 振冲置换法可分别对复合地基、桩体、桩间土进行检测,并应符合下列规定:
    1 复合地基承载力检验宜采用单桩复合地基载荷试验,对于重大的、地质条件复杂的工程宜采用多桩复合地基和单桩载荷试验进行检验;
    2 桩体可采用标准贯入或重型动力触探进行检验,检测深度应为桩的长度;
    3 对有强度增长要求的桩间土可采用载荷板、标准贯入或静力触探试验等原位试验方法进行检验,并可现场取样进行室内土工试验,检测深度应为桩的长度;
    4 检验数量可为总桩数的2%,载荷试验的检验数量不宜少少于3个。

10.4.4 静载荷试验和桩间土检验应在施工完成并间隔一定时间后进行,黏性土地基的间隔时间可取21d~28d,粉土地基可取14d,砂土地基可取7d。桩体检测宜在施工期间进行。

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11 固 化 法


11.1 一般规定


11.1.1 固化法适用于处理淤泥、淤泥质土等细颗粒吹填土地基。

11.1.2 固化法处理吹填土地基可分为浅层固化处理和深层固化处理两类。浅层固化处理吹填土地基的深度宜小于3m。

11.1.3 固化剂可采用水泥、石灰、粉煤灰、矿渣以及各类成品固化剂。

11.1.4 应根据吹填土的种类和性质,固化剂的主要物理、化学性质与使用性能,加固要求、施工条件等选择固化剂种类、固化剂材料配比及添加量。使用前应进行调配试验和现场固化试验。

11.1.5 固化剂的使用不应造成对环境的污染。

11.2 设 计


11.2.1 当采用浅层固化处理吹填土时,土粒最大粒径不宜大于15mm,且大于10mm的土颗粒宜小于土总重量的5%;吹填土中有机质含量不宜大于10%。

11.2.2 浅层固化吹填土应选择能提高吹填土力学性能的固化剂,并应符合下列规定:
    1 固化剂的技术性能指标应符合现行行业标准《土壤固化剂》CJ/T 3073的有关规定;
    2 液体固化剂溶液的固体含量不得大于3%,不得有沉淀或絮凝现象,粉状固化剂的细度为0.074mm标准筛筛余量不得大于15%;
    3 固化剂类型应根据土质情况经室内试验确定。

11.2.3 浅层固化吹填土配合比设计可按下列步骤进行:
    1 原材料试验;
    2 试件制备;
    3 固化吹填土凝结时间、体积安定性试验;
    4 固化吹填土无侧限抗压强度测定;
    5 确定设计配合比。

11.2.4 原材料试验应选取拟固化吹填土及固化剂试样进行下列试验:
    1 吹填土的颗粒分析,测定液限和塑限、有机质含量、含水率、pH值;
    2 对于水泥固化剂应测定其强度等级,初、终凝时间和安定性;
    3 对于石灰固化剂宜测定有效氧化钙和氧化镁的含量。

11.2.5 固化吹填土混合料室内试验应符合下列规定:
    1 固化吹填土混合料的配合比应准确,拌和均匀,达到最佳含水率状态,并满足各项技术指标要求;
    2 按拟定的配合比配料,进行标准击实试验,通过标准击实试验,确定固化吹填土混合料最佳含水率和最大干密度;
    3 固化吹填土混合料的凝结时间应大于4h,凝结时间试验可按现行行业标准《土壤固化剂》CJ/T 3073的有关规定执行;
    4 固化吹填土混合料的体积安定性应符合现行行业标准《土壤固化剂》CJ/T 3073的有关规定,固化吹填土试样经65℃蒸养24h后,应在蒸煮箱中自然冷却,试件表面不得有裂纹;
    5 固化吹填土混合料抗压强度试件应在20℃±2℃的温度下保湿养护6d,浸水1d,再取出进行无侧限抗压强度试验,并取不少于6个试件的平均值。

11.2.6 浅层固化吹填土地基可按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79中换填垫层法的有关规定进行承载力、沉降量等计算。

11.2.7 深层固化处理吹填土地基可采用各种搅拌法和注浆法。

11.2.8 搅拌法采用的固化剂宜为石灰和水泥;注浆法采用的固化剂宜为水泥。

11.2.9 搅拌法和注浆法进行吹填土地基深层固化的设计应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79中有关规定。

11.3 施 工


11.3.1 浅层固化吹填土的施工方法可分为管内混合处理法和场地混合处理法两大类,管内混合处理法仅适用于吹填土场地地基承载力要求较低的浅层固化处理。

11.3.2 大面积吹填土浅层固化施工前应通过试验段施工确定施工参数。

11.3.3 吹填土浅层固化施工气温宜高于4℃,并应避免雨天施工。

11.3.4 浅层固化吹填土施工时采用的固化剂用量应高于室内配合比试验确定的用量。使用液体固化剂时,应增加设计浓缩液用量的10%~20%。使用粉状固化剂应增加干土重量的1%~2%。

11.3.5 管内混合处理吹填土的施工设备可由吹填土输送泵管、管道药剂混合器、固化剂材料控制器、吹填土布料器等组成。

11.3.6 根据固化剂性状的不同,场地混合浅层处理吹填土的施工设备可分为粉剂材料施工设备和浆液剂施工设备两类。
    1 粉剂材料施工设备可由空压机、粉剂储存器、喷雾计量器、喷粉器、挖掘机、拖拉机泥土搅拌器等组成;
    2 浆液剂施工设备可由制浆调合器、浆液储存器、高压供浆泵、供浆计量器、吹填土淤泥土行走机、高压旋喷混合搅拌器等组成。

11.3.7 管内混合处理法施工应符合下列规定:
    1 施工参数应根据吹填土土质条件、吹填泵送设备、加固要求等结合试验或工程经验确定,并在施工中严格控制;
    2 宜采用带有计量设备的固化剂添加装置进行固化剂的添加与混合;
    3 应按施工参数和材料用量施工,并做好各项记录。

11.3.8 场地混合处理法施工应符合下列规定:
    1 施工前应清除待固化土表面或下承层表面的杂物、草根、乱石等,并采取场地排水措施,使表面平整,无积水;
    2 固化处理前应检测待固化土的实际含水率,当不能满足要求时应对固化土采取处理措施;
    3 采用粉状固化剂进行固化施工时,应根据吹填土表层地基承载力条件选择机械拌和或人工拌和;
    4 采用液体固化剂进行固化施工时,宜用液体固化剂水溶液的85%~90%直接掺入吹填土中拌和,其余10%~15%的水溶液可在成型后喷洒封层;
    5 应严格按施工参数和材料用量施工,并做好各项记录。

11.3.9 深层固化方法搅拌法和注浆法进行吹填土地基深层固化的施工可按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定进行。

11.4 质量检验


11.4.1 试验检测验收应符合原始记录齐全,数据准确和资料完整的要求。

11.4.2 每道工序完成后,均应进行检查验收,合格后方可进行下道工序。经检测不合格的,应进行二次处理达到合格要求。

11.4.3 材料检测试验应符合下列规定:
    1 固化剂原材料检测试验项目和方法应符合表11.4.3-1的规定。

表11.4.3-1 固化剂原材料检测试验项目和方法

实验项目

取样频次

试验方法

细度(粉状)

每批次2个样品

水泥细度检验方法

固体含量(液体状)

每批次2个样品

均质性试验

化学成分

每批次2个样品

电测法酸碱度实验等


    2 原状吹填土检测试验项目和方法应符合表11.4.3-2的规定。

表11.4.3-2 原状吹填土检测试验项目和方法
表11.4.3-2 原状吹填土检测试验项目和方法.jpg


    3 固化土混合料室内试验项目和方法应符合表11.4.3-3的规定。

表11.4.3-3 固化土混合料试验项目和方法
表11.4.3-3 固化土混合料试验项目和方法.jpg


11.4.4 吹填土固化施工质量控制项目、频率和标准应符合表11.4.4的规定。

表11.4.4 吹填土固化施工质量控制项目、频率和标准
表11.4.4 吹填土固化施工质量控制项目、频率和标准.jpg


11.4.5 吹填土固化法施工应全过程进行质量控制,并全程监理。

11.4.6 吹填土固化法施工质量验收标准应符合现行国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202的有关规定。

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12 电渗排水法


12.1 一般规定


12.1.1 电渗排水法适用于处理淤泥、淤泥质土等含水率高、渗透性低、黏粒含量高的细粒吹填土地基。

12.1.2 用作电渗的阴、阳极材料可采用铁、铜、铝等金属材料,也可采用石墨、导电塑料等非金属材料。

12.1.3 电渗排水法处理地基应现场取样进行室内电渗试验,确定土的电渗系数及现场电渗工艺参数。

12.1.4 电渗排水法可与堆载预压法或真空预压法联合使用。

12.1.5 对于含水率高、渗透性低的细颗粒吹填土地基,电渗排水法可与强夯法联合使用。

12.1.6 当吹填地基土经电渗后的强度满足地基承载力和稳定性要求时,可停止电渗处理。对以变形控制为主的地基,电渗后的变形量和平均固结度符合设计要求时,可停止电渗处理。

12.2 设 计


12.2.1 电渗排水法处理地基的设计应包括下列内容:
    1 确定电渗处理区范围、电极间距和电渗处理时间。范围较大时应分区处理,分区面积宜根据现场电源的功率确定。
    2 确定电极材料、排列方式和插入地基的深度、采用的电压梯度,当采用导电塑料排水板电极时,其当量换算直径计算与普通塑料排水板相同。
    3 确定水平向排水体的布置、厚度和材料。

12.2.2 电极间距可根据地基土固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定,宜为0.8m~1.0m;电极插入地基的深度应根据地基的稳定性、变形要求和工期确定。电极长度应大于拟处理土层厚度。电极平面布置可采用长方形布置,同极性电极间距与异极性电极的间距之比可取0.5~0.67;也可按正三角形布置,一根阴极位于六根阳极中间。

12.2.3 疏导、排除电渗排出地面的水时,宜采取电极顶面设置砂垫层排水或铺真空膜吸水等措施。

12.2.4 单个电渗回路中地基土的电阻应按下式计算:


    式中:R——单个电渗回路中地基土的电阻(Ω);
          ρ——地基土初始含水率状态下的电阻率(Ω·m),可通过室内试验测定;
          l——电极间距,即正负电极之间的距离(m);
          A——单个电渗回路中地基土的过电面积(m²)。

12.2.5 电源电压宜根据电极间距和电压梯度确定,但不宜高于80V。应对工作人员采取可靠隔离措施,保证用电安全。

12.2.6 单个电渗回路的电流强度应按下式计算:


    式中:I——单个电渗回路的电流强度(A);
          U——电源电压强度(V)。

12.2.7 单个电渗回路中的导线截面积和接入电源的总线的截面积可按下列方法选定:
    1 根据本规范公式12.2.7计算的单个电渗回路的电流强度,选定单个电渗回路中需要采用的导线截面积;
    2 根据总电流和拟采用的单根母线所能承载的电流,确定接入电源母线的截面积及根数。接入电源的母线截面积与母线根数乘积即为接入电源的总线截面积。单个电渗回路中的导线截面积宜为16mm²~25mm²;接入电源的单根母线的横截面积宜为120mm²~185mm²。

12.2.8 根据地基电渗处理时间t,可按下式计算地基土的固结度:


    式中:U——地基土的固结度;
          Ch——地基土水平向固结系数(cm²/s);
          t——电渗处理时间(s);
          l——地基土中阴极和阳极的电极间距(cm)。

12.2.9 地基沉降量可按下列公式估算:


    式中:St——地基沉降量(m);
          mv——地基土的体积压缩系数(kPa-1);
          H——吹填土层厚度(m);
          ua——电渗产生的最大负孔压(kPa);
          u0——阳极和阴极之间的电势差(V);
          kh——地基土的水力渗透系数(m/s);
          ke——地基土的电渗系数[m²/(s·V)];
          γw——水的容重(kN/m³);
          U——地基土的固结度,按本规范式12.2.8计算。

12.3 施 工


12.3.1 当电渗以铁、铜、铝等金属材料作电极时,其表面应无锈蚀;当选用导电塑料作为电极时,其导电性能应符合设计要求,并应在现场妥加保护,防止阳光照射、破损或污染破坏。

12.3.2 电极插设时,平面间距允许偏差应为±100mm,垂直度允许偏差应为±1.5%,深度不得小于设计要求。

12.3.3 当场地松软时,铁、铜、铝等金属电极可采用人工方法插入;对导电塑料电极,可采用插板机插入,并应保证电极插入地基不扭曲、不折断。

12.3.4 电渗排水法所使用的电源应具有恒流恒压输出、间歇通电和极性转换等功能。

12.3.5 当电渗排水法与堆载预压、真空预压、强夯等方法联合使用时,相关方法的施工可按本规范相应章节的规定执行。

12.3.6 开始正式通电前,人员必须全部撤出电渗处理场地。在通电期间,必须穿隔水绝缘胶鞋方可进入场地;当电源电压高于60V时,任何人员进入场地时必须穿高绝缘等级的防水劳动保护胶鞋。

12.4 质量检验


12.4.1 金属电极布设前,应进行外观检查,其表面不得锈蚀;对于导电塑料电极,应检测其导电性能;当导电塑料电极兼做排水通道时,尚应检测其渗透性。

12.4.2 电渗施工过程中应对地表沉降或分层沉降、电渗排水情况、总电流值、电压值进行监测。工程需要时也宜对处理区外侧的边桩位移、周边建筑物的位移和沉降进行监测。

12.4.3 监测仪器的数量及布设应符合设计要求。监测仪器应在电极布设之后布置。

12.4.4 各监测项目的监测频率宜符合下列规定:
    1 地表沉降在电渗处理初期应每天监测1次,中后期应每3d~4d监测1次;
    2 其余监测项目在电渗处理初期应每1d~2d监测1次,中后期应每3d~5d监测1次;
    3 电渗处理区周围有建筑物和地下管线时,或采用电渗与其他方法联合处理地基时,宜对侧向位移加密观测;
    4 出现异常情况时应加密观测。

12.4.5 地基电渗处理前、后应进行现场原位强度检测并在现场取土进行室内试验,检验电渗处理的效果。对重要或大型工程尚应进行加固后的地基承载力检测。竣工验收检验点的数量应根据场地复杂程度和重要性确定。对简单场地,当场地处理面积大于1000m²时,每300m²不应少于一处。对复杂场地应增加检验点数,检验深度不应小于设计处理深度。

12.4.6 电渗处理前的地基土检测应在布设电极前进行,加固后的检测应在电渗结束3d~5d后进行。

附录A 预压地基固结度、沉降量及稳定验算计算方法


A.0.1 瞬时加荷条件下,地基的平均总应力固结度、竖向平均应力固结度和径向平均应力固结度可按下列公式计算:


    式中:Urz——地基的平均总应力固结度;
          Uz——地基的竖向平均应力固结度;
          Ur——地基的径向平均应力固结度;
          γab——排水面应力与不透水面应力之比,双面排水时γab=1;
          Tv——时间因子;
          Ch——地基径向(水平)固结系数(cm²/s);
          t——固结时间(s);
          F(n)——井径比因子;
          de——塑料排水板径向排水范围的等效直径(cm);
          Cv——地基竖向固结系数(cm²/s);
          H——排水面至不透水面的垂直距离(cm),对双面排水为土层厚度之半,对单面排水为土层厚度;
          n——井径比;
          dw——塑料排水板的等效换算直径(cm);
          α1——换算系数,正三角形布置时取1.05,正方形布置时取1.13;
          d——相邻塑料排水板中心间距(cm);
          α2——换算系数,无试验资料时可取0.75~1.00;
          b——塑料排水板的宽度(cm);
          δ——塑料排水板的厚度(cm)。

A.0.2 分级加荷条件下,地基在某时刻的平均总应力固结度(图A.0.2)可按下式计算:


    式中:Urz——地基在t时刻的平均总应力固结度;
          m——加荷级数;
          A.0.2.2.jpg ——瞬时加荷条件下,对应于第i级荷载t时刻的平均总应力固结度;
          t——计算应力固结度的时间(s);
          T0i——第i级荷载加荷的起始时间(s);
          Tfi——第i级荷载加荷的终了时间(s),当计算加荷期间的应力固结度时,Tfi应改为t;
          Pi——第i级预压荷载(kPa),当计算加荷期间的应力固结度时,式中Pi应为△Pi,△Pi为对应于第i级荷载加荷期间t时刻的荷载增量。


图A.0.2 分级加荷固结过程示意图
A.0.3 当地基土灵敏度较高、塑料排水板间距较小或塑料排水板打设深度较大时,应计算井阻与涂抹效应对地基应力固结度的影响,可按下列公式计算:


    式中:Ur——地基的径向平均应力固结度;
          βr——轴对称径向排水固结参数;
          t——固结时间(s);
          J——涂抹因子,当不大于0.4时,固结度可按无涂抹影响计算;
          G——井阻因子;
          de——塑料排水板径向排水范围的等效直径(cm);
          kh——地基水平渗透系数(cm/s);
          ks——涂抹层水平渗透系数(cm/s),宜用扰动土按常规试验方法测定,无试验资料时,渗透系数比kh/ks可取1.5~8.0,对Ip≥30的均质高塑限黏土取1.5~3.0,对非均质粉质黏土取3.0~5.0,对非均质并具有粉土或细砂微层理结构的可塑性黏土取5.0~8.0;
          λ——涂抹比,可取1.5~4.0,施工对地基土扰动小时取低值,扰动较大时取高值;
          qh——单位水力梯度下,单位时间地基中渗入塑料排水板的水量(cm³/s);
          qw——塑料排水板竖向通水量(cm³/s);
          Fs——安全系数,L≤10m时取4,10m<L≤20m时取5,L>20m时取6;
          L——塑料排水板打设深度(cm);
          dw——塑料排水板的等效换算直径(cm)。

A.0.4 计算地基某时刻的沉降宜采用应变固结度。土层某时刻的应力固结度与应变固结度可按下列公式转换:


    式中:U′rz——瞬时加荷条件下t时刻土层平均应变固结度;
          Urz——瞬时加荷条件下t时刻土层平均应力固结度;
          p0、e0——天然地基土层中点处的初始有效应力(kPa)及对应的孔隙比,对于分级加荷本级加载情况,p0、e0分别为本级加荷之前土层中点处的竖向有效应力(kPa)和其对应的孔隙比;
          pt、et——固结过程中t时刻地基土层中点处的有效应力(kPa)及对应的孔隙比;
          pf、ef——完全固结时,地基土层中点处的有效应力(kPa)及对应的孔隙比,对于j级加荷情况, A.0.4.2.jpg
           km——Rm=σz/σs,σz为由上覆荷载产生的地基土层中点处的竖向附加应力(kPa),σs为天然地基土层中点处的自重压力(kPa);对于j级加荷情况,σs为加荷前土层中点处的竖向有效应力(kPa)。

A.0.5 对于正常固结的地基,预压荷载下地基的沉降量计算应符合下列规定:
    1 预压荷载下地基的最终竖向沉降量可按下式计算:


    式中:Sd∞——地基的最终沉降量设计值(mm);
          ms——经验系数,无地区经验可取1.0~1.3,荷载较大、地基较软时取高值;
          e0i——第i土层在平均自重压力设计值作用下压缩稳定时的孔隙比设计值,可取均值;
          e1i——第i土层在平均最终压力设计值作用下压缩稳定时的孔隙比设计值,可取均值;
          hi——第i土层厚度(mm),当土层厚度较大时宜划分若干小层;
          n——计算压缩土层的分层数量。
    2 沉降量计算时,受压层的计算深度可取附加应力与自重应力的比值为0.1时的深度。

A.0.6 预压加荷期间的整体稳定验算应符合下列规定。
    1 整体稳定验算宜采用圆弧滑动法(图A.0.6),按下列公式计算:


    式中:γ0——重要性系数。可根据吹填土地基上后续要建设建筑物或构筑物的安全等级一级、二级、三级分别取1.1、1.0、0.9;
          Msd——作用于危险滑动面上滑动力矩的设计值(kN·m/m);
          γR——抗力分项系数;
          MRK——危险滑动面上抗滑力矩的标准值(kN·m/m);
          γs——综合分项系数,可取1.0;
          xR、zR——圆心的水平、垂直坐标值(m);
          xi、hi——第i土条滑动面上中点的水平、垂直坐标值(m);
          Wki——第i土条重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算;当有渗流时,滑动力矩设计值Msd中计算低水位以上零压线以下部分的重力标准值用饱和重度计算;
          qki——第i土条顶面的可变作用标准值(kN/m²),宜按现行行业标准《港口工程荷载规范》JTJ 215确定;
          bi——第i土条宽度(m);
          uki——第i土条滑动面上超静孔隙水压力标准值(kPa),可取均值;
          φki cki——分别为第i土条滑动面上的固结快剪内摩擦角(°)和黏聚力(kPa)标准值,可取均值;
          h′i——第i土条滑动面上中点的一阶导数值。


图A.0.6 稳定验算示意图
    2 当采用十字板剪切强度或三轴不固结不排水剪强度等总强度时,式A.0.6-2和式A.0.6-3中相应土体强度指标应采用十字板剪强度或其他总强度标准值,超静孔隙水压力标准值取零。
    3 最小抗力分项系数宜采用表A.0.6中的低值。

表A.0.6 抗力分项系数
表A.0.6 抗力分项系数.jpg


    4 下一级堆载高度计算宜考虑地基土在已经施加荷载下的强度增长。对于正常压密的黏性土,地基土强度增量的标准值可按下式计算:


    式中:△Suk——地基土强度增量的标准值(kPa);
          Urz——地基的平均总应力固结度;
          σzk——地基竖向附加应力标准值(kPa);
          φcq——固结快剪内摩擦角标准值(°),可取均值。

附录B 预压地基最终沉降量及固结度推算


B.0.1 地基的最终沉降量可根据实测沉降资料按下列公式推算:


    式中:St——满载时间t的实测沉降量(mm);
          S0——满载开始时的实测沉降量(mm);
          t——满载预压时间(s),从满载时刻算起;
          S——最终沉降量(mm);
          α、β——计算参数,根据实测资料确定(图B.0.1)。


图B.0.1 α、β值确定示意图
B.0.2 地基的应变固结度可根据实测沉降资料按下式推算:


    式中:U′rz——t时刻地基应变固结度;
          St——t时刻的实测沉降量(mm);
          S——最终沉降量(mm)。

B.0.3 地基的应力固结度可根据实测孔隙水压力资料按下式推算:


    式中:Urz——地基应力固结度;
          △u——预压过程中孔隙水压力消散值(kPa);
          P——预压荷载(kPa);
          u0——预压前超静孔隙水压力(kPa)。

本规范用词说明


1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
    1)表示很严格,非这样做不可的:
      正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
    2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
      正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
    3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
      正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
    4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。

2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。

引用标准名录


    《建筑地基基础设计规范》GB 50007
    《岩土工程勘察规范》GB 50021
    《土工试验方法标准》GB/T 50123
    《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202
    《建筑地基处理技术规范》JGJ 79
    《疏浚与吹填工程设计规范》JTS 181-5
    《疏浚与吹填工程施工规范》JTS 207
    《土壤固化剂》CJ/T 3073
    《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》JTJ 218
    《水运工程测量规范》JTS 131
    《港口工程荷载规范》JTJ 215

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