港口工程地基规范 - 条文说明

2026/4/26 16:56:26

ms要小于按堆载计算时的经验修正系数ms。对软土,根据经验ms可取1.0~1.1。 7.4.2对于表层存在良好透气(水)层及在加固处理范围内有充足水源补给等情况,应采取有效措施切断透气层及透水层。根据真空预压法开发、研制单位加固软土经验,用粘土泥浆与地表的粉砂层拌合,形成柔性密封墙,可满足密封要求。根据室内试验,粘土掺入粉砂后,粘粒(<0.005mm)含量达15%,即可使渗透系数小于1×10-5cm/s,经工程检验,满足真空预压密封要求。

7.4.3确定真空预压竖向排水体深度时,当加固范围(被加固的软土层)以下有透水土层时,应注意竖向排水体不得进入该土层,并应离该土层顶面有一定距离,以保持土体内真空度。 7.4.4本条规定膜下真空度稳定地维持在80kPa(600mm汞柱)以上,在此压力下的预压效果相当于80kPa堆载预压。这是根据真空预压“攻关”时,在真空预压加固后的软土地基上堆载检验(现场试验)得到的结果。 真空预压的加固深度:

形成负压边界的真空预压法的加固深度(即真空度传递深度)与没有负压边界条件的真空降水深度是两个概念。后者有一极限深度(10m),而前者,并不存在“极限”深度,它取决于传递真空度的塑料排水板(或砂井)的“井阻”大小。

根据实测结果,10m长的袋砂井真空度损失20%,在加固深度为10m时,使用袋砂井尚可以,但在较深层(15m~20m)加固中就不易使用袋砂井作为排水通道了。对塑料排水板情况则不同,该法研制单位曾做过专门试验,测量结果表明,在抽真空后期,地表下20m处塑料排水板的真空度达600mmHg左右,与表层几乎相同。

有关井阻的理论分析结果与上述实测结果基本一致。例如,由瑞典汉斯保(S.Hansbo)对井阻的分析可知,塑料排水板排水能力远大于直径7cm袋砂井,因此在深层加固中推荐使用塑料排水板。

大气压力是一种流体压力,在真空预压条件下,密封膜下形成负压边界,这种负压也是流体压力,它不能直接作用在土颗粒间成为有效应力,而是在总应力不变的条件下,通过降低孔隙水压力逐渐转化为有效应力。它首先作用于排水通道中,使塑料排水板内形成负压,与土体中的孔隙水压力形成压差和水力梯度,发生由土向排水板的渗流。渗流过程就是孔隙水压力不断降低,有效应力不断增加的过程,也就是固结过程,可用固结理论求解。

由此可知,真空预压法的加固深度,就决定于塑料排水板传递负压的深度。当形成负压边界后,若井阻趋近于零,而加固时间又较长时,塑料排水板传递负压可以达到很大的深度。当存在井阻时,加固深度就取决于井阻的大小。常用的塑料排水板(排水能力25cm3/s)井阻影响不太大,该法研制单位在软基加固中已成功地用塑料排水板作排水通道,使加固有效深度达25m,大大突破了所谓的10m“极限”加固深度。 7.4.5真空预压法的施工顺序根据施工经验编写。 图7.4.5是典型真空预压施工断面图。 施工顺序如下:

铺砂垫层→打设竖向排水通道→在砂垫层表面铺设安装传递真空压力及抽气集水用的滤水管、挖压膜沟→铺塑料薄膜、封压膜沟→安装射流泵、连接管路→布设沉降杆、抽气、观测。 本条的真空预压施工顺序(1)~(5)是根据真空预压法开发、研制单位多年的施工及监测经验总结确定的。

图7.4.5真空预压施工断面图

1-竖向排水通道2-滤水管3-砂垫层-塑料膜 5-敷水6-射流泵7-土堰8-压膜沟

7.4.6在满足真空度要求情况下,真空预压的沉降稳定标准,是根据真空预压“攻关”及实际工程施工中固结度达到80%以上时的沉降速率提出的。此时它的沉降速率为连续5d,每天的沉降速率小于或等于2mm/d(为原条文规定),同样固结度下堆载预压沉降速率为1mm/d,说明真空预压沉降速率大,加固效果好。在近10年真空预压加固推广应用中,有的建设单位以最后10d的平均沉降小于或等于1mm/d作为真空预压法的沉降稳定标准,综合上述情况将原条文修改为“连续5d~10d平均沉降量小于或等于2mm/d”作为沉降稳定标准。

7.4.7由于真空预压使加固土体产生侧向变形,从而增加有效压密效果,因此应测量加固土体边缘沿深度的侧向位移。 7.5真空预压联合堆载预压法

7.5.1本条根据有效应力原理及工程验证编写。真空预压与堆载预压联合加固,加固效果可以迭加,是由于它们符合有效应力原理,并经工程实践证明。真空预压是逐渐降低土体的孔隙水压力,不增加总应力,而堆载预压是增加土体总应力,同时,使孔隙水压力增大,然后逐渐消散。

两者叠加:既抽真空降低孔隙水压力又堆载增加总应力,使孔隙水压力增大,然后消散。开始时抽真空使土中孔隙水压力降低有效应力增大,经不长时间(7d~10d)在土体保持稳定的情况下堆载,使土体产生正孔隙水压力,并与抽真空产生的负孔隙水压力叠加。正、负孔隙水压力叠加,转化的有效应力为消散的正、负孔隙压力绝对值之和。现以瞬间加荷为例,对土中任一点m的应力转换加以说明。m点的深度为地面下hm,地下水位与地面齐平,堆载量为Δσ1,土的浮重度γ′,水重度γw,大气压力Pa,抽真空土中m点大气压力逐渐降至Pn,t时的固结度为Ut,不同时间土中m点总应力和有效应力如表7.5.1。 土中任意点(m)应力—时间转换关系 表7.5.1

情况 t=0 (未抽真空未堆载) 0≤t≤∞ (既抽真空又堆载) t→∞ (既抽真空又堆载) 总应力σ σ0 有效应力σ′ σ′0=γ′hm σ′t=γ′hm+[(Pa-Pn)+Δσ1]Ut σ′t=γ′hm+[(Pa-Pn)+Δσ1]Ut 孔隙水压力u u0=γWhmPa σt=σ0+Δσ1 ut=γ′ωhm+Pn+[(Pa-Pn)+Δσ1](1-Ut) u=γ′ωhm+Pn σt=σ0+Δσ1 7.5.2~7.5.8根据工程经验编写。 7.6轻型真空井点法

7.6.1~7.6.8这部分条文都是根据工程施工经验及现行国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》(GBJ202)编写的,与修订前原规范内容基本相同。目前轻型真空井点在港口工程中主要应用于干船坞基坑边坡的开挖,华南某船厂1964年1#坞基坑、1973年2#坞基坑和

1994年3#坞10万吨级船厂基坑均采用轻型真空井点获得成功。轻型真空井点主要用于加固基坑边坡及基坑降水。 7.7强夯法

7.7.1根据工程经验编写。

7.7.2~7.7.3本条根据国内外强夯试验及工程经验编写。强夯法加固地基有效深度公式由法国路易·梅纳(Menard)提出:

(7.2.2)

式中H———有效深度(m); M———锤重(kN); h———落距(m)。

自该法引入我国后,多年来做了许多现场观测、试验和实际工程,根据收集到的资料来看,用上述公式的计算值与实测值有不小差距,实践证明该公式应加以修正,乘以修正系数α,即:条文中(7.2.2)式

(7.2.2)

根据交通部某局经验:

杂填土、建筑垃圾、块石、山皮土 细砂(回填或天然沉积细砂) 饱和软粘土 国外学者经验: Leonards Lukas 福岗见已 国内其它单位经验: 上海某厂 太原某大学

α=0.63

α=0.57 α=0.66 α=0.5(砂土) α=0.65~0.8 α=0.4~0.7 αααα

=0.5

=0.45~0.5(饱和软土) =0.5~0.6(饱和砂土) =0.6~0.8(填土)

《软土地基与地下工程》一书介绍: 砂土、粉土 α=0.6 地下水位较低的粉质粘土 α=0.7 高填土及地下水位较低的黄土 α=0.9

从以上可以看出,各个地区、单位都有自己的经验系数,α一般在0.6左右,考虑港工部门几乎没有黄土,常用吊机为30t~50t影响深度不会太大,我们推荐在0.4~0.7范围内选用。 从已往工程实例来看,受起重机械等条件的限制,一般10t左右的锤重,落距10m,影响半径6m~10m(试验观测),因此在同一遍强夯中,夯点间距为5m~9m的范围内,基本可以互相搭接。有的第一遍中的夯点间距大,但第二遍的夯点与第一遍的夯点距离减小,同样可以搭接。

7.7.4本条根据土体变形、孔隙水压力变化规律及工程经验编写。最佳夯击次数(或最佳夯击能)可通过孔隙水压力的观测或每次夯击的贯入度(即夯沉量)控制。因为强夯的一部分能量用于夯实土体,使其产生垂直变形,另一部分则使土体产生横向压缩和挤出,当贯入度小到趋

于某个稳定值时,夯实体积也趋于一个稳定值(如图7.7.4所示),说明这时大部分能量不能起压实土体的作用,此时对应的能量为最佳夯击次数。

7.7.5~7.7.6根据孔隙水消散原理及工程经验编写。夯击遍数要根据土质的松软程度而定,一般为2~3遍;土质较软的可以增加夯击遍数(如4~5遍)且增大每遍的夯点间距。两遍之间的间歇时间,对砂土在大面积施工中可以连续作业;对含水率较大的粘性土(天然地基或人工填土)需视孔隙水压力消散程度(一般80%以上)规定间歇时间,一般为1~4周。

图7.7.4最佳夯击能的确定

7.7.7强夯施工参数(夯锤重量和落距、夯点布置形式和间距、每夯点最佳夯击能、间歇时间、夯击遍数等)的影响因素很复杂。

强夯理论及计算至今仍不成熟,如同一类土,采用不同的夯击能影响深度不同,目前一般用半经验半理论方法进行强夯设计,因此对于缺乏经验或加固面积大以及重要工程,都要进行现场试验,确定强夯施工参数。

7.7.8~7.7.17根据工程经验和国家现行行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)编写。 7.8振冲置换法

7.8.1~7.8.6根据大量工程实践经验编写。

7.8.8港工建筑许多是建在岸边处(如高桩码头等),对于振冲法加固的土坡,需进行整体稳定计算,本条文给出的复合地基抗剪强度计算式是一般国内外常用的计算式。 土坡复合地基的稳定分析,应按本规范第五章的有关规定进行。

7.8.9~7.8.17根据港口工程水上施工经验及国家现行行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79)编写。

7.8.18对水上大型重要工程,振冲桩质量检验方法,可用动力触探检验振冲桩密实度。桩间土的强度可用十字板,标准贯入试验检验,除此之外当有条件时尚宜做海底复合地基载荷试验。

7.9振冲密实法

7.9.1~7.9.3根据土的工程性质及工程经验编写。对于粉细砂地基及砂基,加固的主要目的是增加密实度,提高承载力,达到抗液化的目的。为了达到加固效果,对粉细砂地基只有加填料,才能增加密实性,达到挤密与振密的效果。对于粘粒(粒径小于0.005mm)含量小于10%的中、粗砂地基,当振冲器下沉至设计标高处,再上提时,由于孔壁极易坍落会自行填满下方的孔洞,因此可不加填料。

对有抗震要求的松砂地基,应根据颗粒组成、起始密度、地下水位、建筑物设防烈度,计算振冲处理深度,并决定布点型式、间距和挤密标准。其中处理深度往往是决定处理工作量、进度和加固费用的关键因素,应根据有关的抗震规范综合论证。

处理范围为:基础平面外轮廓线四边各加宽至少5m,这相当于2~3倍振冲点间距,目的在于保护基础下的砂层和基础边缘应力扩散至基础之外时,砂基仍处于加固状态。


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