复合筋加筋地基技术规范

1复合筋加筋地基技术规范本文件规定了复合筋加筋地基（以下简称“复合地基”）的术语和定义、基本规定、复合地基勘察、复合地基计算、复合地基设计、复合地基施工、质量验收、施工记录与归档。本文件适用于复合筋加筋地基的设计、生产、检验和使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T11822科学技术档案卷构成的一般要求GB50009建筑结构荷载规范GB/T50783复合地基技术规范3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1复合筋加筋地基Compositereinforcementfoundation一种特殊的地基处理技术，通过在天然地基中加入复合加筋材料来增强地基的承载力和刚度。4基本规定4.1复合地基设计前,应具备岩土工程勘察、上部结构及基础设计和场地环境等有关资料。4.2复合地基设计应进行承载力和沉降计算,其中用于填土路堤和柔性面层堆场等工程的复合地基除应进行承载力和沉降计算外,尚应进行稳定分析。4.3对位于坡地、岸边的复合地基均应进行稳定分析。4.4复合地基应按上部结构、基础和地基共同作用的原理进行设计。4.5在施工过程中应进行监测,当监测结果未达到设计要求时,应及时查明原因,并应修改设计或采用其他必要措施。4.6对工后沉降控制较严的复合地基应按沉降控制的原则结合工程实际进行设计。4.7复合地基上宜设置垫层。4.8复合地基应保证安全施工,施工中应重视环境效应,并应遵循信息化施工原则。5复合地基勘察25.1对根据初步勘察或附近场地地质资料和地基处理经验初步确定采用复合地基处理方案的场地,进一步勘察前应搜集附近场地的地质资料及地基处理经验,并应结合工程特点和设计要求，明确勘察任务和重点。5.2控制性勘探孔的深度应满足复合地基沉降计算的要求。5.3需验算地基稳定性时,勘探孔布置和勘察孔深度应满足稳定性验算的需要。5.4拟采用复合地基的场地,其岩土工程勘察应包括但不限于下列内容：a)查明场地地形、地貌和周边环境,并评价地基处理对附近建(构)筑物、管线等的影响；b)查明勘探深度内土的种类、成因类型、沉积时代及土层空间分布；c)查明大粒径块石、地下洞穴、植物残体、管线、障碍物等可能影响复合地基中增强体施工的因素,对地基处理工程有影响的多层含水层应分层测定其水位，软弱黏性土层宜根据地区土质,查明其灵敏度；d)应查明拟采用的复合地基中增强体的侧摩阻力、端阻力及土的压缩曲线和压缩模量,对柔性桩(墩)应查明未经修正的桩端土地基承载力；e)对软黏土地基应查明土体的固结系数；f)对需要进行稳定分析的复合地基应查明黏性土层土体的抗剪强度指标以及土体不排水抗剪强度；g)复合地基中增强体施工对加固区土体挤密或扰动程度较高时,宜测定增强体施工后加固区土体的压缩性指标和抗剪强度指标。6复合地基计算6.1荷载计算6.1.1复合地基设计时,所采用的荷载效应最不利组合与相应的抗力限值应符合下列规定：a)按复合地基承载力确定复合地基承受荷载作用面积及埋深,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应采用复合地基承载力特征值；b)计算复合地基变形时,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不应计入风荷载和地震作用,相应的限值应为复合地基变形允许值；c)复合地基稳定分析中,传至复合地基面上的荷载效应应按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力应用复合地基中增强体和地基土体抗剪强度标准值进行计算。6.1.2正常使用极限状态下,对于标准组合,荷载效应组合的设计值(Sk1)应按下式计算：Sk1=SGk＋SQ1k+Σ2ψciSQik.............................式中：SGK----按永久荷载标准值计算的荷载效应值；SQ1k----按起控制性作用的可变荷载标准值计算的荷载效应值；SQik----按其他可变荷载标准值计算的荷载效应值；Ψci----其他可变荷载的标准组合值系数,应符合GB50009的规定。6.1.3正常使用极限状态下，对于准永久组合,荷载效应组合的设计值(Sk2)应按下式计算：Sk2=SGk式中：SQik----按可变荷载标准值计算的荷载效应值；Ψqi----可变荷载的准永久组合值系数,应按现行相关荷载规范取值。6.1.4轴心载荷作用时，复合地基上的压力应符合下列规定：pk≤fa.....................................................................(3)3式中：pk----相应于荷载效应标准组合时,作用在复合地基上的平均压力值(㎪)；fa----复合地基经深度修正后的承载力特征值(㎪)。6.1.5偏心载荷作用时，复合地基上的压力除应符合6.1.4的要求外，尚应符合下式要求：pkmax≤1.2fa..........................................................(4)式中：pkmax----相应于荷载效应标准组合时,作用在基础底面边缘处复合地基上的最大压力值(㎪)。6.2承载力计算6.2.1复合地基承载力特征值应通过复合地基竖向抗压载荷试验或综合桩体竖向抗压载荷试验和桩间土地基竖向抗压载荷试验,并结合工程实践经验综合确定。6.2.2初步设计时,复合地基承载力特征值也可按下列公式估算：fspk=kpλpmRa/Ap＋ksλs（1－m)fsk fspk=βpmRa/Ap+βs（1－m)fsk βp=kpλp βs=ksλs m=d2/d 式中：Ap----单桩截面积(㎡)；Ra----单桩竖向抗压承载力特征值(kN)；fsk----桩间土地基承载力特征值(㎪)；m----复合地基置换率；d----桩体直径(m)；de----单根桩分担的地基处理面积的等效圆直径(m)；kp----复合地基中桩体实际竖向抗压承载力的修正系数,与施工工艺、复合地基置换率、桩间土的工程性质、桩体类型等因素有关,宜按地区经验取值；ks----复合地基中桩间土地基实际承载力的修正系数,与桩间土的工程性质、施工工艺、桩体类型等因素有关,宜按地区经验取值；λp----桩体竖向抗压承载力发挥系数,反映复合地基破坏时桩体竖向抗压承载力发挥度,宜按地区经验取值；λs----桩间土地基承载力发挥系数,反映复合地基破坏时桩间地基承载力发挥度,宜按桩间土的工程性质、地区经验取值；βp----桩体竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中桩体实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时桩体的竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值；βs----桩间土地基承载力修正系数,宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏时桩间土地基承载力发挥度,结合工程经验取值。6.2.3复合地基竖向增强体采用柔性桩和刚性桩时,柔性桩和刚性桩的竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向抗压载荷试验确定。6.2.4初步设计时,由桩周土和桩端土的抗力可能提供的单桩竖向抗压承载力特征值应按公式(10)计Ra=up46.2.5由桩体材料强度可能提供的单桩竖向抗压承载力特征值应按公式(11)计算：Ra=ηfcUAp...........................................................(11)式中：Ra----单桩竖向抗压承载力特征值(kN)；Ap----单桩截面积(㎡)；up----桩的截面周长(m)；n----桩长范围内所划分的土层数；qsi----第i层土的桩侧摩阻力特征值(㎪)；li----桩长范围内第i层土的厚度(m)；qp----桩端土地基承载力特征值(㎪)；a----桩端土地基承载力折减系数；fcu----桩体抗压强度平均值(㎪)；η----桩体强度折减系数。6.2.6复合地基竖向增强体采用散体材料桩时,散体材料桩竖向抗压承载力特征值应通过单桩竖向抗压载荷试验确定。6.2.7初步设计时,散体材料桩竖向抗压承载力特征值可按下式估算：Ra=σcUKpAp........................................................(12)式中：Ra----单桩竖向抗压承载力特征值(kN)；Ap----单桩截面积(㎡)；σcu----桩周土所能提供的最大侧限力()；Kp----被动土压力系数。6.2.8复合地基处理范围以下存在软弱下卧层时,下卧层承载力应按下式验算：pz＋pcz≤faz.........................................................(13)式中：pz----荷载效应标准组合时,软弱下卧层顶面处的附加压力值(㎪)；pcz----软弱下卧层顶面处地基土的自重压力值(㎪)；faz----软弱下卧层顶面处经深度修正后的地基承载力特征值(㎪)。6.2.9当采用长-短桩复合地基时,复合地基承载力特征值可按下式计算：fspk=βp1m1Ra1/Ap1+βa2m2Ra2/Ap2+βs（1－m1－m2）fsk..............................................................(14)式中：Ap1----长桩的单桩截面积(㎡)；Ap2----短桩的单桩截面积(㎡)；Ra1----长桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN)；Ra2----短桩单桩竖向抗压承载力特征值(kN)；fsk----桩间土地基承载力特征值(㎪)；m1----长桩的面积置换率；m2----短桩的面积置换率；βp1----长桩竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中长桩实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时长桩竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值；βp2----短桩竖向抗压承载力修正系数,宜综合复合地基中短桩实际竖向抗压承载力和复合地基破坏时短桩竖向抗压承载力发挥度,结合工程经验取值βs----桩间土地基承载力修正系数,宜综合复合地基中桩间土地基实际承载力和复合地基破坏时桩间土地基承载力发挥度,结合工程经验取值；6.2.10复合地基承载力的基础宽度承载力修正系数应取0；基础埋深的承载力修正系数应取1.0。修正后的复合地基承载力特征值(fa)应按下式计算：fa=fspk＋ym（D－0.5）...................................(15)式中：fspk----复合地基承载力特征值(㎪)；ym----基础底面以上土的加权平均重度(kN/m3),地下水位以下取浮重度；D----基础埋置深度(m),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完成后进行时，应从天然地面标高算起。6.3沉降计算6.3.1复合地基的沉降由垫层压缩变形量、加固区复合土层压缩变形量(s1)和加固区下卧土层压缩变形量(s2)组成。当垫层压缩变形量小,且在施工期已基本完成时,可忽略不计。6.3.2复合地基沉降可按下式计算：s=s1＋s2.................................................................(16)式中：s1----复合地基加固区复合土层压缩变形量(㎜)；s2----加固区下卧土层压缩变形量(㎜)。6.3.3复合地基加固区复合土层压缩变形量(s1)宜根据复合地基类型分别按下列公式计算。6.3.3.1散体材料桩复合地基和柔性桩复合地基,可按下列公式计算：s1=ψs1Espi=mEspi＋(1−m)Esi....................................(18)式中：∆pi----第i层土的平均附加应力增量(㎪)；li----第i层土的厚度(㎜)；m----复合地基置换率；Ψs1----复合地基加固区复合土层压缩变形量计算经验系数,根据复合地基类型、地区实测资料及经验确定；Espi----第i层复合土体的压缩模量(㎪)；Epi----第i层桩体压缩模量(㎪)；Esi----第i层桩间土压缩模量(㎪),宜按当地经验取值，如无经验,可取天然地基压缩模量。6.3.3.2刚性桩复合地基可按下式计算：S1=ψpQl/EpAp....................................................(19)式中：Q----刚性桩桩顶附加荷载(kN)；l----刚性桩桩长(㎜)；Ep----桩体压缩模量(㎪)；Ap----单桩截面积(㎡)；Ψp----刚性桩桩体压缩经验系数,宜综合考虑刚性桩长细比、桩端刺入量，根据地区实测资料及经验确定。6.3.4复合地基加固区下卧土层压缩变形量(S2),可按下式计算：S2=ψs2式中：∆pi----第i层土的平均附加应力增量(㎪)；li----第i层土的厚度(mm)；Esi----基础底面下第i层土的压缩模量(㎪)；Ψs2----复合地基加固区下卧土层压缩变形量计算经验系数,根据复合地基类型地区实测资料及经验确定。66.3.5作用在复合地基加固区下卧层顶部的附加压力宜根据复合地基类型采用不同方法。对散体材料桩复合地基宜采用压力扩散法计算,对刚性桩复合地基宜采用等效实体法计算,对柔性桩复合地基,可根据桩土模量比大小分别采用等效实体法或压力扩散法计算。6.3.6当采用长-短桩复合地基时,复合地基的沉降应由垫层压缩量、加固区复合土层压缩变形量(S1)和加固区下卧土层压缩变形量(S2)组成。加固区复合土层压缩变形量(S1)应由短桩范围内复合土层压缩变形量(S11)和短桩以下只有长桩部分复合土层压缩变形量(S12)组成。垫层压缩量小,且在施工期已基本完成时，可忽略不计。长-短桩复合地基的沉降宜按下式计算：S=S11＋S12＋S2.....................................................(21)6.3.7长-短复合地基中短桩范围内复合土层压缩变形量(S11)和短桩以下只有长桩部分复合土层压缩变形量(S12)可按本文件公式(17)计算,加固区下卧土层压缩变形量(S2)可按本规范公式(20)计算。短桩范围内第i层复合土体的压缩模量(Espi)，可按下式计算：Espi=m1Ep1i＋m2Ep2i＋(1−m1−m2)Esi......(22)式中：Ep1i----第i层长桩桩体压缩模量(㎪)；Ep2i----第i层短桩桩体压缩模量(㎪)；m1----长桩的面积置换率；m2----短桩的面积置换率；Esi----第i层桩间土压缩模量(㎪),宜按当地经验取值，无经验时,可取天然地基压缩模量。6.4稳定分析6.4.1在复合地基稳定分析中,所采用的稳定分析方法、计算参数、计算参数的测定方法和稳定安全系数取值应相互匹配。6.4.2复合地基稳定分析可采用圆弧滑动总应力法进行分析。稳定安全系数应按下式计算：K=Ts/Tt..................................................................(23)式中：Tt----荷载效应标准组合时最危险滑动面上的总剪切力(kN)；Ts----最危险滑动面上的总抗剪切力(kN)；K----安全系数。6.4.3复合地基竖向增强体应深入设计要求安全度对应的危险滑动面下至少2m。6.4.4复合地基稳定分析方法宜根据复合地基类型合理选用。7复合地基设计7.1桩体复合地基桩体的设计与选用除应符合协议方的要求外，还应符合GB/T50783中的规定，具体选用方案应结合复合地基施工实际进一步明确。7.2加筋材料7.2.1选用分类应包括但不限于下列各项：a)复合材料类；b)金属材料类；c)合成材料类；d)天然材料类。7.2.2复合材料类应包括但不限于下列各项：a)纤维增强复合材料；b)混杂复合材料；c)纳米复合材料。7.2.3金属材料类应包括但不限于下列各项：a)钢带：扁钢带、带肋钢带、镀锌钢带等；b)钢筋：普通钢筋、预应力钢筋、高强钢筋等；c)钢丝网：热镀锌钢丝网、不锈钢丝网等；d)金属复合材料：钢筋混凝土拉筋、钢丝塑料复合土工带等。7.2.4合成材料类应包括但不限于下列各项：a)土工格栅；b)聚丙烯土工格栅；c)聚乙烯土工格栅。7.2.5天然材料类应包括但不限于下列各项：a)柳条；b)秸秆；c)椰壳纤维等。7.3复合地基整体设计7.3.1结构布置7.3.1.1应根据荷载分布、地基土特性及建筑物形状，合理设计增强体的平面布置、间距、深度及数量。7.3.1.2应根据基础的形式和底面尺寸选择设计形式，基础平面内可以布置成方形、等边三角形等形7.3.1.3计算时需先确定桩的间距和直径，再计算置换率，或根据天然土的指标和加固后要达到的复合地基承载力，计算出所需的置换率，再换算出相应的桩距和桩径。7.3.1.4应选择合适的施工工艺，如静压、振动、锤击、旋喷、深层搅拌等，确保增强体的施工质量及与周围土体的良好结合。7.3.2沉降与稳定性分析7.3.2.1应按分层总和法等方法计算复合地基的总沉降量，综合加固区压缩变形量、下卧层压缩变形量等因素。7.3.2.2对于强夯置换墩复合地基，应综合考虑褥垫层的压缩变形量。7.3.2.3应根据沉降与稳定性分析结果，对设计进行调整与优化。88复合地基施工8.1施工准备8.1.1施工前应根据施工要求方提供的资料，组织有关施工技术管理人员对施工现场进行全面详尽、深入的调查，调查应包括但不限于下列各项内容：a)b)c)d)8.1.28.1.38.1.48.1.5熟悉现场地形、地貌、环境条件；掌握水、电、劳动力、设备等资源供应条件；核对施工范围，核实施工影响范围内的管线、建(构)筑物等情况；组织有关施工技术人员对施工图进行认真审查，发现问题应及时与设计人联系进行变更，并形成文件。应准备土工合成材料拼接机具、回填土及石料运输机具、回填层夯实和碾压机具等。应准备辅助工具包括水准仪、钢尺、靠尺等测量和检查工具。应做好量具、器具的检测工作与有关原材料的检验。应对施工人员进行全面的安全技术交底，确保施工人员熟悉施工流程和注意事项。8.2施工工艺8.2.1施工流程应符合图1中所示。图1复合地基施工流程8.2.2基础处理8.2.2.1应优先对基坑进行清理，确保基底平整，局部高差应不大于规定值。8.2.2.2应清除树根、草根及硬物，避免损伤破坏加筋材料。8.2.2.3当基层不宜直接铺设加筋材料时，应先设置砂垫层。8.2.3加筋材料铺设8.2.3.1铺设前对加筋材料进行检验，确保无损伤破坏。8.2.3.2铺设时松紧度应适度，防止崩拉过紧或有皱折，且紧贴下基层。98.2.3.3两端须有富余量，并按设计要求加以固定。8.2.3.4相邻加筋材料的连接需按规范进行，如密贴排放、重叠搭接或使用专用连接件连接。8.2.4回填与压实8.2.4.1填土层应主要采用细粒土，细粒土可由施工区域内挖出的土壤干燥粉碎后制得，细粒土的粒径应为20㎜以下。8.2.4.2填土应由细粒土与石灰搅拌而成，具体配制比例应结合工程客观实际进一步确定。8.2.4.3加筋土应由加筋材料与填土搅拌而成，具体配制比例应结合工程客观实际进一步确定。8.2.4.4将搅拌后的加筋土分层填充到地基的坑内，包括将制得的填土分层回填到挖土的坑中。8.2.4.5地基回填时,每填入150㎜的加筋土,应采用振锤夯实至93％压实度，通过逐层回填,并且逐层夯实,直到回填高度达到设计标高,从而形成地基。8.2.4.6回填料应分层进行，每层填土的厚度应为100㎜～300㎜。8.2.4.7压实机械的选择和压实遍数需根据填料性质和摊铺厚度确定。8.2.4.8特别注意在加筋材料附近使用轻型机械进行压实，避免损坏加筋材料。8.3施工安全管理8.3.1人员进场前必须进行三级教育，施工前应进行书面安全技术交底，并履行签字手续。8.3.2回填过程中，回填部位的上方应严禁作业，防止高空坠物打击，闲杂人员不准靠近施工机械，以免发生危险。8.3.3打夯机应适用单项开关，由两人共同操作。8.3.4操作手在操作过程中须佩戴绝缘手套，穿绝缘鞋。8.3.5槽边1.5m范围内应严禁堆土，防止塌方，基坑、管沟回填时下方不得有人。8.3.6挖机作业时应设置专人指挥。8.3.7土方回填时基坑应设围栏和安全标志，非作业人员应离开挖机10m以外，以免挖机移位伤人。8.3.8保护消防设施，防止被机械压坏，回填土时应做好基坑周边防护，严禁拆除护栏，做好上下基坑通道，采取防土方坍塌和人员坠落措施。8.3.9进入现场人员必须戴安全帽穿防护鞋，现场须配挂灭火筒，临时用电须设置电工专人负责。8.3.10夜间现场应有足够的照明度，电工应昼夜寻查，以防漏电及其它情况发生。8.3.11夜间照明应采用专用220V带有漏电保护的专用配电箱，使用碘钨灯应有可靠的外支架及灯外壳保护。8.3.12灯具的电线应挂起，不能拖地，避免压破造成漏电。8.4施工监测与监测8.4.1监测8.4.1.1采用复合地基的工程应进行监测,并应监测至监测指标达到稳定标准。8.4.1.2监测设计人员应根据工程情况、监测目的、监测要求等制定监测实施方案。8.4.1.3应选择合理的监测仪器、仪器安装方法。8.4.1.4应采取妥当的仪器保护措施,遵循合理的监控流程。8.4.1.5监测设计人员应根据工程具体情况设计监测断面或监测点、监测项目、监测手段、监测数量、监测周期和监测频率等。8.4.1.6监测人员应根据施工进度采取合适的监测频率,并应根据施工、指标变化和环境变化等情况,动态调整监控频率。8.4.1.7复合地基应进行沉降监测8.4.1.8填土路堤和柔性面层堆场等工程的复合地基除应监测地表沉降,稳定性差的工程还应监测侧8.4.1.9沉降缓慢时宜监测孔隙水压力,可监测分层沉降。8.4.1.10采用复合地基处理的坡地、岸边应监测侧向位移,宜监测地表沉降。8.4.1.11对周围环境可能产生挤压等不利影响的工程,应监测地表沉降、侧向位移。8.4.1.12软黏土土层宜监测孔隙水压力。8.4.1.13对周围环境振动显著时,应进行振动监测。8.4.1.14监测时应记录施工、周边环境变化等情况。8.4.1.15监测结果应及时反馈给设计、施工人员。8.4.2检测8.4.2.1复合地基检测内容应根据工程特点