GB/T 51064-2015 吹填土地基处理技术规范 (完整版)

[建设标准 - 结构] 发表于:2022-09-09 11:40:08
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前言
GB/T 51064-2015 吹填土地基处理技术规范 (完整版)
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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。


2 术语和符号

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。


4 吹填场地形成

5 吹填场地勘察

6 压 实 法

7 堆载预压法

8 真空预压法

9 强 夯 法

10 振动水冲法

11 固 化 法

12 电渗排水法

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;
——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,
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

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)。


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