CECS86-2015 混凝土水池软弱地基处理设计规范

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  • 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

    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

    cementdeepmixing

    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家电标准,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。

    dynamicreplacement

    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

    pilefoundation

    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。

    2.2.1作用及作用效应:

    强夯或强夯置换夯击能; 力。基础底面处土的自重压力值; 垫层底面处土的自重压力值; 相应于作用的标准组合时,基础底面处的平均压力 值; P 相应于作用的标准组合时,垫层底面处的附加压力 值; 桩间土压缩模量。

    2.2.2抗力和材料性能:

    D. 砂土的相对密实度 地基挤密后要求砂土达到的相对密实度: d土粒相对密度(比重); e 空隙比: eo 地基处理前的空隙比; e 地基挤密后要求达到的空隙比; emaxvemin 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: fi 垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值; feu 水泥土试块的抗压强度标准值; f 处理后桩间土承载力特征值; fs 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; 桩周土的侧阻力特征值; R 单桩竖向承载力特征值;

    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。

    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 选择。在确保水池结构安全与正常使用的前提下,应利用当 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习或水池附近有堆载或其他设施,致 便水池地基承受不均匀荷载并可能产生较天的不均匀沉降时。 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水池地基的变形充许值,除应考虑结构对地基变形的 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 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 求、出入水池的管道结构和接口构造充许的变形等使用要求

    3.0.7当缺之实测资料时,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,其地基最大沉降充许值可适当增 加,但不宜大于250mm。水池地基的倾斜充许值及工艺流程中互 相相关的水池地基间的沉降差充许值,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

    3.0.7当缺乏实测资料时,水池地基的最大沉降值不宜

    3.0.8在进行地基变形计算时,应考相邻构筑物或其他相邻荷

    3.0.9在水池理深范围内有地下水时,地基承载力及地基变形的 计算应考地下水浮力的作用: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,

    3.0.11当水池地基近侧为边坡时,应进行达

    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

    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 泥主深层搅拌等作竖向增强体。设计中应考虑地基王和增强体 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:

    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 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 算:

    式中:fpk 复合地基承载力特征值(kPa); 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; 桩身平均直径(m): d 一一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d。取1.05s;对正方形布桩d。取 1.13s;矩形布桩d.取1.13Vs.s2。s、s.、52分别为 桩间距、纵向桩间距和横向桩间距: 几一一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:

    fspk=Am A,

    式中:入一单桩承载力发挥系数,可按地区经验取值; R一单桩竖向承载力特征值(kN) A,桩的截面面积(m); β桩间土承载力发挥系数,可按地区经验取值。 3增强体单桩坚向承载力特征值可按下式进行计算

    R, = uqul +a,A,

    :fe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):

    Ym一水池理深范围内土的加权平均重度(kN/m),地下 水位以下取有效重度; h一一水池埋置深度(m); fpa一深度修正后的复合地基承载力特征值(kPa)。 .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》GB50007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 模量的倍,值可按下式计算:

    符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的有 定,地基变形计算深度应大于复合土层的深度。复合土层的 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 模量的倍,值可按下式计算:

    中:fk一水池底板下天然地基承载力特征值(kPa)。 5复合地基的沉降计算经验系数出可根据地区沉降观测资 统计确定:当无经验取值时,,可采用表4.1.5的数值。

    4.1.5复合地基的沉降计算经验系数出可根据地区沉降观测资

    表4.1.5沉降计算经验系数业

    注:E,为变形计算深度范围内压缩模量的当量值。 E应按下式计算:

    :为变形计算深度范围内压缩 E.应按下式计算:

    式中:A, 加固土层第层王附加应力系数沿王层厚度的积分 值; A 加固土层第层土附加应力系数沿土层厚度的积分 值; Espi 加固土层第层土压缩模量: Ep 加固土层第层土压缩模量。

    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》JGI79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。

    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租

    4.2.3振冲碎石桩和沉管砂石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。

    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

    4.2.9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~2.0m55kW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一 桩间距(m); —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一 一桩身平均直径(m); eo 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; e 地基挤密后要求达到的空隙比: emaxemin 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/T50123的有关规定确定; D一一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

    4.2.12制桩完成后,应将桩顶松散层挖除或碾压密实,并应不

    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、淤泥质士

    4.3.1水泥王深层揽拌桩复合地基适用于处理淤泥、淤泥质 素填土、黏性土(软塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散 密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。不适用于含大孤不

    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 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 时,应考虑负温对处理效果的影响

    4.3.2水泥土深层揽拌法复合地基用于处理泥炭土、有机质合

    较高或pH值小于:4的酸性土、塑性指数大于25的黏土,或在 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 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

    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 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 地下水的侵蚀性。

    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

    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、

    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

    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

    式中: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); n一桩身强度折减系数,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揽拌

    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。

    5.1.1当水池下的地基土不能满足承载力或变形的要求时,可通

    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士层时,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

    布、层理变化,查明透水层的位置、地下水文条件等。土工试验 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 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 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。

    5.2.3对大型水池或场地地质条件复杂的工程,应在现场选

    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

    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 层小于5m或土层中含有较多粉、细砂夹层可用以排水,且预 结速率能满足工期要求时,可不设垂直排水设施。 6垂直排水设施可为普通砂井、袋装砂井或塑料排水带:水 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 砂沟。垂直排水设施与水平排水设施应相互连通。此外,尚 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 水引出预压区。

    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 向的砂沟。垂直排水设施与水平排水设施应相互连通。此外 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 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

    70mm~100mm。塑料排水带的当量换算直径可按下式计算:

    式中:d 塑料排水带的当量换算直径(mm); b一塑料排水带的宽度(mm); t一塑料排水带的厚度(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

    义塑科排尔带等垂直排水设施在 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 则,一根砂井或排水带的有效排水直径d。与砂井或排水带间 的关系为:

    按等边三角形网格布置时 de=1.05 按正方形网格布置时 d. = 1. 131

    按等边三角形网格布置时 de=1.05l 按正方形网格布置时 d. = 1. 13l

    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》JGJ79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:

    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 下式计算:

    (5. 2. 10)

    5.2.13垂直排水设施的深度应根据水池地基沉降充许值或地基

    1当水池下软土层厚度不天时,垂直排水设施宜贯穿软王 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自的的加固处理,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

    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 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 平搭接的方法,搭接长度不宜小于200mm,搭接后滤膜应包覆

    .2.19用于加载预压的材料可为王、砂石或金属铸锭等粒状、 犬材料。当缺乏加载预压材料或水池下地基特别软弱时,可采 真空预压法。真空预压法可取得相当于80kPa的等效预压荷羞 且压力可一次加上。当需要的预压荷载较大时,可采用真空 联合预压法

    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/d6mm/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。

    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

    5.3.1强夯地基适用于砂土及低含水量的粉土、黏土

    5.3.1强夯地基适用于砂土及低含水量的粉王、黏王,素填土和

    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 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,根据试务的结果 确定

    3.3强夯的有效加固深度h可按下式进行估算,并可按表 3.3预估:

    表5.3.3强夯的有效加固深度(m

    3.4·对地基的夯击能量应根据地基王的性质、水池的荷载及加 理的目标值等确定。对黏土,平均夯击能量可取1500kN·m/m 000kN?m/m:对砂土,平均夯击能量可取1000kN·m/m?

    5000kN.m/m

    5.3.5每务点的总务击数应根据现场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一有效夯击系数; V夯坑体积(m); V,一坑周围土体的隆起体积(m)。 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;当单击夯击能天于或等于6000kNm,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。

    再以低能量满夯1遍或2遍。当土层含水量高、渗透性低且 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:

    s (0.7 ~0.8)s S ≤300mm

    式中:n 夯击遍数; 2s 经n遍夯击后,各遍地表夯沉量之和(mm); 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

    并按正方形网格插挡分遍夯击

    水利工艺、技术交底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

    5.3.8夯击点的间距应根据地基土质、土层厚度和击遍数等综

    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,对于黏性王,间歇时间根据 厚度及排水特性可取2周至3周;对粉土,可取1周至2周。 层含水量大、土层较厚且渗透性低时,间歇时间取大值:土层 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

    的宽度宜为基底下设计处理深度的1/2~2/3 卫生标准,并不宜小于3m 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 于5m。

    ....
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