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| 标准编号 | GB/T 50783-2012 (GB/T50783-2012) | | 中文名称 | 复合地基技术规范(附条文说明) | | 英文名称 | Technical code for composite foundation | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 字数估计 | 198,121 | | 引用标准 | GB 50007; GB 50009; GB 50011; GB 50202; JGJ 94 | | 标准依据 | 住房和城乡建设部公告第1486号 | | 发布机构 | 中华人民共和国住房和城乡建设部;中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 | | 范围 | 本规范适用于复合地基的设计、施工及质量检验。 |
GB/T 50783-2012: 复合地基技术规范(不含条文说明)
GB/T 50783-2012 英文名称: Technical code for composite foundation
1 总 则
1.0.1 为在复合地基设计、施工和质量检验中贯彻国家的技术经济政策,做到保证质量、保护环境、节约能源、安全适用、经济合理和技术先进,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于复合地基的设计、施工及质量检验。
1.0.3 复合地基的设计、施工及质量检验,应综合分析场地工程地质和水文地质条件、上部结构和基础形式、荷载特征、施工工艺、检验方法和环境条件等影响因素,注重概念设计,遵循因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则。
1.0.4 复合地基的设计、施工及质量检验,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 复合地基 composite foundation
天然地基在地基处理过程中,部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋体,由天然地基土体和增强体两部分组成共同承担荷载的人工地基。
2.1.2 桩体复合地基 pile composite foundation
以桩作为地基中的竖向增强体并与地基土共同承担荷载的人工地基,又称竖向增强体复合地基。根据桩体材料特性的不同,可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。
2.1.3 散体材料桩复合地基 granular column composite foundation
以砂桩、砂石桩和碎石桩等散体材料桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.4 柔性桩复合地基 flexible pile composite foundation
以柔性桩作为竖向增强体的复合地基。如水泥土桩、灰土桩和石灰桩等。
2.1.5 刚性桩复合地基 rigid pile composite foundation
以摩擦型刚性桩作为竖向增强体的复合地基。如钢筋混凝土桩、素混凝土桩、预应力管桩、大直径薄壁筒桩、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)、二灰混凝土桩和钢管桩等。
2.1.6 深层搅拌桩复合地基 deep mixing column composite foundation
以深层搅拌桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.7 高压旋喷桩复合地基 jet grouting column composite foundation
以高压旋喷桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.8 夯实水泥土桩复合地基 compacted cement-soil column composite foundation
将水泥和素土按一定比例拌和均匀,夯填到桩孔内形成具有一定强度的夯实水泥土桩,由夯实水泥土桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。
2.1.9 灰土挤密桩复合地基 compacted lime-soil column composite foundation
由填夯形成的灰土桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。
2.1.10 石灰桩复合地基 lime column composite foundation
以生石灰为主要黏结材料形成的石灰桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.11 挤密砂石桩复合地基 compacted stone column composite foundation
采用振冲法或振动沉管法等工法在地基中设置砂石桩,在成桩过程中桩间土被挤密或振密。由砂石桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。
2.1.12 置换砂石桩复合地基 replaced stone column composite foundation
采用振冲法或振动沉管法等工法在饱和黏性土地基中设置砂石桩,在成桩过程中只有置换作用,桩间土未被挤密或振密。由砂石桩和桩间土形成的复合地基。
2.1.13 强夯置换墩复合地基 dynamic-replaced stone column composite foundation
将重锤提到高处使其自由下落形成夯坑,并不断向夯坑回填碎石等坚硬粗粒料,在地基中形成密实置换墩体。由墩体和墩间土形成的复合地基。
2.1.14 混凝土桩复合地基 concrete pile composite foundation
以摩擦型混凝土桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.15 钢筋混凝土桩复合地基 reinforced-concrete pile composite foundation
以摩擦型钢筋混凝土桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.16 长-短桩复合地基 long and short pile composite foundation
以长桩和短桩共同作为竖向增强体的复合地基。
2.1.17 桩网复合地基 pile-reinforced earth composite foundation
在刚性桩复合地基上铺设加筋垫层形成的人工地基。
2.1.18 复合地基置换率 replacement ratio of composite foundation
复合地基中桩体的横截面积与该桩体所承担的复合地基面积的比值。
2.1.19 荷载分担比 load distribution ratio
复合地基中桩体承担的荷载与桩间土承担的荷载的比值。
2.1.20 桩土应力比 stress ratio of pile to soil
复合地基中桩体上的平均竖向应力和桩间土上的平均竖向应力的比值。
2.2 符 号
2.2.1 几何参数:
a——桩帽边长;
A——单桩承担的地基处理面积;
Ap——单桩(墩)截面积;
D——基础埋置深度;
d——桩(墩)体直径;
de——单根桩分担的地基处理面积的等效圆直径;
h——复合地基加固区的深度;
h1——垫层厚度;
h2——垫层之上最小设计填土厚度;
l——桩长;
li——第i层土的厚度;
m——复合地基置换率;
S——桩间距;
up——桩(墩)的截面周长。
2.2.2 作用和作用效应:
E——强夯置换法的单击夯击能;
pcz——软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值;
pk——相应于荷载效应标准组合时,作用在复合地基上的平均压力值;
pkmax——相应于荷载效应标准组合时,作用在基础底面边缘处复合地基上的最大压力值;
pz——荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值;
Δpi——第i层土的平均附加应力增量;
Q——刚性桩桩顶附加荷载;
——桩侧负摩阻力引起的下拉荷载标准值;
s——复合地基沉降量;
s1——复合地基加固区复合土层压缩变形量;
s2——加固区下卧土层压缩变形量;
Tt——荷载效应标准组合时最危险滑动面上的总剪切力;
Ts——最危险滑动面上的总抗剪切力。
2.2.3 抗力和材料性能:
cu——饱和黏性土不排水抗剪强度;
Dr1——地基挤密后要求砂土达到的相对密实度;
Ep——桩体压缩模量;
Es——桩间土压缩模量;
Es——地基变形计算深度范围内土的压缩模量当量值;
Esp——复合地基压缩模量;
e0——地基处理前土体的孔隙比;
e1——地基挤密后要求达到的孔隙比;
emax——砂土的最大孔隙比;
emin——砂土的最小孔隙比;
fa——复合地基经深度修正后的承载力特征值;
faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值;
fcu——桩体抗压强度平均值;
fsk——桩间土地基承载力特征值;
fspk——复合地基承载力特征值;
Ip——塑性指数;
qp——桩(墩)端土地基承载力特征值;
qsi——第i层土的桩(墩)侧摩阻力特征值;
Ra——单桩竖向抗压承载力特征值;
T——加筋体抗拉强度设计值;
σru——桩周土所能提供的最大侧限力;
φ——填土的摩擦角,黏性土取综合摩擦角;
γcm——桩帽之上填土的平均重度;
γd——土的干重度;
γdmax——击实试验确定的最大干重度;
γm——基础底面以上土的加权平均重度;
γs——桩间土体重度;
γsp——加固土层重度。
2.2.4 计算系数:
Ai——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值;
K——安全系数;
Kp——被动土压力系数;
kp——复合地基中桩体实际竖向抗压承载力的修正系数;
ks——复合地基中桩间土地基实际承载力的修正系数;
n——桩土应力比;
λp——桩体竖向抗压承载力发挥系数;
λs——桩间土地基承载力发挥系数;
α——桩端土地基承载力折减系数;
βp——桩体竖向抗压承载力修正系数;
βs——桩间土地基承载力修正系数;
ψp——刚性桩桩体压缩经验系数;
ψs——沉降计算经验系数;
ψs1——复合地基加固区复合土层压缩变形量计算经验系数;
ψs2——复合地基加固区下卧土层压缩变形量计算经验系数;
ξ——挤密砂石桩桩间距修正系数;
η——桩体强度折减系数;
λc——挤密桩孔底填料压实系数。
3 基本规定
3.0.1 复合地基设计前,应具备岩土工程勘察、上部结构及基础设计和场地环境等有关资料。
3.0.2 复合地基设计应根据上部结构对地基处理的要求、工程地质和水文地质条件、工期、地区经验和环境保护要求等,提出技术上可行的方案,经过技术经济比较,选用合理的复合地基形式。
3.0.3 复合地基设计应进行承载力和沉降计算,其中用于填土路堤和柔性面层堆场等工程的复合地基除应进行承载力和沉降计算外,尚应进行稳定分析;对位于坡地、岸边的复合地基均应进行稳定分析。
3.0.4 在复合地基设计中,应根据各类复合地基的荷载传递特性,保证复合地基中桩体和桩间土在荷载作用下能够共同承担荷载。
3.0.5 复合地基中由桩周土和桩端土提供的单桩竖向承载力和桩身承载力,均应符合设计要求。
3.0.6 复合地基应按上部结构、基础和地基共同作用的原理进行设计。
3.0.7 复合地基设计应符合下列规定:
1 宜根据建筑物的结构类型、荷载大小及使用要求,结合工程地质和水文地质条件、基础形式、施工条件、工期要求及环境条件进行综合分析,并进行技术经济比较,选用一种或几种可行的复合地基方案。
2 对大型和重要工程,应对已选用的复合地基方案,在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工,并应检验设计参数和处理效果,通过分析比较选择和优化设计方案。
3 在施工过程中应进行监测,当监测结果未达到设计要求时,应及时查明原因,并应修改设计或采用其他必要措施。
3.0.8 对工后沉降控制较严的复合地基应按沉降控制的原则进行设计。
3.0.9 复合地基上宜设置垫层。垫层设置范围、厚度和垫层材料,应根据复合地基的形式、桩土相对刚度和工程地质条件等因素确定。
3.0.10 复合地基应保证安全施工,施工中应重视环境效应,并应遵循信息化施工原则。
3.0.11 复合地基勘察和设计中应评价及处理场地中水、土等对所用钢材、混凝土和土工合成材料等的腐蚀性。
4 复合地基勘察要点
4.0.1 对根据初步勘察或附近场地地质资料和地基处理经验初步确定采用复合地基处理方案的场地,进一步勘察前应搜集附近场地的地质资料及地基处理经验,并应结合工程特点和设计要求,明确勘察任务和重点。
4.0.2 控制性勘探孔的深度应满足复合地基沉降计算的要求;需验算地基稳定性时,勘探孔布置和勘察孔深度应满足稳定性验算的需要。
4.0.3 拟采用复合地基的场地,其岩土工程勘察应包括下列内容:
1 查明场地地形、地貌和周边环境,并评价地基处理对附近建(构)筑物、管线等的影响。
2 查明勘探深度内土的种类、成因类型、沉积时代及土层空间分布。
3 查明大粒径块石、地下洞穴、植物残体、管线、障碍物等可能影响复合地基中增强体施工的因素,对地基处理工程有影响的多层含水层应分层测定其水位,软弱黏性土层宜根据地区土质,查明其灵敏度。
4 应查明拟采用的复合地基中增强体的侧摩阻力、端阻力及土的压缩曲线和压缩模量,对柔性桩(墩)应查明未经修正的桩端土地基承载力。对软黏土地基应查明土体的固结系数。
5 对需要进行稳定分析的复合地基应查明黏性土层土体的抗剪强度指标以及土体不排水抗剪强度。
6 复合地基中增强体施工对加固区土体挤密或扰动程度较高时,宜测定增强体施工后加固区土体的压缩性指标和抗剪强度指标。
7 路堤、堤坝、堆场工程的复合地基应查明填料或堆料的种类、重度、直接快剪强度指标等。
8 应根据拟采用复合地基中增强体类型按表4.0.3的要求查明地质参数。
表4.0.3 不同增强体类型需查明的参数
5 复合地基计算
5.1 荷载计算
5.1.1 复合地基设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应符合下列规定:
1 按复合地基承载力确定复合地基承受荷载作用面积及埋深,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应采用复合地基承载力特征值。
2 计算复合地基变形时,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用,相应的限值应为复合地基变形允许值。
3 复合地基稳定分析中,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应用复合地基中增强体和地基土体抗剪强度标准值进行计算。
5.1.2 正常使用极限状态下,荷载效应组合的设计值应按下列规定采用:
1 对于标准组合,荷载效应组合的设计值(Sk1)应按下式计算:
式中:SGk——按永久荷载标准值计算的荷载效应值;
SQ1k——按起控制性作用的可变荷载标准值计算的荷载效应值;
SQik——按其他可变荷载标准值计算的荷载效应值;
ψci——其他可变荷载的标准组合值系数,按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定取值。
2 对于准永久组合,荷载效应组合的设计值(Sk2)应按下式计算:
式中:SQik——按可变荷载标准值计算的荷载效应值;
ψqi——可变荷载的准永久组合值系数,按现行相关荷载规范取值。
5.1.3 作用在复合地基上的压力应符合下列规定:
1 轴心荷载作用时:
pk≤fa (5.1.3-1)
式中:pk——相应于荷载效应标准组合时,作用在复合地基上的平均压力值(kPa);
fa——复合地基经深度修正后的承载力特征值(kPa)。
2 偏心荷载作用时,作用在复合地基上的压力除应符合公式5.1.3-1的要求外,尚应符合下式要求:
pkmax≤1.2fa (5.1.3-2)
式中:pkmax——相应于荷载效应标准组合时,作用在基础底面边缘处复合地基上的最大压力值(kPa)。
5.2 承载力计算
5.2.1 复合地基承载力特征值应通过复合地基竖向抗压载荷试验或综合桩体竖向抗压载荷试验和桩间土地基竖向抗压载荷试验,并结合工程实践经验综合确定。初步设计时,复合地基承载力特征值也可按下列公式估算:
fspk=kpλpmRa/Ap+ksλs(1-m)fsk (5.2.1-1)
fspk=βpmRa/Ap+βs(1-m)fsk (5.2.1-2)
βp=kpλp (5.2.1-3)
βs=ksλs (5.2.1-4)
(5.2.1-5)
式中:Ap——单桩截面积(m2);
Ra——单桩竖向抗压承载力特征值(kN);
fsk——桩间土地基承载力特征值(kPa);
m——复合地基置换率;
d——桩体直径(m);
de——单根桩分担的地基处理面积的等效圆直径(m);
kp——复合地基中桩体实际竖向抗压承载力的修正系数,与施工工艺、复合地基置换率、桩间土的工程性质、桩体类型等因素有关,宜按地区经验取值;
ks——复合地基中桩间土地基实际承载力的修正系数,与桩间土的工程性质、施工工艺、桩体类型等因素有关,宜按地区经验取值;
λp——桩体竖向抗压承载力发挥系数,反映复合地基破坏时桩体竖向抗压承载力发挥度,宜按地区经验取值;
λs——桩间土地基承载力发挥系数,反映复合地基破坏时桩间地基承载力发挥度,宜按桩间土的工程性质、地区经验取值;
βp——桩体竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中桩体实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时桩体的竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值;
βs——桩间土地基承载力修正系数,宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏时桩间土地基承载力发挥度,结合工程经验取值。
5.2.2 复合地基竖向增强体采用柔性桩和刚性桩时,柔性桩和刚性桩的竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向抗压载荷试验确定。初步设计时,由桩周土和桩端土的抗力可能提供的单桩竖向抗压承载力特征值应按公式(5.2.2-1)计算;由桩体材料强度可能提供的单桩竖向抗压承载力特征值应按公式(5.2.2-2)计算:
Ra=ηfcuAp (5.2.2-2)
式中:Ra——单桩竖向抗压承载力特征值(kN);
Ap——单桩截面积(m2);
up——桩的截面周长(m);
n——桩长范围内所划分的土层数;
qsi——第i层土的桩侧摩阻力特征值(kPa);
li——桩长范围内第i层土的厚度(m);
qp——桩端土地基承载力特征值(kPa);
α——桩端土地基承载力折减系数;
fcu——桩体抗压强度平均值(kPa);
η——桩体强度折减系数。
5.2.3 复合地基竖向增强体采用散体材料桩时,散体材料桩竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向抗压载荷试验确定。初步设计时,散体材料桩竖向抗压承载力特征值可按下式估算:
Ra=σruKpAp (5.2.3)
式中:Ra——单桩竖向抗压承载力特征值(kN);
Ap——单桩截面积(m2);
σru——桩周土所能提供的最大侧限力(kPa);
Kp——被动土压力系数。
5.2.4 复合地基处理范围以下存在软弱下卧层时,下卧层承载力应按下式验算:
pz+pcz≤faz (5.2.4)
式中:pz——荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(kPa);
pcz——软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值(kPa);
faz——软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。
5.2.5 当采用长-短桩复合地基时,复合地基承载力特征值可按下式计算:
fspk=βp1m1Ra1/Ap1+βp2m2Ra2/Ap2+βs(1-m1-m2)fsk (5.2.5)
式中:Ap1——长桩的单桩截面积(m2);
Ap2——短桩的单桩截面积(m2);
Ra1——长桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN);
Ra2——短桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN);
fsk——桩间土地基承载力特征值(kPa);
m1——长桩的面积置换率;
m2——短桩的面积置换率;
βp1——长桩竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中长桩实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时长桩竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值;
βp2——短桩竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中短桩实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时短桩竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值;
βs——桩间土地基承载力修正系数,宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏时桩间土地基承载力发挥度,结合工程经验取值。
5.2.6 复合地基承载力的基础宽度承载力修正系数应取0;基础埋深的承载力修正系数应取1.0。修正后的复合地基承载力特征值(fa)应按下式计算:
fa=fspk+γm(D-0.5) (5.2.6)
式中:fspk——复合地基承载力特征值(kPa);
γm——基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度;
D——基础埋置深度(m),在填方整平地区,可自填土地面标高算起,但填土在上部结构施工完成后进行时,应从天然地面标高算起。
5.3 沉降计算
5.3.1 复合地基的沉降由垫层压缩变形量、加固区复合土层压缩变形量(s1)和加固区下卧土层压缩变形量(s2)组成。当垫层压缩变形量小,且在施工期已基本完成时,可忽略不计。复合地基沉降可按下式计算:
s=s1+s2 (5.3.1)
式中:s1——复合地基加固区复合土层压缩变形量(mm);
s2——加固区下卧土层压缩变形量(mm)。
5.3.2 复合地基加固区复合土层压缩变形量(s1)宜根据复合地基类型分别按下列公式计算:
1 散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基,可按下列公式计算:
Espi=mEpi+(1-m)Esi (5.3.2-2)
式中:Δpi——第i层土的平均附加应力增量(kPa);
li——第i层土的厚度(mm);
m——复合地基置换率;
ψs1——复合地基加固区复合土层压缩变形量计算经验系数,根据复合地基类型、地区实测资料及经验确定;
Espi——第i层复合土体的压缩模量(kPa);
Epi——第i层桩体压缩模量(kPa);
Esi——第i层桩间土压缩模量(kPa),宜按当地经验取值,如无经验,可取天然地基压缩模量。
2 刚性桩复合地基可按下式计算:
式中:Q——刚性桩桩顶附加荷载(kN);
l——刚性桩桩长(mm);
Ep——桩体压缩模量(kPa);
Ap——单桩截面积(m2);
ψp——刚性桩桩体压缩经验系数,宜综合考虑刚性桩长细比、桩端刺入量,根据地区实测资料及经验确定。
5.3.3 复合地基加固区下卧土层压缩变形量(s2),可按下式计算:
式中:Δpi——第i层土的平均附加应力增量(kPa);
li——第i层土的厚度(mm);
Esi——基础底面下第i层土的压缩模量(kPa);
ψs2——复合地基加固区下卧土层压缩变形量计算经验系数,根据复合地基类型地区实测资料及经验确定。
5.3.4 作用在复合地基加固区下卧层顶部的附加压力宜根据复合地基类型采用不同方法。对散体材料桩复合地基宜采用压力扩散法计算,对刚性桩复合地基宜采用等效实体法计算,对柔性桩复合地基,可根据桩土模量比大小分别采用等效实体法或压力扩散法计算。
5.3.5 当采用长-短桩复合地基时,复合地基的沉降应由垫层压缩量、加固区复合土层压缩变形量(s1)和加固区下卧土层压缩变形量(s2)组成。加固区复合土层压缩变形量(s1)应由短桩范围内复合土层压缩变形量(s11)和短桩以下只有长桩部分复合土层压缩变形量(s12)组成。垫层压缩量小,且在施工期已基本完成时,可忽略不计。长-短桩复合地基的沉降宜按下式计算:
s=s11+s12+s2 (5.3.5)
5.3.6 长-短复合地基中短桩范围内复合土层压缩变形量(s11)和短桩以下只有长桩部分复合土层压缩变形量(s12)可按本规范公式(5.3.2-1)计算,加固区下卧土层压缩变形量(s2)可按本规范公式(5.3.3)计算。短桩范围内第i层复合土体的压缩模量(Espi),可按下式计算:
Espi=m1Ep1i+m2Ep2i+(1-m1-m2)Esi (5.3.6)
式中:Ep1i——第i层长桩桩体压缩模量(kPa);
Ep2i——第i层短桩桩体压缩模量(kPa);
m1——长桩的面积置换率;
m2——短桩的面积置换率;
Esi——第i层桩间土压缩模量(kPa),宜按当地经验取值,无经验时,可取天然地基压缩模量。
5.4 稳定分析
5.4.1 在复合地基稳定分析中,所采用的稳定分析方法、计算参数、计算参数的测定方法和稳定安全系数取值应相互匹配。
5.4.2 复合地基稳定分析可采用圆弧滑动总应力法进行分析。稳定安全系数应按下式计算:
式中:Tt——荷载效应标准组合时最危险滑动面上的总剪切力(kN);
Ts——最危险滑动面上的总抗剪切力(kN);
K——安全系数。
5.4.3 复合地基竖向增强体应深入设计要求安全度对应的危险滑动面下至少2m。
5.4.4 复合地基稳定分析方法宜根据复合地基类型合理选用。
6 深层搅拌桩复合地基
6.1 一般规定
6.1.1 深层搅拌桩可采用喷浆搅拌法或喷粉搅拌法施工。深层搅拌桩复合地基可用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、素填土、软塑~可塑黏性土、松散~中密粉细砂、稍密~中密粉土、松散~稍密中粗砂及黄土等地基。当地基土的天然含水量小于30%或黄土含水量小于25%时,不宜采用喷粉搅拌法。
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、密实的砂土,以及地下水呈流动状态的土层,不宜采用深层搅拌桩复合地基。
6.1.2 深层搅拌桩复合地基用于处理泥炭土、有机质含量较高的土、塑性指数(Ip)大于25的黏土、地下水的pH值小于4和地下水具有腐蚀性,以及无工程经验的地区时,应通过现场试验确定其适用性。
6.1.3 深层搅拌桩可与堆载预压法及刚性桩联合应用。
6.1.4 确定处理方案前应搜集拟处理区域内详尽的岩土工程资料。
6.1.5 设计前应进行拟处理土的室内配比试验,应针对现场拟处理土层的性质,选择固化剂和外掺剂类型及其掺量。固化剂为水泥的水泥土强度宜取90d龄期试块的立方体抗压强度平均值。
6.2 设 计
6.2.1 固化剂宜选用强度等级为42.5级及以上的水泥或其他类型的固化剂。固化剂掺入比应根据设计要求的固化土强度经室内配比试验确定。喷浆搅拌法的水泥浆水灰比应根据施工时的可喷性和不同的施工机械合理选用。外掺剂可根据设计要求和土质条件选用具有早强、缓凝、减水以及节省水泥等作用的材料,且应避免污染环境。
6.2.2 深层搅拌桩的长度应根据上部结构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。为提高抗滑稳定性而设置的搅拌桩,其桩长应深入加固后最危险滑弧以下至少2m。
设计桩长应根据施工机械的能力确定,喷浆搅拌法的加固深度不宜大于20m;喷粉搅拌法的加固深度不宜大于15m。搅拌桩的桩径不应小于500mm。
6.2.3 深层搅拌桩复合地基承载力特征值应通过复合地基竖向抗压载荷试验或根据综合桩体竖向抗压载荷试验和桩间土地基竖向抗压载荷试验测定。初步设计时也可按本规范公式5.2.1-2估算,其中βp宜按当地经验取值,无经验时可取0.85~1.00,设置垫层时应取低值;βs宜按当地经验取值,当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土地基承载力特征值的平均值时,可取0.10~0.40,差值大时应取低值;当桩端土未经修正的承载力特征值小于或等于桩周土地基承载力特征值的平均值时,可取0.50~0.95,差值大时或填土路堤和柔性面层堆场及设置垫层时应取高值;处理后桩间土地基承载力特征值(fsk),可取天然地基承载力特征值。
6.2.4 单桩竖向抗压承载力特征值应通过现场竖向抗压载荷试验确定。初步设计时也可按本规范公式(5.2.2-1)和公式(5.2.2-2)进行估算,并应取其中较小值,其中fcu应为90d龄期的水泥土立方体试块抗压强度平均值;喷粉深层搅拌法η可取0.20~0.30,喷浆深层搅拌法η可取0.25~0.33。
6.2.5 采用深层搅拌桩复合地基宜在基础和复合地基之间设置垫层。垫层厚度可取150mm~300mm。垫层材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大于20mm。填土路堤和柔性面层堆场下垫层中宜设置一层或多层水平加筋体。
6.2.6 深层搅拌桩复合地基中的桩长超过10m时,可采用变掺量设计。
6.2.7 深层搅拌桩的平面布置可根据上部结构特点及对地基承载力和变形的要求,采用正方形、等边三角形等布桩形式。桩可只在基础平面范围内布置,独立基础下的桩数不宜少于3根。
6.2.8 当深层搅拌桩处理深度以下存在软弱下卧层时,应按本规范第5.2.4条的有关规定进行下卧层承载力验算。
6.2.9 深层搅拌桩复合地基沉降应按本规范第5.3.1条~第5.3.4条的有关规定进行计算。计算采用的附加应力应从基础底面起算。复合土层的压缩模量可按本规范公式(5.3.2-2)计算,其中Ep可取桩体水泥土强度的100倍~200倍,桩较短或桩体强度较低者可取低值,桩较长或桩体强度较高者可取高值。
6.3 施 工
6.3.1 深层搅拌桩施工现场应预先平整,应清除地上和地下的障碍物。遇有明浜、池塘及洼地时,应抽水和清淤,应回填黏性土料并应压实,不得回填杂填土或生活垃圾。
6.3.2 深层搅拌桩施工前应根据设计进行工艺性试桩,数量不得少于2根。当桩周为成层土时,对于软弱土层宜增加搅拌次数或增加水泥掺量。
6.3.3 深层搅拌桩的喷浆(粉)量和搅拌深度应采用经国家计量部门认证的监测仪器进行自动记录。
6.3.4 搅拌头翼片的枚数、宽度与搅拌轴的垂直夹角,搅拌头的回转数,搅拌头的提升速度应相互匹配。加固深度范围内土体任何一点均应搅拌20次以上。搅拌头的直径应定期复核检查,其磨耗量不得大于10mm。
6.3.5 成桩应采用重复搅拌工艺,全桩长上下应至少重复搅拌一次。
6.3.6 深层搅拌桩施工时,停浆(灰)面应高于桩顶设计标高300mm~500mm。在开挖基础时,应将搅拌桩顶端施工质量较差的桩段用人工挖除。
6.3.7 施工中应保持搅拌桩机底盘水平和导向架竖直,搅拌桩垂直度的允许偏差为1%;桩位的允许偏差为50mm;成桩直径和桩长不得小于设计值。
6.3.8 深层搅拌桩施工应根据喷浆搅拌法和喷粉搅拌法施工设备的不同,按下列步骤进行:
1 深层搅拌机械就位、调平。
2 预搅下沉至设计加固深度。
3 边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面。
4 重复搅拌下沉至设计加固深度。
5 根据设计要求,喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面。
6 关闭搅拌机械。
Ⅰ 喷浆搅拌法
6.3.9 施工前应确定灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数,宜用流量泵控制输浆速度,注浆泵出口压力应保持在0.4MPa~0.6MPa,并应使搅拌提升速度与输浆速度同步,同时应根据设计要求通过工艺性成桩试验确定施工工艺。
6.3.10 所使用的水泥应过筛,制备好的浆液不得离析,泵送应连续。拌制水泥浆液的罐数、水泥和外掺剂用量以及泵送浆液的时间等,应有专人记录。
6.3.11 搅拌机喷浆提升的速度和次数应符合施工工艺的要求,并应有专人记录。
6.3.12 当水泥浆液到达出浆口后,应喷浆搅拌30s,应在水泥浆与桩端土充分搅拌后,再开始提升搅拌头。
Ⅱ 喷粉搅拌法
6.3.13 喷粉施工前应仔细检查搅拌机械、供粉泵、送气(粉)管路、接头和阀门的密封性、可靠性。送气(粉)管路的长度不宜大于60m。
6.3.14 搅拌头每旋转一周,其提升高度不得超过16mm。
6.3.15 成桩过程中因故停止喷粉,应将搅拌头下沉至停灰面以下1m处,并应待恢复喷粉时再喷粉搅拌提升。
6.3.16 需在地基土天然含水量小于30%土层中喷粉成桩时,应采用地面注水搅拌工艺。
6.4 质量检验
6.4.1 深层搅拌桩施工过程中应随时检查施工记录和计量记录,并应对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定,应对固化剂用量、桩长、搅拌头转数、提升速度、复搅次数、复搅深度以及停浆处理方法等进行重点检查。
6.4.2 深层搅拌桩的施工质量检验数量应符合设计要求,并应符合下列规定:
1 成桩7d后,应采用浅部开挖桩头,深度宜超过停浆(灰)面下0.5m,应目测检查搅拌的均匀性,并应量测成桩直径。
2 成桩28d后,应用双管单动取样器钻取芯样做抗压强度检验和桩体标准贯入检验。
3 成桩28d后,可按本规范附录A的有关规定进行单桩竖向抗压载荷试验。
6.4.3 深层搅拌桩复合地基工程验收时,应按本规范附录A的有关规定进行复合地基竖向抗压载荷试验。载荷试验应在桩体强度满足试验荷载条件,并宜在成桩28d后进行。检验数量应符合设计要求。
6.4.4 基槽开挖后,应检验桩位、桩数与桩顶质量,不符合设计要求时,应采取有效补强措施。
7 高压旋喷桩复合地基
7.1 一般规定
7.1.1 高压旋喷桩复合地基适用于处理软塑~可塑的黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。当土中含有较多大直径块石、大量植物根茎或有机质含量较高时,不宜采用。
7.1.2 高压旋喷桩复合地基用于既有建筑地基加固时,应搜集既有建筑的历史和现状资料、邻近建筑物和地下埋设物等资料。设计时应采取避免桩体水泥土未固化时强度降低对既有建筑物的不良影响的措施。
7.1.3 高压旋喷桩可采用单管法、双管法和三管法施工。
7.1.4 高压旋喷桩复合地基方案确定后,应结合工程情况进行现场试验、试验性施工或根据工程经验确定施工参数及工艺。
7.2 设 计
7.2.1 高压旋喷形成的加固体强度和范围,应通过现场试验确定。当无现场试验资料时,亦可按相似土质条件的工程经验确定。
7.2.2 旋喷桩主要用于承受竖向荷载时,其平面布置可根据上部结构和基础特点确定。独立基础下的桩数不宜少于3根。
7.2.3 高压旋喷桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基竖向抗压载荷试验确定。初步设计时也可按本规范公式(5.2.1-2)估算,其中βp可取1.0,βs可根据试验或类似土质条件工程经验确定,当无试验资料或经验时,βs可取0.1~0.5,承载力较低时应取低值。
7.2.4 高压旋喷桩单桩竖向抗压承载力特征值应通过现场载荷试验确定。初步设计时也可按本规范公式(5.2.2-1)和公式(5.2.2-2)进行估算,并应取其中较小值,其中fcu应为28d龄期的水泥土立方体试块抗压强度平均值;η 可取0.33。
7.2.5 采用高压旋喷桩复合地基宜在基础和复合地基之间设置垫层。垫层厚度可取100mm~300mm,其材料可选用中砂、粗砂、级配砂石等,最大粒径不宜大于20mm。填土路堤和柔性面层堆场下垫层中宜设置一层或多层水平加筋体。
7.2.6 当高压旋喷桩复合地基处理深度以下存在软弱下卧层时,应按本规范第5.2.4条的有关规定进行下卧层承载力验算。
7.2.7 高压旋喷桩复合地基沉降应按本规范第5.3.1条~第5.3.4条的有关规定进行计算。计算采用的附加应力应从基础底面起算。
7.3 施 工
7.3.1 施工前应根据现场环境和地下埋设物位置等情况,复核设计孔位。
7.3.2 高压旋喷桩复合地基的注浆材料应采用水泥,可根据需要加入适量的外加剂和掺和料。
7.3.3 高压旋喷水泥土桩施工应按下列步骤进行:
1 高压旋喷机械就位、调平。
2 贯入喷射管至设计加固深度。
3 喷射注浆,边喷射、边提升,根据设计要求,喷射提升直至预定的停喷面。
4 拔管及冲洗,移位或关闭施工机械。
7.3.4 对需要局部扩大加固范围或提高强度的部位,可采取复喷措施。处理既有建筑物地基时,应采取速凝浆液、跳孔喷射等措施。
7.4 质量检验
7.4.1 高压旋喷桩施工过程中应随时检查施工记录和计量记录,并应对照规定的施工工艺对每根桩进行质量评定。
7.4.2 高压旋喷桩复合地基检测与检验可根据工程要求和当地经验采用开挖检查、取芯、标准贯入、载荷试验等方法进行检验,并应结合工程测试及观测资料综合评价加固效果。
7.4.3 检验点布置应符合下列规定:
1 有代表性的桩位。
2 施工中出现异常情况的部位。
3 地基情况复杂,可能对高压喷射注浆质量产生影响的部位。
7.4.4 高压旋喷桩复合地基工程验收时,应按本规范附录A的有关规定进行复合地基竖向抗压载荷试验。载荷试验应在桩体强度满足试验荷载条件,并宜在成桩28d后进行。检验数量应符合设计要求。
8 灰土挤密桩复合地基
8.1 一般规定
8.1.1 灰土挤密桩复合地基适用于填土、粉土、粉质黏土、湿......
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