建筑地基处理技术规范.docx
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建筑地基处理技术规范.docx
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建筑地基处理技术规范
根据住房和城乡建设部《关于印发(2009年工程建设标准规范制订、修订计划)的通知》(建标[2009]88号)的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,与国内相关规范协调,并在广泛征求意见的基础上,修订了《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2002。
本规范主要技术内容是:
1.总则;2.术语和符号;3.基本规定;4.换填垫层;5.预压地基;6.压实地基和夯实地基;7.复合地基;8.注浆加固;9.微型桩加固;10.检验与监测。
本规范修订的主要技术内容是:
1.增加处理后的地基应满足建筑物承载力、变形和稳定性要求的规定;2.增加采用多种地基处理方法综合使用的地基处理工程验收检验的综合安全系数的检验要求;3.增加地基处理采用的材料,应根据场地环境类别符合耐久性设计的要求;4.增加处理后的地基整体稳定分析方法;5.增加加筋垫层设计验算方法;6.增加真空和堆载联合预压处理的设计、施工要求;7.增加高夯击能的设计参数;8.增加复合地基承载力考虑基础深度修正的有粘结强度增强体桩身强度验算方法;9.增加多桩型复合地基设计施工要求;10.增加注浆加固;11.增加微型桩加固;12.增加检验与监测;13.增加复合地基增强体单桩静载荷试验要点;14.增加处理后地基静载荷试验要点。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国建筑科学研究院负责具体技术内容的解释。
执行过程中如有意见或建议,请寄送中国建筑科学研究院(地址:
北京市北三环东路30号邮政编码:
100013)。
本规范主编单位:
中国建筑科学研究院
本规范参编单位:
机械工业勘察设计研究院湖北省建筑科学研究设计院福建省建筑科学研究院现代建筑设计集团上海申元岩土工程有限公司中化岩土工程股份有限公司中国航空规划建设发展有限公司天津大学同济大学太原理工大学郑州大学综合设计研究院
本规范主要起草人员:
滕延京张永钧闫明礼张峰张东刚袁内镇侯伟生叶观宝白晓红郑刚王亚凌水伟厚郑建国周同和杨俊峰
本规范主要审查人员:
顾国荣周国钧顾晓鲁徐张建张丙吉康景文梅全亭滕文川肖自强潘凯云黄新
1总则
1总则
1.0.1为了在地基处理的设计和施工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、确保质量、保护环境,制定本规范。
1.0.2本规范适用于建筑工程地基处理的设计、施工和质量检验。
1.0.3地基处理除应满足工程设计要求外,尚应做到因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源等。
1.0.4建筑工程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
2.1术语
2术语和符号
2.1术语
2.1.1地基处理groundtreatment,groundimprovement
提高地基承载力,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compositeground,compositefoundation
部分土体被增强或被置换,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地基承载力特征值characteristicvalueofsubsoilbearingcapacity
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。
2.1.4换填垫层replacementlayerofcompactedfill
挖除基础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。
2.1.5加筋垫层replacementlayeroftensilereinforcement
在垫层材料内铺设单层或多层水平向加筋材料形成的垫层。
2.1.6预压地基preloadedground,preloadedfoundation
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堆载预压preloadingwithsurchargeoffill
地基上堆加荷载使地基土固结压密的地基处理方法。
2.1.8真空预压vacuumpreloading
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。
2.1.9压实地基compactedground,compactedfill
利用平碾、振动碾、冲击碾或其他碾压设备将填土分层密实处理的地基。
2.1.10夯实地基rammedground,rammedearth
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。
2.1.11砂石桩复合地基compositefoundationwithsandgravelcolumns
将碎石、砂或砂石混合料挤压入已成的孔中,形成密实砂石竖向增强体的复合地基。
2.1.12水泥粉煤灰碎石桩复合地基compositefoundationwithcement-flyash-gravelpiles
由水泥、粉煤灰、碎石等混合料加水拌合在土中灌注形成竖向增强体的复合地基。
2.1.13夯实水泥土桩复合地基compositefoundationwithrammedsoil-cementcolumns
将水泥和土按设计比例拌合均匀,在孔内分层夯实形成竖向增强体的复合地基。
2.1.14水泥土搅拌桩复合地基compositefoundationwithcementdeepmixedcolumns
以水泥作为固化剂的主要材料,通过深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌形成竖向增强体的复合地基。
2.1.15旋喷桩复合地基compositefoundationwithjetgrouting
通过钻杆的旋转、提升,高压水泥浆由水平方向的喷嘴喷出,形成喷射流,以此切割土体并与土拌合形成水泥土竖向增强体的复合地基。
2.1.16灰土桩复合地基compositefoundationwithcompactedsoil-limecolumns
用灰土填入孔内分层夯实形成竖向增强体的复合地基。
2.1.17柱锤冲扩桩复合地基compositefoundationwithimpactdisplacementcolumns
用柱锤冲击方法成孔并分层夯扩填料形成竖向增强体的复合地基。
2.1.18多桩型复合地基compositefoundationwithmultiplereinforcementofdifferentmaterialsorlengths
采用两种及两种以上不同材料增强体,或采用同一材料、不同长度增强体加固形成的复合地基。
2.1.19注浆加固groundimprovementbypermeationandhighhydrofracturegrouting
将水泥浆或其他化学浆液注入地基土层中,增强土颗粒间的联结,使土体强度提高、变形减少、渗透性降低的地基处理方法。
2.1.20微型桩micropile
用桩工机械或其他小型设备在土中形成直径不大于300mm的树根桩、预制混凝土桩或钢管桩。
2.2符号
2.2符号
2.2.1作用和作用效应
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。
2.2.2抗力和材料性能
Dr——砂土相对密实度;
Drl——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——孔隙比;
e0——地基处理前的孔隙比;
e1——地基挤密后要求达到的孔隙比;
emax、emin——砂土的最大、最小孔隙比;
ƒak——天然地基承载力特征值;
ƒaz——垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值;
ƒcu——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,对水泥土可取桩体试块(边长70.7mm立方体)标准养护90d的立方体抗压强度平均值;
ƒsk——处理后桩间土的承载力特征值;
ƒspa——深度修正后的复合地基承载力特征值;
ƒspk——复合地基的承载力特征值;
kh——天然土层水平向渗透系数;
ks——涂抹区的水平向渗透系数;
qp——桩端端阻力特征值;
qs——桩周土的侧阻力特征值;
qw——竖井纵向通水量,为单位水力梯度下单位时间的排水量;
Ra——单桩竖向承载力特征值;
Ta——土工合成材料在允许延伸率下的抗拉强度;
Tp——相应于作用的标准组合时单位宽度土工合成材料的最大拉力;
U——固结度;
Ut——t时间地基的平均固结度;
ωop——最优含水量;
ap——桩端端阻力发挥系数;
β——桩间土承载力发挥系数;
θ——压力扩散角;
λ——单桩承载力发挥系数;
λc——压实系数;
ρd——干密度;
ρdmax——最大干密度;
ρc——黏粒含量;
ρw——水的密度;
τft——t时刻,该点土的抗剪强度;
τfo——地基土的天然抗剪强度;
△σz——预压荷载引起的该点的附加竖向应力;
φcu——三轴固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角;
ηc——桩间土经成孔挤密后的平均挤密系数。
2.2.3几何参数
A——基础底面积;
Ae——一根桩承担的处理地基面积;
Ap——桩的截面积;
b——基础底面宽度、塑料排水带宽度;
d——桩的直径;
de——一根桩分担的处理地基面积的等效圆直径、竖井的有效排水直径;
dP——塑料排水带当量换算直径;
l——基础底面长度;
lp——桩长;
m——面积置换率;
s——桩间距;
z——基础底面下换填垫层的厚度;
δ——塑料排水带厚度。
3基本规定
3基本规定
3.0.1在选择地基处理方案前,应完成下列工作:
1搜集详细的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等;
2结合工程情况,了解当地地基处理经验和施工条件,对于有特殊要求的工程,尚应了解其他地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等;
3根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题,确定地基处理的目的和处理后要求达到的各项技术经济指标等;
4调查邻近建筑、地下工程、周边道路及有关管线等情况;
5了解施工场地的周边环境情况。
3.0.2在选择地基处理方案时,应考虑上部结构、基础和地基的共同作用,进行多种方案的技术经济比较,选用地基处理或加强上部结构与地基处理相结合的方案。
3.0.3地基处理方法的确定宜按下列步骤进行:
1根据结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑的影响等因素进行综合分析,初步选出几种可供考虑的地基处理方案,包括选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案;
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,选择最佳的地基处理方法;
3对已选定的地基处理方法,应按建筑物地基基础设计等级和场地复杂程度以及该种地基处理方法在本地区使用的成熟程度,在场地有代表性的区域进行相应的现场试验或试验性施工,并进行必要的测试,以检验设计参数和处理效果。
如达不到设计要求时,应查明原因,修改设计参数或调整地基处理方案。
3.0.4经处理后的地基,当按地基承载力确定基础底面积及埋深而需要对本规范确定的地基承载力特征值进行修正时,应符合下列规定:
1大面积压实填土地基,基础宽度的地基承载力修正系数应取零;基础埋深的地基承载力修正系数,对于压实系数大于0.95、黏粒含量ρc≥10%的粉土,可取1.5,对于干密度大于2.1t/m3的级配砂石可取2.0;
2其他处理地基,基础宽度的地基承载力修正系数应取零,基础埋深的地基承载力修正系数应取1.0。
3.0.5处理后的地基应满足建筑物地基承载力、变形和稳定性要求,地基处理的设计尚应符合下列规定:
1经处理后的地基,当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时,应进行软弱下卧层地基承载力验算;
2按地基变形设计或应作变形验算且需进行地基处理的建筑物或构筑物,应对处理后的地基进行变形验算;
3对建造在处理后的地基上受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物,应进行地基稳定性验算。
3.0.6处理后地基的承载力验算,应同时满足轴心荷载作用和偏心荷载作用的要求。
3.0.7处理后地基的整体稳定分析可采用圆弧滑动法,其稳定安全系数不应小于1.30。
散体加固材料的抗剪强度指标,可按加固体材料的密实度通过试验确定;胶结材料的抗剪强度指标,可按桩体断裂后滑动面材料的摩擦性能确定。
3.0.8刚度差异较大的整体大面积基础的地基处理,宜考虑上部结构、基础和地基共同作用进行地基承载力和变形验算。
3.0.9处理后的地基应进行地基承载力和变形评价、处理范围和有效加固深度内地基均匀性评价,以及复合地基增强体的成桩质量和承载力评价。
3.0.10采用多种地基处理方法综合使用的地基处理工程验收检验时,应采用大尺寸承压板进行载荷试验,其安全系数不应小于2.0。
3.0.11地基处理所采用的材料,应根据场地类别符合有关标准对耐久性设计与使用的要求。
3.0.12地基处理施工中应有专人负责质量控制和监测,并做好施工记录;当出现异常情况时,必须及时会同有关部门妥善解决。
施工结束后应按国家有关规定进行工程质量检验和验收。
4换填垫层
4.1一般规定
4换填垫层
4.1一般规定
4.1.1换填垫层适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理。
4.1.2应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、场地土质条件、施工机械设备及填料性质和来源等综合分析后,进行换填垫层的设计,并选择施工方法。
4.1.3对于工程量较大的换填垫层,应按所选用的施工机械、换填材料及场地的土质条件进行现场试验,确定换填垫层压实效果和施工质量控制标准。
4.1.4换填垫层的厚度应根据置换软弱土的深度以及下卧土层的承载力确定,厚度宜为0.5m~3.0m。
4.2设计
4.2设计
4.2.1垫层材料的选用应符合下列要求:
1砂石。
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。
对湿陷性黄土或膨胀土地基,不得选用砂石等透水性材料。
2粉质黏土。
土料中有机质含量不得超过5%,且不得含有冻土或膨胀土。
当含有碎石时,其最大粒径不宜大于50mm。
用于湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质黏土垫层,土料中不得夹有砖、瓦或石块等。
3灰土。
体积配合比宜为2:
8或3:
7。
石灰宜选用新鲜的消石灰,其最大粒径不得大于5mm。
土料宜选用粉质黏土,不宜使用块状黏土,且不得含有松软杂质,土料应过筛且最大粒径不得大于15mm。
4粉煤灰。
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。
粉煤灰垫层中采用掺加剂时,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矿渣。
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,确认性能稳定并满足腐蚀性和放射性安全要求。
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其他工业废渣。
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、无腐蚀性和无放射性危害的其他工业废渣材料,但应经过现场试验证明其经济技术效果良好且施工措施完善后方可使用。
7土工合成材料加筋垫层所选用土工合成材料的品种与性能及填料,应根据工程特性和地基土质条件,按照现行国家标准《土工合成材料应用技术规范》GB50290的要求,通过设计计算并进行现场试验后确定。
土工合成材料应采用抗拉强度较高、耐久性好、抗腐蚀的土工带、土工格栅、土工格室、土工垫或土工织物等土工合成材料。
垫层填料宜用碎石、角砾、砾砂、粗砂、中砂等材料,且不宜含氯化钙、碳酸钠、硫化物等化学物质。
当工程要求垫层具有排水功能时,垫层材料应具有良好的透水性。
在软土地基上使用加筋垫层时,应保证建筑物稳定并满足允许变形的要求。
4.2.2垫层厚度的确定应符合下列规定:
1应根据需置换软弱土(层)的深度或下卧土层的承载力确定,并应符合下式要求:
pz+pcz≤ƒaz(4.2.2-1)
式中:
pz——相应于作用的标准组合时,垫层底面处的附加压力值(kPa);
pcz——垫层底面处土的自重压力值(kPa);
ƒaz——垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)。
2垫层底面处的附加压力值pz可分别按式(4.2.2-2)和式(4.2.2-3)计算:
(4.2.2-2)
2)矩形基础
(4.2.2-3)
式中:
b——矩形基础或条形基础底面的宽度(m);
l——矩形基础底面的长度(m);
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);
z——基础底面下垫层的厚度(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4.2.2采用。
表4.2.2土和砂石材料压力扩散角θ(°)
注:
1当z/b<0.25时,除灰土取θ=28°外,其他材料均取θ=0°,必要时宜由试验确定;
2当0.25<z/b<0.5时,θ值可以内插;
3土工合成材料加筋垫层其压力扩散角宜由现场静载荷试验确定。
4.2.3垫层底面的宽度应符合下列规定:
1垫层底面宽度应满足基础底面应力扩散的要求,可按下式确定:
b'≥b+2ztanθ(4.2.3)
式中:
b'——垫层底面宽度(m);
θ——压力扩散角,按本规范表4.2.2取值;当z/b<0.25时,按表4.2.2中z/b=0.25取值。
2垫层顶面每边超出基础底边缘不应小于300mm,且从垫层底面两侧向上,按当地基坑开挖的经验及要求放坡。
3整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。
4.2.4垫层的压实标准可按表4.2.4选用。
矿渣垫层的压实系数可根据满足承载力设计要求的试验结果,按最后两遍压实的压陷差确定。
表4.2.4各种垫层的压实标准
注:
1压实系数λc为土的控制干密度ρd与最大干密度ρdmax的比值;土的最大干密度宜采用击实试验确定;碎石或卵石的最大干密度可取2.1t/m3~2.2t/m3;
2表中压实系数λc系使用轻型击实试验测定土的最大干密度ρdmax时给出的压实控制标准,采用重型击实试验时,对粉质黏土、灰土、粉煤灰及其他材料压实标准应为压实系数λc≥0.94。
4.2.5换填垫层的承载力宜通过现场静载荷试验确定。
4.2.6对于垫层下存在软弱下卧层的建筑,在进行地基变形计算时应考虑邻近建筑物基础荷载对软弱下卧层顶面应力叠加的影响。
当超出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度时,宜及时换填,并应考虑其附加荷载的不利影响。
4.2.7垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形组成。
换层垫层在满足本规范第4.2.2条~4.2.4条的条件下,垫层地基的变形可仅考虑其下卧层的变形。
对地基沉降有严格限制的建筑,应计算垫层自身的变形。
垫层下卧层的变形量可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的规定进行计算。
4.2.8加筋土垫层所选用的土工合成材料尚应进行材料强度验算:
Tp≤Ta(4.2.8)
式中:
Ta——土工合成材料在允许延伸率下的抗拉强度(kN/m);
Tp——相应于作用的标准组合时,单位宽度的土工合成材料的最大拉力(kN/m)。
4.2.9加筋土垫层的加筋体设置应符合下列规定:
1一层加筋时,可设置在垫层的中部;
2多层加筋时,首层筋材距垫层顶面的距离宜取30%垫层厚度,筋材层间距宜取30%~50%的垫层厚度,且不应小于200mm。
3加筋线密度宜为0.15~0.35。
无经验时,单层加筋宜取高值,多层加筋宜取低值。
垫层的边缘应有足够的锚固长度。
4.3施工
4.3施工
4.3.1垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。
粉质黏土、灰土垫层宜采用平碾、振动碾或羊足碾,以及蛙式夯、柴油夯。
砂石垫层等宜用振动碾。
粉煤灰垫层宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯。
矿渣垫层宜采用平板振动器或平碾,也可采用振动碾。
4.3.2垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数宜通过现场的试验确定。
除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外,其他垫层的分层铺填厚度宜为200mm~300mm。
为保证分层压实质量,应控制机械碾压速度。
4.3.3粉质黏土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在ωop±2%的范围内,粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在ωop±4%的范围内。
最优含水量ωop可通过击实试验确定,也可按当地经验选取。
4.3.4当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘时,应根据建筑物对不均匀沉降的控制要求予以处理,并经检验合格后,方可铺填垫层。
4.3.5基坑开挖时应避免坑底土层受扰动,可保留180mm~220mm厚的土层暂不挖去,待铺填垫层前再由人工挖至设计标高。
严禁扰动垫层下的软弱土层,应防止软弱垫层被践踏、受冻或受水浸泡。
在碎石或卵石垫层底部宜设置厚度为150mm~300mm的砂垫层或铺一层土工织物,并应防止基坑边坡塌土混入垫层中。
4.3.6换填垫层施工时,应采取基坑排水措施。
除砂垫层宜采用水撼法施工外,其余垫层施工均不得在浸水条件下进行。
工程需要时应采取降低地下水位的措施。
4.3.7垫层底面宜设在同一标高上,如深度不同,坑底土层应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处应夯压密实。
4.3.8粉质黏土、灰土垫层及粉煤灰垫层施工,应符合下列规定:
1粉质黏土及灰土垫层分段施工时,不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝;
2垫层上下两层的缝距不得小于500mm,且接缝处应夯压密实;
3灰土拌合均匀后,应当日铺填夯压;灰土夯压密实后,3d内不得受水浸泡;
4粉煤灰垫层铺填后,宜当日压实,每层验收后应及时铺填上层或封层,并应禁止车辆碾压通行;
5垫层施工竣工验收合格后,应及时进行基础施工与基坑回填。
4.3.9土工合成材料施工,应符合下列要求:
1下铺地基层面应平整;
2土工合成材料铺设顺序应先纵向后横向,且应把土工合成材料张拉平整、绷紧,严禁有皱折;
3土工合成材料的连接宜采用搭接法、缝接法或胶接法,接缝强度不应低于原材料抗拉强度,端部应采用有效方法固定,防止筋材拉出;
4应避免土工合成材料暴晒或裸露,阳光暴晒时间不应大于8h。
4.4质量检验
4.4质量检验
4.4.1对粉质黏土、灰土、砂石、粉煤灰垫层的施工质量可选用环刀取样、静力触探
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