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文档简介
总则1.0.1为了在黄土地区建筑物和构筑物(以下均简称建筑物)地基病害的勘察和治理设计、施工、检测及监测中,做到技术先进、安全适用、经济合理、节能环保,制定本规程。1.0.2本规程适用于陕西省黄土地区建筑物地基病害的勘察和治理设计、施工、检测及监测。1.0.3建筑物地基病害勘察与治理设计、施工、检测及监测除应符合本规程外,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2.1.1黄土地基病害loessfoundationdisaster黄土地区的建筑物,因地基土浸水湿陷等原因引起的不均匀沉降、倾斜和裂缝等。2.1.2坑式静压桩托换法pit-jackedpileunderpinning预先在既有建筑物基础下开挖工作坑,利用既有建筑物自重作为反力,用千斤顶将预制桩或钢管桩分段连续压入地基土中的地基加固方法。2.1.3导坑式人工挖孔桩托换法pit-hand-dugpileunderpinning预先在既有建筑物基础下开挖工作导坑,在导坑内人工开挖桩孔至桩端持力层后,浇筑混凝土或毛石混凝土至基础底面的地基加固方法。2.1.4注浆法groutingimprovement指用气压、液压或电化学方法,把某些对岩土具有胶结固化作用的浆材注入岩土体裂隙或孔隙,以改变原岩土体物理力学特性的地基加固方法。2.1.5掏土纠倾法soildiggingandrectifyingmethod在倾斜建筑物沉降相对较小的一侧地基中间隔掏土,人为使该侧地基土产生变形,迫使该侧基础沉降,以减小建筑物沉降差、倾斜或减轻上部结构病害的地基治理方法。2.1.6注水纠倾法waterrectifyingmethod在建筑物沉降相对较小的一侧地基土中注水,利用黄土浸水湿陷的特性,增加该侧地基沉降,以减小建筑物、倾斜或减轻上部结构病害的地基治理方法。2.1.7堆载加压纠倾法heapingpressurerectifyingmethod在建筑物沉降相对较小的一侧施加临时荷载,增加该侧地基沉降,以减小建筑物、倾斜或减轻上部结构病害的地基治理方法。2.1.8顶升纠倾法jackingcorrectionmethod在建筑物沉降相对较大的部位采用千斤顶顶升的措施,使建筑物沿某一点或某一直线作整体平面转动,以减小建筑物沉降差和倾斜的地基治理方法。2.1.9防水墙法waterproofwallmethod在建筑物四周或某一部位,设置不透水或透水性差的墙体状构筑物,用以阻止浸入地下的水体向地基土中渗透的方法。2.1.10回倾速率returnrate建筑物纠倾时,顶部固定监测点回倾方向的每日水平变位值。2.1.11信息化施工informationalconstruction通过分析施工过程中遇到的各种条件变化并结合变形监测数据,及时调整和完善治理设计和施工方案的施工过程。2.2符号2.2.1作用和作用效应——注浆压力——注浆时间——注浆终端点的地下水压力水头——单位时间的注浆量或注浆速率——最大注浆压力——该处地基土承受的压力值——地基土承受的压力值M——倾斜力矩Qk——建筑物需顶升的竖向荷载标准值Na——顶升支承点千斤顶的工作荷载设计值2.2.2材料的性能和抗力Ra——单桩竖向承载力特征值qsia——桩周第i层土的侧摩阻力特征值qpa——桩的端阻力特征值——复合地基承载力特征值——桩体试块(边长为150mm立方体)标准养护28d的立方体抗压强度平均值——处理后桩间土承载力特征值——水的重度n——土的孔隙率——水和浆液在同温下的粘度——可注入浆液的体积和土体孔隙体积——硅酸钠溶液的密度——地基土的内聚力——地基土的内摩擦角——地基土的天然重度W0——地基土加固前含水量W’——地基土加固后平均含水量γt——地基土加固前重度——修正后的地基承载力特征值E——地基土的压缩模量;——地基土的泊松比q——地基土抗剪承载力δsi——第i层土的湿陷系数Ws——浸水饱和含水率W——地基土天然含水率K——地基土的基床系数2.2.3几何参数up——桩身外周长li——桩穿越第层土的厚度Ap——桩端面积或桩身截面积h——桩入土深度——注浆管(孔)半径——浆液的设计扩散半径——注浆孔设计注浆长度或高度——单孔设计注浆量——注浆孔上端距地表埋深——施工中的实际单孔注浆量d——石灰桩设计桩径q——石灰桩每延米灌灰量Δw——桩间土的脱水量——基础迫降量目标值——倾斜方向基础两侧沉降差——建筑物顶部水平偏移值——水平纠倾量目标设计值——纠倾方向建筑物宽度——残留沉降值——自室外地坪算起的建筑物高度Sc——基础迫降量施工值——基础迫降量目标值c——预留滞后沉降值V——总掏土量F——基础面积At——单位基础面积下掏土面积——掏土孔间距r——掏土孔半径Δ——浸水沉降量计算值hi——第i层土的厚度Q——总注水量V——需要注水的土体体积S——基础沉降最大一侧边缘的平均沉降量F——基底面积B——基础倾斜方向的宽度∆hi——计算点顶升量li——转动点(轴)至计算顶升点的水平距离L——转动点(轴)至沉降最大点的水平距离SV——建筑物设计顶升量2.2.4设计参数和计算系数ξp——桩端阻力修正系数——桩间土承载力折减系数——面积置换率——桩身强度折减系数——浆液与水的粘度比k——水在土中的渗透系数——灌注系数——注浆充盈系数ηc——石灰桩充盈系数——经验系数——相对塑性区半径系数——扩大系数n——顶升点个数K——安全系数3基本规定3.0.1黄土地基病害治理应按照先勘察、再设计、后施工的工作程序进行。3.0.2黄土地基病害治理前,应对建筑物上部结构及地基基础进行检测和鉴定。当确认建筑结构和构件满足施工安全要求时,可直接进行地基病害治理施工;当不满足施工安全要求时,应先对其进行施工加固。条文说明:3.0.2对病害建筑物上部结构及地基基础进行检测和鉴定的目的有两个,一是确定对地基病害进行治理后,建筑物能否满足正常使用要求,是否需要对建筑物进行加固;二是承重结构和构件能否满足对地基病害治理时的施工安全要求,当对施工安全有影响时,应预先对承重结构和构件进行加固。3.0.3在勘察设计前应收集与建筑物和场地相关的资料和信息,主要包括以下内容:1场地水文、降雨量、地形地貌及原岩土工程勘察报告;不良地质作用发育情况,如地裂缝、采空区、地面塌陷、防空洞等;2建筑物的原设计、施工、检测和验收资料,如建筑物的功能、结构类型、基础类型与埋深、平面布置和尺寸、基底压力、地基处理方案、隐蔽工程施工记录、竣工图等;3建筑物室内外管线、地下设施的设计与施工资料;4建筑物使用、改扩建及前期的加固资料;5建筑物上部结构和基础的检测和鉴定资料;6建筑物沉降、裂缝、倾斜等变形监测资料,场地地下水位观测资料;7邻建筑物的结构类型、基础类型、基础埋深、地基处理情况和质量状况等;8建筑物及周边管网、设施在使用过程中的异常变化情况,如是否有异常损坏、渗漏等现象;9周边和邻近新建建筑物与地下工程的基坑开挖、降水等资料。条文说明:3.0.3黄土地区多为坡地,地形地貌复杂,且往往伴随有挖填方,因此收集场地建设前的地形地貌资料很有必要,能为判断场地是否进行过挖填及判断原地表水的流向提供依据;原建筑物的勘察、设计、施工、检测和验收资料,使用情况,改扩建及前期的加固资料,建筑物的鉴定资料及沉降、裂缝和倾斜等变形观测资料等等,对确定地基病害的勘察与治理方案十分重要,也需要收集;黄土一般具有湿陷性,因此收集与降雨及地下水有关的资料也很有必要。3.0.4治理设计前应根据建筑物结构特点、地基基础情况、病害现状及后期的使用要求,与业主协商,选择以下治理目标和方式:1治理目标可分为阻止建筑物沉降或不均匀沉降、增强建筑物地基承载能力、对原有地基进行托换和对建筑物进行纠倾;2治理方式可分为永久性治理和应急治理、整体治理和局部治理。条文说明:3.0.4大多数情况下治理目标确定为阻止建筑物沉降或不均匀沉降、增强建筑物地基承载能力、对原有地基进行托换以确保地基安全性,即维持沉降现状即可,这样治理费用相对较低;有些情况下需要纠倾,即使建筑物回到不均匀沉降前的状态或使沉降量均匀,这主要取决于业主的需求,因此应和业主商量确定。大多数情况下治理方式应确定为永久性治理,即治理后的地基状态能够满足建筑物正常剩余服务期限要求;个别情况下亦可根据业主要求,只采取应急或临时治理。至于是采取局部加固还是整体加固,则主要与建筑物的结构类型、有无变形缝、造成病害的原因等,应考虑多种因素影响综合确定。3.0.5治理设计应遵循以下原则:1通过地基治理方案的实施,使建筑物地基不均匀沉降尽快趋于稳定,达到安全使用的要求,并具有一定的安全储备;2治理方案应便于实施,对环境污染小;3施工质量易于控制,对建筑物产生的附加沉降小;4治理时应避免对建筑物的使用造成大的影响。条文说明:3.0.5每一种地基病害治理方法都有其适用性及优缺点,因此治理设计时应分别从预期效果,施工难易程度,施工可行性和安全性,施工材料来源和运输条件,以及对临近建筑和周边环境影响等多方面进行技术经济分析和方案比较,确定适宜的治理方法。3.0.6黄土地基病害治理设计时,应进行下列验算:1地基承载力和变形;2基础抗弯、抗剪、抗冲切承载力;3地基稳定性。地基承载力、变形及稳定性验算应符合《建筑地基基础设计规范》(GB50007)和《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)的有关规定。3.0.7治理后的建筑物地基基础使用年限,不应小于既有建筑物剩余使用年限。3.0.8黄土地基病害治理,可根据地基病害特点和治理要求,采用单一方法进行治理,也可采用多种治理方法进行综合治理。条文说明:3.0.8有些地基病害采用单一的治理方法很难达到治理目标,需要采用两种或多种方法进行综合治理,比如堆载加压纠倾法往往与陶土法或浸水法联合使用。3.0.9治理方法确定后,应通过现场试验验证设计参数的合理性和施工的可行性,并确定施工工艺流程。3.0.10黄土地基病害治理应采用信息化施工。治理前应建立建筑物变形和病害监测系统并及时进行监测,掌握建筑物病害变化规律和发展趋势;施工过程中,应同步开展建筑物的变形和病害监测,根据监测结果及时调整设计、施工工艺和方法、施工顺序等,减小治理施工对建筑物产生的不良影响。条文说明:3.0.10地基治理施工过程可能会对地基造成不良影响并引起新的附加沉降,这种附加沉降和已有地基现状变形叠加在一起,成为或接近治理完成后建构筑物的最终沉降,它是判断地基治理是否有效、地基变形是否能够满足现有国家建设法规变形要求的判断依据。沉降观测结果是指导信息化施工的依据,当发现建(构)筑物或设备基础的沉降突然增大或出现异常情况时,应立即采取应急措施,确保治理期间建筑物和作业人员安全。3.0.11勘察、治理设计与施工应由具有相应资质和经验的单位和专业人员承担,建筑物变形监测应由第三方监测机构承担。3.0.12治理施工前应编制详细的设计和施工方案,并经相关专家论证评审通过后方可实施。3.0.13黄土地基病害治理宜优先对地基基础进行加固,待其变形稳定后,再对上部结构进行加固。当上部结构整体性较差难以直接进行地基病害治理或需要对建筑物进行顶升或强力纠偏时,亦可考虑先对上部结构或部分构件进行加固。3.0.14质量检测的方法和数量应视建筑物重要性等级、病害危害程度、建筑物剩余使用年限、场地环境因素、加固方法、加固体形状、实施可行性等因素综合确定。3.0.15质量检测时,检测点的布置应符合下列规定:1质量检测位置和部位应有代表性;2施工中出现异常情况或地基情况复杂且可能对施工质量产生影响的位置或部位应布置检测点;3施工出现异常情况时,检测点数量应适当增加;4对于治理施工中基础外围辅助性的坑、槽回填,也应进行压实度等回填质量检测,每个坑、槽每层不宜少于1个点。3.0.16治理施工前应做好以下准备工作:1治理设计施工图纸;2编制施工组织设计或施工方案和应急预案;3施工人员配置到位,机具、材料齐全;4布置监测网点并进行不少于2次监测;5清除施工范围内杂物、障碍,采取围护和其他安全、环保措施;6测量放线并做好标志。3.0.17病害治理施工完成后,应结合施工质量检测结果与变形观测结果,综合评价治理施工质量与效果。3.0.18建筑物纠倾需要调整的沉降量应根据建筑物实际沉降情况和使用要求确定。既有建筑物纠倾后,倾斜及沉降变形应满足设计要求。对尚未通过验收的新建建筑物,纠倾后应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007的要求。条文说明:3.0.18本条给出了顶升纠倾所需要调整的沉降量确定的原则,一方面取决于建筑实际不均匀沉降现状,另一方面考虑建筑物使用要求。3.0.19纠倾施工时,应复核施加施工荷载(如纠倾力矩)后的地基承载力、变形和稳定性,当地基不能满足要求时,应先进行地基加固;施加堆载或加压的构件、治理过程中遭受冲切力和弯曲作用的构件、施工后应力变化明显的构件等均应进行强度及变形验算,不满足设计要求时,应先对构件进行加固。条文说明:3.0.19基础强度或刚度不足时,堆载可能起不到纠倾的作用,反而破坏基础。3.0.20建筑物治理或纠倾设计文件应包括倾斜或裂缝建筑物现状、建筑物工程地质与水文地质条件、裂缝或倾斜原因分析、地基加固或纠倾设计、施工方法、监测方案及检测要求、结构加固设计、施工安全和防护技术措施、环境保护等内容。对在纠倾的同时也进行地基基础托换、加固处理的工程,其设计文件尚应包含地基基础托换、加固设计与施工等内容。条文说明:3.0.20建筑物治理或纠倾设计文件应将建筑物地基病害、倾斜的调查、分析主要结论包含其中,因为这是治理设计的依据。本规程纠倾对象主要为黄土地基上由于地基湿陷或压缩导致的不均匀沉降的建筑物,一般均需先进行地基基础托换、加固处理,再利用托换、加固后地基或基础作为反力基座进行顶升纠倾,但作为设计文件,它是一个整体,不能分开。3.0.21施工前应根据建筑物特点、施工工艺及周边环境条件制定相应的安全应急预案。3.0.22电工必须经专业培训考核,取得作业证后方可上岗,施工现场的电源、电路的安装和拆除必须由电工操作,并严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46)有关规定。3.0.23机械设备操作人员上岗前应进行培训,机械设备应及时检修,杜绝违章操作和使用存在安全隐患的机械设备。3.0.24施工过程中,噪声、废气、废水与固体废物的排放应符合国家相关标准的有关规定。3.0.25黄土地基病害治理工程完成后,应按《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025)的有关规定,对建筑物及其附近的给排水管网和地面排水设施采取严格防水措施。
4地基病害勘察4.1一般规定4.1.1黄土地基病害勘察应查明建筑场地水文地质、工程地质与环境地质条件、地基受力层和压缩层深度内地层结构和工程特性指标、地基病害原因等,为病害治理提供依据和设计参数。条文说明:4.1.1地基病害勘察是黄土地基病害治理的基础,也是地基加固设计的依据。无勘察资料的设计是盲目的、冒险的,其可靠性也无从判别。4.1.2勘察前应编制地基病害勘察方案。勘察方案宜在收集场地已有勘察、设计、施工、检测与监测等相关资料的基础上,进行现场地基病害调查后编制。在勘探过程中可根据现场实际情况,对勘察方案进行调整。条文说明:4.1.2勘察过程中发现的地层、环境地质、地基处理与病害等情况可能与收集到的资料、事先分析预测结果不同,为便于查明病害原因,可根据发现的异常情况及时调整钻孔、探井、探坑位置及深度,或者调整勘察工作量。地基病害勘察不同于一般的新建场地勘察,勘察设计人员对地基病害的勘察、治理经验也决定了勘察成果的深度和质量,从而影响治理效果,所以建设单位在选择勘察单位和人员时要相对慎重一些。4.1.3黄土地基病害勘察手段,应在现场地基病害调查的基础上,采用钻探、井探、槽探、原位测试及室内试验等综合勘察手段,当勘察范围较大时,宜增加物探手段。地基病害调查与分析工作应贯穿于病害勘察、治理的全过程当中。条文说明:4.1.3由于受各种条件所限,地基病害勘察的成果不一定非常全面,在治理过程中揭示的情况比勘察成果将更加完善,因此通过对施工过程中发现的新情况进一步分析,按照动态设计、信息法施工原则,将会使治理措施更加合理。4.1.4勘察应符合详细勘察或施工勘察的要求,勘察成果深度应满足病害治理设计和施工的需要。4.1.5黄土地基病害勘察应包括下列内容:1查明建筑物地基基础、主体与围护结构的不均匀沉降、裂缝等病害特征;2查明地基主要受力层及压缩层深度内地层的组成、时代、成因,查明工程建设前后地基土工程特性指标的变化;3查明场地不良地质作用类型、成因及分布;4查明工程建设前后场地地下水变化情况及其与病害的关系;5查明黄土地基的湿陷性、压缩性等工程特性指标的平面分布及随深度变化情况;6查明地基病害形成的原因;7确定地基土的物理力学参数、承载力,提供地基变形计算、地基处理与纠倾设计需要的相关参数;8提出地基病害治理、基础加固及纠倾设计方案及建议。条文说明:4.1.5黄土地基病害勘察应以查明形成地基病害的原因、地基现状、满足可能采取的地基处理、纠倾设计等需要为主要目的。4.1.6根据场地工程地质条件、建筑变形、地基治理难易程度等因素,将地基复杂程度等级分为以下三级:1一级(复杂):工程建设前原始地形起伏大,地貌、地层复杂,基础下沉或主体开裂变形显著,工程建设前后地基土工程特性指标变化大,病害治理难度大。2二级(中等):工程建设前原始地形起伏较大,地貌、地层较复杂,基础下沉或主体结构开裂变形较明显,工程建设前后地基土工程特性指标变化较大,病害治理难度较大。3三级(简单):工程建设前原始地形平缓,地貌、地层简单,基础下沉或主体结构开裂变形轻微,工程建设前后地基土工程特性指标变化不明显,病害治理难度较小。条文说明:4.1.6对发生病害的建筑物进行地基复杂程度分类,是为了便于进行黄土地基病害勘察的工作量布置。4.1.7地基病害现场调查发现管网渗漏时,应立即采取措施关闭渗漏源,并及时排除管道及基础附近的积水,防止渗漏范围扩大,地基病害程度加剧。条文说明:4.1.7管网渗漏与湿陷性黄土地基病害形成的因果关系及其密切,一般情况下若渗漏水源从管沟的裂缝处渗漏到湿陷性黄土地基中,会造成不均匀湿陷并形成饱和软黄土,地基局部强度急剧降低,基础下沉,差异沉降导致建筑物开裂。一般在每年集中供暖、雨季期间及供水管网年久失修时,往往会出现这种情况。因此物业管理维护人员应注意观察检查井的积水与变化情况,也要注意掌握水量的耗损情况,当发现检查井内积水异常、水的耗损量增大、地面或墙体出现下沉或开裂的迹象等情况时,应及时采取措施,关闭渗漏源,抽取积水。这些措施可以防止渗漏范围扩大,地基病害程度加剧,降低后期治理的难度和费用。4.1.8当地基为湿陷性土层时,钻探宜采用干钻工艺。4.1.9钻孔、探井、探坑、探槽等勘探工作完成后,应按要求进行夯实回填,基础以外回填土的压实系数不应小于0.93,基础下土回填土的压实系数不应小于0.97,并恢复原地面及相关防、排水设施。若夯实回填困难时,可采用强度不低于C15的混凝土或水泥土浆浇筑回填。条文说明:4.1.9对于勘察过程中及管网检查时布置的钻孔、探井、探坑、探槽等,要按照设计要求作好恢复工作,防止遗留隐患。对基础以外不作为持力层的地基土,宜采用素土或灰土夯实回填,以免形成地表水的渗漏通道;对作为直接持力层的回填土其回填质量要求宜保持同原设计一致或提高回填等级。管网恢复应提高防腐、防水措施,若原为砖砌管沟宜改为钢筋混凝土防渗管沟。4.2病害调查4.2.1地基病害调查应详细了解地基病害发生、发展的过程和特征,并结合收集的相关资料和前期变形监测结果,初步分析出现地基病害的原因。4.2.2地基病害调查应包括建筑物地基基础、主体结构、管网系统及周边环境条件的变化情况以及发展过程等内容。4.2.3地基基础调查内容应包括地基基础变形情况、场地稳定性、地层结构、基底压力、基础的工作状态、地基土含水率等工程指标变化、地下水变化、基础持力层和软弱下卧层分布特征、水土腐蚀性等。4.2.4主体结构调查内容除应包括建筑物裂缝、差异沉降和倾斜情况外,还应包括主体结构类型、结构的变形和裂缝特征、结构整体性、活荷载变化等。4.2.5管道系统调查内容应包括管道的使用功能、平面布置、埋设方式、是否有渗漏现象等。4.2.6周边环境条件调查应包括以下内容:1地面、道路及既有建筑物的变形情况;2场地及其附近工程建设前后地形和地貌变化情况;3工程地质与水文地质条件变化情况;4临近的新建建筑物和地下工程对病害建筑物的影响情况;5临近深基坑开挖和降水施工及其影响情况;6场地不良地质作用发育情况及其影响程度。条文说明:4.2.6黄土地基病害调查工作,应在建设方技术、管理人员的配合下,由对地基病害勘察、治理有经验的勘察和结构专业人员进行,根据设计和竣工资料进行现场核查,对有疑问的隐蔽点,可同建设方协商进行局部开挖检查,特别是要把管网损害、水的渗漏源、基础开裂等隐患点排查清楚,以便进一步分析原因和布置合理的勘察方案。4.2.7地基病害调查时,可采用查阅资料、走访了解、照相、摄像、工程测绘、监测、测试、测量和局部开挖等方式,并应详细记录地基病害特征。4.3勘探工作布置4.3.1勘探工作布置应遵循以下原则:1勘探范围除应包括出现地基病害的区域外,还应包括导致地基病害产生的区域及地基病害可能造成不良影响的区域;2勘探点平面布置应能查明地基病害特征和严重程度,并便于同原勘察资料进行对比分析,当病害建筑物原来没有进行勘察或原勘察资料收集不到时,应在地基病害区域外围布置勘探点;3勘探线应沿建筑物周边布置,有条件时也宜在轴线处布置;4勘探孔深度应穿透不良地基土层进入加固桩桩端持力层,并满足场地稳定性、软弱下卧层强度验算和地基变形计算要求;5当需要查明场地的湿陷性及挖填分界线,管网埋设方式、开裂及渗漏范围,基础的形式、埋深、分布及裂缝特征等情况时,宜布置适量的探井、探坑或探槽;6勘探孔孔位宜避开建筑物基础、管网及其他地下构筑物,如必须在上述设施范围内进行勘察作业时,应由业主协调处理,并做好安全防范工作;7充分利用原有勘察资料。条文说明:4.3.1地基病害勘察范围,应结合现场调查,并考虑地基病害的成因及发展变化情况,综合分析后确定,一般包括三个区域,一是出现地基病害的区域,二是与地基病害成因有关的区域,三是受地基病害影响的区域。勘探深度不仅要穿透填土、湿陷性土、饱和软黄土等土层,最主要是能确定出可作为加固桩桩端持力层的层位,而且要能满足场地稳定性、软弱下卧层强度验算和地基变形计算的要求。4.3.2勘探点的平面布置,应在地基病害复杂程度的基础上,结合建筑物平面位置、勘探作业条件、周边危险源等综合确定。地基复杂程度为复杂时,勘探点间距宜为10~15m;地基复杂程度为中等时,勘探点间距宜为15~20m;地基复杂程度为简单时,勘探点间距宜为20~30m。4.3.3勘探孔深度应符合下列规定:1若地基土主要为土层,勘探孔深度不宜小于20m;2若场地为湿陷性黄土场地应进入非湿陷性地层不小于5m;3若场地为挖填方场地应进入原始地层不小于5m;4若勘探深度30m范围内有基岩分布,应进入基岩面以下不小于3m或进入中等风化层;5应进入桩端持力层不小于3m;6应满足地基稳定性、软弱下卧层强度验算和地基变形计算要求。条文说明:4.3.3可作为治理桩端持力层的地层,如非湿陷性的Q2黄土类地层、中低压缩性的黏性土、中密~密实的砂类土、碎石土或基岩等,它的埋深、层厚、层面起伏变化及工程性质往往是勘察的重点之一,因此要求勘察孔深应进入这些层位一定深度。对于上部为自重湿陷性黄土或欠固结的填土层时,勘察孔深度还应考虑这些地层对于治理桩的负摩阻力影响因素。4.3.4同一场地内勘探点数量不应少于4个,其中采取不扰动土试样的勘探点数量不应少于勘探点总数的2/3,且宜布置适当数量的采取不扰动土试样的探井;其余勘探点均应为采取扰动土试样或原位测试勘探点。条文说明:4.3.4由于场地地基土受渗漏影响土质湿软,或回填土过厚,造成探井难以开挖或存在较大安全隐患,因此对于探井的布置应根据现场实际情况确定,其数量不作强制性要求。对于不采取不扰动土试样的钻孔,为了查明地基土的浸水范围和浸水深度,以及判断浸水水源,要求均采取扰动土试样并进行含水量试验。4.3.5探井采取不扰动土试样的间距宜为1m;钻孔采取不扰动土试样的间距不宜大于2m,含水率变化较大时宜为1m,并宜与原勘察资料取样深度相对应;钻孔取扰动土试样的间距宜为1m。4.3.6同一场地每一主要持力层采取不扰动土试样和进行原位测试数量不应少于6组。采取不扰动土样应符合行业标准《工程地质勘探与取样技术规程》JGJ/T87的规定。4.3.7测试与试验应符合以下要求:1对有条件的场地,宜进行静力触探测试;2勘探过程中,如遇到无法采取不扰动土试样的地层,除应采取扰动土试样外,尚应按层进行标准贯入试验或动力触探等原位测试,获取相关评价指标,测试与试验深度应兼顾同原勘察资料进行对比;3对不扰动土试样应进行一般物理力学指标、湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力、抗剪强度,渗透系数、腐蚀性等试验,当可能采用堆载法纠倾时,应进行机床系数试验;对岩石试样应进行天然和饱和单轴抗压强度等试验;4对所取黄土、灰土、黏土、粉质黏土、粉土等扰动土试样,应进行含水量、界限含水量试验;对砂砾、碎石土应进行颗粒分析试验;5对水样应进行水质分析。4.4地基病害成因分析与评价4.4.1地基病害成因分析应包括以下主要内容:1地基土含水量变化、水位变化及其与地基病害关系分析;2黄土湿陷性、湿陷程度、场地湿陷类型与地基病害关系分析;3场地地层结构、地基均匀性与地基病害关系分析;4地基处理方式及深度、管道渗漏等与地基病害关系分析;5建筑物变形监测结果与地基病害特征(含沉降、位移、倾斜、开裂等)分析;6地基病害形成原因综合分析;7地基病害发展趋势分析。条文说明:4.4.1地基病害的成因是多种多样的,但对于黄土地基而言,主要为两类,一类是由于渗水引起的,黄土大多具有湿陷性,对水非常敏感,因此管道渗漏、地表积水、地下水位上升等都可能引起黄土地基病害,当然,病害的程度往往与地基湿陷量的大小和渗水量多少成正比;另一类是由挖填方引起的,黄土地区很多是梁峁区,地形高低不平,建设时需要整平,很多建筑物为半挖半填地基或填方地基,均匀性很差,这种不均匀地基的不均匀沉降会引起黄土地基病害。一般而言,不论黄土地基病害起初是由什么引起的,一旦地基发生不均匀沉降,首先会将给排水管道接口拉脱,导致生活用水渗漏,渗水又致使地基湿陷或软化,不均匀沉降进一步加剧,这样恶性循环,地基病害越来越严重。4.4.2地基病害勘察评价应包括以下内容:1岩土工程评价。主要包括地基土均匀性、湿陷性、压缩性、地质环境、不良地质作用等;2地基病害发展预测评价。根据病害现状分析评价地基病害可能的发展趋势与结果,如建筑的最终沉降、开裂或倾斜量的发展程度和趋势,病害范围变化趋势;3地基基础使用安全性评价。结合地基病害的发展预测,评价在正常使用期间的安全可靠性和治理的必要性;4地基基础适修性评价。结合地基基础、主体结构鉴定结果综合确定对地基基础修复的可能性、适宜性、安全性进行评价;5地基病害治理方案建议。根据勘察结果和病害分析,对地基病害治理方案进行分析建议。条文说明:4.4.2地基病害勘察评价,主要是综合考虑岩土工程条件、地基病害发展的趋势、地基基础治理的可行性及适修性等多种因素,选择安全实用、经济合理的治理方案。对于治理范围的确定,要基于病害的发展趋势,并考虑原建筑物的结构类型、地基基础与托换桩的共同作用、对建筑物正常使用的影响因素等,综合分析并与业主协商确定合理的治理范围。4.5勘察成果4.5.1黄土地基病害勘察报告应包括下列内容:1勘察目的、任务要求和依据的技术标准;2勘察方法和勘察工作量布置;3病害建筑物概况和地基病害调查情况;4场地地形、地貌、地层、地质构造、岩土性质及其变化,地基均匀性等;5地下水埋藏情况、类型、水位及其变化;水和土对建筑材料的腐蚀性;6治理设计所需的岩土技术参数,包括地基土物理力学性质指标、强度和变形参数、地基承载力等,当地下水位可能上升时,应提供饱和状态下的设计参数;治理桩设计参数,对自重湿陷性黄土和欠固结土应提供桩侧负摩阻力标准值;纠倾设计可能需要的地基土基床系数、压力-湿陷系数曲线等;基坑或导坑开挖、支护、降水设计参数;7地基病害特征、产生原因及其发展趋势;8对可能的地基病害治理方案进行技术经济比较,提出可行的地基治理方案建议。当采用加固桩时,应对加固桩桩型、桩长、桩径和桩端持力层提出建议,并提供单桩竖向承载力预估值;9提出地基病害治理施工中基坑或导坑的开挖、支护、降水等方案建议,并分析治理施工、降水对病害建筑物和周边环境的影响;10提出对治理施工、检测与监测的意见和建议。条文说明:4.5.1不同的病害治理方案,可能对有关土性参数的关注度有所不同,在地基病害勘察过程中,要及时同治理设计人员沟通,有条件时治理设计人员可在勘察过程中提前介入,确保勘察资料满足设计要求。4.5.2勘察报告附件宜包括下列内容:勘察技术要求、平面图、等值线图、分区图、剖面图、柱状图、展示图、示意图、照片、原位测试和室内试验成果,含水量、压缩性、湿陷性随深度变化曲线及地基病害前后土性指标变化对比图件等。条文说明:4.5.2地基病害勘察报告的附件中,与一般工程勘察不同之处主要是增加了能够反映地基病害前后土性指标变化的相关图件,如地基病害前后土性指标变化对比图件,含水量、压缩性、湿陷性等随深度变化曲线,含水量、压缩性、湿陷性等在平面上的分区图等等。
5坑式静压桩托换法5.1一般规定5.1.1坑式静压桩托换法适用于基础及地基需要加固治理的下列多层、单层建筑物或荷载不大的小高层建筑物:1地基浸水湿陷,需要阻止不均匀沉降和墙体裂缝发展的建筑物;2部分墙体出现裂缝或严重裂缝,但主体结构承载性能良好,经对地基基础采取补强措施后,上部结构不需或仅需简单加固,仍可继续安全使用的建筑物;3治理难度虽大,但仍有使用价值且难以拆除重建的建筑物;4地基土的承载力或变形不能满足正常使用要求的建筑物。条文说明:5.1.1病害建筑物的沉降未稳定或还在发展,但尚未丧失使用价值,采用桩机托换法对地基基础进行加固补强后,可阻止建筑物的沉降、裂缝或倾斜继续发展,恢复使用功能。托换法适用于钢筋混凝土基础或基础内有底(或圈)梁的多层或单层建筑。千斤顶上的反力梁可利用建筑物的基础梁或基础板,对无基础梁或基础板的病害建筑,则可将底层墙体加固后再进行坑式静压桩施工。当地基土中含有较多大块石、密实砂土夹层或建筑垃圾时,由于桩压入时难度较大,需要根据现场试验确定其适用性。5.1.2静压桩可以采用预制钢筋混凝土方桩,也可以采用钢管桩或型钢桩。预制钢筋混凝土方桩的配筋可参考附录A,钢管桩桩尖结构可参考附录B。5.1.3静压桩托换法加固治理施工采用既有建筑物基础作为压桩反力时,应对其强度和刚度、基底压力等进行验算。5.2设计5.2.1坑式静压桩的单桩竖向承载力特征值宜通过单桩竖向抗压静载试验确定,初步设计时可按下式估算:(5.2.1)式中:Ra——单桩竖向承载力特征值(kN);up——桩身外周长(m);qsia——桩周第i层土的侧摩阻力特征值(kPa),如无试验数据时可按表5.2.1-1的经验值选取;li——桩穿越第层土的厚度(m);qpa——桩的端阻力特征值(kPa),如无试验数据时可按表5.2.1-2的经验值选取;Ap——桩端面积(m2);ξp——静压桩端阻力修正系数:当入土桩长L≥16m时取1.0,当9m≤L<16m时取1.10~1.30;当L<9m时宜通过单桩竖向抗压静载试验确定。表5.2.1-1静压桩侧摩阻力特征值qsia(kPa)土(岩)的名称土的状态物理力学指标桩侧摩阻力特征值qsia自重湿陷性黄土、欠固结土-15~-20黏性土流塑软塑可塑硬可塑硬塑坚硬IL>10.75<IL≤10.50<IL≤0.750.25<IL≤0.50<IL≤0.25IL≤012~2020~2727~3535~4343~4949~52粉土稍密中密密实e>0.90.75≤e≤0.9e<0.7513~2323~3333~44粉、细砂稍密中密密实10<N≤1515<N≤30N>3012~2424~3333~44中砂稍密中密密实10<N≤1515<N≤30N>3016~2727~3737~47粗砂稍密中密密实10<N≤1515<N≤30N>3021~3737~4747~58砾砂稍密中密、密实5<N63.5≤15N63.5>1535~5555~69圆砾、角砾中密、密实N63.5>1080~100碎石、卵石中密、密实N63.5>10100~150全风化岩30<N≤5050~80强风化岩N63.5>1080~150注:1当桩周土为非自重湿陷性黄土时,按饱和度85%状态下的黏土性指标确定侧阻力值;2N为标准贯入试验锤击数;N63.5为重型圆锥动力触探试验锤击数;3表中数值,对钢桩可取小值,对钢筋混凝土桩可取大值。表5.2.1-2静压桩端阻力特征值qpa(kPa)土(岩)名称土的状态物理力学指标桩入土深度(m)h≤99<h≤1616<h≤25h>25黏性土非湿陷性黄土硬可塑坚硬、硬塑0.25<IL≤0.50IL≤0.25800~12001300~19001200~16001900~27001400~17002700~29001700~22002900~3400粉土中密密实0.75≤e≤0.9e<0.75450~850750~1200650~10001000~1400800~12001200~17001000~15001500~2000粉砂中密、密实N>15700~11001000~15001500~20001700~2500细砂中密、密实N>151300~19001800~24002200~26002500~3400中砂中密、密实N>152000~30002700~32002900~33003200~4000粗砂中密、密实N>152800~37003400~38003600~42004000~4500砾砂中密、密实N>153000~40003800~4800角砾、圆砾中密、密实N63.5>103000~41003800~5000碎石、卵石中密、密实N63.5>103000~42004000~5500全风化岩30≤N<503000~4000强风化岩N63.5>104000~5500注:1N为标准贯入试验锤击数,N63.5为重型圆锥动力触探试验锤击数,N和N63.5值愈大,qpa取值愈大;3表中数值,对钢桩可取小值,对钢筋混凝土桩可取大值。条文说明:5.2.1单桩竖向承载力特征值可根据地基土的物理力学指标与承载力参数之间的经验关系来估算。一般作为初步设计阶段的估算值,最终应通过单桩竖向抗压静载试验来验证或整调。各种规范(规程)中单桩竖向承载力的估算经验公式基本一致,其表达式基本上都是由桩侧总摩阻力和桩端阻力两部分组成。本规程推荐的静压桩单桩竖向承载力特征值Ra的计算经验公式,与一般的预制桩承载力计算公式不同点在于多了一个端阻力修正系数ξp,参考了广东省工程建设标准《静压预制混凝土桩基础技术规程》(DBJ/T15-94-2013)中工程试桩资料,当桩长9m≤L<16m时取1.10~1.30,也就是说在此桩长范围内桩端土承担的荷载有所提高;当桩长小于9m时,有时修正系数大于1.30,有时却比较小,离散性较大,所以这种短桩承载力的确定,本规程建议宜通过单桩竖向抗压静载试验确定。静压桩桩侧摩阻力特征值qsia主要依据行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)表5.3.5-1中的数值除以安全系数2所得。对自重湿陷性黄土,依据国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)中表5.7.5,其qsia大小与自重湿陷量计算值大小有关;当桩周土为非自重湿陷性黄土时,根据上述规范的规定,应按饱和度85%状态下的土性指标确定侧阻力值,饱和状态下的液性指数可按下式计算:式中Sr—土的饱和度,可取85%;e—土的孔隙比;Gs—土粒比重;—分别为土的液限和塑限含水量,以小数计。对粉土、粉砂、细砂及各类粘性土,其静压桩端阻力特征值qpa也是根据行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008中有关混凝土预制桩的极限端阻力标准值除以安全系数2所得;对于中砂、粗砂、砾砂、碎石类土,因静压桩在这些地层中压桩很困难,在终压力作用下经过一段时间沉降还有所增大,所以本规程对这些地层的qpa取值要比行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008所列值除安全系数2后还要小一些。5.2.2坑式静压桩的平面布置应根据既有建筑物的墙体和基础类型及荷载大小确定,应布置在结构受力节点位置,尽可能避开门窗洞口等薄弱部位,可采用一字形、三角形、正方形或梅花形等布桩方式。桩位布置应符合下列要求:1纵、横墙基础交接处;2承重墙基础的中间;3独立基础的中心或对称点;4地基受水浸湿可能性大或较大的承重部位。条文说明:5.2.2坑式静压桩主要是通过托换桩将建筑物基础的部分荷载向下传给较好的土层。桩平面布置都是沿基础中心轴线或对称布置,同一个施工坑内可布置1~3根桩,绝大部分工程都是采用单桩和双桩。只有在纵横墙相交部位,横墙布置1根和纵墙布置2根即形成三角形的布桩方式。5.2.3钢筋混凝土预制桩桩径或边长宜为150mm~350mm,混凝土强度等级不宜低于C30;钢管桩直径宜为150mm~450mm,壁厚不得小于6mm,每节桩长可按施工导坑的净空高度确定,但不宜大于2m。条文说明:5.2.3坑式静压桩主要是在基础底面以下进行施工,预制桩或钢管桩的尺寸都应按本条规定制作或加工。尺寸过大,搬运及操作都很困难。5.2.4钢管桩管内应灌注混凝土,桩管外宜做防腐处理,桩段之间的连接宜用焊接连接;钢筋混凝土预制桩上下桩节之间宜通过上、下桩节预埋铁件焊接连接。5.2.5坑式静压桩的入土深度自基础底面标高算起,桩尖应穿透湿陷性土层或软弱土层,并支承在压缩性较低(或较低)的非湿陷性土层中,桩尖插入非湿陷性土中的深度不宜小于1.0m。条文说明:5.2.5静压桩的直径或边长较小,将其压入土中对桩周的土挤密作用较小,在湿陷性黄土地基中采用坑式静压桩,不考虑消除土的湿陷性,桩尖应穿透湿陷性黄土层,并应支承在压缩性低或较低的非湿陷性土层中。5.2.6当既有建筑物基础承载力不能满足压桩反力作用时,应先对原基础进行加固,如增设钢筋混凝土底梁、型钢梁、厚钢板或钢筋混凝土托梁,加强基础结构的承载力和刚度。5.3施工5.3.1坑式静压桩施工工艺流程应符合图5.3.1的规定:静压沉桩静压沉桩开挖工作坑确定桩位、吊装插桩桩身对中调直测量放线接桩再静压沉桩终止压桩检查验收移至下一根桩封桩确定处理方案质量记录补桩不合格图5.3.1坑式静压桩施工工艺流程5.3.2坑式静压桩施工应符合以下要求:1施工时,应先在贴近加固治理建筑物基础一侧开挖竖向工作导坑至基础下部,再在基础梁、承台梁或直接在基础底面下开挖竖向工作坑,必要时应对坑壁采取支护措施。2压桩施工时,千斤顶应安置在第一节桩桩顶上部,并安设测力装置,每压入一节桩后,再接上一节桩。3钢管桩各节的连接处可采用套管接头;当钢管桩较长或途中有障碍物时,应采用焊接接头,焊口(包括套管接头)应为满焊;预制钢筋混凝土方桩桩尖可将主筋合拢焊在桩尖辅助钢筋上,在密实砂土和碎石类土中,可在桩尖处包以钢板桩靴,桩与桩之间应采用焊接接头,焊口应为满焊。4桩位容许累计偏差不应超过±20mm,相邻桩连接偏差不应超过±5mm,第一节桩垂直度偏差不应大于桩长的0.5%,累计垂直度偏差不应大于桩长的1%。当垂直度超标时,应及时进行纠正。5桩尖到达设计深度后,压桩力不得小于单桩竖向承载力特征值的2倍,且持续时间不应小于30min。条文说明:5.3.2采用管桩施工时,压桩过程中如遇有碎石土,卵石土粒径较大时,压入困难,应采取掏土、注水等技术措施,尽量保证设计桩长不变。5.3.3压桩结束后,应对压桩工作导坑及时进行回填,可先在导坑底面以上至桩顶面周围用灰土或素土分层回填夯实,再用C20微膨胀早强混凝土浇筑密实,使其与原基础紧密接触。条文说明:5.3.3托换静压桩顶端应与基础底面紧密接触,当有缝隙时,应楔入薄钢板填塞严实。托换静压桩施工结束后,在导坑深度其周围应浇筑混凝土,浇筑混凝土可加适量膨胀剂,也可采用膨胀水泥,使混凝土与原基础紧密接触,将托换桩与原有基础连接成一体。5.3.4需要施加预应力时,可采用型钢支架托换;对钢管桩,应先在钢管内浇筑微膨胀早强混凝土,再用混凝土将桩与原基础浇筑成整体。5.4检测5.4.1制桩前或制桩期间,应按有关规定分别抽样检测水泥的安定性、钢材抗拉强度和混凝土试块的抗压强度,检验结果应符合设计要求。成品桩进场后,应检验生产合格证。5.4.2静压桩施工前应对桩位、桩身尺寸进行抽检,施工过程中应对桩身垂直度和焊缝外观质量进行抽检,抽检数量不宜少于总桩数的10%,且不少于10根。5.4.3每根桩的最终压桩力或压桩深度应符合设计要求,压桩施工记录应作为验收的原始依据。5.4.4压桩结束后,宜采用单桩竖向抗压静载荷试验对单桩承载力进行检测,检测数量不宜少于总桩数的1%,且不宜少于3根。载荷试验方法应符合附录C的规定。条文说明:5.4.4坑式静压桩属于隐蔽工程,压入土中后不便进行检验,桩的质量与砂、石、水泥、钢材等原材料以及施工因素有关。施工验收,应侧重检验桩的原材料化验结果以及钢材、水泥出厂合格证、混凝土试块的试验报告及压桩记录等。5.4.4对用素土或灰土回填的导坑,应进行压实度检测,每坑每层不宜少于1个点。5.5安全与环境保护5.5.1坑式静压桩施工前,应制定专项施工组织设计方案和应急预案,施工人员应经过专业技能和安全知识培训。条文说明:5.5.1施工人员必须持证上岗;施工机械应具有检验合格证,施工时必须做好作业人员夏季防暑、冬季防冻工作;遵守相关法律规定的安全要求,建立健全安全应急预案。5.5.2施工现场应设置安全设施,如操作规程牌、安全警示牌等,必要时设置安全护栏,与施工无关的车辆和人员不得进入作业现场。条文说明:5.5.2作业现场、营地要设置照明设施,保证有足够的照明,要考虑防洪、防火、防盗、水、电、讯通等因素;作业现场应指派专人负责值班,保证设备设施安全完好正常。5.5.3工作坑开挖前,应对坑壁稳定性进行验算,坑边禁止堆放建筑材料,必要时可适当放缓基坑坡度或进行专门支护,并做好防排水设施。施工时应有专人负责对基坑稳定性和建筑物变形情况进行巡查。条文说明:5.5.3在开挖前,应认真做好地面临时排水沟或筑土堤等设施,防止施工用水或地面雨水流入坑槽;工作坑边坡要适当,边坡坡度应根据挖方深度、土质性质综合确定,当施工场地局限,难以满足正常放坡需要时,可采取支护措施以保证安全。施工完成后工作坑要及时进行回填,回填质量要满足相关规范及设计要求。5.5.4坑式静压桩施工前应对建筑物基础和上部结构安全性进行评估,施工过程中应加强对基础和上部结构的变形监测,制定相应应急措施,保证施工期间基础和上部结构安全。条文说明:5.5.4基础托换加固治理施工不应引起建筑物产生过大的附加变形量,不应影响其安全使用,不应超过行业标准《危险房屋鉴定标准》JCJ125的危险临界值。5.5.5压桩施工应严格按施工工序进行作业,压桩过程中应随时对桩的垂直度进行实时监测,确保托换桩体的垂直度满足要求;作业期间,应保持坑内通风状态良好,接桩焊接操作应符合相关规程的要求。5.5.6根据场地周边环境条件,对可能产生的安全和环境污染风险进行分析评估,对重大风险应制定风险控制措施。5.5.7施工人员应文明施工,不应对周围环境造成污染和破坏。施工过程产生的废弃物要及时清理,做到工完、料净、场地清;施工期间产生的工业污油应按有关规定进行处理。条文说明:5.5.7现场生活区、施工区、办公区等应分区布置,降低影响或干扰;施工垃圾、生活垃圾等分类收集,定期定场所处理,减少垃圾对周围环境的影响。
6导坑式人工挖孔桩托换法6.1一般规定6.1.1导坑式人工挖孔桩托换法适用于地下水位以上的填土、黄土状土、黄土、黏性土等地基上承载力不足、地基沉降变形过大的单层、多层或高层建筑物的地基基础托换加固。条文说明:6.1.1建筑物黄土地基浸水湿陷后,地基产生不均匀沉降,墙体出现裂缝或严重裂缝,但由于主体结构整体完好,可以进行地基加固;或由于地基土的承载力或变形不能满足使用要求,也可通过导坑式人工挖孔桩托换法进行地基加固。对于有些地下水位较浅、上层滞水发育,大面积人工降水容易引体附加沉降,有些地层湿软,开挖时地层直立性较差,经人工开挖扰动后容易变形坍塌,影响成孔和地基安全,这些均不宜采用人工挖孔桩成孔工艺。但对于有些地层相对湿软、虽局部存在上层滞水或渗水,但经疏通支护处理后孔壁稳定的也可采取人工挖孔桩成孔工艺。一般人工挖孔桩每次开挖支护高度0.7~1.0m,在该高度范围地层容易直立稳定且便于人员上下,当确认支护体系不变形时,可继续向下开挖。6.1.2导坑式人工挖孔桩应选择以下地层作为桩端持力层:1压缩性低的非湿陷性黄土、黏性土或粉土;2中密或密实的砂类土、碎石土;3完整性较好的基岩。6.1.3人工挖孔桩的桩位宜布置在纵横墙基础交接处、承重墙基础中心、独立基础的中心或对称点、地基受水浸湿可能性大的承重部位,应避开门窗、洞口等结构变形敏感部位。条文说明:6.1.3桩位布置在承重部位,应避开门窗、洞口等结构变形敏感部位,一方面通过基础托换将原有基础的部分荷载传递给土性较好的下部地层中,另一方面是为了避免由于基础底部托换处理对原有基础和上部对变形敏感部位造成损伤。6.2设计6.2.1导坑式人工挖孔桩桩径不应小于800mm,混凝土强度等级不应小于C25。桩身可采用素混凝土,有特殊要求时,也可采用钢筋混凝土,钢筋笼可在孔内分段绑扎。导坑式人工挖孔桩基础下导坑高度宜在1.8~2.0m之间,宽度除满足设计桩径要求外,尚应能满足正常人工作业要求。6.2.2导坑式人工挖孔桩桩间距应根据托换桩上部原基础或承重墙体的强度与荷重、单桩承载力等因素综合确定。6.2.3湿陷性黄土地区或欠固结填土区的人工挖孔桩桩端应穿透湿陷性黄土层或欠固结填土层,支承在压缩性低的土层中。计算单桩竖向承载力特征值时,应考虑自重湿陷性黄土层或欠固结填土层对桩的负摩阻力。当需要提高桩端承载力时,可采取变径或扩底桩工艺。条文说明:6.2.3对于自重湿陷性黄土层或欠固结填土层中的人工挖孔桩,若扣除桩侧负摩阻力值后,单桩承载力较低,采取变径或扩底工艺可较大幅度提高单桩承载力。6.2.4根据土的物理力学指标确定人工挖孔桩单桩竖向承载力特征值时,可按下式计算:(6.2.4)式中Ra——单桩竖向承载力特征值(kN);up——桩身外周长(m);qsia——桩周第i层土的侧摩阻力特征值(kPa);li——桩穿越第i层土的厚度(m);qpa——桩的端阻力特征值(kPa);Ap——桩端面积(m2);对于桩身外周长up,当桩周护壁为振捣密实混凝土时,可按护壁外径计算。桩周第i层土的侧摩阻力特征值qsia,如无试验数据时,可按表6.2.4中的经验值选取,对变径桩或扩底桩变截面以上2倍桩径范围不计侧摩阻力;桩的端阻力特征值qpa,如无试验数据时,可按表6.2.4中的经验值选取。表6.2.4人工挖孔灌注桩侧摩阻力特征值qsia与端阻力特征值qpa(kPa)地层名称状态或说明qsiaqpa自重湿陷性黄土自重湿陷量≥200mm-15~-20\自重湿陷性黄土、欠固结土自重湿陷量70~200mm-10~-15\非自重湿陷性黄土按饱和度85%换算10~20\非湿陷性黄土、粘性土软~可塑20~33\非湿陷性黄土、粘性土硬~坚硬33~52900~1200粉土、粉砂中密~密实20~40600~900细、中砂中密~密实30~50900~1500粗、砾砂中密~密实40~651500~2000碎石土中密~密实65~852000~3200全风化岩45~75700~1200强风化岩70~1201300~2000中风化岩120~1302500~5000注:按表中所给的范围取值时,可根据液性指数、标准贯入试验锤击数、重型圆锥动力触探试验锤击数确定各类土的状态;对非自重湿陷性黄土,应按饱和状态下的液性指数确定其状态;对于风化岩,可根据标准贯入试验或重型圆锥动力触探试验锤击数以及软硬程度、抗压强度等综合确定。6.2.5当建筑物不均匀沉降变形大,需要局部顶升时,可在导坑式人工挖孔桩桩体强度达到要求后,直接用混凝土桩体作为受力平台对基础进行顶升。条文说明:6.2.5一般情况下对同一建筑物进行补强加固,托换时直接采用混凝土处理,局部独立基础顶升时,需先将基础周边的土体脱开,待桩体数量、强度达到承载要求后方可利用千斤顶顶升,由于凝固施工间隔周期较长,除非局部特别采用。6.2.6设计文件除包括3.0.20条的内容外,尚应包括桩位布置图,导坑与桩孔开挖、支护详图及设计说明等。设计说明应明确施工工序流程和质量技术要求,如桩长与扩底控制标准、开挖导坑及桩孔的间隔距离、施工材料、混凝土浇筑及与原基础衔接工艺、基础托换与导坑恢复、施工中可能存在的问题及处理措施等。6.3施工6.3.1导坑式人工挖孔桩托换法施工应根据建筑物结构和地基基础承载特点,跳挖施工。施工流程应符合图6.3.1的规定。条文说明:6.3.1在对基础以下的挖孔桩进行托换受力后,方可开挖相邻桩体,往往受场地影响开挖土方难以及时运出,而成孔后又需要进场浇筑混凝土,基础不能被托换,其他桩孔又不能开挖,所以在施工过程中要合理安排施工工序流程,把握总体进度,确保建筑物基础托换受力基本处于均匀可靠状态。检测验收浇筑混凝土不合格测量放线检测验收浇筑混凝土不合格测量放线开挖施工导坑测放桩位挖桩孔桩孔验收合格合格不合格托换基础回填坑槽恢复地面图6.3.1导坑式人工挖孔桩施工工艺流程6.3.2挖孔桩施工宜采用钢筋混凝土护壁,工艺成熟时,也可采取钢护筒进行护壁。护壁混凝土强度等级不应低于桩身混凝土强度。当需要提高工效时,可在混凝土中掺适量速凝剂。钢筋混凝土护壁主筋直径不应小于8mm,竖向、水平向间距均不应大于200mm,每层护壁高度不宜大于1.0m。6.3.3对于钢护筒护壁,护壁结构应与外侧地层浇筑密实。浇筑混凝土护壁时,为防止模板产生偏移,应对称下料,并用木棒等捣实。支护结构强度达到设计要求的75%后方可拆模,如拆模后发现护壁混凝土有蜂窝、漏水现象时,应及时堵塞和导流。6.3.4人工挖导坑及桩孔过程中,应边挖边核实建筑物地基基础、管网、岩土地层等变化情况。当发现开挖情况与竣工图纸、勘察报告和设计文件不一致时,应及时通知相关单位进行处理。条文说明:6.3.4对于一些年代较久的建筑物,相关竣工图纸不全或经过多次改造无记载,开挖后发现的情况同实际掌握存在较大差异,为做信息法施工、动态设计,在施工中应进行仔细观察记录,并及时通报相关人员。6.3.5灌注混凝土时,导坑应与桩孔一并浇筑,混凝土强度等级应一致,浇筑至基础底面附近时停止浇筑,振捣平整密实,待初凝后用膨胀混凝土再进行二次浇筑,最终浇筑高度应高出原基础底面以上不小于0.3m。如需施加预应力或对基础顶升时,待施加预应力或顶升完成后再进行二次浇筑。条文说明:6.3.5为防止一次性浇筑大体积混凝土凝固收缩,或由于浇筑时基础底部的空气难以排除,在新、旧基础之间形成空隙,故建议在浇筑至原基础附近时停止初凝后再进行第二次浇筑,达到托换受力的目的。可采用以下两种方法:(一)第一次浇筑至基础下预留0.3~0.5m的间隙,将混凝土振捣密实,顶面平整后待初凝。进行二次浇筑时加适量膨胀剂,当浇筑至基础底面时控制速度,关键要将原基础下存在的空气充分彻底排出,最后浇筑至基础底面以上不小于0.3m,若基础下需要浇筑的坑槽较长,空气难以完全排出,为避免在基础下形成空腔,可在该处预设排气、注浆管,进行后期注浆处理;(二)先浇筑至基础下预留约0.2m的间隙,采用同强度的干硬性细石混凝土人工塞实,该工序质量控制非常重要,必须由责任心强的人员完成,作业前先将干硬性混凝土备足,检查确认后方可人工一点点塞实,最后再浇筑至基础底面以上不小于0.3m。上述工序属于隐蔽工程关键流程的节点,需专人检查验收。6.3.6混凝土浇筑可采用水下导管灌注的方式,也可采用溜槽倒入,边倒混凝土边用振动棒振捣密实。当桩孔较深,无法用导管灌注或无法振捣密实时,可采用自密实混凝土。6.4检测6.4.1对施工用的砂、石子、水泥、钢材等桩体原材料应按国家现行有关标准的规定进行质量检验,并提供合格的检验报告。对混凝土的配合比、坍落度、强度等级应进行检验并提供检验报告。6.4.2钢筋笼制作应对钢筋规格、焊条规格与品种、焊缝长度、焊缝外观和质量、主筋和箍筋的偏差、钢筋龙直径和长度等进行检验,钢筋笼制作允许偏差应符合行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94表6.2.5的要求。6.4.3桩位和挖孔质量检验应包括桩位偏差、桩孔直径和垂直度、桩端进入的持力层及其深度、变径或扩底尺寸,孔底残留虚土厚度等内容,检验结果应符合行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ94表6.2.4及设计要求。施工期间应重点检验桩端持力层岩性、桩顶以上基础底面残土是否清除干净、桩与基础的衔接是否紧密等内容。需要时对桩端地层应保留岩土样。条文说明:6.4.3导坑式人工挖孔桩的质量主要应把控住桩的两头,其一是桩端进入持力层是否满足设计,对桩端持力层岩性要留样检查;其二是桩顶与原基础的衔接是否密实可靠,防止形成空隙或空腔。6.4.4桩身完整性检测宜采用低应变法,检测数量不宜少于总桩数的5%,且不应少于5根。桩承载力检测可采用单桩竖向抗压静载荷试验,检测数量不宜少于总桩数的1%,且不宜少于2根,载荷试验方法应符合附录C的规定。当按土的物理力学性质指标估算的单桩竖向承载力特征值大于上部荷载的1.5倍时,可不进行桩承载力检测。6.4.5当采用建筑物基础提供反力对桩进行竖向抗压静载试验时,基础荷载和刚度应能满足提供反力的要求。6.5安全和环境保护6.5.1施工前应对周边妨碍施工的设施进行清理,对建筑物室内外墙面、地面、管网等应采取防护措施,对临时拆除的构件应作好标记,以便恢复原状。条文说明:6.5.1人工挖孔桩施工需在室内地面开挖导坑,有大量的土方和混凝土进出,为避免桩孔开挖过程中对原建筑物及周边管网等设施造成损害和污染,需提前采取防护措施。6.5.2导坑式人工挖孔桩成孔开挖过程中,应采取通风措施,防止孔内作业人员缺氧窒息或中毒。6.5.3施工人员应采取安全防护措施,如戴安全帽、系防护绳等。进入孔内作业时,应将作业工具绑扎稳固后先于作业人员放入孔底。挖孔作业完成后,作业人员应先于作业工具上升到地面。6.5.4挖孔作业期间,应经常对吊装设备、工具的限位装置及其完好性进行检查,防止孔内坠落事故发生;升降料斗时,孔底人员应停止作业,直立紧靠井壁并采取防护措施。当挖孔较深时,应有可靠的通信设备和监控措施。条文说明:6.5.4要选择专业人员进行桩孔开挖施工,上、下人员的紧密配合相当重要,根据人工挖孔桩孔内安全事故案例汇总分析,主要是由于施工人员安全责任心不强,配合不密切,对隐患点检查不彻底,整改不到位所致。6.5.5导坑四周地面不得堆放杂物。人工挖孔作业施工过程中,坑口人员不得脱岗,作业场地周边应设警示牌、警戒标志或防护拦网,施工中途休息时应封闭现场。6.5.6挖孔过程中,应边开挖边支护,严禁超挖,并及时做好地层地质编录,发现地层同勘察报告不一致时,应及时通知相关人员。开挖的土方应及时外运,不得堆放在孔口附近。条文说明:6.5.6在桩孔开挖过程中,因地层应力释放、地下水渗透等因素,土层强度会逐渐降低,孔壁变形坍塌具有一定的延迟性,因此应及时进行孔壁支护,为便于操作人员上下作业,一般每次开挖深度不宜大于1.0m,宜当天开挖当天支护,不宜隔夜。导坑式人工挖孔桩托换法施工土方开挖外运量较大,桩孔开挖完成后应及时浇筑,所以对开挖的土方要合理临时堆放,及时外运,以免产生安全隐患。6.5.7施工期间应对未完成的导坑及桩孔采取保护措施,避免坑槽及桩孔内出现积水现象。6.5.8施工前,应对施工人员进行安全技术交底和培训,制定现场应急预案;开挖过程中应经常进行质量安全检查,对发现的质量安全问题及时进行整改。条文说明:6.5.8导坑式人工挖孔桩托换法施工在地下作业,建筑场地环境地质条件复杂,容易发生缺氧、中毒、坍塌、坠落、电击等安全事故;另外,在已使用的建筑物内施工,对环境影响敏感,应严格按照相关安全和环保规定作业,作好安全技术交底、培训和检查,制定的应急预案要符合现场实际。
7高压喷射注浆法7.1一般规定7.1.1高压喷射注浆法分为旋喷法、定喷法和摆喷法三种型式。可根据工程需要和岩土条件,分别采用单管、双重管或三重管施工工艺。黄土地区地基加固治理常用旋喷施工工艺,也称高压旋喷桩法。高压喷射注浆法适用于杂填土、素填土、黄土状土、黄土、黏性土等地层,用于补强地基承载能力,减小地基压缩变形。适用于设备基础、单层或多层以及荷载不大的小高层建筑物的地基病害治理。条文说明:7.1.1旋喷法加固体形状为柱状,定喷法加固体形状为壁状,摆喷法加固体形状为扇状。单管法喷射高压水泥浆液一种介质,双重管法喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质,三重管法喷射高压水流、压缩空气、水泥浆液三种介质,上述三种方法在相同条件下的加固范围依次扩大。7.1.2采用高压喷射注浆法时,应防止地基处理施工引起建筑物产生过大的附加沉降。条文说明:7.1.2高压喷射注浆法在施工过程中会有大量水分进入加固体周围,水的介入有可能引发地基土施工过程中的附加变形增大,因此,施工前应充分考虑附加沉降的影响,确保该施工工艺对建筑物产生的影响在可控范围内,即建筑物附加沉降不会影响上部结构和构件的正常使用。7.1.3高压喷射注浆方案确定后,加固施工前应进行现场试验性施工。当场地地质条件相似且有成熟工程经验时,亦可依照经验直接确定施工参数和工艺。初步设计时,单管法加固桩体直径不宜大于600mm,双重管或三重管法加固桩直径不宜大于800mm;采用单管喷射时,桩的有效加固深度不宜大于8.0m,采用二重管法,桩的有效加固深度不宜大于15.0m。条文说明:7.1.3黄土是自然生成的风尘堆积物,黄土状土是经过二次搬运的次生黄土,黄土(含黄土状土)的变异性通常很大,针对不确定性的场地,进行现场试验和试验性施工是获取施工参数确定施工工艺的最可靠途径。相同地貌单元、相同地质时代、相同成因的黄土其工程特性指标则往往变化不大,有经验可依时,可直接确定施工工艺和参数。在场地条件确定的前提下,加固体的形状、尺寸、加固深度和加固体强度决定了加固体承载力大小,进而确定了加固后地基承载力和变形大小,这些设计参数应尽量通过现场试验获取,有成熟经验时,也可参考经验进行。7.1.4当按照桩身强度确定的高压旋喷桩承载力反算的桩长,明显不能满足现行国家标准《湿陷性黄土地基建筑规范》GB50025中地基处理的要求时,不宜采用高压喷射注浆法加固黄土地基病害。条文说明:7.1.4高压旋喷桩承载力取决于桩身截面抗压强度和桩周及桩端土承载能力,其中的小值为桩承载力。当高压旋喷桩承载力由桩身强度确定时,与之匹配的桩长为其极限有效桩长,若该桩长明显不能满足现行国家标准《湿陷性黄土地基建筑规范》GB50025地基处理中一般规定的要求,说明该加固方法不适宜,因为超过该桩长时,桩身发生破坏,下部加固体理论上不会发挥承载作用,为无效加固体。7.2设计7.2.1高压喷射桩的平面布置应结合既有建筑物的结构特点、传力体系和基础类型确定。桩位应尽量布置在基础的下方,以布置在承重墙基础、独立基础、纵横墙交接处等荷载集中区域为宜。对条形基础宜在基础两侧间隔布置,对独立基础宜对称布置,且桩数不宜少于4根。条文说明:7.2.1高压旋喷桩加固独立基础的布桩数量参考了《建筑地基处理技术规范》的有关规定,也是基于高压旋喷桩自身的特点和安全考虑。7.2.2高压喷射桩宜选用压缩性低的非湿陷土、粘性土、中密~密实的粉土、砂土、碎石土或岩石等作为桩端持力层。若上部存在较厚的湿陷性土或欠固结填土时,可在稳定地层中适当扩大桩径。7.2.3当基础下地基土为自重湿陷性黄土时,宜按桩基进行设计。旋喷桩单桩竖向承载力特征值可根据地区经验或通过现场单桩载荷试验确定,初步设计时可按本规范6.2.4条及下式计算,并取二者小值:(7.2.3)式中fcu——桩体试块(边长为150mm立方体)标准养护28d后的抗压强度平均值(kPa);η——桩身强度折减系数,对自重湿陷性场地,可取0.33,对非自重湿陷性场地,可取0.35~0.5。条文说明:7.2.3《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012给的η值很小,为0.20~0.25;《地基处理与托换技术》(叶书麟著)中给出的值为0.35~0.5。按照西安及邻近地区的施工经验,单管法、直径600、加固深度6.0~8.0的加固桩体单轴抗压强度为3~4MPa、承载力400~500kN进行反算,η应为0.5左右。对单桩承载能力不是特别高又有周边土共同作用,属于复合类地基的高压旋喷桩,采用和独立承载的刚性桩相同的桩身强度折减系数已属保守。综合以上因素建议按《地基处理与托换技术》给出的0.35~0.5取值。7.2.4当基础下地层为非自重湿陷性黄土、粘性土、砂类土时,宜按复合地基设计。复合地基的承载力特征值可根据当地经验或通过现场复合地基载荷试验确定。初步设计时可按下式估算:(7.2.4)式中fspk——复合地基承载力特征值(kPa);——面积置换率;Ra——单桩竖向承载力特征值(kN),按本规范7.2.3条确定;Ap——桩身截面积(m2);β——桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时可取0.35~0.65,黄土湿陷性轻微或液性指数大时取高值,黄土湿陷性严重或液性指数小时取低值;fsk——处理后桩间土承载力特征值(kPa),宜按当地经验取值,如无经验时可取饱和状态下地基承载力特征值或湿陷起始压力值。条文说明:7.2.4《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012给的β值很大,为0.80~1.00;《地基处理设计与应用》(杨鸿贵著)给出的值很小0.0~0.5,对自重湿陷性土β值取0;《地基处理与托换技术》一书中给出的值为0.2~0.6。综合分析认为,对非自重湿陷性黄土取0.35~0.65较适宜,这也突出黄土地基的特点。对于尚未浸水的
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