《混凝土水池软弱地基处理设计规范 CECS 86:2015》

《混凝土水池软弱地基处理设计规范 CECS 86:2015》
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中国工程建设协会标准

混凝土水池软弱地基处理设计规范

Design code of soft ground treatment for concrete water tank
CECS 86:2015

主编单位:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司
批准单位:中国工程建设标准化协会
施行日期:2015年6月1日

中国工程建设标准化协会公告
第193号

关于发布《混凝土水池软弱地基处理设计规范》的公告

    根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2008工程建设协会标准制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标协字[2008]98号)的要求,由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司等单位全面修订的《混凝土水池软弱地基处理设计规范》,经本协会贮藏构筑物专业委员会组织审查,现批准发布,编号为CECS 86:2015,自2015年6月1日起施行。原《混凝土水池软弱地基处理设计规范》CECS 86:96,同时废止。

中国工程建设标准化协会
二〇一五年三月十日

前 言

    根据中国工程建设标准化协会《关于印发<2008工程建设协会标准制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标协字[2008]98号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结近年来国内外混凝土水池软弱地基处理的工程实践经验,与国内相关标准协调,并在广泛征求意见的基础上,修订了《混凝土水池软弱地基设计规范》CECS 86:96。
    本规范共分8章和2个附录,主要技术内容包括:总则、术语和符号、基本规定、复合地基、预压地基和夯实地基、置换垫层和动力置换、沉降控制复合桩基、减少地基变形及其影响的措施等。
    本规范修订的主要内容:
    1.增加了主要术语;
    2.调整水池地基的最大沉降量;
    3.增加了软土地基减沉疏桩地基;
    4.技术要求与现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79协调和统一。
    本规范由中国工程建设标准化协会贮藏构筑物专业委员会(CECS/TC10)归口管理;由上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司负责解释。在使用中如有修改意见和建议,请将意见和资料径寄解释单位(地址:上海市中山北二路901号,邮编:200092,电子邮件:bzgf@smedi.com)。
    主编单位:上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司
    参编单位:上海理工大学
              信阳市水利勘测设计院
    主要起草人:王恒栋(以下按姓氏笔画为序) 卫丹 王广平 王林 杨行运 杨剑 杨涛 沈晔 陈顺 周质炎 徐辉 葛春辉 彭夏军
    主要审查人:沈世杰 郭天木 苏发怀 范民权 王乃震 舒亚俐 姜春辉 徐震

1 总 则


1.0.1 为统一给水排水工程中混凝土水池软弱地基加固处理的标准、设计计算基本原则和有关的技术措施,使设计经济合理,并保证水池的结构安全和正常使用,制定本规范。

1.0.2 本规范适用于混凝土水池下软弱地基的处理设计。

1.0.3 对按本规范进行地基处理的水池,在施工过程中和使用期间,应进行必要的地基沉降观测。

1.0.4 混凝土水池软弱地基处理设计除应符合本规范外,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 地基处理 ground treatment,ground improvement
    为提高地基承载力,或改善其变形性能或渗透性能而采取的技术措施。

2.1.2 复合地基 composite ground,composite foundation
    部分土体被增强或被置换,而形成由地基土和竖向增强体共同承担荷载的人工地基。

2.1.3 地基变形允许值 allowable subsoil deformation
    为保证构筑物正常使用而确定的地基变形控制值。

2.1.4 地基承载力特征值 characteristic value of subsoil bearing capacity
    由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。

2.1.5 换填垫层 replacement layer of compacted fill
    挖除水池底面下一定范围内的软弱土层或不均匀土层,回填其他性能稳定、无侵蚀性、强度较高的材料,并夯压密实形成的垫层。

2.1.6 预压地基 preloaded ground,preloaded foundation
    在地基上进行堆载预压或真空预压,或联合使用堆载和真空预压,形成固结压密后的地基。

2.1.7 真空预压 vacuum preloading
    通过对覆盖于竖井地基表面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 夯实地基 rammed ground,rammed earth
    反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土密实处理或置换形成密实墩体的地基。

2.1.9 强夯置换法 dynamic replacement
    将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑,并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬颗粒,使其形成密实的墩体的地基处理方法。

2.1.10 振冲法 vibroflotation,vibro-replacement
    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,或在软弱土层中成孔,然后回填砂石等粗粒料形成桩体,并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。

2.1.11 砂石桩法 sand-gravel pile
    采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后,再将砂石、砂或砂石挤压入已成的孔中,形成砂石所构成的密实桩体,并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。

2.1.12 水泥土搅拌法 cement deep mixing
    以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。

2.1.13 动力置换 dynamic replacement
    指用夯击的方法将硬质稳定的碎石料按一定的布点方式分遍夯入软弱土层,置换软弱土,形成支承在硬土层上的石料柱,从而将水池荷载直接传递至硬土层的处理方法。

2.1.14 深层搅拌法 deep mixing
    使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法,简称湿法。

2.1.15 沉降控制复合桩基 settlement-controlled composite pile foundation
    由桩和承台下地基土共同承担外荷载,并按沉降控制要求确定桩数的大桩距、低承台摩擦桩,是一种介于浅基础与摩擦桩基础之间的地基基础形式。

2.2 符 号


2.2.1 作用及作用效应:
    E——强夯或强夯置换夯击能;
    pc——基础底面处土的自重压力值;
    pcz——垫层底面处土的自重压力值;
    pk——相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值;
    pz——相应于作用的标准组合时,垫层底面处的附加压力值;
    Es——桩间土压缩模量。

2.2.2 抗力和材料性能:
    Dr——砂土的相对密实度;
    Dr1——地基挤密后要求砂土达到的相对密实度;
    ds——土粒相对密度(比重);
    e——空隙比;
    e0——地基处理前的空隙比;
    e1——地基挤密后要求达到的空隙比;
    emax、emin——砂土的最大、最小空隙比;
    Esp——复合地基压缩模量;
    fak——天然地基承载力特征值;
    faz——垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值;
    fcu——水泥土试块的抗压强度标准值;
    fsk——处理后桩间土承载力特征值;
    fspa——经深度修正后的复合地基承载力特征值;
    fspk——复合地基承载力特征值;
    qp——桩端端阻力特征值;
    qs——桩周土的侧阻力特征值;
    Ra——单桩竖向承载力特征值;
    qs——桩周土的摩擦力标准值;
    αp——桩端端阻力发挥系数;
    β——桩间土的承载力发挥系数;
    β′——有效夯击系数;
    θ——压力扩散角;
    λ——单桩承载力发挥系数。

2.2.3 几何参数:
    A——水池底面积;
    Ae——一根桩承担的处理面积;
    Ap——桩的截面面积;
    b——基础底面宽度、塑料排水带宽度;
    d——桩的直径;
    de——桩体等效影响直径;
    dp——塑料排水带当量换算直径;
    n——水池埋置深度;
    l——基础底面长度、桩长、间距;
    t——塑料排水带的厚度;
    H——有效落距;
    m——面积置换率;
    n——桩土应力比、井径比、夯击数、桩数、土层数、荷载分级数等;
    u——周边长度、空隙水压力;
    up——桩的周长;
    z——基础底面下的垫层厚度;
    θ——压力扩散角;
    s——桩间距、沉降量。

3 基本规定


3.0.1 本规范所指的软弱地基包括:
    1 受力层主要由淤泥、淤泥质土、软塑的饱和黏性土、松软的冲填土、人工填土等高压缩性土所构成的地基;
    2 新近沉积欠密实的和在地震条件下可液化的粉土和砂土地基。

3.0.2 混凝土水池的地基处理方案,应根据场地工程地质条件,综合考虑水池的使用要求、荷载情况及结构特点、施工条件等进行选择。在确保水池结构安全与正常使用的前提下,应利用当地材料、减少处理费用、缩短工期和减少施工对环境的影响。

3.0.3 在选择地基处理方案前,应具备下列资料:
    1 场地岩土工程勘察资料、水池结构设计资料等;
    2 了解场地的环境情况,调查邻近建筑、地下工程和有关管线情况;
    3 根据工程设计要求,确定地基处理范围和处理后要求达到的技术指标;
    4 结合工程设计要求,了解相似场地上同类工程地基处理经验、施工条件和使用效果。

3.0.4 在设计软弱地基上的混凝土水池时,应进行地基承载力的计算;在下列情况下,除有成熟经验或可靠依据外,尚应进行水池地基的变形计算:
    1 工艺流程或其他使用要求对水池地基的沉降变形有一定限制时;
    2 水池结构对地基的不均匀沉降的影响敏感时;
    3 水池地基中软弱土层的厚度较大或厚薄不均时;
    4 水池承受的荷载不均匀或水池附近有堆载或其他设施,致使水池地基承受不均匀荷载并可能产生较大的不均匀沉降时。

3.0.5 地基变形计算的内容,应根据荷载、结构及地基土层的特点,结合工艺流程及其他有关的使用要求确定。一般情况下,对单个水池应控制其最大沉降与倾斜;对在工艺流程中互相关联的水池群,尚应控制各池体间的沉降差。

3.0.6 水池地基的变形允许值,除应考虑结构对地基变形的适应能力,参照同类结构的实测资料确定外,尚应满足工艺流程及水池的预留余高和出入流堰口的水平度要求、机构设备的正常运转要求、出入水池的管道结构和接口构造允许的变形等使用要求。

3.0.7 当缺乏实测资料时,水池地基的最大沉降值不宜大于200mm,对于地基土层分布和受荷较均匀、在平面的两个主方面上均有良好刚度的整体式水池,其地基最大沉降允许值可适当增加,但不宜大于250mm。水池地基的倾斜允许值及工艺流程中互相相关的水池地基间的沉降差允许值,应根据工艺流程及其他有关的使用要求决定。当水池池体设有变形缝时,尚应控制水池地基的变形不影响变形缝的正常工作。

3.0.8 在进行地基变形计算时,应考虑相邻构筑物或其他相邻荷载的影响。

3.0.9 在水池埋深范围内有地下水时,地基承载力及地基变形的计算应考虑地下水浮力的作用;计算承载力时,地下水位应取最低水位;计算地基变形时,地下水位应取年平均水位。

3.0.10 当水池地基的承载力、变形或稳定不能满足要求时,应对水池地基进行加固处理或采取其他适当的措施。

3.0.11 当水池地基近侧为边坡时,应进行边坡稳定的验算。

3.0.12 地基处理后,应满足水池对承载力和变形的要求。

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4 复合地基


4.1 一般规定


4.1.1 当水池下地基土的承载力或变形不能满足设计要求时,可在地基土中加入竖向增强体构成复合地基,可用碎(砂)石桩和水泥土深层搅拌桩等作竖向增强体。设计中应考虑地基土和增强体的共同作用。

4.1.2 复合地基承载力特征值应通过现场复合地基静载荷试验或采用增强体静荷载试验结果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。初步设计时:
    1 对散体材料增强体复合地基,其承载力特征值应下按式计算:

    式中:fspk——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),可按地区经验确定;
          m——面积置换率;
          d——桩身平均直径(m);
          de——一根桩分担的处理地基面积的等效直径(m)。对等边三角形布桩de取1.05s;对正方形布桩de取1.13s;矩形布桩dc取1.13 0.1.jpg 。s、s1、s2分别为桩间距、纵向桩间距和横向桩间距;
          n——复合地基桩土应力比,可按地区经验确定。

    2 对有粘结强度增强体复合地基,其承载力特征值应按下式计算:

    式中:λ——单桩承载力发挥系数,可按地区经验取值;
          Ra——单桩竖向承载力特征值(kN);
          Ap——桩的截面面积(㎡);
          β——桩间土承载力发挥系数,可按地区经验取值。

    3 增强体单桩竖向承载力特征值可按下式进行计算:

    式中:up——桩的周长(m);
          n——桩长范围内所划分的土层数;
          qsi——桩周第i层土的侧阻力特征值(kPa)。对淤泥可取(4~7)kPa;对淤泥质土可取(6~12)kPa;对软塑状态的黏性土可取(10~15)kPa;对可塑状态的黏性土可以取(12~18)kPa;对稍密砂类土可取(15~20)kPa;对中密砂类土可取(20~25)kPa;
          l——桩长范围内第i层土的厚度(m);
          qp——桩端端阻力特征值(kPa),可按地区经验确定;对于水泥搅拌桩、旋喷桩应取未经修正的桩端地基土承载力特征值;
          αp——桩端端阻力发挥系数,应按地区经验确定。

4.1.3 有粘结强度复合地基增强体桩身强度应满足公式(4.1.3-1)的要求。当复合地基承载力进行基础埋深的深度修正时,增强体桩身强度应满足公式(4.1.3-2)的要求。

    式中:fcu——桩体试块(边长150mm立方体)标准养护28d的立方体抗压强度平均值(kPa);
          γm——水池埋深范围内土的加权平均重度(kN/m³),地下水位以下取有效重度;
          h——水池埋置深度(m);
          fspa——深度修正后的复合地基承载力特征值(kPa)。

4.1.4 水池地基采用复合地基加固处理后,复合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,地基变形计算深度应大于复合土层的深度。复合土层的分层与天然地基相同,各复合土层的压缩模量等于该层天然地基压缩模量的ξ倍,ξ值可按下式计算:

    式中:fak——水池底板下天然地基承载力特征值(kPa)。

4.1.5 复合地基的沉降计算经验系数ψs可根据地区沉降观测资料统计确定;当无经验取值时,ψs可采用表4.1.5的数值。

表4.1.5 沉降计算经验系数ψs
表4.1.5.jpg

    式中:Ai——加固土层第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
          Aj——加固土层第j层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
          Espi——加固土层第i层土压缩模量;
          Espj——加固土层第J层土压缩模量。

4.1.6 当复合地基下存在软弱下卧层时,应按国家现行有关标准的规定验算下卧层的强度。

4.1.7 对散体材料复合地基增强体应进行密实度检验;对有粘结强度复合地基增强体应进行强度及桩身完整性检验。

4.1.8 复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验,对有黏结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验。

4.1.9 处理后的复合地基承载力静载荷试验应符合本规范附录A的规定。复合地基承载力应按本规范附录B的方法确定。复合地基增强体的单桩承载力,应按现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的规定确定。

4.2 振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基


4.2.1 振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基适用于挤密处理松散砂土、粉土、粉质黏土、素填土、杂填土等地基,以及用于处理可液化地基。碎石桩施工可采取振冲法或沉管法,砂桩施工时可采取沉管法。

4.2.2 对大型水池或场地地层复杂的水池,以及对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和黏性土和饱和黄土地基,应通过试验确定其适用性。

4.2.3 振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基设计内容应包括桩位布置、桩距、处理范围、灌碎(砂)石量及处理地基的承载力、变形、稳定验算。

4.2.4 振冲桩桩体材料可用碎石、卵石、角砾、圆砾、粗砂、中砂或石屑等硬质材料,含泥量不应大于5%。对30kW振冲器填料粒径宜为(20~80)mm;对55kW振冲器填料粒径宜为(30~100)mm;对75kW振冲器填料粒径宜为(40~150)mm。沉管桩桩体材料可用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑等硬质材料,含泥量不得大于5%,最大粒径不宜大于50mm。

4.2.5 桩位宜按等边三角形或正方形网格布置,也可根据水池的基底形状、地基处理的要求按等腰三角形或矩形网格布置。

4.2.6 地基处理的范围应大于水池的基地范围,水池底板外缘应设(1~3)排桩;当要求消除地基液化时,在基础外缘扩大宽度不应小于基地下可液化土层厚度的1/2,且不应小于5m。

4.2.7 振冲孔与已有构筑物的距离宜大于3m。

4.2.8 桩径可根据地基土质情况、成桩方式和成桩设备等因素确定,桩的平均值直径可按每根桩所用填料量计算。振冲碎石桩桩径宜为800mm~1200mm;沉管砂土桩桩径宜为300mm~800mm。

4.2.9 桩间距应通过现场试验确定,并应符合下列规定:
    1 振冲碎石桩的桩间距应根据水池荷载和场地土层情况,并结合所采取的振冲器功率大小综合考虑。30kW振冲器布桩间距可采用1.3m~2.0m;55kW振冲器布桩间距可采用1.4m~2.5m;75kW振冲器布桩间距可采用1.5m~3.0m;不加填料振冲挤密孔距可为2.0m~3.0m。
    2 沉管砂石桩的桩间距,不宜大于桩径的4.5倍。初步设计时,对松散粉土和砂石地基,应根据挤密后要求达到的空隙比确定。可按下列公式估算:

    式中:s——桩间距(m);
          ξ——修正系数,可取1.1~1.2。当考虑振动下沉密实度作用时,可取1.1~1.2;不考虑振动下沉密实度作用时,可取1.0;
          d——桩身平均直径(m);
          e0——地基处理前的空隙比,可按原状土试验确定,也可根据动力或静力触探等对比试验确定;
          e1——地基挤密后要求达到的空隙比:
          emax、emin——分别为砂土的最大、最小空隙比,可按现行国家标准《土工试验方法标准》GB/T 50123的有关规定确定;
          Dr1——地基挤密后要求砂土达到的相对密实度,可取0.75~0.85。

4.2.10 桩长可根据工程要求和工程地质条件通过计算确定:
    1 当软弱土层厚度不大时,桩体应贯穿软弱土层,进入相对硬土层;
    2 当软弱土层较厚时,桩长应根据水池地基的变形允许值确定;
    3 对可液化的地基,桩长按要求的抗震处理深度确定;
    4 桩体在水池垫层以下的长度不宜小于4m。

4.2.11 复合地基的承载力初步设计可按本规范公式(4.1.2-1)~(4.1.2-4)估算,处理后桩间土承载力特征值,可按地区经验确定,如无经验时,对于一般黏性土地基,可取天然地基承载力特征值,松散的砂土、粉土可取原天然地基承载力特征值的(1.2~1.5)倍;复合地基桩土应力比n,宜采用实测值确定,如无实测资料时,对于黏性土可取2.0~4.0,对于砂土、粉土可取1.5~3.0。

4.2.12 制桩完成后,应将桩顶松散层挖除或碾压密实,并应在其上铺设一层300mm~500mm的碎石垫层。

4.2.13 振冲碎石桩可用单桩静载荷试验检验施工质量。对大型水池或当地基地质条件复杂时,宜用多桩复合地基静载荷试验检验。

4.3 水泥土深层搅拌桩复合地基


4.3.1 水泥土深层搅拌桩复合地基适用于处理淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土,硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土以及地下水渗流影响成桩质量的土层。寒冷地区冬季施工时,应考虑负温对处理效果的影响。

4.3.2 水泥土深层搅拌法复合地基用于处理泥炭土、有机质含量较高或pH值小于4的酸性土、塑性指数大于25的黏土,或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区采用水泥土搅拌法时,必须通过现场和室内试验确定其适用性。

4.3.3 对拟采用水泥土深层搅拌复合地基加固地基的工程,工程地质勘查除进行常规的土工试验外,尚应查明土中有机质含量及地下水的侵蚀性。

4.3.4 设计前应进行拟处理土的室内水泥土配比试验,针对现场拟处理土的主要性质,选择合适的固化剂、外掺剂及其掺量,为设计提供各种龄期、各种配比的强度参数。

4.3.5 单、双轴水泥土搅拌桩水泥掺量可取13%~15%,三轴水泥土搅拌桩水泥掺量可取20%~22%。水泥宜选用强度等级为42.5级及以上的普通硅酸盐水泥。

4.3.6 水泥土深层搅拌桩的平面布置形式宜根据水池荷载、结构形式和地基土性能确定,可为柱状、壁状或格栅状。
    柱状水泥土桩体可按正方形、矩形或等边三角形网格布置,适用于一般荷载情况下水池的地基加固。
    壁状或格栅状水泥土桩体由柱状水泥土桩体搭接形成,相互搭接长度不宜小于100mm,适用于荷载较大或沉降需要严格控制的水池的地基处理。
    水泥土深层搅拌桩可仅在水池基础的范围内布置。

4.3.7 水泥土深层搅拌桩的设计宜确定置换率、桩长和建议水泥掺入量。搅拌桩的长度应根据水池对承载力和变形的要求确定,并宜穿透软弱土层到达承载力相对较高的土层。
    单、双轴搅拌桩的加固深度不宜大于20m,三轴搅拌桩加固深度不宜大于35m。水泥土搅拌桩的桩径不应小于500mm。

4.3.8 水泥土深层搅拌桩复合地基的承载力特征值,应通过现场单桩或多桩复合地基静荷载试验确定。初步设计时可按本规范公式(4.1.2-3)估算,处理后桩间土承载力特征值fsk(kPa)可取天然地基承载力特征值;桩间土承载力发挥系数β,对于淤泥、淤泥质土和流塑状软土等处理土层,可取0.1~0.4,对其他土层可取0.4~0.8;单桩承载力发挥系数λ可取1.0。

4.3.9 单桩承载力特征值,应通过现场静荷载试验确定。初步设计时可按本规范公式(4.1.2-4)估算,桩端端阻力发挥系数可取0.4~0.6;桩端端阻力特征值,可取桩端土未修正的地基承载力特征值,并满足下式的要求,应使由桩身材料强度确定的单桩承载力不小于由桩周土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。

    式中:fcu——与搅拌桩桩身水泥土配比相同的室内加固土试块,边长为70.7mm的立方体在标准养护条件下90d龄期的立方体抗压强度平均值(kPa);
          η——桩身强度折减系数,可取0.25。

4.3.10 水池底板底面标高以上宜留500mm的土层。搅拌桩施工至该土层的顶部,该段桩体待基坑开挖时应挖除;必要时可在桩顶部1.5m左右范围内增加一次输浆搅拌。

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5 预压地基和夯实地基


5.1 一般规定


5.1.1 当水池下的地基土不能满足承载力或变形的要求时,可通过静力或动力的作用,提高地基土的固结度或密实度,以提高地基的承载力和减少地基的变形,满足设计的要求。

5.1.2 水池地基可采用加载预压、真空预压、强夯等处理,以达到要求的固结度或密实度。

5.2 预压地基


5.2.1 预压地基适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基。对塑性指数大于25且含水量大于85%的淤泥,应通过现场试验确定其适用性。加固土层上覆盖有厚度大于5m以上的回填土或承载力较高的黏性土层时,不宜采用真空预压加固。

5.2.2 预压地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直方向的分布、层理变化,查明透水层的位置、地下水文条件等。土工试验除应提供常规数据外,尚应提供地基土层在垂直方向和水平方向的固结系数、固结压力与孔隙比关系曲线、不排水抗剪强度指标和固结不排水抗剪强度指标等。

5.2.3 对大型水池或场地地质条件复杂的工程,应在现场选择适当的试验区进行预压试验,验证设计所采用的计算参数,必要时应对设计作调整。

5.2.4 预压荷载的大小可根据水池的设计要求、施工期限等因素综合比较确定,可等于设计荷载;当需要严格限制水池的沉降量或缩短预压时间时,可考虑采用超载预压。超载量可根据预定时间内需完成的沉降量确定,可取设计荷载的(1.2~1.4)倍。

5.2.5 在预压范围内可设置垂直排水设施及水平排水设施;当软弱土层小于5m或土层中含有较多粉、细砂夹层可用以排水,且预计固结速率能满足工期要求时,可不设垂直排水设施。

5.2.6 垂直排水设施可为普通砂井、袋装砂井或塑料排水带;水平排水设施可为铺设于地表的砂垫层,当砂料缺乏时也可为纵横向的砂沟。垂直排水设施与水平排水设施应相互连通。此外,尚应设置与水平排水设施相通的盲沟等设施,将预压时由地基中排出的水引出预压区。

5.2.7 普通砂井直径宜取300mm~500mm,袋装砂井直径宜取70mm~100mm。塑料排水带的当量换算直径可按下式计算:

    式中:dp——塑料排水带的当量换算直径(mm);
          b——塑料排水带的宽度(mm);
          t——塑料排水带的厚度(mm)。

5.2.8 普通砂井、袋装砂井或塑料排水带等垂直排水设施在平面上可按等边三角形或正方形网格布置。根据排水面积相等的原则,一根砂井或排水带的有效排水直径de与砂井或排水带间距l的关系为:

    式中:de——竖井的有效排水直径(mm);
          l——竖井的间距(mm)。

5.2.9 一级或多级等速加载条件下,地基平均固结度计算应符合现行行业标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79的有关规定。

5.2.10 预压荷载下地基最终竖向沉降量的计算可取附加应力与土自重压应力的比值为0.1的深度作为压缩层的计算深度,可按下式计算:

    式中:sf——地基最终沉降量(mm);
          ξ——经验系数,对正常固结或轻度超固结黏性土地基,ξ取1.1~1.4。荷载较大,地基土较软弱时取较大值,反之取较小值;
          e0i——第i层中点处土的自重压力所对应的孔隙比,由室内固结试验的e-p曲线查得;
          eli——第i层中点处土的自重压力和附加压力之和所对应的孔隙比,由室内固结试验的e-p曲线中查得;
          hi——第i层的土层厚度(m)。

5.2.11 预压荷载的加荷范围不得小于水池的基底范围,并宜在每一方向上扩大2m~4m,以保证基底范围内地基加固处理的均匀性。加载边坡不得作为预压荷载。

5.2.12 卸荷宜分级进行。对以提高水池地基承载力或稳定性为目的的加载预压,地基土的强度应经预压增长并满足设计要求后方可卸荷;对以减少水池沉降量为目的的加载预压,应待预压的沉降量达到设计的预期值、剩余沉降量小于水池的地基变形允许值且土层的平均固结度达到80%以上时,方可卸荷。

5.2.13 垂直排水设施的深度应根据水池地基沉降允许值或地基稳定性的要求确定。
    1 当水池下软土层厚度不大时,垂直排水设施宜贯穿软土层;当软土层厚度较大时,对以控制水池地基的沉降量为目的的加固处理,排水设施的深度可根据在一定的时间内应完成的预压沉降量的计算确定。如受施工条件限制,无法达到要求的深度时,可采用超载预压等方法达到设计要求。
    2 对以满足水池地基稳定性要求为目的的加固处理,垂直排水设施的深度应大于最危险的潜在滑动面以下2.0m。

5.2.14 作为水平排水设施的砂垫层或砂沟的厚度宜为300mm~500mm,砂沟的宽度不宜小于普通砂井或袋装砂井直径的2倍且不应小于300mm。袋装砂井或塑料排水带伸入砂垫层或砂沟不应小于200mm。

5.2.15 普通砂井或袋装砂井宜用中、粗砂,含泥量应小于3%;砂垫层或砂沟也宜用中、粗砂,砂料中可掺有少量粒径小于50mm的砾石,含泥量不得大于5%。砂垫层的干密度应大于1.5kg/cm³。

5.2.16 铺设砂垫层前,垫层基面上的淤泥或杂物应加以清除;砂垫层的施工过程应避免对垫层下地基土的扰动。

5.2.17 应保证普通砂井或袋装砂井的灌砂量。灌砂量应按井孔的体积和砂在中密状态下的干密度计算,其实际灌砂量不得小于计算值的95%。袋装砂井中的砂宜用干砂。

5.2.18 塑料排水带应有足够的强度,使断面中的排水通道不因受土压力而减小;其滤膜应有良好的透水性,与黏性土接触后的渗透系数不应小于中砂。塑料排水带需接长时,应采用滤膜内芯板平搭接的方法,搭接长度不宜小于200mm,搭接后滤膜应包覆整齐。

5.2.19 用于加载预压的材料可为土、砂石或金属铸锭等粒状、块状材料。当缺乏加载预压材料或水池下地基特别软弱时,可采用真空预压法。真空预压法可取得相当于80kPa的等效预压荷载,且压力可一次加上。当需要的预压荷载较大时,可采用真空—加载联合预压法。

5.2.20 预压过程中,应每天进行地基沉降及边桩水平位移的观测;对大型水池,尚应进行孔隙水压力的观测,以便根据观测资料控制加荷速率,推算地基在不同时间的固结度及相应的沉降量,分析处理效果及确定卸荷时间;加载面积中部地基的沉降速率不应超过10mm/d~15mm/d;加载范围坡脚1m处边桩的水平位移不应超过4mm/d~6mm/d,且不应连续出现大值的情况;孔隙水压力与荷载值之比不应大于0.6。

5.2.21 预压过程中,应在不同的加荷阶段对土层的不同深度进行十字板剪切试验或静力触探,检验深度不应小于设计处理深度。

5.3 夯实地基


5.3.1 强夯地基适用于砂土及低含水量的粉土、黏土、素填土和有机质含量少的杂填土地基的加固处理。
    对含水量在50%以下的饱和黏性土地基,当在夯点周围设置适当的垂直和水平方向的排水设施时,可进行强夯加固处理。

5.3.2 采用强夯处理水池地基时,主要的设计参数应根据场地地质条件,在选择有代表性的地段进行试夯后,根据试夯的结果优化确定。

5.3.3 强夯的有效加固深度h可按下式进行估算,并可按表5.3.3预估:

    式中:h——有效加固深度(m);
          W——锤重(t);
          H——有效落距(起吊后锤底至夯面的高度)(m);
          α——修正系数,可取0.4~0.6。

表5.3.3 强夯的有效加固深度(m)
表5.3.3.jpg

    注:有效加固深度从起夯面开始计算。


5.3.4 对地基的夯击能量应根据地基土的性质、水池的荷载及加固处理的目标值等确定。对黏土,平均夯击能量可取1500kN·m/㎡~6000kN·m/㎡;对砂土,平均夯击能量可取1000kN·m/㎡~5000kN·m/㎡。

5.3.5 每夯点的总夯击数应根据现场夯击试验所得的有效击实系数曲线确定。有效击实系数最大值所对应的夯击数为最优夯击数。有效击实系数可按下式确定:

式中:β——有效夯击系数;

         V——夯坑体积(m³);
        Vs——夯坑周围土体的隆起体积(m³)。

    每夯点的夯击数也可按最后两击的累计夯沉量确定,最后两击的平均夯沉量不宜大于下列数值:当单击夯击能小于3000kN·m时为50mm;当单击夯击能大于或等于3000kN·m,小于6000kN·m时为100mm;当单击夯击能大于或等于6000kN·m,小于10000kN·m时为200mm;当单击夯击能大于或等于10000kN·m,小于15000kN·m时为250mm;当单击夯击能大于或等于15000kN·m时为300mm。

5.3.6 夯击遍数应根据地基土的性质确定,可为2遍或3遍,最后再以低能量满夯1遍或2遍。当土层含水量高、渗透性低且层厚较大时,夯击遍数可适当增加。
    对水池地基,夯击遍数可按下列公式确定:

    式中:n——夯击遍数;
          ——经n遍夯击后,各遍地表夯沉量之和(mm);
          s——水池地基最终沉降量计算值(mm)。

5.3.7 当水池作用于地基上的荷载较均匀时,夯击点宜均匀布置并按正方形网格插挡分遍夯击。

5.3.8 夯击点的间距应根据地基土质、土层厚度和夯击遍数等综合考虑。当软土层厚度较大时,第一遍夯击的夯点间距可取6m~9m,以后各遍夯击的夯点间距可根据夯击遍数布置。

5.3.9 前后两遍夯击间的间歇时间应根据地基土中孔隙水压力的消散情况确定。当缺乏资料时,对于黏性土,间歇时间根据土层厚度及排水特性可取2周至3周;对粉土,可取1周至2周。当土层含水量大、土层较厚且渗透性低时,间歇时间取大值;土层渗透性较好或土层中设置排水设施时,间歇时间可适当缩短。

5.3.10 强夯处理范围应大于建筑物基础范围,每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~2/3,并不宜小于3m。对可液化地基,扩大范围不应小于可液化土层厚度的1/2,并不应小于5m。

5.3.11 强夯施工宜采用带自动脱钩装置的履带式起重机或其他专用设备,其起重能力及起吊高度应根据选用的锤重及落距确定。起重能力宜为锤重的2倍至3倍,起吊高度宜为10m~20m。当采用履带式起重机时,应有适当的安全措施,防止落锤时臂杆后仰。设备的接地应力应小于地基的承载能力。

5.3.12 强夯所用的夯锤宜为钢制或铸铁制的圆柱形或圆台形锤,并宜设有若干垂直贯通顶、底面的排气圆孔,孔径250m~300mm。锤底面积应根据地基土的性质和要求加固的深度确定;对软黏性土,锤底的静压应力可取30kPa。当要求加固深度大时,宜选用底面积较大的夯锤。

5.3.13 强夯区的场地应平整,耕植土应予挖除。当地下水位离地表的距离大于3m且表层土能承受夯击机械的压力时,可直接进行强夯;当地下水位较高时,宜在地面铺设1m~2m厚的砂石料、建筑垃圾、性能稳定的工业废料或强风化残积土等垫层;也可采取适当的降水措施,保持夯击时地下水位低于地表2m以下。夯击区内场地或夯坑内的积水应及时排除。

5.3.14 强夯加固区周围的地表应设排水沟。当加固区面积较大时,区内应加设排水沟网。排水沟的间距不宜大于15m。在地下水位高和多雨地区,强夯施工宜选择在少雨季节和地下水位低的时候进行。

5.3.15 强夯施工前,夯击区内的地下设施应予搬迁;对夯击区周围15m以内的建筑物和地下设施等应考虑振动的影响,必要时应采取防振措施(如挖隔震沟等)或进行加固;在此范围外的,也应注意震动的影响。

5.3.16 强夯施工的质量检验应在施工完毕并间隔一定的时间后进行。对于粉、细砂和粉土地基,间隔时间可取1周至2周;对于黏性土地基,间隔时间不宜少于4周。当采取垂直向和水平向排水设施时,间隔时间可适当缩短。

5.3.17 强夯效果检验宜包括下列内容:
    1 强夯总夯沉量(等于各遍平均夯沉量之和)。
    2 强夯后地基的原位测试。原位测试可采用静力触探,对黏性土也可进行十字板剪切试验。对粉土和粉、细砂,尚可进行标准贯入试验。试验在深度上宜为每1m进行一次。
    3 强夯后地基土的室内物理力学性质试验。在深度上取样间距宜为每1m取一个。
    4 对大型水池或地质条件复杂场地,宜做大承压板静载荷试验。
    对每一工程,每种原位测试和室内物理力学性能试验的检验点不应少于3处;对于大型的或场地地质条件复杂的水池,其检验点的数目宜适当增加。检验点的深度不得小于要求加固处理的深度。钻探完毕,所有钻孔即应用砂回填密实。

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6 置换垫层和动力置换


6.1 一般规定


6.1.1 当水池底板下全部或局部为厚度不大的软弱土层、其承载力或变形不能满足要求时,可用其他适当的材料将其全部或部分加以置换,以满足用作水池地基的要求。

6.1.2 地基土的置换可采用换土处理或动力置换。

6.2 换土处理


6.2.1 当水池的平面尺寸较小且基础下软弱土层的厚度不大或水池下局部为软弱土层时,可对软弱土层进行换土处理。换填的厚度不宜大于3m。

6.2.2 换土处理所用的材料及施工方法,应根据水池的结构、荷载情况和场地的工程地质、水文地质条件,结合当地可能取得的材料和具有的施工经验等进行综合分析确定。

6.2.3 当水池下的地基需做全面积换土处理时,由换填土形成的垫层厚度应根据下卧土层的承载力和水池对地基的变形要求确定。

6.2.4 当根据下卧土层承载力确定垫层厚度时,应符合下列公式的要求(图6.2.4):

    式中:pcz——垫层底面处土的自重压力值(kPa);
          pz——相应于作用的标准组合时,垫层底面处的附加压力值(kPa);
          faz——垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa);
          pk——相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力值(kPa);
          pc——基础底面处土的自重压力值(kPa);
          b,l——水池的宽度和长度(m);
          z——水池底板下垫层的厚度(m)
          θ——垫层(材料)的压力扩散角(°),宜通过试验确定。无试验资料时,可按表6.2.4选用。


图6.2.4 垫层的典型布置示意图

表6.2.4 常用换填材料的压力扩散角(°)

表6.2.4.jpg     注:1 当z/b<0.25时,按z/b=0.25取值;
        2 当z/b在0.25~0.50之间时,θ可内插求得。

6.2.5 经换填处理的地基,其沉降量等于垫层本身的压缩变形量和下卧土层沉降量之和。垫层本身的压缩变形量可按下式计算:

    式中:sb——垫层的压缩变形量(mm);
          p0,k——水池底面处的平均压力值(kPa);
          Eb——换填材料的压缩模量(MPa)。当换填材料为中、粗砂时,压缩模量可取20MPa~30MPa。

    下卧土层的沉降量应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定进行计算。

6.2.6 垫层底面的最小宽度和长度应满足水池底面应力扩散的要求,可按下列公式确定(图6.2.4)。

    式中:b′、l′——垫层底面的宽度和长度(m)。

    当垫层侧面土质较差(fk<120kPa)时,垫层底部的宽度和长度宜按下列公式计算:


    垫层基坑四周应按当地基坑开挖的要求放坡。

6.2.7 垫层应有足够的承载力,其值应通过现场试验确定。对一般工程,当无试验资料时,可按表6.2.7选用。

表6.2.7 各种垫层的承载力
表6.2.7.jpg

    注:1 压实系数为土的控制干密度与最大干密度的比值。碎石或卵石的最大干密度可取2.2t/m³;
        2 表中压实系数系使用轻型击实试验测定土的最大干密度是给出的压实度控制指标。

6.2.8 垫层材料的选用应符合下列规定:
    1 当垫层材料选用砂石时,宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑,并应级配良好,不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂或石粉时,应掺入不少于总重量30%的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm;
    2 当垫层材料选用粉质黏土时,土料中有机质含量不得超过5%,且不得含有冻土或膨胀土。当含有砂石时,其最大粒径不宜大于50mm;
    3 当垫层材料选用灰土时,灰土应由石灰及土料均匀拌和而成,体积配合比可为2:8或3:7;石灰宜用新鲜的消石灰,并应过筛,粒径不宜大于5mm;土料宜采用黏性土,不得含有垃圾等有机质,使用前宜过筛,粒径不宜大于15mm;
    4 当垫层材料选用粉煤灰时,选用的粉煤灰应满足相关标准对腐蚀性和放射性的要求。粉煤灰垫层上宜覆土0.3m~0.5m。粉煤灰垫层中采用添加剂时,应通过试验确定其性能及适用条件。粉煤灰垫层中的金属构件、管网应采取防腐措施。大量填筑粉煤灰时,应经场地地下水和土壤环境的不良影响评价合格后,方可使用;
    5 当垫层材料选用矿渣时,宜选用分级矿渣、混合矿渣及原状矿渣等高炉重矿渣。矿渣的松散重度不应小于11kN/m³,有机质及含泥总量不得超过5%。垫层设计、施工前应对所选用的矿渣进行试验,确定性能稳定并满足腐蚀性和放射性的要求。对易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑矿渣时,应经场地地下水和土壤环境的不良影响评价合格后,方可使用;
    6 在有充分依据或成功经验时,可采用质地坚硬、性能稳定、透水性强、无腐蚀性和放射性危害的其他工业废渣,但应经过现场试验证明其经济技术效果良好、其施工措施完善后方可使用。

6.2.9 采用垫层地基时,垫层回填的施工及质量要求应根据水池的结构和荷载情况、填料性能、场地地质条件等确定。当水池基础下全部采用垫层作地基时,应符合国家现行标准《建筑地基处理技术规范》JGJ 79、《建筑地基基础设计规范》GB 50007和《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202中的有关规定。垫层回填时每一分层的厚度不宜大于300mm。

6.2.10 基坑开挖时,基坑底部应保留不小于300mm的土,待铺设垫层前最后挖除;当垫层下卧层仍为软弱土层时,垫层底部应有不小于300mm厚的中、粗砂层。该砂层不应计入垫层的厚度内。

6.2.11 当水池基础下局部为被填埋的塘、河等,且所填土质软弱或杂乱不均不宜用作水池地基时,可将杂填物质和底面淤泥挖除,再用与基础下其余部分地基土物理性质相近的土料换填。换填时,应在底部先铺200mm~300mm中、粗砂。土料应分层填,分层夯实,换填土的控制干密度宜稍大于同深度地基土的干密度。当水池基础下其余部分地基为硬土时,可用上述的砂或砂夹砾石直接分层回填。

6.2.12 当基坑近处有低于基坑底面的塘、河或深坑、可能影响垫层的稳定时,垫层施工前应先将其填实;当垫层顶面高出相邻地面时,应采取设置挡墙等措施,防止换填材料的漏失。

6.2.13 垫层底面宜设在同一高程。当垫层设计厚度不同时,垫层底面可挖成台阶或斜面,其坡度不得大于1:2(垂直距:水平距)。施工应按先深后浅的顺序进行。

6.3 动力置换


6.3.1 当水池底板下存在承载力低、压缩性高的流塑状的软黏土层,其深度从地表或水池底板垫层底面起不大于6m而下卧层为硬土层时,可采用动力置换对软黏土层进行处理。

6.3.2 实施动力置换前,应在现场选择适当的地点,进行置换工艺及置换形成的碎石柱的承载力试验,以取得可靠的设计数据和置换工艺参数。
    水池基础下的碎石柱体宜按等边三角形、正方形或矩形网格布置。当按等边三角形布置时,每试验点的碎石柱体数不得少于7个;当按正方形或矩形布置时,每试验点的碎石柱体数不得少于9个,其布置方式如图6.3.2。
    碎石柱体的承载力可通过载荷试验确定。载荷板的面积应与碎石柱体的顶面积相等。


图6.3.2 碎石柱体试验平面布置图
6.3.3 当夯击起始面为流塑状的黏性土时,夯击前,宜先在其上根据土质条件铺1m~2m厚的砂或残积、坡积土,以便于施工和避免夯击时软黏土被挤出地面。

6.3.4 动力置换所用的设备与强夯法所用的相同,其中夯锤直径宜取2m左右。

6.3.5 单击夯击能量应根据现场试验确定。施工中,每遍夯击的夯坑深度可控制在1.5m~2.0m左右。每夯完一遍,应向坑中填满碎石,进行下一遍夯击,直至将碎石夯至硬土层为止。

6.3.6 当水池底板在地面以下时,碎石柱顶标高宜与水池底板垫层底面平齐。柱顶夯抗临时可用土或砂填平。

6.3.7 设计时,可假定水池荷载全部由碎石柱体支承,柱体横断面积等于夯锤面积。

6.3.8 碎石柱的布置形式与间距应根据水池的结构形式、荷载情况与经试验确定的碎石柱体的承载力确定,并符合下列规定:
    1 当水池底板为板式结构时,碎石柱体可按等边三角形、正方形或矩形布置;
    2 当水池底板为梁板式结构时,碎石柱体主要沿梁下布置,板下可不设或疏设;
    3 当水池底板为无梁楼盖结构或带柱的梁板式结构时,每根柱下宜设碎石柱体,板下碎石柱体布置同板式结构。

6.3.9 动力置换时,水池底板外缘外应保持有一排碎石柱体。

6.3.10 动力置换施工完毕,应在水池底板范围内进行单墩静载荷试验,尚应采用动力触探等查明置换墩着底情况及密度随深度变化的情况,检验施工质量与置换效果。对饱和粉土地基,当处理后柱间土能形成2m以上的硬壳层时,地基承载力可通过单墩复合地基静载试验确定。检验点数不应少于柱体数量的1%且不应少于3处。静载荷试验所施加的荷载不应小于设计荷载的2倍。

7 沉降控制复合桩基


7.0.1 当软土地基承载力基本满足要求(以底层平面面积计算)时,可设置穿过软土层进入相对较好土层的疏布摩擦型桩,由桩和桩间土共同分担荷载。该种减沉复合疏桩基础,可按下列公式确定水池底板面积和桩数:

    式中:A——水池底板总净面积;
          ξ——底板面积控制系数,ξ≥0.60;
          Fk——荷载效应标准组合值,作用于水池底板底的竖向力;
          Nwk——水池承受的水浮力标准值(宜按照最低地下水位取值);
          fak——水池底板底地基承载力特征值;
          n——基桩数;
          Ra——单桩竖向承载力特征值;
          ηc——承台效应系数,可按表7.0.1取值。

表7.0.1 承台效应系数ηc
表7.0.1.jpg


7.0.2 沉降控制复合桩基沉降计算可按现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定执行。

8 减小地基变形及其影响的措施


8.0.1 在进行水池的地基设计时,应充分考虑发挥地基的潜力。当软弱地基上层有一定厚度的硬土层时,宜利用该层作持力层。在利用该硬土层作持力层时,同时应考虑软弱下卧层的承载力及变形的影响。

8.0.2 在工艺流程及施工条件许可的前提下,可采用增加水池底板的埋置深度或底板适当外挑等方法,降低水池地基的附加应力以减少沉降。

8.0.3 在确定水池的平面位置及埋置深度时,同一水池宜布置在均匀的土层上,不宜跨越工程性质迥异的土层。同时,应保证施工及使用期间相邻水池或其他构筑物的结构安全和正常使用。
    1 在同期或分期建造的相邻水池间或水池与相邻的其他构筑物间,应留出适当的间隙,避免这些构筑物间的相互影响而产生过大的沉降和倾斜,否则应采取适当的工程措施。
    2 新建水池的埋深不宜大于相邻已建水池或其他构筑物的埋深;当新建水池的埋深大于已建水池或其他构筑物的埋深时,其允许的基础底面的高差宜根据两者的间距决定,不宜大于两者间距的1/2。当不能满足以上要求时,应采取措施,保证已建水池或其他构筑物地基的稳定性。

8.0.4 必要时,可预估水池在施工或使用期间的地基沉降,根据预估结果适当调整水池底板的标高并合理安排施工顺序。对于相邻的水池,深度大的应先开挖施工。

8.0.5 在满足工艺流程及其他使用条件的前提下,水池的型体应力求简单,宜采用整体性良好的结构,并使水池在平面的两个主方向上均有良好的整体刚度;有条件时,可将高程不同的水池叠层布置,以进一步提高水池的整体刚度。

8.0.6 当水池型体较复杂,或平面尺寸较大,或荷载变化较大时,宜将水池在平面上划分为若干型体简单、受荷均匀、结构合理、刚度良好的结构单元,使水池能较好地适应地基的变形。单元间可用变形缝连接。设计时,应综合考虑不同功能的缝的设置,以减少水池中各类缝的数量。

8.0.7 水池宜按先充水预压、后安装管道的施顺序;管道宜采用柔性接口。
    水池上对地基变形敏感的部分(如刮泥机轨道、出水堰等),其构造设计应考虑重新进行调整其标高或水平度的可能性。

8.0.8 对采用梁板式结构或无梁楼盖式结构的水池,板中钢筋除了应符合计算要求外,为增加其整体性,不宜全部采用分离式配筋。

8.0.9 水池在运行前应分级充水加荷。水池每次充水的深度不宜大于设计水深的1/3或2m;下一级充水的时间,宜在水池的平均沉降速率小于5mm/d以后进行。

8.0.10 水池基坑的回填或池顶覆土,均应分层、对称、均匀地进行。

8.0.11 水池基坑开挖时,应保护基坑底面的土层,严禁扰动,基坑表面应始终注意排水,一旦开挖至设计标高应立即浇筑垫层或采取有效的保护措施(如铺设适当厚度的砂垫层等)。
    对地下水位高于基坑表面的地区,开挖时应采取降低地下水位的措施,保持基坑所处的地下水位低于垫层下表面不少于500mm。

附录A 处理后地基静载荷试验要点


A.0.1 本试验要点适用于确定换填垫层、预压地基、压实地基、夯实地基等处理后地基承压板应力主要影响范围内土层的承载力和变形参数。

A.0.2 平板静载荷试验采用的压板面积应按需检验土层的厚度确定,且不应小于1.0㎡,不宜小于2.0㎡。

A.0.3 试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。应保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面用粗砂或中砂层找平,其厚度不超过20mm。基准梁及加荷平台支点(或锚桩)宜设在试坑以外,且与承压板边的净距不应小于2m。

A.0.4 加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的2倍。

A.0.5 每级加载后,按间隔10min、10min、10min、15min、15min,以后为每隔0.5h测读一次沉降量,当在连续2h内,每1h的沉降量小于0.1mm时,则认为已趋稳定,可加下一级荷载。

A.0.6 当出现下列现象之一时,即可终止加载,当满足前三种情况之一时,其对应的前一级荷载定为极限荷载:
    1 承压板周围的土明显地侧向挤出;
    2 沉降急剧增大,压力-沉降曲线出现陡降段;
    3 在某一级荷载下,24h内沉降速率不能达到稳定标准;
    4 承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%。

A.0.7 处理后的地基承载力特征值确定应符合下列规定:
    1 当压力-沉降曲线上有比例界限时,取该比例界限所对应的荷载值;
    2 当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时,取极限荷载值的1/2。
    3 当不能按上述两款要求确定时,可取s/b=0.01(s为静载荷试验承压板的沉降量;b为承压板的宽度)所对应的荷载,但其值不应大于最大加载量的1/2。承压板的宽度或直径大于2m时,按2m计算。

A.0.8 同一土层参加统计的试验点不应少于3点,各试验实测值的极差不超过其平均值的30%,取该平均值作为处理地基的承载力特征值。当极差超过平均值的30%时,应分析极差过大的原因,需要时应增强试验数量并结合工程具体情况确定处理后地基的承载力特征值。

附录B 复合地基静载荷试验要点


B.0.1 本试验要点适用于单桩复合地基静载荷试验和多桩复合地基静载荷试验。

B.0.2 复合地基静载荷试验用于测定承压板下应力主要影响范围内复合地基的承载力。复合地基静载荷试验承压板应具有足够的刚度。单桩复合地基载荷试验的承压板可用圆形或方形,面积为一根桩承担的处理面积;多桩复合地基载荷试验的压板可用方形或矩形,其尺寸按实际桩数所承担的处理面积确定。单桩复合地基静载荷试验桩的中心(或形心)应与承压板中心保持一致,并与荷载作用点相重合。

B.0.3 试验应在桩顶设计标高进行。承压板底面以下宜铺设粗砂或中粗砂垫层,垫层厚度可取100mm~150mm。

B.0.4 试验标高处的试坑宽度和长度不应小于承压板尺寸的3倍。基准梁及加荷平台支点(或锚桩)宜设在试坑以外,且与承压板的净距不应小于2m。

B.0.5 试验前应采取防水和排水措施,防止试验场地地基土含水量变化或地基土扰动,影响试验结果。

B.0.6 加载等级可分为8级~12级。测试前为校核试验系统整体工作性能,预压荷载不得大于总加载量的5%。最大加载压力不应小于设计要求承载力特征值的2倍。

B.0.7 每加一级荷载前后均应读记承压板沉降量一次,以后每0.5h读记一次。当1h内沉降增量小于0.1mm时,即可加下一级荷载;对饱和黏性土地基中的振冲桩,1h内沉降增量小于0.25mm时,即可加下一级荷载。

B.0.8 当出现下列现象之一时,可终止试验。
    1 沉降急剧增大,土被挤出或承压板周围出现明显的隆起;
    2 承压板的累计沉降量已大于其宽度或直径的6%;
    3 当达不到极限荷载,而最大加载压力已大于设计要求压力值的2倍。

B.0.9 卸荷级数可为加载级数的一半,等量进行,每卸一级,间隔0.5h,读记回弹量,待卸完全部荷载后间隔3h读记总回弹量。

B.0.10 复合地基承载力特征值的确定应符合下列规定:
    1 当压力-沉降曲线上极限荷载能确定,而其值不小于对应比例界限的2倍时,可取比例界限值;当其值小于对应比例界限的2倍时,可取极限荷载的一半;
    2 当压力-沉降曲线是平缓的光滑曲线时,可按相对变形值确定,并应符合下列规定:
        1)对沉管砂石桩、振冲砂石桩,可取s/b(或s/d)等于0.01所对应的压力(s为静载荷试验承压板的沉降量,b和d分别为承压板的宽度和直径,下同);
        2)对水泥土搅拌桩,取s/b(或s/d)等于0.006~0.008所对应的压力,桩身强度大于1.0MPa且桩身质量均匀时可取高值;
        3)对有经验的地区,可按当地经验确定相对变形值,但原地基土为高压缩性土层时,相对变形值的最大值不应大于0.015;
        4)复合地基荷载试验,当采用边长或直径大于2m的承压板进行试验时,b或d按2m计;
        5)按相对变形值确定的承载力特征值不应大于最大加载压力的1/2。

B.0.11 试验点的数量不应少于3点,当满足其极差不超过平均值的30%时,可取其平均值为复合地基承载力特征值。当极差超过平均值的30%时,应分析极差过大的原因,需要时应增强试验数量并结合工程具体情况确定处理后地基的承载力特征值。

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
    《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
    《建筑桩基技术规范》JGJ 94

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