建筑地基处理技术规范理解与应用PPT课件.ppt

建筑地基处理技术规范 JGJ79 2012理解与应用 建筑地基处理技术规范 修订组2013年4月17日 1 一修订工作整体情况介绍二具体修订内容 2 修订工作整体情况规范修订面对新的需求修订工作过程讨论的问题和处理主要修订内容待解决的主要问题 3 规范修订面对的新需求1 中国的城镇化进程可使用建设用地紧张地下空间的开发利用房屋建设的 高 深 大 引起的地基基础设计问题 4 同一大面积整体基础上建有多个高层或多层建筑的基础设计 处理地基的工程特性深 大基础的地基变形计算及回弹再压缩变形计算 变形控制工况 处理地基的变形计算建筑物稳定性 处理地基的稳定性验算新建地下工程对既有建筑地基基础的影响 地基承载力 变形 稳定性施工期的影响 降水 地面变形 5 2 耐久性设计带来的新问题地基处理材料的工作环境加固材料对环境的保护污染土 干湿交替环境 含盐类土 6 处理地基上的建筑物设计使用年限对于建筑地基基础在规定的建筑寿命完成后 不论是拆除重建 还是鉴定加固后再使用 其特殊性应赋予地基基础耐久性设计新的内容 处理地基的更高耐久性要求 7 首先 上部结构需拆除重建时 地下结构拆除对周边环境的影响大 采取保护措施的费用高 工期长 其次 既有建筑的桩基础 拆除难度大 对于长桩基础是几乎办不到的 其三 对于既有建筑的地基基础再利用 应在充分鉴定分析基础上设计 要求既有建筑的地基基础有更长的使用年限 其四 从工程建造的工期 费用考虑 应充分考虑原地基基础再利用 8 3 建设节约型社会的要求地基处理设计理论与土力学基本特性的符合性 处理地基的工作性状 承载力 偏心荷载作用 软弱下卧层 处理地基上基础设计对各种作用认识的局限性 设计计算表达式 经验 检验评价方法 局限性 节约与安全的关系 经验与现场试验更精准的设计 试验和工程实践基础 9 任务来源根据住房和城乡建设部建标 2009 88号文要求 中国建筑科学研究院会同有关勘察 设计 施工 科研 大专院校等单位对国家行业标准 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002进行了全面修订 修订工作过程 讨论的问题和处理 10 参编单位 11个 其中 工程设计单位5个 研究单位3 高校3个中国建筑科学研究院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 11 参编单位 11个 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 12 修订组成员 修订组由15人组成 成员 滕延京 张永钧 以下按姓氏笔画排序 王亚凌 水伟厚 白晓红 叶观宝 闫明礼 张峰 张东刚 杨俊峰 周同和 郑刚 郑建国 侯伟生 袁内镇 主要审查人员 顾国荣 顾晓鲁 周国钧 以下按姓氏笔画排序 肖自强 张丙吉 徐张建 康景文 黄新 梅全亭 滕文川 潘凯云 13 修订工作过程 修订组共召开全体会议5次 2009年9月召开了修订组成立暨第一次工作会议 住房和城乡建设部标准定额司派员出席了会议 宣读编制组组成名单 会上讨论和安排了本规范的修订内容 工作分工及进度计划 2010年1月12日召开 建筑地基处理技术规范 修订编制组第二次全体工作会议 确定了复合地基部分的工作内容和分工以及工作计划 安排复合地基的稳定问题的研究 14 修订工作过程 2010年6月召开了修订编制组第三次全体工作会议 各章节编制负责人介绍了各部分的初稿 修订组对各章节进行了讨论 形成征求意见稿 2010年9月形成规范征求意见稿 规范征求意见稿发往全国有关勘察 设计 施工 检测 科研 大专院校单位和个人共计300份 并在网上发布征求意见通知和征求意见稿 共征集到单位和个人对规范修订的意见和建议835条 2010年11月召开修订组第四次工作会议 对征求意见反馈的相关内容进行讨论 提出处理意见 形成送审稿初稿 15 修订工作过程 2011年1月20日在北京中国建筑科学研究院地基所召开了第五次全体会议 会议对主编滕延京研究员提出的四个问题进行讨论 并达成一致意见 在此基础上形成送审稿 复合地基有粘结增强体强度设计 按变形确定复合地基承载力的取值标准 处理地基的验收检验 水泥搅拌桩复合地基的变形计算 16 修订工作过程 2011年3月形成了送审稿 并通过了主编单位的审查 2011年4月21日 22日 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002修订送审稿审查会在北京召开 2012年8月23日公告 建筑地基处理技术规范 为行业标准 编号为JGJ79 2012 自2013年6月1日起实施 原 建筑地基处理技术规范 JGJ79 2002同时废止 17 修订原则 1 在原规范设计原理 加固工法基础上 按处理后地基的工作性状对章节内容重新编排 改变按处理工法编排章节过多的困难 使之与勘察 设计 施工 检测工作的联系更加紧密 2 反映近年来建筑地基处理技术科研方面成熟的成果 反映原规范实施以来工程设计和实践的成功经验 3 补充完善充实原设计规范中的部分内容 4 与相关规范协调 提高变形计算和耐久性设计水平 18 建筑地基处理技术规范 的历史沿革 JGJ79 91我国第一本有关建筑地基处理的技术规范 符合我国89版规范体系的要求 内容按处理工法编排 共11章 两个附录 JGJ79 2002在第一版基础上增加了地基处理新的内容 符合我国2000版规范体系的要求 内容按处理工法编排 共17章 1个附录 JGJ79 2012增加了地基处理工程耐久性和环境保护等内容 符合我国2010版规范体系的要求 内容按处理后地基性状编排 共10章 3个附录 19 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 换填垫层地基适用于浅层地基处理 地基的承载力和变形特征是在满足下卧土层地基承载力的基础上确定换填厚度和范围 一般无需再进行下卧层承载力验算 一般用于采用独立基础和条形基础的中低层建筑 地基变形的计算工况较简单 检验时对换填土层的密实度控制严格 垫层的承载力检验仅在无地区经验时采用载荷板试验 20 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 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 对非饱和地基土也可采用堆载预压处理 提高承载力 减少地基变形 由于预压地基采用的处理工艺为堆载预压 真空预压 真空和堆载联合预压 其地基可达到的地基承载力与施加的预压荷载大小和地基土压密时间效应有关 一般用于场地处理 直接作为建筑物地基适用于中低层房屋 其地基承载力呈现上高下低的性状 为了减少房屋的总体沉降量 可采用超载预压的处理方法 由于弹性半无限体地基的受力特点 预压地基是在有限压缩层内满足地基承载力和变形要求的地基 当基础埋深加大 地基承载力有所降低 作为建筑地基使用 其承载力和地基变形的检验评价应在设计标高进行 21 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 强夯地基适用于处理碎石土 砂土 低饱和度的粉土与黏性土 湿陷性黄土 素填土和杂填土等地基 处理深度和处理后地基的均匀性与夯击能 夯实工艺 夯点布置 夯击遍数有关 作为建筑地基使用 强夯地基是在有限压缩层内满足地基承载力和变形要求的地基 基础埋深加大 地基承载力有所降低 作为建筑地基使用 其承载力和地基变形的检验评价应在设计标高进行 强夯地基破坏了原地基土的结构 应在恢复期后才能进行基础施工 22 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 强夯置换处理地基适用于处理对变形要求不严格的高饱和度的粉土与软塑 流塑的黏性土地基 由于土的性质决定 强夯置换处理地基墩体着底情况的质量非常重要 一般适用于作为多层房屋的地基使用 当强夯置换施工换填的石料最终可形成2 0米以上厚度的硬壳层时 这种地基可按复合地基设计 否则应按墩式基础设计 23 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 压实地基适用于处理大面积填土地基 由于填筑厚度大 除分层控制压实质量外 其地基变形存在累积效应 即地基变形计算时应计入上部填土荷载引起的下卧土层变形 压实地基的均匀性与采用的施工设备和施工工艺有关 一般应进行平面和竖向的检验进行评价 压实地基的承载力评价还应注意其湿陷性的影响 应进行浸水载荷试验评价 24 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 挤密地基适用于松散土层的密实处理 砂土消除液化 消除土的湿陷性等的地基处理 挤密地基处理后的承载力应进行载荷板试验 均匀性应通过静力触探 动力触探等检验判定 检验结果的评价可靠性与检验位置有关 且处理后地基的液化判定 湿陷性评价等方法和标准有待进一步研究 25 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 复合地基按其定义 应满足增强体和地基共同承担荷载的要求 当地基土为欠固结土 膨胀土 湿陷性黄土 可液化土等特殊性土时 设计采用的增强体和施工工艺应满足处理后地基土和增强体共同承担荷载的技术要求 复合地基设计前 应在有代表性的场地上进行现场试验或试验性施工 以确定设计参数和处理效果 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 复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验 对有粘结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验 26 处理后的地基性状对该地基的适用范围 地基的承载力和变形验算方法 处理后地基检验要点等工程设计 施工 检测要素密切相关 注浆加固处理地基是将土壤固化材料通过压力或施工机械与土壤搅拌或注入 提高原地基土的承载力 变形或渗透特性的地基处理方法 常用于中多层房屋的地基处理 或用于软土地基地铁隧道或地下工程地基土的超前处理 基坑工程为减少周边环境影响以及地下水渗透影响的超前处理等工程 对于既有建筑地基加固也可采用 注浆加固地基应根据处理要求进行相应的承载力 变形 渗透特性的检验 尚应进行处理效果的均匀性检验 27 地基处理工程设计的基本概念可认为有如下认识 1 处理后的地基 其承载力和变形的测试指标与天然地基基本一致时 长期荷载作用的变形比天然地基要大 2 由于土的成因或应力历史不同 相同的天然地基土性指标 采用相同的地基处理工艺 处理后的地基性状不近相同 可能存在较大差异 3 采用多种地基处理方法综合使用 其最终结果不一定是 1 1 2 28 4 地基处理的效果 根据有限数量的竖向承载力 变形的检验结果评价满足设计要求时 平面或竖向的不均匀也可能引起建筑物裂缝等问题 检测技术的局限性可能使工程存在某些隐患 5 地基处理工艺较成熟 不同的施工队伍的施工质量不尽相同 6 采用强夯 振冲 挤密等施工工艺 处理施工结束 场地土恢复期较短又马上进行基础施工时 基础结构可能出现开裂或影响耐久性的微裂缝 29 处理后地基性状的总体认识 凡是天然地基应该考虑 或已有解决方法的问题 在处理后地基上均应有解决办法 1 整体稳定分析方法 2 偏心荷载作用分析 3 材料强度验算 4 软弱下卧层承载力验算 5 有效处理深度 6 处理后地基的检验评价方法 7 处理后地基的变形评价标准 30 针对上述设计的基本概念 地基处理工程应有相应的设计对策 1 地基处理工程在结果验证的基础上 对承载力 变形设计指标的取值 应比天然地基严格 由于地基处理工程检验的载荷板尺寸一般比天然地基试验的大 考虑到长期荷载作用效应的影响 本次规范修订对处理后的地基载荷试验 地基承载力特征值按变形取值时应取不大于s b或s d等于0 01所对应的压力 s为静载荷试验承压板的沉降量 b和d分别为承压板宽度和直径 对有经验的地区 可按当地经验确定相对变形值 但原地基土为高压缩性土层时相对变形值的最大值不应大于0 015 2 地基处理工程设计采用的工程地质勘察报告 应重视对土的成因和应力历史进行评价 现在大部分工程地质勘察报告内容不完整 甚至这部分内容缺失 增加了地基处理工程设计参数取值的不确定性 以至于对处理后结果的评价与实际差异较大 应进一步重视此工作 提高岩土工程勘察报告的质量 31 针对上述设计的基本概念 地基处理工程应有相应的设计对策 3 多种地基处理方法综合使用的处理效果评价 应采用接近于工程实际效果的大载荷板试验评价 消除和减少采用各单一处理方法检验结果进行整体处理效果评价的缺欠 4 处理后的地基验收检验 不仅应进行竖向承载力和变形处理效果的检验评价 还应对处理的均匀性检验评价 才能保证工程质量 本次修订对处理后地基的检验增加了均匀性检验的要求 对复合地基增强体增加了施工后进行桩体密实度 对散体材料桩 和完整性 对有粘结强度增强体 检验的要求 对有粘结强度增强体增加了单桩承载力检验要求 32 针对上述设计的基本概念 地基处理工程应有相应的设计对策 5 一个成熟的施工工艺 应有严格的现场操作程序 由于目前工程管理对施工工艺的监督以及施工队伍自己的管理不到位 国家对专利技术或专有技术的保护不到位 致使某些好的施工技术 由于施工队伍素质 没有掌握其关键技术的控制 致使地基处理的施工质量达不到设计要求 或出现质量事故 例如长螺旋钻压灌混凝土成桩工艺 提拔时应带压力灌注混凝土才能形成较大的桩端阻力和桩侧阻力 某些队伍为了抢进度或为了节省混凝土 先提拔再实施压灌 桩端阻力明显降低 在提拔过程中如果速度过快 可能节省混凝土 但桩的侧阻力明显比带压力灌注 提拔速度慢的要低 对于不同的土质条件应掌握提拔速度 灌注压力的施工参数 才能保证质量 所以 对新的地基处理工艺使用时不能掌握关键工艺施工要点 施工质量大不相同 地基处理工程的施工管理很重要 此次修订规范条文保留了施工管理要求的条文 33 针对上述设计的基本概念 地基处理工程应有相应的设计对策 6 采用强夯 振冲 挤密等施工工艺 使原地基土层产生扰动 处理施工结束后马上进行基础施工 原地基土的应力恢复以及土颗粒接触的微调整 可能会产生附加沉降 严重时可使基础产生开裂或微裂缝 并且已在工程中多次出现 其问题的根本原因在于 施工后检测结果满足设计要求 并不等于满足结构施工要求 处理工程的地基土间歇时间 因施工工艺对土的扰动恢复有关 规范条文在各工法中均有规定 工程中应严格遵守 34 根据地基工作状态地基设计时应当考虑 1 在长期荷载作用下 地基变形不致造成承重结构的损坏 2 在最不利荷载作用下 地基不出现失稳现象 3 具有足够的耐久性能 35 建筑地基基础设计的基本要求 3 0 2根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度 地基基础设计应符合下列规定 1所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定 2设计等级为甲级 乙级的建筑物 均应按地基变形设计 3设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算 l 地基承载力特征值小于130kPa 且体型复杂的建筑 2 在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大 可能引起地基产生过大的不均匀沉降时 3 软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时 4 相邻建筑距离近 可能发生倾斜时 5 地基内有厚度较大或厚薄不均的填土 其自重固结未完成时 4对经常受水平荷载作用的高层建筑 高耸结构和挡土墙等 以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物 尚应验算其稳定性 5基坑工程应进行稳定性验算 6建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时 尚应进行抗浮验算 36 处理地基设计的基本要求 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 37 处理地基设计的几个问题 1 承载力验算的方法及要求 轴心荷载验算偏心荷载验算基础埋深的修正2 软弱下卧层验算 软弱下卧层的确定验算方法3 处理地基的稳定计算 计算方法计算参数确定4 地基处理材料及增强体强度控制 作用荷载计算方法控制标准 38 承载力验算的方法及要求 承载力验算 当轴心荷载作用时 3 1 当偏心荷载作用时 3 2 式中为处理后地基经深度修正后的承载力特征值 偏心荷载作用下 对于换填垫层 预压地基 压实地基 夯实地基 注浆加固等处理后地基可按 建筑地基基础设计规范 GB50007的要求进行验算 复合地基偏心荷载作用的地基承载力验算 仍需要满足式 3 2 的要求 复合地基与天然地基验算偏心荷载作用的不同点 在于基础底面的抵抗距不同 39 承载力验算的方法及要求 承载力验算 40 承载力验算的方法及要求 承载力验算 41 承载力验算的方法及要求 承载力验算 42 承载力验算的方法及要求 43 承载力验算的方法及要求 承载力验算 44 承载力验算的方法及要求 承载力验算 45 承载力验算的方法及要求 承载力验算 46 承载力验算的方法及要求 承载力验算 复合地基偏心荷载作用承载力验算应控制增强体最大受力荷载不大于1 2倍单桩承载力特征值 47 承载力验算的方法及要求 软弱下卧层承载力验算 软弱下卧层的定义 处理地基的软弱下卧层确定 换填垫层 已满足 预压地基 压实地基 夯实地基 挤密地基 注浆加固地基等 应按照基础埋深 尺寸大小 荷载情况 以及经检验的地基情况 按 建筑地基基础设计规范 的规定 复合地基 增强体的桩端持力层选择原则 应力扩散角的确定 48 处理地基的稳定计算 处理后的地基需进行整体稳定性分析包括以下几种情况 1 受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物 2 由于不同施工段基础底标高差异较大 采用临时支挡支护 3 已建使用的建筑物周边进行深基坑施工等 49 处理地基的稳定计算 预压地基 压实填土地基 强夯处理地基 注浆加固地基等处理地基的整体稳定性分析方法可按天然地基同样的方法 并应采用地基处理后的土性参数 考虑处理后的地基土工程性质与天然地基土工程性质的差异 稳定安全系数的最低要求从1 2提高到1 3 各种稳定分析方法对同一工程 同样土性参数 得到的稳定安全系数不同 这是工程界一致的认识 规范规定的最低稳定安全系数是针对瑞典圆弧滑动法分析的 采用其他稳定分析方法时最低稳定安全系数的要求应相应提高 50 处理地基的稳定计算 建造在复合地基上的建筑物稳定性分析方法对砂桩 碎石桩复合地基 可将砂桩 碎石桩材料的抗剪强度指标按面积置换率折算为复合土的抗剪强度指标 进行计算分析 国内外均有实际工程应用的实例 对于有粘结强度增强体复合地基 其稳定计算方法有不同的认识 工程应用中出现直接把有粘结强度增强体材料的抗剪强度指标按砂桩 碎石桩复合地基同样的计算方法处理 以致得到的稳定安全系数偏高 看似满足设计要求 而工程出现塌方事故的情况 国内学术界对这个问题进行了热烈的讨论 得到了许多一致的认识 首先对失稳机理的认识 可认为是 由于增强体没有钢筋等韧性材料 在滑动力的作用下 桩体受弯产生裂缝 以致桩体断裂 整体抗滑作用降低并逐渐发展 以致形成连续滑动面 对这样的破坏工况进行分析 目前国内也作过许多研究工作 51 处理地基的稳定计算 本次修订规范组对处理地基的稳定分析方法进行了专题研究 天津大学在 软土地基上复合地基整体稳定计算方法 专题报告中 对同一工程算例采用传统的复合地基稳定计算方法 英国加筋土及加筋填土规范计算方法 考虑桩体弯曲破坏的可使用抗剪强度计算方法 桩在滑动面断开处发挥摩擦力的计算方法 扣除桩分担荷载的等效荷载法 等效砂桩法等进行了对比分析 采用考虑滑动面以上桩侧摩阻力的计算方法和等效砂桩法时 计算得到的安全系数与考虑桩体弯曲破坏的等效抗剪强度的计算方法得到的安全系数比较接近 提出了可采用考虑桩体弯曲破坏的等效抗剪强度计算方法 扣除桩分担荷载的等效荷载法 等效砂桩法进行软土地基上复合地基的整体稳定性的建议 并提出了不同计算方法对应不同最小安全系数取值的建议 52 处理地基的稳定计算 中国建筑科学研究院地基所采用geoslope计算软件的有限元圆弧滑动法对某一实际工程采用砂桩复合地基加固以及采用刚性桩加固进行了稳定性分析对比 21 砂桩的抗剪强度由砂桩的密实度确定 刚性桩的抗剪强度指标由桩折断后的材料摩擦系数确定 对比分析结果说明 如果考虑刚性桩折断 采用材料摩擦性质确定抗剪强度指标 刚性桩加固后的稳定安全系数与砂桩复合地基加固接近 不考虑砂桩排水固结作用 53 处理地基的稳定计算 本次修订规定处理后的地基上建筑物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 可按加固体的密实度通过试验确定 这是常用的方法 胶结材料抵抗水平荷载和弯矩的能力较弱 其对整体稳定的作用 这里主要指具有胶结强度的竖向增强体 假定其桩体完全断裂 按滑动面材料的摩擦性能确定抗剪强度指标 对工程验算是安全的 规范修订组的验算结果表明 采用无配筋的竖向增强体地基处理 其提高稳定安全性的能力是有限的 工程需要提高整体稳定安全性时增强体应配置钢筋 提高增强体的抗剪能力 对于重要的工程或对于安全性要求高的工程 应采用设置抗滑结构的措施 满足稳定安全性要求 54 地基处理材料及增强体强度控制 地基处理材料及增强体强度应该是处理地基的效果以及工程安全的基本保证 应特别引起重视 设计安全度检验方法及评价 55 地基处理材料及增强体强度控制 有粘结强度增强体的强度验算混凝土材料的立方强度与轴心抗压强度设计值换算 之间应有2 09的系数关系 根据构件材料的分项安全系数设计方法 荷载分项安全系数应取1 35 复合地基增强体最大受力控制为1 2倍单桩承载力特征值 再考虑施工条件 养护条件 桩体脆性破坏性质等 本次修订按增强体立方强度 其他材料复合地基增强体强度均借鉴混凝土强度表达方法 表达的材料强度安全系数提高到4 0 对具有胶结强度的复合地基增强体强度应按建筑物基础底面作用在增强体上的压力进行验算 当复合地基承载力验算需要进行基础埋深的深度修正时 增强体桩身强度验算应按基底压力验算 本次修订给出了验算条件 56 地基处理材料及增强体强度控制 57 处理地基检验及验收的几个问题 1 处理效果的检验与评价 检验方法评价方法2 多种处理方法综合使用的检验与评价 检验方法评价方法 58 处理效果的检验与评价 承载力 地基变形 以载荷试验为主 结合其他原位测试及工程经验综合确定 载荷板的尺寸效应 检验评价深度 处理地基的均匀性 以原位测试为主 处理的范围和深度 施工质量 载荷试验结合其他原位测试 材料强度及其他 特殊性土 应满足相关规范要求 59 多种处理方法综合使用的检验与评价 大尺寸载荷板的静载荷试验取值标准施工质量检验 包括均匀性 60 主要修订内容 修订后规范的主要技术内容是 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 夯实 挤密地基 7 复合地基 8 注浆加固 9 微型桩加固 10 检验与监测等 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设计要求 3 增加地基处理采用的材料 应根据场地环境类别符合有关标准对耐久性设计的要求 4 增加处理后的地基整体稳定分析方法 5 增加加筋垫层下卧层验算设计方法的说明 61 主要修订内容 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 增加建筑工程采用水泥土搅拌桩复合地基处理的施工设备能力要求 10 增加多桩形复合地基设计施工要求 11 增加注浆加固内容 12 增加微型桩加固内容 13 增加检验与监测内容 62 主要修订内容 14 增加复合地基增强体单桩静载荷试验要点 15 增加处理地基静载荷试验要点 16 调整复合地基承载力和变形计算表达式 17 调整复合地基变形计算经验系数 18 调整复合地基承载力试验要点 63 设计的完整控制 地基变形计算 准永久组合 不考虑风荷载和地震作用 地基承载力计算 标准组合 考虑风荷载和地震作用 基础结构计算 基本组合 考虑风荷载和地震作用 地基基础设计应同时满足地基承载力和变形设计要求 按共同作用的变形计算结果应同时符合风荷载或地震荷载下的地基承载力设计要求 64 待解决的问题 1 复杂体型的基础结构 地基共同作用的地基处理设计和工程控制方法 不同结构下的地基反力及变形形态 2 处理地基承载力设计方法的进一步完善 软弱下卧层 偏心荷载作用 3 特殊土地基处理效果的检验评价方法 液化土 湿陷性土 膨胀土 欠固结土 软土变形等 4 土的应力历史及工程特性对地基处理效果的影响 5 规范条文的的协调 挤密地基与复合地基 注浆加固与深层搅拌 旋喷注浆等 6 处理地基的变形计算方法的完善 65 具体修订内容第一章总则 4个主要原则1 处理地基设计施工检测的总原则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 国家规范制定的不同时期 体现了国家当时的技术经济水平 安全适用 技术先进 经济合理 随时代发展 科技进步和经济实力提高在不同时期的内容也在不断变化 地基基础设计规范目前已有1974年版 1989年版 2002年版和2011年版四个版本 66 第一章总则 2 地基处理工程的技术先进性 施工可行性和经济性指标地基土随成因 应力历史 颗粒组成 化学成分等不同 即使原位测试指标相同 其力学性质也有很大差异 可能存在同一地基内 土的力学指标离散性较大的情况 加上暗塘 古河道 山前洪积 岩溶等许多不良地质条件 必须强调因地制宜原则 本规范对总的设计原则 计算均作出了通用规定 也给出了许多参数 各地区可根据土的特性 地质情况作具体补充 地基处理工程的水平评价 应该采用技术经济评价方法 即技术先进性 施工可行性和经济合理性指标 各地区的原材料情况 成熟施工技术和设备情况的各异 必须因地制宜 一部好的地基基础设计成果 必须满足技术先进 施工可行 经济合理三项指标 67 第一章总则 3 本规范的适用范围中国幅员广阔 湿陷性黄土 膨胀土 多年冻土等特殊土分布各异 根据多年建设经验 已编制了湿陷性黄土设计规范 膨胀土设计规范 冻土地基设计规范等 本规范基于这种情况 主要针对工业与民用建筑 包括构筑物 的地基处理提出设计施工监测原则 对于特殊土地基处理应符合相应规范的规定 地基地基抗震原则列入抗震设计规范 机械动力基础设计列人动力基础设计规范 这里指出 某些特殊土地基 还没有专门规范规定 在这些特殊土地基的地基处理应根据原位测试结果和当地工程经验 结合工程特性要求进行试验及试点工程后才能进行推广使用 68 第一章总则 4 地基处理技术规范与相关规范的协调原则本规范的使用条件 必须结合相应规范配套使用 荷载取值应符合 建筑结构荷载规范 GB50009的规定 基础的计算尚应符合 混凝土结构设计规范 GB50010和 砌体结构设计规范 GB50003的规定 其他结构的地基处理设计 应结合结构特性和对变形的适应能力 满足相关规范标准的要求 本次规范修订 已全面列入耐久性设计概念 按本规范设计的处理地基应满足建筑物设计使用年限的要求 其结构重要性系数取值不能小于1 0 其他有关构造要求见具体条文 地基处理工程的安全性 应考虑结构 基础 地基共同作用的概念和满足建筑在长期荷载作用下 地基的变形对上部结构的影响程度 69 第一章总则 4个主要问题问题1 按变形控制设计的原则地基设计时应当考虑 1 在长期荷载作用下 地基变形不致造成承重结构的损坏 2 在最不利荷载作用下 地基不出现失稳现象 3 具有足够的耐久性能 地基基础设计应注意区分上述三种功能要求 在满足第一功能要求时 地基承载力选取应以不使地基中出现过大塑性变形为原则 同时考虑在此条件下各类建筑可能出现的变形特征和变形量 地基土的变形具有长期的时间效应 与钢 混凝土 砖石等材料相比 它属于大变形材料 从已有的大量地基事故分析 绝大多数事故皆由地基变形过大或不均匀所造成 地基基础设计按变形控制的总原则已成为工程界认可正确的地基基础设计原则 70 第一章总则 2 地基处理设计两种极限状态的作用组合和抗力条件 建筑地基基础设计规范 目前已有四个版本 1974年版规范是安全系数法的设计准则 1989年版规范第一次采用了概率极限状态设计方法 2002年版规范在1989年版规范基础上根据地基特征和国内外概率极限状态设计方法及对地基基础设计研究的现状 进行了修订 2011年版规范的极限状态设计方法与2002年版保持一致 71 工程结构可靠性设计统一标准 对两种极限状态采用的荷载组合 承载能力极限状态 基本组合偶然组合地震组合正常使用极限状态 标准组合频遇组合准永久组合 72 第一章总则 3 为提高设计质量减少失误的设计原则地基处理工程 应考虑上部结构和地基基础的共同作用 对建筑体型 荷载情况 结构类型和地质条件进行综合分析 确定合理的建筑措施 结构措施和地基处理方法 为了满足各类建筑物的设计要求 提高设计质量 减少设计失误 本次规范修订根据地基变形 建筑物规模和功能特点以及由于地基问题可能造成建筑物破坏或影响正常使用的程度 对章节内容按处理后的地基性状进行编排 地基处理工程方法选择 施工质量及检验评价是保证减少失误的重要条件 73 4 设计依据和参数 岩土工程勘察报告数据分析和使用土层分布和均匀性场地地下水条件地基土的成因和应力历史地基承载力特征值的确定地基土变形计算参数地基稳定性条件抗浮设防水位抗震设防设计和场地条件 74 第三章基本规定 10个问题1 方案选择 地区经验 现场试验 试验性施工2 处理地基的承载力深度修正3 处理地基设计的原则4 处理地基承载力设计 同时满足轴心荷载和偏心荷载作用5 处理地基的整体稳定分析6 刚度差异较大的整体大面积基础的地基处理 承载力计算和变形计算原则7 处理地基的检验评价 全面检验与评价的原则8 多种地基处理方法综合使用的载荷试验要求9 处理地基的耐久性设计10 处理地基的施工控制及验收规定 75 第四章换填垫层 换填垫层是将基础底面下一定范围内的软弱土层或不均匀土层挖出 换填其它性能稳定 无侵蚀性 强度较高的材料 并夯压密实形成垫层 换填垫层是一种浅层地基处理方法 通过垫层的应力扩散作用 满足地基承载力设计 本次修订增加了加筋垫层的设计 施工原则和方法 76 第四章换填垫层 1 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 2 根据理论分析 室内试验以及工程实测的结果证明采用土工合成材料加筋垫层的作用机理为 1 扩散应力 2 调整不均匀沉降 3 增大地基稳定性 3 加筋垫层的承载力确定 静载荷试验4 加筋垫层的应力扩散角 设置一层土工筋带时 宜取26 设置两层及以上土工筋带时 宜取35 77 第四章换填垫层 5 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0 3倍垫层厚度 筋材层间距宜取 0 3 0 5 倍的垫层厚度 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 6 加筋材料的耐久性 78 第五章预压地基 预压地基是对地基施加预加荷载 使地基土在预压荷载产生的附加应力作用下产生排水固结 土体孔隙比降低 含水量下降 强度和承载力提高 压缩性降低 从而达到改善地基的目的 在地基土中打设砂井 塑料排水板等竖向排水体 可显著减小土体中孔隙水排水路径长度 加快孔隙水的排水 加速土体固结 本次修订在原有堆载预压 真空预压基础上增加真空 堆载联合预压方法 79 第五章预压地基 1 真空 堆载联合预压设计 5 2 29当设计地基预压荷载大于80kPa 且进行真空预压处理地基不能满足设计要求时可采用真空和堆载联合预压地基处理 5 2 30堆载体的坡肩线宜与真空预压边线一致 5 2 31对于一般软黏土 上部堆载施工宜在真空预压膜下真空度稳定地达到650mmHg且抽真空时间不少于10d后进行 对于高含水量的淤泥类土 上部堆载施工宜在真空预压膜下真空度稳定地达到650mmHg且抽真空20d 30d后方可进行 5 2 32当堆载较大时 真空和堆载联合预压应采用分级加载 分级数应根据地基土稳定计算确定 分级加载时 应待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时 方可增加堆载 80 第五章预压地基 2 预压地基的工程经验 1 堆载预压处理地基设计的平均固结度不宜低于90 且应在现场监测的变形速率明显变缓时方可卸载 2 真空预压的膜下真空度应符合设计要求 且预压时间不宜低于90d 3 堆载预压加载过程中 应满足地基强度和稳定控制要求 并应进行竖向变形 水平位移及孔隙水压力的监测 堆载预压加载速率应满足下列要求 1竖井地基最大竖向变形量不应超过15mm d 2天然地基最大竖向变形量不应超过10mm d 3堆载预压边缘处水平位移不应超过5mm d 4根据上述观测资料综合分析 判断地基的强度和稳定性 81 第五章预压地基 3 当建筑物的荷载超过真空预压的压力 或建筑物对地基变形有严格要求时 可采用真空和堆载联合预压 其总压力宜超过建筑物的竖向荷载 4 当受预压时间限制 残余沉降或工程投入使用后的沉降不满足工程要求时 可采用超载预压 5 预压地基的质量检验 1 施工过程中的质量检验和监测 2 预压地基竣工验收检验应符合下列规定 排水竖井处理深度范围内和竖井底面以下受压土层 经预压所完成的竖向变形和平均固结度应满足设计要求 应对预压的地基土进行原位试验和室内土工试验 3 预压处理后的地基承载力检验 82 第六章压实地基和夯实地基 压实地基处理应符合下列规定 1地下水位以上填土 可采用碾压法和振动压实法 非黏性土或黏粒含量少 透水性较好的松散填土地基宜采用振动压实法 2压实地基的设计和施工方法的选择 应根据建筑物体型 结构与荷载特点 场地土层条件 变形要求及填料等因素确定 对大型 重要或场地地层条件复杂的工程 在正式施工前 应通过现场试验确定地基处理效果 3以压实填土作为建筑地基持力层时 应根据建筑结构类型 填料性能和现场条件等 对拟压实的填土提出质量要求 未经检验 且不符合质量要求的压实填土 不得作为建筑地基持力层 4对大面积填土的设计和施工 应验算并采取有效措施确保大面积填土自身稳定性 填土下原地基的稳定性 承载力和变形满足设计要求 应评估对邻近建筑物及重要市政设施 地下管线等的变形和稳定的影响 施工过程中 应对大面积填土和邻近建筑物 重要市政设施 地下管线等进行变形监测 83 第六章压实地基和夯实地基 1 压实填土地基的设计 填料性质 施工工艺选择 最优含水量2 压实填土地基的施工控制3 压实填土地基的质量检测 干密度 承载力 均匀性 湿陷性冲击碾压技术 84 第六章压实地基和夯实地基 夯实地基可分为强夯和强夯置换处理地基 强夯处理地基适用于碎石土 砂土 低饱和度的粉土与黏性土 湿陷性黄土 素填土和杂填土等地基 对变形要求不严格的工程 可采用强夯置换处理高饱和度的粉土与软塑 流塑的黏性土地基 85 第六章压实地基和夯实地基 1 强夯设备能力的进展2 强夯的有效加固深度3 强夯和强夯置换处理的现场试验和试验性施工4 夯实地基的质量检验强夯处理后的地基竣工验收 承载力检验应根据静载荷试验 其它原位测试和室内土工试验等方法综合确定 强夯置换后的地基竣工验收 除应采用单墩静载荷试验进行承载力检验外 尚应采用动力触探等查明置换墩着底情况及密度随深度的变化情况 静载荷试验要求均匀性检验湿陷性检验 86 第六章压实地基和夯实地基 软黏性土中强夯置换地基承载力特征值应通过现场单墩静载荷试验确定 对于饱和粉土地基 当处理后形成2 0m以上厚度的硬层时 其承载力可通过现场单墩复合地基静载荷试验确定 强夯置换地基的变形宜按单墩静载荷试验确定的变形模量计算加固区的地基变形 对墩下地基土的变形可按置换墩材料的压力扩散角计算传至墩下土层的附加应力 按现行国家标准 建筑地基基础设计规范 GB50007的有关规定计算确定 对饱和粉土地基 当处理后形成2 0m以上厚度的硬层时 可按本规范第7 1 7条的规定确定 87 第六章压实地基和夯实地基 挤密地基 对于单纯处理地基液化 消除湿陷性等的处理工艺 88 第七章复合地基 1 复合地基的工程定义复合地基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 89 第七章复合地基 2 复合地基的施工质量及验收检验7 1 2对散体材料复合地基增强体应进行密实度检验 对有黏结强度复合地基增强体应进行强度及桩身完整性检验 7 1 3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 90 第七章复合地基 3 复合地基的施工偏差要求对条形基础的边桩沿轴线方向应为桩径的 0 25 沿垂直轴线方向应为桩径的 1 6 其它情况桩位的施工允许偏差应为桩径的 0 4倍 桩身的垂直度允许偏差应为 1 91 第七章复合地基 4 复合地基的承载力设计复合地基承载力应通过复合地基静载荷试验或采用增强体静载荷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 可按下列公式估算承载力 92 第七章复合地基 5 复合地基的变形计算 93 复合地基 沉降计算经验系数与当量模量的关系 sp 94 7 2 10复合地基的最终沉降量可按式 7 2 10 计算 7 2 10 式中 s 复合地基最终变形沉降量 mm sp 复合地基沉降计算经验系数 根据地区沉降观测资料经验确定 无地区经验时可根据变形计算深度范围内压缩模量的当量值按表7 2 10取值 s 复合地基计算变形量 mm 可按本规范公式 5 3 5 计算 加固土层的压缩模量可取复合土层的压缩模量 可按本规范第7 2 12条确定 地基变形计算深度应大于加固土层的厚度 并应符合本规范第5 3 7条的规定 软弱地基 95 表7 2 10复合地基沉降计算经验系数7 2 11变形计算深度范围内压缩模量的当量值 应按下式计算 7 2 11 式中 Espi 第i层复合土层的压缩模量 MPa Esj 加固土层以下的第j层土的压缩模量 MPa 软弱地基 96 第七章复合地基 6 有粘结强度增强体的强度设计 97 振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基 1 适用范围 适用于挤密处理松散砂土 粉土 粉质黏土 素填土 杂填土等地基处理 以及用于处理可液化地基 2 现场试验及试验性施工 现场试验3 设计要求 设备能力 处理范围 桩长 桩距 桩体材料 承载力 变形4 施工要求 投料量 挤密电流 提拔速度5 质量检验 桩体密实度 复合地基试验 液化评价 桩间土承载力 98 水泥土搅拌桩复合地基 1 适用范围 适用于处理正常固结的淤泥 淤泥质土 素填土 软 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 饱和黄土等土层 不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土 欠固结的淤泥和淤泥质土 硬塑及坚硬的黏性土 密实的砂类土 以及地下水渗流影响成桩质量的土层 当地基土的天然含水量小于30 黄土含水量小于25 时不宜采用干法 冬季施工时 应考虑负温对处理地基效果的影响 2 现场试验及试验性施工 现场试验 施工工艺 土性适宜性3 设计要求 处理范围 桩长 桩距 桩体材料 承载力 变形 设备能力 计量4 施工要求 水灰比 提拔速度 垂直度控制 喷浆量5 质量检验 复合地基试验 单桩试验 桩体强度试验 99 旋喷桩复合地基 1 适用范围 适用于处理淤泥 淤泥质土 黏性土 流塑 软塑和可塑 粉土 砂土 黄土 素填土 碎石土等地基 当土中含有较多的大直径块石 大量植物根茎和高含量的有机质 以及地下水流速较大的工程 应根据现场试验结果确定其适应性 2 现场试验及试验性施工 现场试验 施工工艺3 设计要求 处理范围 桩长 桩距 桩体材料 承载力 变形4 施工要求 喷浆压力 流量 水灰比 提拔速度 垂直度控制5 质量检验 复合地基试验 单桩试验 桩体强度试验 100 灰土挤密桩和土挤密桩复合地基 1 适用范围 适用于处理地下水位以上的粉土 黏性土 素填土 杂填土和湿陷性黄土等地基 可处理地基的厚度宜为3m 15m 2 现场试验及试验性施工 地区经验3 设计要求 处理范围 桩长 桩距 桩体材料 承载力 变形4 施工要求 桩体密实度控