《港口工程碎石桩复合地基设计与施工规程》(JTJ 246-2004 ).pdf
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1、 关于发布 港口工程碎石桩复合地基设计与施工规程(J T J 2 4 6-2 0 0 4)的通知交水发仁 2 0 0 4 7 6 8 号各省、自治区、直辖市交通厅(局、委),长江、珠江航务管理局,上海市港 口管理局,有关企事业单位:由我部组织武汉港湾工程设计研究院等单位制定的 港 口 工程碎石桩复合地基设计与施工规程 业经审查通过,现批准为强制性行业标准,编号为J T J 2 4 6-2 0 0 4,自2 0 0 5 年 4 月 1 日起施行。本规程第 3.0.5 条、第 3.0.6 条、第 5.1.6 条、第 5.3.9 条、第 5.4.1 条、第6.1.1 条和第 6.2.3 条为强制性条
2、文,与建设部发布的 工程建设标准强制性条文(水运工程部分)(建标 2 0 0 2)2 7 3 号)具有同等效力 本规程由交通部水运司负责管理和解释,由人民交通出版社出版发行。中华人民共和国交通部=00四年十二月二十二日制 定 说 明 本规程是在总结我国港 口工程近 3 0 年来碎石桩复合地基设计与施工经验的基础上,借鉴其他行业标准和规范,并经广泛征求意见、反复修改编制而成。本规程主要包括碎石桩复合地基设计、施工、施工监测和质量检测等技术内容。本规程的主编单位为武汉港湾工程设计研究院,参加单位为武汉港湾工程质量检测中心、天津港湾工程研究所和中港第二航务工程局。我国采用碎石桩加固软土地基始于2 0
3、 世纪7 0 年代。由于该项技术具有施工速度快、适用性广、效果好和造价低 等优点,因而在港口、道路、堤坝和工业与民用建筑等地基处理工程中得到了广泛应用。3 0 年来,通过大量的工程实践,其设计方法、施工设备、施工工艺和质量控制得到了不断地改进和完善。为 了满足港 口工程建设的需要,统一港口工程碎石桩复合地基设计和施工的技术要求,加强对港 口工程碎石桩复合地基设计与施工的技术管理,交通部水运司组织武汉港湾工程设计研究院等单位制定了本规程。本规程的第3.0.5 条、第 3.0.6 条、第5.1.6条、第5.3.9 条、第5.4.1 条、第6.1.1 条和第 6.2.3 条的黑体字部分为强制性条文,
4、与建设部发布的 工程建设标准强制性条文(水运工程部分)(建标 2 0 0 2 2 7 3 号)具有同等效力。本规程共分 6 章 1 1 节和 4 个附录,并附有条文说明。本规程编写人员分工如下:1 总则:陈火鑫吴继光彭文韬 2 术语:陈火鑫吴继光彭文韬 3 基本规定:陈火鑫吴继光彭文韬标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载 4 设计:夏悦张敬李宗哲陈火鑫 5 施工:胡冬勇陈火鑫陈光福张敬彭文韬 6 施工监测和质量检测:彭文韬吴继光夏悦 附录A一 附录D:李宗哲陈光福彭文韬 本规程于2 0 0 4 年7 月2 9日通过部审,于2 0 0 4年 1 2月2 2日发布,自2
5、 0 0 5 年 4 月 1 日起实施。本规程由交通部水运司负责管理和解释。请各有关单位在使用过程中,将发现的问题和意见及时函告交通部水运司(地址:北京市建国门内大街 1 1 号,交通部水运司工程技术处,邮政编码:1 0 0 7 3 6)和本规程管理组(地址:武汉市武昌区民主路5 5 3 号,武汉港湾工程设计研究院,邮政编码:4 3 0 0 7 1),以便今后修订时参考目次1 总则 (1)2 术语 ,(2)3 基本规定 ,(3)4 设计 (5)4.1 一般规定 ,(5)4.2 碎石桩布置 (6)4.3 主要参数的确 定 (7)4.4 计算 (8)5 施工 ,(1 1)5.1 一般规定 (1 1
6、)5.2 振冲 碎石桩法施工 (1 2)5.3 振动沉管碎石桩法 施工 (1 3)5.4 质量控制 ,一(1 4)6 施工监测和质A检测 ,(1 5)6.1 一般规定 (1 5)6.2 施工监测 (1 5)6.3 施工质量检测 (1 5)附录A 复合地基载荷试验 (1 7)附录B 主要设备技术参数表 (1 9)附录 C 施工记录表 (2 1)附录 D 本规程用词用语说 明 (2 3)附加说明本规程主编单位、参加单位、主要起草人、总校人员和管理组人员名单 (2 4)附条文说明 .(2 7)标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o m1
7、 总则1.0.1 为统一港口工程碎石桩复合地基设计与施工技术要求,有效控制碎石桩复合地基的工程质量,做到技术先进、经济合理、安全可靠和耐久适用,制定本规程。1.0.2 本规程适用于港口工程碎石桩复合地基的设计、施工、施工监测和质量检测。1.0.3 港口工程碎石桩复合地基的设计与施工,除应符合本规程规定外,尚应符合国家现行标准的有关规定。w w w.b z f x w.c o m2 术语2.0.1 碎石桩 地基处理中,经机械成孔后,填充碎石、卵石或矿渣等硬质粒料并振密形成的密实桩体。2.0.2 碎石桩复合地基 采用碎石桩加固后,由桩体和桩 间土组成的地基。2.0.3 振冲碎石桩法 采用振冲器成孔
8、,经添加硬质粒料,并振密形成碎石桩对地基进行处理的方法。2.0.4 振动沉管碎石桩法 采用振动沉管成孔,并向管中添加硬质粒料,经拔管振密形成碎石桩对地基进行处理的方法。2.0.5 振密电流 振冲器留振过程中,为保证碎石桩密实而采用的稳定电流值。2.0.6 留振时间 振冲器在地基中某一深度处达到振密电流后,维持振动的时间。2.0.7 充盈系数 碎石桩实际填料量与设计计算填料量之比。2.0.8 电流曲线 振动沉管碎石桩法中,振动锤电流随沉管贯人深度变化的曲线。2.0.,贯人曲线 振动沉管碎石桩法中,沉管贯人深度随时间变化的曲线。2.0.1 0 面积置换率 复合地基中,碎石桩的设计截面积与其分担的处
9、理面积之比。2标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o m3 基 本 规 定3.0.1 港口工程的砂土、粉土、粘性土和填土等地基,可根据工程具体条件采用碎石桩进行地基处理。对不排水抗剪强度小于3 0 k P a 的饱和粘性土地基,应通过现场试验确定其适用性3.0.2 碎石桩设计与施工应具备下列基本资料:(1)水文和地质资料,包括地质剖面图、土层的物理力学指标、天然地基承载力标准值、标准贯人击数、场区地震烈度和地下水位等资料;(2)拟建建筑物的基础布置及结构型式;(3)工程对地基的要求,包括作用于地基上的荷载或作用效应、允许沉降量和差
10、异沉降值等;(4)周围环境和附近建筑物的结构特征、基础类型、分布情况及距离等;(5)地下管线的分布;(6)桩体材料性质;(7)选用的设备及主要技术参数。3.0.3 碎石桩桩体材料根据来源情况可采用碎石、卵石和矿渣等硬质粒料。桩体材料的含泥量不宜大于5%,粒料直径应根据成孔设备 的功率及相关性能参数和地基土 的性质确定,粒径不宜超过2 0 0 m m,粒料级配不应采用单级。3.0.4 港Q工程中碎石桩的施工方法可采用振冲碎石桩法或振动沉管碎石桩法。水域施工的工程和陆域振冲成孔有困难的工程,宜采用振动沉管碎石桩法。w w w.b z f x w.c o m3.0.5 重要工程和地质条件复杂的工程,
11、应通过现场试验确定设计参数、施工工艺和控制参数。3.0.6 施工现场应对噪声、振动和泥浆排放等影响环境的因素进行控制,满足环境保护要求。标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o m4 设计4.1 一 般 规 定4.1.1卜 夕 吐 工 程 叫米用 碎 右桩 进仃地 基 处理:(1)以消除液化为主要目的的地基处理工程;(2)道路、堆场、护岸 和码头等以提高地基承载力为主要 目的的地基处理工程;(3)以增强土坡和地基整体稳定性为主要目的的地基处理工程。4.1.2 碎石桩复合地基应根据建筑物类型、使用要求和场地的工程地质条件等进行设计。设
12、计内容应包括地基处理的范围、布桩形式、桩径、桩长、桩体材料、面积置换率和施工工艺要求等。4.1.3 除土坡加固工程外,碎石桩桩顶应设置碎石垫层,厚度宜为2 0 0 一 5 0 0 m m,桩间土强度低或桩间 距大时应取大值。4.1.4 碎石桩复合地基设计应符合下列规定。4.1.4.1 复合地基承载力应满足下式要求:P d几 P k l y c (4.1.4 一 1)式中 P d基础底面处竖向应力设计值(k P a);f S P k 复合地基承载力标准值(k P.);Y C 分项系数,当f s p h 由载荷试验确定时取1.0;无载荷 试验时取 1.2 一1.5,粘性士取大值。4.1.4.2 水
13、平力作用的重力式岸壁和重力式码头碎石桩复合地基极限承载力标准值和抗力分项系数的确定,应符合现行行业标准 港口工程地基规范(J T J 2 5 0)的有关规定。4.1.4.3 计算地基变形时的作用效应,应采用正常使用极限状w w w.b z f x w.c o m态下作用效应的长期组合,并应考虑边荷载的影响。堆货荷载准永久值分项系数应取0.6,其他作用分项系数应取 1.0 o 4.1.4.4 计算土坡和地基整体稳定性时的作用效应,应采用承载能力极限状态下作用效应设计值,分项系数取1.0.4.1.5 碎石桩复合地基的抗震设计,应符合现行行业标准 水运工程抗震设计规范(J T J 2 2 5)的有关
14、规定。4.2 碎石桩布置4.2.1 碎石桩复合地基处理范围应大于拟建建筑物的基底面积或使用面积,并应符合下列规定。4.2.1.1 港口道路、堆场、护岸、码头和土坡的地基处理,应采用满堂布置。4.2.1.2 基础外缘应设置护桩。天然地基承载力较高时宜设置 2 排护桩,天然地基承载力较低 时宜设置 3排护桩。当软土层较厚或荷载较大时,应通过计算确定基础外缘护桩排数。4.2.1.3 可液化地基基础外缘应设置2 一 4 排护桩,宽度不应小于可液化土层厚度的1/2,并不应小于5.0 m.4.2.2 碎石桩宜采用等边三角形或正方形布置。4.2.3 相邻碎石桩的中心距,有现场试验资料时,应根据现场试验结果确
15、定;无现场试验资料时可按下列方法确定:(1)对粘性土地基,根据承载力和沉降量所需要的面积置换率计算桩的中心距;(2)对粉土和砂土地基,以消除地基液化为主要目的时,桩的中心距按式(4.2.3-1)、式(4.2.3-2)和式(4.2.3-3)计算。当计算结果大于 4.5 倍桩径时,取桩 的中心距为 4.5 倍桩径。S,二0.9 5 拟1+e0e0 e,了 1+e0en ei(4.2.3 一 1)S Z二0.9 0 拟刀(e m.、一e m i.)(4.2.3-2)(4.2.3 一 3)标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c o m式中 S
16、,等边三角形布置时桩的中心距(m);泞 修正系数,考虑振动下沉对土的密实作用时取1 1.2,其他情况取 1.0;d 碎石桩设计直径(m-);C O 地 基土处 理 前的 孔 隙比;。地基土处理后要求达到的孔隙比;5 2 正方形布置时桩的中心距(m);e.-粉土或砂土的最大孔隙比;D,地基处理后要求达到的相对密实度,根据场地的地 震烈度要求确定,取0.7 0-0.8 5;。m、粉土或砂土的最小孔隙比。4.3 主要参数的确定4.3.1 碎石桩桩长的确定应符合下列规定。4.3.1.1 软弱土层不厚的地基,碎石桩应穿透软弱土层。4.3.1.2 土坡工程的碎石桩,应贯穿至安全度不足的滑动面以下至少 2.
17、0 m处。4.3.1.3 按沉降控制的工程,桩长应满足地基变形的要求。4.3.1.4 可液化地基,桩长应满足抗震要求。4.3.1.5 桩长不应小于4.0 m.4.3.2 碎石桩设计直径应根据地基土的承载力和施工设备性能确定。常用振冲碎石桩设计直径可按表4.3.2 选取。振动沉管碎石桩的直径宜取3 0 0 一 8 0 0 m m,强度较低的软粘土,宜取大值。常用振冲碎石桩设计直径表 432振冲碎石桩直径 (a)原状土承载力标准(k P a),4 04 0一9 0 I 9 0一】4 0振冲器功率3 0 k W振冲器7 5 k V振 冲器1.1-1.00-0.90.9-O.R2-1.11-1.00-
18、0.9w w w.b z f x w.c o m4.3.3 复合地基单桩等效圆直径及面积置换率可按下列公式计算:d,de2 二:(4.3.3 一 1)(4.3.3-2)(4.3.3-3)矛一此 一一 爪式中 d,d,2 分别为等边三角形和正方形布置时单桩等效圆 直径(m);S S 2 分别为等边三角形和正方形布置时相邻桩的中 心距(m);m 面积置换率;d 单桩设计直径(m);d e 单桩等效圆直径(m),取d,、或d,2 值。4.4 计算4.4.1 碎石桩复合地基承载力标准值应按下列方法确定。4.4.1.1 复合地基承载力标准 值宜通过载荷试验确定,试验应按附录A的规定执行。复合地基承载力标
19、准值也可根据碎石桩和桩间土的载荷试验结果按下式计算:A N二”f p k+(1 一m)f s k (4.4.1 一 1)式中.f s p h 复合地基承载力标准值(k P a);m 面积置换率;爪桩体单位面积承载力标准值(k P a);f S k 加固后的桩间土承载力标准值(k P a)o 4.4.1.2 无现场试验资料时,复合地基承载力标准值可按下式计算:f s p;二 1+m(n 一1)I f s k (4.4.1-2)式中.f s p k 复合地基承载力标准值(k P a);m 面积置换率;标准分享网 w w w.b z f x w.c o m 免费下载w w w.b z f x w.c
20、 o m n 桩土应力比,取2.0-4.0,桩间土强度低时取大值,桩间土强度高时取小值;f k 加固后的 桩间土承载力标准值(k P a),粘性土和填 土采用天然地基承载力标准值,砂土和粉土按经验 取值。4.4.2 地基最终变形量应包括复合土层及下卧土层的变形量。压缩层的计算深度应按现行行业标准 港口工程地基规范(J T J2 5 0)的有关规定执行。地基最终变形量设计值应满足下式要求:S d 二 S (4.4.2)式中 S a m 地基最终变形量设计值(m m);别地基变形限值(二),按现行行业标准 重力式码头 设计与施工规范(J T J 2 9 0)和 港口道路、堆场铺 面设计与施工规范)
21、(J T J 2 9 6)的有关规定确定。4.4.3 复合土层的内摩擦角和粘聚力标准值可按下列公式计算:t g o,,二m P p t g o p+(1 一 m/p)t g o s (4.4.3 一 1)C,t,二(1 一m)C,(4.4.3-2)np p=1+(n一1)m(4.4.3 一 3)式中 O S P 复合土层内摩擦角标准值(“);m 面积置换率;k p 应力 集中 系 数;外桩体材料内摩擦角标准值(“),砂土或粉土取试验 值,较软的粘性土地基适当降低;九 桩间土内摩擦角标准值(“);C S P 复合土层粘聚力标准值(k P a);C S 桩间土粘聚力标准值(k P a);n 桩土应
22、力比,土坡和地基稳定计算时取1.山地基承 载力计算时取2.0 一 4.0,桩间土强度低时取大值,桩间土强度高时取小值。9w w w.b z f x w.c o m4.4.4 地基处理后的土坡和地基整体稳定应满足下式要求:M.d(M.,/Y,(4.4.4)式中 M.d 危险滑动圆弧面上的滑动力矩设计值(k N-m);M R R 危险滑动圆弧面上的抗滑力矩标准值(k N m);Y R 最小抗力分项系数,按现行行业标准 港口工程地 基规范(J T J 2 5 0)的有关规定取值。4.4.5 土坡碎石桩工程设计时,应考虑施工荷载和振动因素对土坡稳定的影响。标准分享网 w w w.b z f x w.c
23、 o m 免费下载w w w.b z f x w.c o m5 施工5.1 一 般 规 定5.1.1 施工准备应包拈 卜 列主要内各:(1)调查施工场地内的地下设施和障碍物,制定相应的施工处理措施;(2)参加设计技术交底;(3)分析水文和地质资料;(4)编制施工组织设计;(5)配备与施工组织设计相符的设备;(6)复核施工坐标控制点。5.1.2 施工设备选型应符合下列规定。5.1.2.1 施工设备选用应满足设计要求。主要设备的技术参数见附录B o 5.1.2.2 填料机具可选用0.5 一 1.5 衬 的装载机和卸料斗。5.1.2.3 水泵可选用输出压力大于0.8 M P a、流量大于2 0 时/
24、h的单级或多级水泵。泥浆泵性 能应满足排浆距离和排浆 量的要求。5.1.3 碎石桩施工应在工程护桩部位或工程非主要部位进行试成桩。试成桩应具有代表性。试成桩数量应根据设计要求和场地的地质条件确定,且不得少于3 根。5.1.4 碎石桩施工应采用试成桩确定的机具设备实施,并按试成桩确定的主要参数作为施工控制指标。5.1.5 碎石桩施工可采用围打法、放射法、跳打法、排打法或组合法。砂土和粉土地基宜采用围打法,粘性土地基宜采用放射法或 1 1跳打法,土坡工程宜采用自下而上的排打法。碎石桩施工应按背离已有建筑物方向进行。5.1.6 重要工程或规模较大、地质变化复杂的工程,应进行典型施工。5.1.7 成桩
25、施工应进行全过程记录。施工记录应准确、真实反映施工情况。施工记录表见附录 C5.2 振冲碎石桩法施工5.2.1 振冲碎石桩法施工前应进行试成桩。试成桩应确定适合现场工程地质条件的留振时间、振密电流和充盈 系数等施工工艺参数。试成桩的振密电流应根据不同土质和振冲器电机特性综合拟定。留 振时间可取1 0-3 0 s o5.2.2 振冲碎石桩法施工应按施工准备、振冲器就位对中、成孔、清孔、加料振密、关机停水至振冲器移位的工艺流程进行。5.2.3 成桩施工前应根据施工需要进行地面整平、施工垫层铺设、桩位放线和施工机具就位。振冲器喷水中心与设计桩位中心的偏差应小于5 0 m m o5.2.4 成孔及清孔
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