DB4404∕T 48-2023 公路工程软土地基处理技术指南(珠海市).pdf
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1、 ICS 93.020 CCS P 66 4404 珠海市地方标准 DB4404/T 482023 公路工程软土地基处理技术指南 Technical guidelines for soft ground treatment of highway engineering 2023-11-15 发布 2024-01-01 实施 珠海市市场监督管理局 发 布 DB4404/T 482023 I 目次 前言.III 引言.IV 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 总则.3 5 软土工程勘察.4 一般原则.4 软土分布与分类.6 一般路段工程勘察.7 过渡段工程勘察.9 6 软
2、土地基处理设计.10 一般原则.10 换填垫层.10 排水固结.12 水泥土搅拌桩复合地基.20 高压旋喷桩复合地基.24 桩网复合地基.25 气泡混合轻质土.27 过渡段软土地基处理.29 7 软土地基处理施工.32 一般原则.32 换填垫层.33 排水固结.33 水泥土搅拌桩复合地基.36 高压旋喷桩复合地基.37 桩网复合地基.38 气泡混合轻质土.40 过渡段软土地基处理.41 8 软土地基处理监测与检验.42 一般原则.42 施工期监控设计.42 工后监控设计.45 监测实施.46 质量检验.47 附录 A(资料性)珠海市第四系地层划分.49 DB4404/T 482023 II 附
3、录 B(资料性)珠海市软土沉积成因及分布规律.50 附录 C(资料性)珠海市软土物理力学性质指标统计.52 附录 D(资料性)用现场实测资料推算工后沉降计算方法.53 附录 E(资料性)刚性桩桩-网复合地基沉降计算方法.56 附录 F(资料性)桩网复合地基失稳模式与稳定性分析方法.62 附录 G(资料性)珠海市公路工程水泥土搅拌桩检评标准.66 参考文献.67 DB4404/T 482023 III 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由珠海交通集
4、团有限公司提出。本文件由珠海市交通运输局归口。本文件起草单位:珠海交通集团有限公司、中南大学、珠海市规划设计研究院、中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司、中国铁建港航局集团有限公司、珠海交通工程技术有限公司、广东省珠海工程勘察院、珠海市交通勘察设计院有限公司、广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司、湖南省交通规划勘察设计院有限公司、武汉谦城桩工科技股份有限公司。本文件主要起草人:陈维家、冷伍明、杨斌财、刘维正、陆汉召、门小雄、余勇、李栋、王多让、魏雨虹、李晖、黄腾、王强、谭少华、曾新雄、李忠志、高元柳、郭克诚、谭祥韶、魏丽敏、唐昌意、卜中平、姚平、任伟伟、张宇明、许大晴、张尤其、李智文、徐
5、冉冉、崔铭楷、汪旭、肖尊群、彭威、刘吉福、谢松青、陈建春、周芝林、季峰、陈建民、吴佳林、陈振伟、贺爽、张琦、熊俊豪、杨奇、李东洋、袁洋洋、姜照容、江栋、黄轩嘉、万家乐、郜凤龙、夏伟佳。DB4404/T 482023 IV 引言 珠海为滨海深厚软土地区,软土分布广泛,具有含水率高、强度低、压缩性高、渗透性小、次固结性强等鲜明的地区特征,而各参建单位来自全国各地,对珠海地区特殊的地质情况、软土地基处理技术的选择和应用认识不同,加之缺乏系统科学的工程建设地区指引,导致软土地基处理实践中出现一些工程质量通病,影响了公路工程的全寿命周期造价,增加了建设管理难度。为更好地指导公路工程软土地基处理的勘察、设
6、计、施工、监测与检验,推进工程标准化管理,提升软土地基工程管理、设计与施工水平,基于对珠海地区已建和在建的软土地基处理工程的全面调研,总结近十年来珠海软土地区公路路桥工程建设的技术管理经验和科研成果,并参考类似地区软土地基处理的技术管理成果,制定本文件。DB4404/T 482023 1 公路工程软土地基处理技术指南 1 范围 本文件提供了公路工程软土地基处理全过程涉及的勘察、设计、施工、监测与检验的技术指引。本文件适用于新建、改扩建各等级公路工程的软土地基处理。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
7、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 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50026 工程测量标准 GB 50497 建筑基坑工程监测技术规范 GB/T 50783 复合地基技术规范 GB/T 51275 软土地基路基监控标准 JTG D30 公路路基设计规范 JTG 3430 公路土工试验规程 JGJ 8 建筑变形测量规范 JTG/T D31 公路软土地基路堤设计与施工技术细则 JTG/T 3512 公路工程基桩检测技术规程 DBJ/T15-60 建筑地基基础检测规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。软土 soft soil 滨海、湖沼
8、、谷地、河滩沉积的天然含水率高、天然孔隙比大、抗剪强度低、压缩性高的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。来源:JTG/T D31-02-2013,2.1.1,有修改 淤泥 mud 在静水或缓慢流水环境中沉积、天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5、含有机质的细粒土。来源:JTG/T D31-02-2013,2.1.2,有修改 淤泥质土 muddy soil 在静水和缓慢流水环境中沉积、天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.0且小于1.5、含有机质的细粒土。DB4404/T 482023 2 来源:JTG/T D31-02-2013,2.1.2,有修改 软土地基 soft
9、 ground 有软土层分布,在上部荷载作用下易产生失稳滑动或过大沉降变形的土质地基,简称软基。来源:JTG/T D31-02-2013,2.1.6,有修改 复合地基 composite foundation 天然地基在地基处理过程中,部分土体被增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋体,形成增强体,由增强体和周围地基土共同承担荷载的人工地基。来源:GB/T 50783-2012,2.1.1 容许工后沉降 permissible post-construction settlement 从路面交工验收至路面设计使用年限末容许产生的沉降。来源:JTG/T D31-02-2013,2.1.10,有修
10、改 堆载预压 surcharge preloading 路基上堆加荷载促使地基土排水、固结、压密,以提高地基强度,减少在设计荷载作用下产生工后沉降的处理方法。堆载预压分等载预压、超载预压和欠载预压。来源:GB/T 50783-2012,2.1.7,有修改 水载预压 water preloading 通过在路基上铺筑水袋或设置水池,利用水作为预压荷载,使地基中孔隙水排出,加速软土排水固结的地基处理方法。真空联合堆载预压 vacuum-surcharge preloading 在真空预压的基础上,在膜下真空度达到设计要求并稳定后,进行分级堆载,达到加速软土地基固结,提高地基强度和稳定性的一种地基处
11、理方法。预压期 preloading period 施加全部预压荷载后,至达到卸载条件并开始卸载时所持续的时间。水泥土搅拌桩 cement mixing piles 以水泥作为主要固化剂,利用搅拌机械将固化剂和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的一种桩体。刚性桩 rigid pile 地基处理中桩土变形不协调、单桩竖向极限承载力不受桩身抗压强度控制的高黏结强度材料桩,主要有预制管桩、素混凝土桩等。桩网复合地基 rigid pile composite foundation 通过刚性桩、桩帽(扩大桩头)及加筋垫层对软土地基进行加固,由桩体承担主要上部荷载的复合地基。DB4
12、404/T 482023 3 气泡混合轻质土 foamed mixture lightweight soil 采用水泥、水、气泡等材料,按一定比例混合搅拌、凝固成型的一种现浇类气泡混合轻质材料。4 总则 公路工程软土地基处理技术指引全过程包括勘察、设计、施工、监测与检验,应做到因地制宜、技术安全可靠、经济合理、管理到位,确保质量和保护生态环境。初步设计阶段,当遇厚度大于 25 m 的软土路段情况,软土地基处理方案应与桥梁跨越方案进行比选,涉及条件复杂、处理工艺多、难度大时应组织专家论证,必要时可采取路线绕避方案。软土地基的工程地质勘察,应调查搜集沿线地形、地质、水文、气象、地震等资料,采用钻探
13、、原位测试与室内试验相结合的方法,查明软土的工程性质,编制工程地质勘察报告,为设计和施工提供依据。在选择软土地基处理方案前,根据技术管理要求还应收集和调查下列内容:a)路线纵横断面及桥梁、通道、涵洞的布设等各相关专业的设计资料;b)软土路段两侧附近的已有构筑物、管线等周边环境状况;c)路堤填筑材料的来源、特性等有关情况;d)附近公路、铁路、水利工程的软土地基处理相关经验和情况;e)改扩建路段原有路基软土处理方法和沉降情况。在软土地基处理方案选择中,当周边环境及工期等条件允许时宜优先考虑排水固结预压处理方法。软土地基处理路段的划分,应综合考虑软土空间分布与性质、填土高度、结构物分布和类型等因素,
14、分段长度宜小于 300 m,且每个分段应至少有 1 个勘探孔,如附近有结构物,或地质状况和路堤高度剧烈变化时,应适当缩短分段长度。软土地基处理设计应采用动态设计方法,根据现场实际和实时监测数据分析调整设计参数。对于复杂工程且无类似的工程经验可借鉴时,应选择具有代表性的试验段,对软土地基处理方案进行试验研究,以检验处理效果和修正、完善地基处理设计参数,选择相应的施工工艺。大面积施工前,应开展试验工作,根据试桩明确大面积地基处理设计和施工的相关参数。软土地基处理设计应进行软土地基的沉降分析工作,必要时应采用有限元等数值分析方法进行计算。沉降计算应考虑路堤在施工期与预压期由于地基沉降需补方的填料增重
15、的影响。公路软土地基在路面设计使用年限内的工后沉降应满足表 1 的要求,存在沉降差异的过渡段,沉降渐变率应满足相邻路段差异沉降引起的纵坡变化在 0.4%以内。表1 路基工后沉降控制标准 公路等级 路段类型 与桥梁相邻路段 涵洞、箱涵、通道处 一般路段 高速公路、一级公路 0.10 m 0.20 m 0.30 m 二级公路(作为干线公路时)0.20 m 0.30 m 0.50 m 注:二级非干线及二级以下公路工后沉降控制标准,经论证后可较二级干线公路适当放宽。改扩建工程的工后沉降控制标准可参照 6.1 的规定,同时结合多因素经评估后综合确定。软土地基设计应进行路堤的稳定验算,一般采用固结有效应力
16、法、改进总强度法,有条件时也可采用简化 Bishop 法;对于非圆弧滑动验算,宜采用 Janbu 普通条分法。验算时按施工期和营运期的荷载分别计算安全系数。施工期的荷载为路堤自重,营运期的荷载包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。其稳定安全系数应大于或等于表 2 的规定值。DB4404/T 482023 4 表2 稳定安全系数值 采用指标 固结有效应力法 改进总强度法 简化Bishop法、Janbu法 不考虑固结 考虑 固结 不考虑 固结 考虑 固结 直接快剪 1.1 1.2-静力触探、十字板剪切-1.2 1.3-三轴有效剪切指标-1.4 注:表列稳定安全系数未考虑地震影响。当需要考虑地震力时,
17、表列稳定安全系数减小0.1。软土地基处理施工前,施工单位应依据地基处理设计编制施工方案,进行施工工艺适用性试验,确定施工参数。施工技术人员应掌握所承接工程的地基处理目的、加固原理、施工工艺、技术要求及质量标准,并做好安全技术交底。公路路桥工程软土地基处理提倡积极推广应用经工程验证的新技术、新材料、新工艺和新设备。5 软土工程勘察 一般原则 5.1.1 软土工程勘察应在搜集、分析已有资料和现场踏勘的基础上,根据勘察目的、任务和现行相应技术标准的要求,针对拟建工程的特点和场地工程地质条件编制勘察纲要。5.1.2 在静水或缓慢流水环境中沉积,天然孔隙比大于或等于 1.0、天然含水率大于液限、具有高压
18、缩性、低强度、高灵敏度、低透水性和高流变性的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭质土、泥炭等,应按软土进行工程地质勘察。5.1.3 软土地基承载力基本特征值 fak应由载荷试验或其它原位测试取得。载荷试验等原位测试有困难时,fak可根据软土原状土的天然含水率按表3确定。表3 承载力基本特征值 fak的经验值(kPa)天然含水率w(%)36 40 45 50 55 65 75 fak 100 90 80 70 60 50 40 5.1.4 软土地区工程地质测试 软土地区工程地质测试,应根据地层条件、构筑物的类型等选择室内测试项目和原位测试方法,并符合下列要求:a)室内测试项目可按表4选用;表4 软土
19、室内项目测试表 测试项目 路基 桥梁、涵洞 备注 粒分析(+)(+)天然含水率 w(%)+度(g/cm3)+土粒相对密度(+)(+)按土类选做 液限 wL(%)+塑限 wp(%)+DB4404/T 482023 5 表4 软土室内项目测试表(续)b)软土力学性质试验的加荷级别、试验的边界条件等,应与工程场地的环境条件相适应,并结合施工运营期的实际情况确定;c)软土地区原位测试宜采用静力触探、十字板剪切试验、标准贯入试验、旁压试验、扁铲侧胀试验等原位测试方法。5.1.5 软土工程地质勘察内容 软土工程地质勘察应查明下列内容:a)地形地貌的成因、类型、分布和形态特征;b)软土的成因、地质年代、分布
20、范围、埋藏深度、地层结构、分层厚度;c)地表硬壳层的分布范围和厚度、软土下卧硬层的起伏形态和横向坡度、地表硬壳层和下卧硬层的物理力学性质;d)软土地层中的砂类土夹层或透镜体的分布范围、厚度、渗透性、密实程度和均匀性;e)软土的物理、力学、水理性质和地基的承载力;f)查明软土的固结情况和土体结构扰动对强度和变形的影响;g)古牛轭湖、埋藏谷,暗埋的塘、浜、沟、渠等的发育与分布情况;h)地下水的类型、埋深、水位变化情况、水质及腐蚀性;i)软土产生震陷的可能性;j)当地既有建筑物软土地基处治措施和经验等。测试项目 路基 桥梁、涵洞 备注 有机质含量(%)+酸碱度 pH+选代表样做 易溶盐含量(%)+(
21、+)盐渍化软土选做 压缩系数 a(MPa-1)+(+)固结系数 垂直 Cv(cm2/s)+水平 Ch(cm2/s)+前期固结压力 Pc(kPa)+渗透系数 垂直 kv(cm/s)+水平 kh(cm/s)+直接快剪 黏聚力 cq(kPa)+内摩擦角 q()+固结快剪 黏聚力 cg(kPa)+内摩擦角 g()+三轴剪切试验 不固结不排水 黏聚力 cuu(kPa)+按路段和土层选做 内摩擦角 uu()+三轴剪切试验 固结不排水 黏聚力 ccu(kPa)+按路段和土层选做 内摩擦角 cu()+固结排水 黏聚力 ccd(kPa)(+)内摩擦角cd()(+)无侧限抗压强度 qu(kPa)+注:“+”必做项
22、目;“(+)”选做项目。DB4404/T 482023 6 5.1.6 工程地质调绘 工程地质调绘应符合下列要求:a)工程地质调绘应与路线及构筑物的设置结合,查明5.1.5要求的内容;b)地貌单元的边界、山间盆地、山间沟谷地段等应布置调绘点;c)可能有软土发育的沟谷及低洼地带,应辅以简易勘探手段进行工程地质调绘。5.1.7 工程地质勘探 工程地质勘探应符合下列要求:a)软土地区的工程地质勘探应采用简易勘探、挖探、钻探、静力触探等手段进行综合勘探。勘探测试点的数量和位置应根据地层条件、软土发育特点以及构筑物的类型、规模等确定;b)勘探深度应符合下列要求:1)路基及构筑物的浅基础,当软土厚度较薄时
23、,勘探深度应穿过软土层至下卧硬层内3 m 5 m;软土厚度较大时,对于欠固结软土,勘探深度应穿过软土层至下卧硬土层内3 m5 m,对于正常固结软土,勘探深度应不小于地基压缩层的计算深度或达到地基附加应力与地基土自重应力比为0.100.15时所对应的深度;2)当路基采用管桩桩型、预制混凝土方桩、钻孔灌注桩等桩网复合地基方案时,控制性勘探孔应超过地基变形计算深度,一般性勘探孔深度应达到预估桩端以下3 m5 m。控制性勘探孔的比例不应少于勘探孔总数的1/3;3)桥梁深基础的勘探深度应达桩端或基础持力层以下5 m8 m。c)钻探、取样应符合下列要求:1)在软土地层中采样,应严格控制钻探回次进尺,严禁扰
24、动或改变试验样品的土体结构及含水状态;2)取样前应清除孔内残留岩芯,并保持孔壁稳定;3)软土取样应使用专用薄壁取土器,取样器长度不宜小于50cm,取样管外径不宜少于75 mm,采用压入法或重锤少击法取样;4)取土时,取土器的入土深度,严禁大于取土器的有效长度;5)软土层的取样间距,在0 m10 m的深度范围内,每1.5 m2.0 m应取样1件(组);10 m以下,每2.0 m3.0 m应取样1件(组),地层变化时应立即取样。5.1.8 软土试样应及时妥善密封,防止湿度变化,严防曝晒或冰冻。在运输中应避免振动,保存时间不宜超过一周。5.1.9 对不同成因的软土,应分段进行物理力学性质指标统计,并
25、分段提供设计、施工所需岩土参数。软土分布与分类 5.2.1 根据天然孔隙比和有机质含量,软土可按表 5 进行分类。表5 软土按天然孔隙比和有机质含量分类 指标 淤泥质土 淤泥 有机质土 泥炭质土 泥炭 天然孔隙比e 1.0e1.5 e1.5-有机质含量(%)-510 1060 60 注:对于淤泥质土、淤泥,其天然含水量大于液限。5.2.2 软土的结构性宜采用现场十字板剪切试验,也可采用无侧限抗压强度的试验方法测定其灵敏度(St),并按表 6 的规定进行判定。DB4404/T 482023 7 表6 软土的结构性分类 灵敏度 St 结构性分类 2St4 中灵敏性 4St8 高灵敏性 8St16
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