DB∕T29-263-2019(备案号: J 14651-2019) 天津市无砂法真空预压加固软基技术标准.pdf
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1、 天津市工程建设标准 天津市住房和城乡建设委员会 发布 天津市无砂法真空预压加固软基 技术标准 Technical Standard of Non-sand Blanket Vacuum Preloading Method for Soft Soil Improvement in Tianjin 备案号:J14651-2019 2019-04-26 发布 2019-07-01 实施 DB/T29-263-2019 天津市工程建设标准 天津市无砂法真空预压加固软基技术标准 Technical Standard of Non-sand Blanket Vacuum Preloading Metho
2、d for Soft Soil Improvement in Tianjin DB/T29-263-2019 J14651-2019 主编单位:天津港(集团)有限公司 中交天津港湾工程研究院有限公司 批准部门:天津市住房和城乡建设委员会 实施日期:2019 年 7 月 1 日 2019 天 津 天津市住房和城乡建设委员会文件 津住建设201925 号 市住房城乡建设委关于发布天津市无砂法 真空预压加固软基技术标准的通知 各有关单位: 根据市建设交通委关于下达 2013 年天津市建设系统第一批工程建设地方标准编制计划的通知 (津建科2013 512 号)要求,天津港(集团)有限公司、中交天津港湾
3、工程研究院有限公司等单位编制完成了天津市无砂法真空预压加固软基技术标准 ,经市住房城乡建设委组织专家评审通过, 现批准为天津市工程建设地方标准,编号为 DB/T29-263-2019,自 2019 年 7 月 1 日起实施。 各相关单位在实施过程中如有意见和建议, 请及时反馈给天津港(集团)有限公司或中交天津港湾工程研究院有限公司。 本标准由天津市住房和城乡建设委员会负责管理,天津港(集团) 有限公司和中交天津港湾工程研究院有限公司负责具体技术内容的解释。 天津市住房和城乡建设委员会 2019 年 4 月 26 日 前 言 根据市建设交通委关于下达 2013 年天津市建设系统第一批工程建设地方
4、标准编制计划的通知 (津建科2013 512 号)文件要求,由天津港(集团)有限公司和中交天津港湾工程研究院有限公司会同有关单位,经广泛调查研究,认真总结了近几年来天津市软基加固工程应用无砂法真空预压加固软基技术的成功经验, 参考有关国际标准和国外先进标准,并广泛征求意见,经多次讨论、修改、完善共同编制本标准。 本标准共分 6 章 3 个附录,并附条文说明。主要内容有:1.总则;2.术语;3.基本规定;4.设计;5.施工;6.加固效果检测。 本标准由天津市住房和城乡建设委员会负责管理,由天津港(集团) 有限公司和中交天津港湾工程研究院有限公司负责具体技术内容的解释。请各有关单位和工程技术人员施
5、行本标准时,总结经验,积累资料,随时将有关意见和建议反馈至中交天津港湾工程研究院有限公司天津市无砂法真空预压加固软基技术标准管理组(地址:天津市河西区大沽南路 1002 号,邮政编码:300222) ,以便修订时参考。 本 标 准 主 编 单 位:天津港(集团)有限公司 中交天津港湾工程研究院有限公司 本 标 准 参 编 单 位:中交第一航务工程局有限公司 天津港湾工程质量检测中心有限公司 中交天津航道局有限公司 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 天津临港建设开发有限公司 本标准主要起草人员:李 伟 刘爱民 梁爱华 余厚新 侯晋芳 刘大为 李 卫 付海峰 曹永华 王初生 诸葛爱军 彭瑞 王
6、鹏 于建农 郭述军 刘 欣 蔡 波 宋俊强 赵洪亮 程 瑾 陈智军 林 波 李旭彬 胡 军 张 岩 王 龙 陈运涛 本标准主要审查人员:闫澍旺 杨振平 陈占峰 周玉明 陈 强 张 勇 张献民 杨爱武 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 荷载.6 4.3 排水系统.6 4.4 密封系统.7 4.5 抽真空设备.8 4.6 设计计算.8 5 施 工.12 5.1 一般规定.12 5.2 排水系统.12 5.3 密封系统.13 5.4 加载.14 5.5 施工监控.14 6 加固效果检测.16 附录 A 监控记录表 .17 附录 B
7、 由现场实测资料推算沉降量及固结度.24 本标准用词说明.26 引用标准名录.27 条文说明.29 Contents 1 General Provisions.1 2 Terms .2 3 Basic Requirements .3 4 Design.5 4.1 General Provisions.5 4.2 Loads.6 4.3 Drainage System.6 4.4 Sealing System.7 4.5 Vacuuming system.8 4.6 Design and Calculation.8 5 Construction.12 5.1 General Provisions
8、.12 5.2 Drainage System.12 5.3 Sealing System.13 5.4 Loading.13 5.5 Monitoring.14 6 Testing and Inspection for Soil Improvement.16 Appendix A Monitoring Table.17 Appendix B Settlement and Degree of Consolidation Calculated from Field Monitoring Information .24 Explanation of Wording in This Code.26
9、List of Quoted Standards .27 Explanation of Provisions.29 1 1 总总 则则 1.0.1 为明确无砂法真空预压加固软土地基工程设计、 施工和检测的技术要求,有效控制工程质量,保证安全,制定本标准。 1.0.2 本标准适用于天津市陆上无砂法真空预压加固软土地基工程的设计、施工、施工过程监测和加固效果检测。 1.0.3 无砂法真空预压加固软土地基工程的设计、施工、施工过程监测和加固效果检测,除应符合本标准的规定外,尚应符合国家及天津市现行有关标准的规定。 2 2 术术 语语 2.0.1 无砂法真空预压加固软基技术 vacuum preloa
10、ding method for soft soil improvement without sand blanket 不设置水平排水砂垫层,利用真空压力,使土体排水固结加固软土地基的方法。 2.0.2 密封系统 sealing system 对加固区起密封作用的所有结构的统称, 包括密封膜、 压膜沟、密封墙、覆水围埝和膜上覆水。 2.0.3 压膜沟 trench used to bury the membrane 加固区周边开挖的埋设密封膜的沟槽。 2.0.4 覆水围埝 cofferdams used to maintain water on the membrane 埋设密封膜后, 在压膜沟
11、位置填筑的防止密封膜上覆水渗漏的围埝。 3 3 基本规定基本规定 3.0.1 无砂法真空预压设计、施工前应具备下列主要信息资料: 1 场地的水文和工程地质资料,包括各层土的基本物理性质指标和压缩曲线、水平和垂直向固结系数、前期固结压力、渗透系数、抗剪强度、地基承载力等力学性质指标,以及有机质含量、地下水位、承压水层、透水透气层及其与水源连通情况等; 2 工程设计对加固后地基的要求,包括地基承载力、固结度、允许沉降量、沉降速率和差异沉降量等; 3 工期要求; 4 周围环境和附近建构筑物的结构特征、基础类型、分布情况; 5 地下管线及障碍物的分布情况; 6 陆域形成的方法、工艺等情况。 3.0.2
12、 无砂法真空预压技术主要应用于加固以粘性土为主的软土地基。当存在粉土、砂土等透水透气层时,应在加固区周边采取密封措施,确保膜下真空压力达到设计要求。对于塑性指数大于 25或含水率大于 85的流泥,应通过现场试验确定其适用性。 3.0.3 加固区边线距离周边建筑物和地下管线等的距离应根据土质情况和建筑物重要性确定,且不宜小于 30m。当距离较近时,应根据实际情况采取相应措施。 3.0.4 施工图设计阶段的勘察布孔间距宜为 50m75m,根据地质条件的复杂程度, 布孔间距可适当放宽或加密, 但不应大于 100m。勘察深度应大于压缩层的计算深度。 3.0.5 对以沉降控制的工程,卸载标准应根据地基沉
13、降量、残余沉 4 降量、平均固结度和与其对应的沉降速率确定;对以地基承载力和抗滑稳定性控制的工程,卸载标准应根据地基土强度、平均固结度和与其对应的变形速率确定。 3.0.6 无砂法真空预压施工过程中, 应对地基加固效果进行监测和检验,满足卸载标准时方可卸载。 3.0.7 对于重要工程或缺乏经验的地区, 应选择有代表性的场地进行试验区试验,并根据试验结果进行设计。 3.0.8 施工时应注意加固区周边的密封问题及加固过程中对周边建筑物和地下管线等的影响。 5 4 设设 计计 4.1 一般规定 4.1.1 无砂法真空预压的加固范围应大于拟建建构筑物基础外缘所包围的范围,单边加宽长度应大于 3m。 4
14、.1.2 无砂法真空预压加固范围较大时应分区加固, 每个分区的面积宜为 20,000m230,000m2,宜按矩形布置。 4.1.3 无砂法真空预压竖向排水通道宜穿透软土层, 当存在没有采取密封措施的下卧透水层时, 排水板底标高距透水层顶标高的距离不应小于 0.5m。软土层深厚时,对于以稳定性控制的工程,打设深度应超过最危险滑动面以下 3m;对于以沉降量控制的工程,打设深度应满足设计对地基残余沉降量的要求。 4.1.4 如采用真空联合堆载预压法处理, 设计应提出真空联合堆载的分级加载要求,且堆载过程中稳定控制应符合下列规定: 1 地基向加固区外的侧向位移速率不应大于 5mm/d; 2 地基沉降
15、速率不应大于 30mm/d。 4.1.5 卸载时加固深度范围内地基总平均固结度不宜小于 80。 4.1.6 设计应对施工过程监控和加固效果检验提出要求。 4.1.7 当加固区表层为新吹填土且吹填土含水率大于 85%的地基时,可考虑采用二次处理的方法:先采用无砂法真空预压技术对表层新吹填土进行加固, 待新吹填超软土层强度有一定程度提高后再采用无砂法真空预压技术进行处理。 6 4.2 荷载 4.2.1 对于边界密封条件良好的淤泥、淤泥质土及粘土,无砂法真空预压荷载设计值不宜小于 85kPa;当加固区土层条件复杂需要采取粘土密封墙等措施时,无砂法真空预压荷载设计值不宜小于80kPa。 4.2.2 当
16、真空预压荷载小于预压荷载设计值时, 宜采用真空联合堆载预压,联合堆载荷载不宜超过 35kPa 且应分层施加,必要时应对地基稳定进行验算。 4.2.3 真空联合堆载时,堆载体的坡肩线应与真空预压边线重合。 4.2.4 当残余沉降量或加固时间不满足工程需要时, 可采用超载预压的加固方法。 4.3 排水系统 4.3.1 无砂法真空预压垂直排水系统宜采用塑料排水板, 塑料排水板的选用应符合现行行业标准水运工程塑料排水板应用技术规程JTS206-1 的有关规定。 4.3.2 当场地条件不能满足塑料排水板打设要求时可设置相应的工作垫层,表层处理时可采用人工打设塑料排水板。 4.3.3 塑料排水板间距宜为
17、0.7m1.0m,对高灵敏度粘土宜取大值。专门针对新吹填土进行加固时排水板间距可取 0.5m0.8m。 4.3.4 水平排水系统宜采用环刚度不小于 20kN/m2的排水滤管, 滤管横向间距宜为一排或两排竖向排水板间距, 滤管应与竖向排水板有效连接;滤管纵向间距宜为 20m30m。 4.3.5 当采用真空联合堆载预压法加固时, 水平排水滤管应埋置于表层加固土层内,不宜突出加固地表平面。 7 4.3.6 无砂法真空预压可设置水平排水垫层,水平排水垫层可采用土工织物、塑料排水板、三维复合土工排水网等透水性良好的土工合成材料。 4.4 密封系统 4.4.1 密封膜宜采用 23 层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜。
18、每层密封膜的性能指标应符合本标准表 4.4.1 的规定。 表 4.4.1 密封膜的性能指标 抗拉强度(MPa) 纵向 横向 断裂伸长率(%) 直角撕裂强度(kN/m) 厚度(mm) 18.5 16.5 220 40 0.120.16 4.4.2 加固区四周应开挖压膜沟, 压膜沟深度至少应挖至不透水透气层顶面以下 0.5m。当吹填土厚度较大且吹填土含水率较高时,密封膜压入深度应适当增加或铺膜范围适当外延。 4.4.3 当加固区边界透水透气层较深时,宜采用粘土密封墙。粘土密封墙的宽度不宜小于 1.2m, 拌合后墙体的粘粒含量应大于 15%,渗透系数应小于 1.010-5cm/s。 4.4.4 无砂
19、法真空预压密封膜上宜有一定厚度的覆水。 4.4.5 采用真空联合堆载预压时,密封膜上下均应设置保护层,保护层可采用土工织物。 4.4.6 当采取一定措施后,可利用表层 0.5m0.8m 厚的软土做为密封层,将塑料排水板和排水管路连接后直接进行真空预压加固,加固后应根据需要对表层的软土进行进一步处理。 8 4.5 抽真空设备 4.5.1 抽真空设备宜采用射流泵, 在进气孔封闭状态下应能形成不小于 96kPa 的真空压力, 如采用其他型式的抽真空设备应进行现场试验验证。 4.5.2 抽真空设备宜均匀布置在加固区四周, 必要时也可适量在加固区中间布置。采用功率不小于 7.5kW 的真空射流泵时,每台
20、设备的控制面积宜为 900m21100m2。 施工后期抽真空设备开启数量应在 80以上。 4.6 设计计算 4.6.1 瞬时加荷条件下, 地基的固结度可仅考虑径向平均固结度并按下列公式计算: )(8exp(12ehrdnFtCUU (4.6.1-1) 2222413)ln(1)(nnnnnnF (4.6.1-2) weddn/ (4.6.1-3) d1ed (4.6.1-4) )(b22wd (4.6.1-5) 式中: U 地基的平均固结度; rU 地基的径向平均固结度; hC 地基水平向固结系数(cm2/s) ; t 固结时间(s) ; 9 )(nF 井径比因子; n 井径比; ed 塑料排
21、水板径向排水范围的等效圆柱体直径 (cm) ; wd 塑料排水板的等值砂井直径(cm) ; 1 换算系数,正三角形布置时取 1.05,正方形布置时取 1.13; d 塑料排水板中心间距(cm) ; 2 换算系数,无试验资料时可取 0.751.0; b 塑料排水板的宽度(cm) ; 塑料排水板的厚度(cm) 。 4.6.2 当表层设置了具有良好的透水性和连续性的水平排水垫层时,瞬时加荷条件下,地基的固结度可综合考虑竖向平均固结度和径向平均固结度并按下列公式计算: )1)(1 (1rzUUU (4.6.2-1) ) 1() 12()1 (2) 12( 4) 12(exp16111321222mab
22、abmvabzmmTmU (4.6.2-2) 2HtCTvv (4.6.2-3) 式中: U 地基的平均总固结度; zU 地基的竖向平均固结度; rU 地基的径向平均固结度; ab 排水面应力与不透水面应力之比,双面排水时1ab; m 级数的项数, m=1,2,3; vT 时间因子; vC 垂直向固结系数(cm2/s) ; t 固结时间(s) ; 10 H 排水面至不透水面的垂直距离(cm) 。对双面排水,H 为土层厚度之半;对单面排水,H为土层厚度; 4.6.3 分级加荷条件下,地基在t时刻的平均总固结度(图 4.6.3)可按下式计算: miiiTTtrzirzSSUUfii12()0 (4
23、.6.3) 式中: rzU 地基在t时刻的平均总固结度; m 加荷级数; )2(0fiiTTtrziU 瞬时加荷条件下, 对应于第i级荷载t时刻的平均总固结度; t 固结时间(s) ; 0iT 第i级荷载加荷的起始时间(s) ; fiT 第i级荷载加荷的终了时间(s) ,当计算加荷期间的固结度时,fiT应改为 t; iS 第i级荷载作用下地基的最终沉降量(cm) 。当计算加荷期间的固结度时, 本标准公式 4.6.3 中iS应改为iS,iS为对应于第i级荷载加荷期间t时刻的荷载增量iP作用下的最终沉降量。 S1S2S3Si=S沉降量S(cm)0 P1(真空预压荷载) P3 P2 P2(堆载荷载)
24、P0f1120f230f3 P3(堆载荷载)荷载P(kPa)TTTT(T)T时间t(d) 图 4.6.3 分级加荷固结过程示意图 4.6.4 当地基土灵敏度较高、 塑料排水板间距较小或打设深度较大时,应考虑井阻与涂抹效应对地基固结度的影响,具体计算方法可按照现行行业标准水运工程塑料排水板应用技术规程JTS206-1 11 的有关规定执行。 4.6.5 对于正常固结的地基, 预压荷载下地基的最终竖向沉降量可按下式计算: niiiiisdheeemS10101 (4.6.5) 式中: dS 地基的最终竖向沉降量设计值(cm) ; sm 经验系数,可按地区经验选取;可取 1.01.4,荷载较大、地基
25、较软时取大值。 n 计算压缩土层的分层数量; ie0 第i层土受到平均自重压力设计值压缩稳定时的孔隙比设计值,可取均值; ie1 第i层土受到平均最终压力设计值压缩稳定时的孔隙比设计值,可取均值; ih 第i层土层厚度(cm) ,当土层厚度较大时宜划分若干小层。 4.6.6 沉降计算时,可取附加应力与自重应力的比值为 0.1 时的深度作为受压层的计算深度。 4.6.7 欠固结地基的固结度和沉降计算应考虑欠固结因素的影响。 12 5 施施 工工 5.1 一般规定 5.1.1 施工准备应满足下列要求: 1 调查施工现场的给排水、电、道路条件、地下设施、障碍物情况和周边建筑物等; 2 熟悉设计文件;
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