DB32∕T 4152-2021 水利工程液化地基处理技术规范(江苏省).pdf
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1、 DB32 2021-12-09 发布 2022-07-01 实施 江苏省市场监督管理局 发 布水利工程液化地基处理技术规范 Technical specification for liquefaction foundation treatment of hydraulic engineering DB32/T 41522021 ICS 93.160 CCS P 55 DB32/T 41522021 I 目 次 前 言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 2 4 基本规定 . 3 5 换填垫层 . 6 5.1 一般规定 . 6 5.2 设计 . 7 5.
2、3 施工 . 8 5.4 质量检验 . 8 6 围封 . 8 6.1 一般规定 . 8 6.2 设计 . 8 6.3 施工 . 10 6.4 质量检验 . 10 7 桩基 . 10 7.1 一般规定 . 10 7.2 设计 . 10 7.3 施工 . 12 7.4 质量检验 . 12 8 复合地基 . 12 8.1 一般规定 . 12 8.2 设计 . 12 8.3 施工 . 14 8.4 质量检验 . 14 9 强夯与强夯置换 . 14 9.1 一般规定 . 14 9.2 设计 . 15 9.3 施工 . 16 9.4 质量检验 . 17 10 压重 . 17 10.1 一般规定 . 17
3、10.2 设计 . 17 10.3 施工 . 17 10.4 质量检验 . 17 附录 A(规范性) 江苏省主要城镇类场地基本地震动峰值加速度和设计地震分组 . 18 参考文献 . 24 DB32/T 41522020 II 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。 本文件由江苏省水利厅提出并归口。 本文件起草单位:江苏省水利勘测设计研究院有限公司、河海大学、江苏省工程勘测研究院有限责任公司。 本文件主要起草人:朱庆华、高磊、王海俊、李辉、王振友、凌晓梅、周晓锋、余湘娟、陈育民、张娟、周亚军、赵津磊、陈懿、许雪梅、郑卓迪、
4、王科亮、孔祥闻、汤明泉、徐文俊、卢光田、孙云翰、王铁力。 DB32/T 41522021 1 水利工程液化地基处理技术规范 1 范围 本文件规定了水利工程可液化地基的判别、处理方法和技术要求,以及换填垫层、围封、桩基、复合地基、强夯与强夯置换、压重等液化地基处理设计、施工与质量检测的具体要求。 本文件适用于大中型水利工程液化地基处理技术的设计、 施工和质量检验, 其它小型水利工程可参照执行。本文件不适用于堤防、土石坝、重力坝、拱坝等工程的地基抗液化处理。 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本文
5、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 18306 中国地震动参数区划图 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50202 建筑地基工程施工质量验收标准 GB 50290 土工合成材料应用技术规范 GB 50487 水利水电工程地质勘察规范 GB/T 50783 复合地基技术规范 GB/T 51130 沉井与气压沉箱施工规范 GB 51247 水工建筑物抗震设计标准 JGJ 79 建筑地基处理技术规范 JGJ 94 建筑桩基技术规范 JGJ 106 建筑基桩检测技术规范 JGJ 120 建筑基坑支护技术规程 SL
6、265 水闸设计规范 SL/T 792 水工建筑物地基处理设计规范 DB32/T 2334 水利工程施工质量检验与评定规范 CECS 279 强夯地基处理技术规程 CECS 137 给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 DB32/T 41522021 2 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 液化地基 liquefaction ground 在地震及一定强度的周期性动荷载的作用下,饱和无黏土或少黏性土的孔隙水压力上升来不及消散,使得土体失去抗剪强度和承载能力,造成冒水喷砂、地裂、滑坡和地基不均匀沉陷等现象的地基。 3.2 地震液化 secimic liquefaction 地
7、震动引起的饱和无黏土或少黏性土颗粒趋于紧密,孔隙水压力增大,有效应力趋于零的现象。 3.3 液化地基处理 liquefaction ground treatment 对液化地基进行处理,改善其抗振动液化稳定性而采取的技术措施。 3.4 换填垫层 replacement layer of compacted fill 挖除基础底面下一定范围内的液化土层,回填其它性能稳定、无侵蚀性、强度较高的材料,并夯压密实形成的垫层。 3.5 围封 compartmentation 采用混凝土或钢筋混凝土地下连续墙、高压旋喷连续墙、水泥土搅拌桩连续墙、沉井等措施将地基侧向封闭,从而阻止基础范围内外孔隙水压力的传
8、递,抑制液化土层的塑性流动与侧向变形,增强地基承载力的地基处理方式。 3.6 挤密砂石桩复合地基 compacted stone column composite foundation 采用振冲法或振动沉管法等工法在地基中设置砂石桩, 在成桩过程中桩间土被挤密或振密。 由砂石桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。 3.7 多桩型复合地基 composite foundation with multiple reinforcement of different materials or lengths 采用两种及两种以上不同材料增强体,或采用同一材料、不同长度增强体加固形成的复合地基。 来源:JGJ
9、 79,术语 2.1.18 3.8 压重 seepage berm 通过在液化地基上部覆盖一定厚度的非液化土, 增加液化土层的有效应力, 增强地基抗液化能力的地基处理方式。 DB32/T 41522021 3 4 基本规定 4.1 土的地震液化判定工作可分为初判和复判两个阶段。初判应排除不会发生液化的土层,对于初判可能发生液化的土层应进行复判。液化初判应符合 GB 50487 的相关规定,采用标准贯入锤击数法进行复判时应符合 4.2 的规定。对于重要工程或者其它周期性动荷载引起的液化地基,应进一步通过试验进行判断。 4.2 采用标准贯入锤击数法进行地基土的液化复判时,应符合下列规定: a)符合
10、下式要求的土应判别为液化土: . (1) 式中: 工程运行时,标准贯入点在当时地面以下深度处的标准贯入锤击数; 液化判别标准贯入锤击数临界值。 b)当标准贯入试验贯入点深度和地下水位在试验地面以下的深度,不同于工程正常运行时,实测标准贯入锤击数应按式(2)进行校正,并按校正后的标准贯入击数作为复判的依据: = ()0.5 . (2) = + ( ) . (3) = + ( ) . (4) 式中: 实测标准贯入锤击数; 工程正常运行时,标准贯入点有效上覆垂直应力(kPa) ,可根据式(3)算得, ; 进行标准贯入试验时标准贯入点有效上覆垂直应力(kPa) ,可根据式(4)算得; 工程正常运行时,
11、标准贯入试验点在当时地面以下的深度(m) ,当建筑物相邻场地高程存在差异时,地面高程宜取低值; 标准贯入试验时,地下水位在当时地面以下的深度(m) ;当地面淹没于水面以下时,=0; 标准贯入试验时,标准贯入试验点在当时地面以下的深度(m) ; 标准贯入试验时,地下水位在当时地面以下的深度(m) ;当地面淹没于水面以下时,=0; 地下水位以上的土层取浮重度; 地下水位以下的土层取浮重度; 及 取值均不应小于 35 kPa,且不大于 300 kPa。 c)在地面以下 20 m 深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值应根据下式(5)计算,当标准贯入点的深度在地面以下 5 m 以内时,应采用 5 m
12、 计算,地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层时,可只判别地面下 15 m 范围内土的液化。 = 0(0.6+ 1.5) 0.13 . (5) DB32/T 41522021 4 式中: 0液化判别标准贯入锤击数基准值,在设计基本地震动加速度为 0.1 g、0.15 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g 时分别取 7、10、12、16、19; 调整系数,设计地震第一组取 0.80,第二组取 0.95,第三组取 1.05,江苏地区设计地震分组按附录 A 进行划分; 工程正常运行时,标准贯入试验点在当时地面以下的深度(m) ,当建筑物相邻场地高程存在差异时,地面高程宜取低值; 工程正常运行时,地
13、下水位在当时地面以下的深度(m) 。当地面淹没于水面以下时,取0; 土的黏粒含量百分率(%) ,当小于 3 或为砂土时,应采用 3。 4.3 对存在液化无黏性土层、少黏性土层的地基,应探明各液化土层的深度和厚度,按下式(6)计算每个钻孔的液化指数,并按表 1 综合划分地基的液化等级: = 1 =1 .(6) 式中: 液化指数; 在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数; 、分别为 i 点标准贯入锤击数的实测值和临界值。当实测值大于临界值时应取临界值;当只需要判别 15 m 范围以内的液化时,15 m 以下的实测值可按临界值采用; i 点所代表的土层厚度(m) ,可采用与该标准贯入试验点相
14、邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液化深度; i 土层单位土层厚度的层位影响权函数值(m-1) 。当该层中点深度不大于 5 m 时应采用 10,等于 20 m 时应采用零值,5 m20 m 时应按线性内插法取值。 表 1 液化等级与液化指数的对应关系 液化等级 轻微 中等 严重 液化指数IlE 06 618 18 4.4 在选择液化地基处理方案前,应完成下列工作: a)搜集详细的岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等; b)根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题,确定地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标等; c)结合工程情
15、况,了解当地地基处理经验和施工条件,对于有特殊要求的工程,尚应了解相似场地同类工程的地基处理经验和使用情况等; DB32/T 41522021 5 d)调查邻近建筑、地下结构、道路和有关管线等周边环境情况。 4.5 水工建筑物的工程抗震设防类别应根据其重要性和工程场地地震基本烈度按表 2 的规定确定。 表 2 工程抗震设防类别 工程抗震设防类别 建筑物级别 场地地震基本烈度 甲类 1 级(壅水和重要泄水) 度 乙类 1 级(非壅水) 、2 级(壅水) 丙类 2 级(非壅水) 、3 级 度 丁类 4 级、5 级 注:重要泄水建筑物指其失效可能危及壅水建筑物安全的泄水建筑物。 4.6 未经处理的液
16、化地基土层不应作为天然地基持力层。地基中的可液化土层,应根据工程结构类型、荷载及使用要求,结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑的影响等因素进行综合分析,按表 3 选用相应的地基抗液化措施。 表 3 抗液化措施 工程抗震设防类别 地基的液化等级 轻微 中等 严重 甲 全部消除液化沉陷 全部消除液化沉陷 全部消除液化沉陷 乙 全部消除液化沉陷, 或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理 全部消除液化沉陷 全部消除液化沉陷 丙 基础和上部结构处理, 或部分消除液化沉陷, 或更高要求的措施 全部消除液化沉陷, 或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理 全部消除液化沉陷,
17、或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理 丁 (壅水) 基础和上部结构处理, 或更高要求的措施 基础和上部结构处理, 或部分消除液化沉陷, 或更高要求的措施 全部消除液化沉陷, 或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理 丁 (非壅水/短期壅水) 基础和上部结构处理, 或更高要求的措施 基础和上部结构处理, 或更高要求的措施 基础和上部结构处理, 或部分消除液化沉陷, 或其它经济的措施 注 1:工程抗震设防类别按表 2 确定。 注 2:对于较为重要的抗震设防类别为丙类、丁类的水工建筑物,经论证可提高一级选择抗液化措施。 注 3:堤防、土石坝、重力坝、拱坝的抗液化措施应按相关规范执行。 4.7 全
18、部消除地基液化沉陷的措施应符合下列规定: a)采用桩基时,桩端伸入液化深度以下稳定土层中除桩尖部分的长度应按计算确定;且对碎石土、砾砂、粗砂、中砂、坚硬黏性土和密实粉土不应小于 3 倍桩径,对其它非岩石土不应小于 5 倍桩径; DB32/T 41522021 6 b)采用加密法(如振冲、振动加密、挤密砂石桩、强夯等)加固时,应处理至液化深度下界;振冲或挤密砂石桩加固后, 桩间土的标准贯入锤击数不应小于4.2规定的液化判别标准贯入锤击数临界值; c)采用加密法或换土法处理时,在基础边缘以外的处理宽度,应超过基础底面下处理深度的 1/2且不小于基础宽度的 1/5; d)用非液化土替换全部液化土层,
19、或增加上覆非液化土层的厚度; e)采用深基础时,基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中,其深度不应小于 0.5 m; f)采用围封加固时,处理深度应达到可液化土层的下界; g)永久性围护结构应嵌入非液化土层。 4.8 部分消除地基液化沉陷的措施应符合下列规定: a)处理深度应满足使处理后的地基液化指数减小的要求,处理后的地基液化指数不宜大于 5; b)采用振冲或挤密砂石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不应小于按 4.2 规定的液化判别标准贯入锤击数临界值; c)基础边缘以外的处理宽度,应满足 4.7 c)的要求; d)采取减小液化震陷的其它方法,如增厚上覆非液化土层的厚度和改善周边的排水条件等
20、。 4.9 减轻液化影响的基础和上部结构处理,可综合采用下列各项措施: a)选择合适的基础埋置深度; b)调整基础底面积,减少基础偏心; c)加强基础的整体性和刚度; d)减轻荷载,增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等; e)管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。 4.10 液化地基处理应从实际出发,广泛吸取工程实践经验,进行必要的科学试验,积极慎重采用新技术、新方法,处理后的地基宜进行处理效果的评价。 4.11 地基处理施工中应进行质量控制和监测,并做好施工记录;当出现异常情况时,必须及时会同有关部门妥善解决。施工结束后应按有关规定
21、进行工程质量检验和验收。 5 换填垫层 5.1 一般规定 5.1.1 换填垫层适用于浅层液化土层的地基处理。 5.1.2 应根据水工建筑物的结构类型、荷载大小及使用要求,结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、对周围环境的影响、材料供应、施工条件等因素综合分析后,进行换填垫层的设计和施工方法的选择。 5.1.3 换填垫层的厚度应根据置换液化土的深度及下卧土层的承载力确定,但不宜大于 3 m。 DB32/T 41522021 7 5.1.4 换填料应拌和均匀,分层铺填、压实、检测。对于工程量较大的换填垫层,应按所选用的施工机械、换填材料及场地条件进行现场试验,确定换填垫层的压实效果和施工质
22、量控制标准。 5.2 设计 5.2.1 垫层材料应就地取材,采用性能稳定、压缩性低的天然或人工材料,材料的选用应满足下列要求: a)砂石垫层。宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑,应级配良好,不含植物残体、垃圾等杂质。砂石的最大粒径值应通过现场碾压试验确定,不宜大于 50 mm 或者铺设厚度的2/3; b)粉质黏土垫层。土料中有机质含量不得超过 5%,且不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时,其最大粒径不宜大于 50 mm; c)水泥土垫层。水泥的种类及质量配合比宜通过现场试验确定,水泥掺入比宜取 6%10%。土料宜用粉质黏土,不宜使用块状黏土,不得含有松软杂质,土料应过筛且最大土
23、块粒径不得大于 15 mm; d)粉煤灰、矿渣等其它工业废渣垫层。选用的这些材料宜在垫层设计、施工前进行试验,确认其性能稳定,且满足腐蚀性和放射性安全的要求。矿渣材料宜选用分级矿渣、混合矿渣及原状矿渣等高炉重矿渣。大量填筑时,应经场地地下水和土壤环境的不良影响评价合格后,方可使用; e)加筋垫层。加筋垫层所选用土工合成材料的品种与性能及填料,应根据工程特性和地基土质条件,验算和现场试验后确定,满足 GB 50290 的要求; f)根据工程使用条件,垫层材料应有所限制。当有排水要求时,垫层材料应具有良好的透水性;当有防渗要求时,如采用砂垫层、碎石垫层作为换填材料时,应优先采用垂直防渗体以保证渗流
24、安全;当水体或垫层以下的土层有侵蚀性时,垫层材料还需保证其强度和耐久性要求。 5.2.2 换填垫层宜分层压实,土料的含水量应控制在最优含水量附近,垫层压实效果应根据地基土质条件及选用的垫层材料等进行现场试验验证。 垫层压实标准可按表 4 选用。 矿渣垫层的压实系数可根据满足承载力设计要求的试验结果,按最后两遍压实的压陷差确定。 表 4 各类垫层压实要求 施工方法 换填材料类别 压实标准 压实系数 相对密度 碾压振密或夯实 砂石垫层 - 0.75 粉质黏土 0.96(0.94) - 水泥土 0.96(0.94) - 粉煤灰 0.96(0.94) - 注 1:压实系数为土的控制干密度与最大干密度的
25、比值,土的最大干密度宜采用轻型击实试验确定; 注 2:表中的垫层压实系数标准适用于 1、2 级建筑物,括号内的值适用于其它级别的建筑物; 注 3:相对密度为砂土的最大孔隙比和天然孔隙比与其最大孔隙比和最小孔隙比之差的比值,在强震地震区,砂土相对密度不应小于 0.8。 DB32/T 41522021 8 5.2.3 垫层的厚度、宽度、承载力及地基变形应按 GB 50007 的相关规定进行计算。 5.2.4 加筋垫层所选用的土工合成材料应按照 JGJ 79 的相关规定进行材料强度验算。 5.3 施工 5.3.1 地基换填前应对开挖基面进行检查,确认换填的范围和深度。 5.3.2 地基开挖时应避免坑
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