水电水利工程振冲法地基处理技术规范 .doc
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1、DL / T 5214 2005ICS 27.140P 59备案号:J4262005中华人民共和国电力行业标准P DL / T 5214 2005水电水利工程振冲法地基处理技 术 规 范Technical specification for vibroflotation ground treatmentof hydroelectric and water resources projects2005-02-14发布 2005-06-01实施中华人民共和国国家发展和改革委员会 发布目 次前言1 范围12 规范性引用文件23 总则34 术语和定义45 设计66 施工117 质量控制138 检测与验
2、收14附录A(规范性附录) 复合地基(单桩)载荷试验要点16附录B(资料性附录) 国内电动振冲器技术参数18附录C(资料性附录) 振冲法施工记录格式19条文说明21前 言本标准是根据原国家经济贸易委员会关于下达2001年度电力行业标准制、修订计划项目的通知(电力200144号文)的要求制定的。振冲法地基处理技术在水电水利行业已被广泛应用,并积累了大量的经验。为了促进水电水利工程振冲法地基处理技术的进步和发展,使振冲法地基处理工程的设计、施工、检测与验收规范化,确保工程质量,制定本标准。本标准的附录A为规范性附录,附录B、附录C为资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业水电施
3、工标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位:北京振冲工程股份有限公司。本标准主要起草人:韦伟、刘勇、于洪治、王爱民、李晓力、郭双田、李祥、王奎。311 范 围本标准规定了水电水利工程振冲法地基处理工程的设计、施工、质量控制、检测与验收,其他振冲法地基处理工程可参照使用。本标准适用于振冲法施工处理深度20m以内的工程,处理深度超过20m时可参照本标准执行。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的
4、引用文件,其最新版本适用于本标准。GB50007 建筑地基基础设计规范GB50011 建筑抗震设计规范GB50202 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50287 水利水电工程地质勘察规范DL5073 水工建筑物抗震设计规范DL/T5111 水电水利工程施工监理规范DL5180 水电枢纽工程等级划分及设计安全标准3 总 则3.0.1 采用振冲法地基处理技术应根据建设场地工程地质条件和建(构)筑物对地基的要求进行技术可行性和经济合理性论证。3.0.2 采用振冲法处理的水电水利工程,建(构)筑物级别的划分按DL5180规定的确定。3.0.3 振冲法的适用范围:1 适用于碎石土、砂土、粉土、黏性土
5、、人工填土及湿陷性土等地基的加固处理。对于不排水抗剪强度小于20kPa的淤泥、淤泥质土及该类土的人工填土地基,应通过试验确定。2 各类可液化土的加密和抗液化处理。3.0.4 当选定采用振冲法地基处理方案时,应对振冲法的处理深度和范围进行论证,并按建(构)筑物级别有区别地进行现场试验。3.0.5 振冲复合地基设计应满足建(构)筑物承载力和变形要求。3.0.6 施工前,应进行工艺试验。经确认施工质量满足工程要求后,才能进行工程施工。3.0.7 地基经振冲法处理后,应从建(构)筑物的施工阶段开始进行沉降观测。4 术 语 和 定 义下列术语和定义使用于本标准。4.0.1振冲法 vibroflotati
6、on process, vibro-replacement一种地基处理的方法,在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松散碎石土、砂土、粉土、人工填土等土层振密;或在碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土、淤泥土等土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩,和原地基土组成复合地基。4.0.2振冲复合地基 vibro-composite subgrade, vibro-composite foundation振冲法地基处理所形成的复合地基。4.0.3振冲复合土体 vibro-treated composite soil振冲复合地基中,被振密土体或被置换形成的增强体与周围地基土组成的等效土体。4.0.4
7、现场试验 in-situ tests在建设场地工程地质条件有代表性的区域,进行的振冲法试验性施工及质量检验,为振冲法地基处理方案提供设计依据。4.0.5工艺试验 process trial工程施工前,为进一步确定合理的施工工艺所进行的振冲法试验性施工。4.0.6面积置换率 replacement rate复合地基中增强体的面积与其影响范围面积之比。4.0.7桩土应力比 stress ratio复合地基中增强体与其周围地基土所承担的应力的比值。4.0.8平均桩径 equivalent column diameter在复合地基深度范围内,增强体的直径按相应土层厚度的加权平均值。4.0.9加密电流
8、compaction current振密土体或填料制桩过程中,振冲器电动机需达到的设计电流值。4.0.10 加密段长度 compacting cycle increment振冲器振密土体或填料制桩的段次长度。4.0.11留振时间 compaction time振密土体或填料制桩过程中,振冲器电动机维持加密电流所持续的时间。5 设 计5.0.1 设计所需基本资料:1 建设场地岩土工程勘察报告、钻孔剖面图及土的物理力学性质指标等。2 工程等别、建(构)筑物级别、基础型式、建(构)筑物荷载及抗震设防烈度等。3 复合地基承载力、变形量及抗剪强度指标等。5.0.2 根据建(构)筑物级别,按下列规定确定设
9、计的技术参数:1 1级、2级建(构)筑物应采用复合地基载荷试验确定。2 3级及3级以下的建(构)筑物宜采用单桩载荷试验、桩间土试验结果按公式计算确定,也可采用工程类比法确定。5.0.3 现场试验应符合下列规定:1 应选择在建设场地工程地质条件有代表性的区域进行。2 试验数量不少于3点。3 土的物理力学性质指标测试应符合GB50287的有关规定。5.0.4 复合地基承载力特征值按下述方法确定:1 通过复合地基载荷试验确定(试验方法见附录A)。2 根据单桩载荷试验和桩间土的试验成果按下式计算确定(单桩载荷试验方法见附录A):fspk=mfpk+(1-m)fsk(5.0.4-1)(5.0.4-2)式
10、中:fspk复合地基承载力特征值,kPa;fpk桩体单位截面积承载力特征值,kPa;fsk桩间土承载力特征值,kPa;m面积置换率;d0桩长范围内的平均桩径,m;de单桩等效影响圆直径,m。1)等边三角形布桩,de=1.05s。2)正方形布桩,de=1.13s。3)矩形布桩,de=1.13。其中s、s1、s2分别为桩的间距、纵向间距、横向间距,单位为m。3 对于3级及3级以下的建(构)筑物,当无载荷试验资料时可按下式计算确定:fspk=1+m(n-1)fsk(5.0.4-3)式中:fsk桩间土承载力特征值(对于非可加密土,取其天然地基承载力特征值;对于可加密土,取其加密后的地基承载力特征值),
11、kPa;n桩土应力比,无实测资料时取24,桩间土强度低时取大值、高时取小值。5.0.5 复合地基抗剪强度指标可按下式计算确定:tgfsp=mmptgfp+(1-mmp)tgfs(5.0.5-1)csp=(1-mmp)cs(5.0.5-2)(5.0.5-3)式中:fsp复合土体的等效内摩擦角,();fp桩体材料的内摩擦角,();fs桩间土体内摩擦角,();csp复合土体的等效黏聚力,kPa;cs桩间土黏聚力,kPa;mp应力集中系数。5.0.6 复合地基变形计算按GB50007的有关规定执行。复合土体的压缩模量和变形模量可按下列方法确定。1 复合土体的压缩模量:Esp=1+m(n-1)Es(5.
12、0.6-1)式中:Esp复合土体的压缩模量,MPa;Es桩间土压缩模量(非可加密土取其天然土的压缩模量,可加密土应取其加密后的压缩模量),MPa。2 复合土体的变形模量:1)通过复合地基载荷试验确定。2)通过单桩和桩间土载荷试验按下式计算确定:Eop=mEp+(1-m)Eo(5.0.6-2)式中:Eop复合土体的变形模量,MPa;Ep桩体的变形模量,MPa;Eo桩间土的变形模量,MPa。3)当现场仅做桩或桩间土载荷试验时可按下式计算确定:Eop=1+m(n-1)Ep/n(5.0.6-3)Eop=1+m(n-1)Eo(5.0.6-4)5.0.7 布桩范围应按下列原则确定:1 土石坝(堤)体及坝(
13、堤)基,按变形和稳定性计算分析结果确定其布桩范围。2 建筑物的箱形基础、筏形基础,在基础范围内布桩,并根据原地基土质情况在基础外缘宜设置1排2排护桩。3 建筑物的独立基础、条形基础应在基础范围内布桩,当基础外为软黏土、松散回填土或基础位于不利地形条件时(如沟、塘、斜坡边缘),宜在基础范围外设置1排2排护桩。4 对于可液化地基,在基础外缘扩大处理宽度不宜小于基础底面下处理深度的1/2。5.0.8 处理深度应按下列原则确定:1 处理深度应满足建(构)筑物对地基承载力和变形要求。2 抗滑稳定性处理深度超过最危险滑动面1.0m。3 当按下卧层承载力确定处理深度时,尚应进行下卧层承载力的验算。4 对于可
14、液化地基,处理深度应按GB50011及DL5073的有关规定执行。5.0.9 布桩形式按下列原则确定:1 对大面积坝(堤)基、箱基、筏基等可采用三角形、正方形、矩形布桩。2 对条形基础,可沿基础的中心线布桩,当单排桩不能满足设计要求时,可采用多排布桩。3 对独立基础,可采用三角形、正方形、矩形或混合形布桩。5.0.10 桩间距按下列原则确定:1 根据复合地基的设计要求,通过现场试验或按计算确定。2 30kW振冲器布桩间距宜为1.2m2.0m,75kW振冲器布桩间距宜为1.4m3.0m;对于不加填料的振冲工程,布点间距可根据工程地质条件和工程要求适当增大;采用其他型号振冲器时,布桩间距应按现场试
15、验确定。5.0.11 振冲桩应超过有效桩顶高程1.0m1.5m,当超高不足时,振冲施工后应对基底土层及有效桩体顶部做密实处理。5.0.12 碎石桩顶部应铺设0.2m0.5m厚密实碎石垫层。5.0.13 桩体材料宜采用含泥量不大于5的碎石、卵石、砾石、砾(粗)砂、矿渣,或其他无腐蚀性、无污染、性能稳定的硬质材料。当采用碎石时,对于30kW振冲器,材料粒径宜为20mm100mm;对于75kW振冲器,材料粒径宜为20mm150mm。5.0.14 桩的平均桩径根据下式计算确定:(5.0.14-1)式中:d0平均桩径,m;Vm每延米桩体平均填料量,m3/m;h密实系数,一般为0.70.8。5.0.15
16、加密电流、留振时间、加密段长度应通过现场试验和工艺试验的结果确定。5.0.16 复合地基承载力特征值应按下式进行埋深修正:fa=fspk+hdgm(d-0.5)(5.0.16-1)式中:fa修正后的复合地基承载力特征值,kPa;fspk复合地基承载力特征值,按本标准5.0.4条确定,kPa;hd基础埋深的地基承载力修正系数,根据基底土类别按下列经验值确定:淤泥和淤泥质土、人工填土,hd=1.0;孔隙比e及液性指数IL均小于0.85的黏性土,hd=1.3;粉砂、细砂、粉土,hd=1.5;中砂、粗砂、砾砂及碎石土,hd=2.0;gm基础底面以上土的加权平均重度(地下水位以下取浮重度),kN/m3;
17、d基础埋深,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后完成时,应从天然地面标高算起,m。6 施 工6.1 施工准备6.1.1 施工准备工作包括下列内容:1 设计技术交底。2 施工场地具备“三通一平”条件,水源、电源应接至施工现场50m以内。3 查清施工场地内的地上、地下设施及障碍物,制定相应的施工处理措施。4 熟悉与分析施工场地地质资料。5 了解现场试验资料和检测成果。6 配备相应型号的振冲器和配套机具设备。7 编制施工组织设计。8 根据建(构)筑物坐标控制点测放桩位。9 施工场地宜划分若干区域,分区设置土埂或排浆地沟,保证泥浆及时排放,满足环保要求。6.1.2 工艺试验应在
18、护桩或建(构)筑物非重要部位进行,单项工程工艺试验桩数不少于3根。6.2 主要施工设备的选择6.2.1 选择振冲器类型应根据地基处理设计要求及土的性质通过现场试验确定,常用的振冲器技术参数参见附录B。6.2.2 起吊设备的起吊吨位和起吊高度应满足振冲器贯入到设计深度的要求。6.2.3 填料设备宜选用轮式装载机,其容量根据填料强度确定。6.2.4 供水泵扬程不宜小于80m,流量不宜小于15m3/h。6.2.5 泥浆泵应满足排浆距离和排浆量的要求。6.3 施 工6.3.1 制桩顺序可选用排打、跳打、围打法。6.3.2 造孔应符合下列规定:1 振冲器开孔允许偏差不大于100mm。2 造孔过程中,应保
19、持振冲器处于悬垂状态,发现桩孔偏斜应立即纠正。3 造孔水压宜控制在0.3MPa0.8MPa。4 造孔速度不宜超过2.0m/min。5 造孔深度不应浅于设计处理深度以上0.3m0.5m。6 造孔时振冲器出现上下颠动或电流大于电动机额定电流无法贯入时,应及时调整施工参数。6.3.3 造孔时返出泥浆过稠或存在桩孔缩颈现象时宜进行清孔。6.3.4 填料方式可采用强迫填料法、连续填料法或间断填料法。大功率振冲器宜采用强迫填料法,深孔宜采用连续填料法,在桩长小于6m且孔壁稳定时可采用间断填料法。6.3.5 桩体加密控制标准应符合下列规定:1 采用加密电流、留振时间、加密段长度作为控制标准,填料量指标为参考
20、值。2 桩体加密应从桩底标高开始,逐段向上进行,中间不得漏振。3 加密水压宜控制在0.1MPa0.5MPa。4 填料量与设计要求相差较大,应及时研究解决。6.3.6 加密过程中,电流超过振冲器额定电流时,宜暂停或减缓振冲器的贯入或填料速度。6.3.7 施工中发现串桩,可对被串桩重新加密或在其旁边补桩。6.3.8 造孔时每贯入1.0m2.0m应记录电流、水压、时间;加密时每加密1.0m2.0m应记录电流、水压、时间、填料量。施工记录格式参见附录C。7 质量控制7.0.1 应建立完善的施工质量保证体系,制定质量计划或质量保证措施。7.0.2 施工应进行施工质量控制与监测,做好各项施工记录。当处理效
21、果达不到设计要求时,应及时会同设计单位及有关部门研究解决。7.0.3 加密电流和留振时间应采用自动控制系统控制,并及时检查其准确性。7.0.4 振冲器的导管应有明显的深度标志。7.0.5 桩位标识应明显、牢固,在施工中应注意复核,保证其准确度。7.0.6 填料应经过质量检验方可使用,填料的粒径、含泥量及强度等指标应符合设计要求。7.0.7 填料应按2000m35000m3作为一组试样进行质量检验,不足2000m3时按一批次送检。7.0.8 对桩体的密实度宜采用重型动力触探试验进行抽样检测,检测时间应在成桩1天后进行。7.0.9 对可加密地基土,应对桩间土的加密效果采用重型动力触探试验或标准贯入
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