港口工程地基规范 - 条文说明

2026/4/26 15:05:04

7.10.12由于室内试验的搅拌成型条件与海上施工完全不同,室内试验的目的一般限于定性地判断该工程采用水泥搅拌法加固的适应性,各种技术参数的影响规律,决定采用材料的种类,给出参考的定量配合比,为设计提供必要的技术参数。为保证设计技术要求的实现,正式施工采用的技术参数和施工控制标准均需通过正式施工用的作业船组,在与正式工程相同的地质条件下进行试验性施工确定。对于小型加固工程,如对当地的土质、水质等条件了解的比较清楚,且有一定经验时,也可不做现场试验。 为了不影响工期,现场试验后的取样龄期可按28d掌握,通过与室内试验得到的加固土强度增长与龄期的关系,判断其90d强度。

试验工程位置要求靠近已有地质钻孔是为了更准确地分析不同土层的加固效果和确定着底标准。在土层平面变化较大的地区,这一点尤为重要。在着底式深层搅拌设计和施工中,每组加固体底标高应参照勘察地质剖面图,以进入持力层进行控制,而不应单纯按高程控制。 7.10.13水泥质量及稳定性是保证深层水泥搅拌加固质量的重要条件之一。与一般混凝土工程不同,深层搅拌法所用的水泥还必须确保能有效地与海底土产生固化作用。因此特别强调了经室内配合试验确定合格的水泥并适合当地土、水条件。 采用散装水泥是为了便于海上作业船组利用。

7.10.14深层水泥搅拌施工是利用搅拌机的旋转将水泥浆和软土强制拌合。实践证明,搅拌次数越多,水泥浆与土拌合得越均匀,水泥土的强度也就越高。但搅拌次数越多,施工时间越长,工效越低。工程实例表明,按本条所述的施工步骤,一般可达到搅拌均匀,施工速度快的目的。

搅拌工艺及时间、搅拌机的转速、升降速度和输浆量等必须在保证质量的前提下,结合工效并经现场试验检验后综合考虑选定。

7.10.15由于隆起土强度一般高出σcad(加固体抗压强度设计值)较多,强度较高(如烟台工程的隆起土强度quf约为2.0MPa),全部加固体的质量又是用quf来评价,故在满足设计要求的前提下也可适当保留。这时应注意保证上部抛石基床的最小厚度范围为50cm~100cm。必要时也可采用顶层重复搅拌及增加喷浆量的方法来提高隆起部分的加固强度。

由于隆起土相对于一般疏浚土强度要高得多,故宜采用铲扬式挖泥船或绞吸式挖泥船挖除,缺乏条件时,也可用8m3抓扬式挖泥船挖除,但施工困难。

7.10.16由于对深层水泥搅拌法施工质量的影响因素众多,故除在前述各条中规定了原材料检验、室内试验、现场试验等各项措施外,要求把质量控制重点放在施工全过程的控制上。实际施工的各项技术参数就是检验和评定加固质量的重要依据,故要求记录完整,随时检查。 7.10.17鉴于水上施工水泥搅拌桩的特殊条件,对加固体的质量检验宜采用钻孔取样、载荷试验、动测等方法。其中钻孔取样,直接测定试件强度是目前国内外普遍采用的方法。 为了保证取芯质量,尽量减少钻取芯样操作造成试件的强度损失,钻孔取样宜采用海(水)上平台进行。

由于加固体的强度介于一般粘土和岩石之间,采用岩心钻机取样很难完全避免对芯样的扰动和破坏,使得检验结果不能真实反映加固土的实际强度,故要求制订严格的取样试验操作规程。

确保着底式加固体座落于持力层是一项重要的质量标准,故在钻孔取样时,应重点进行检验。 7.10.18对建筑物进行原型观测是最终检验设计施工质量,保证港工建筑物发挥使用功能、积累设计、施工经验的重要措施。

由于地基土的复杂性和变异性以及深层水泥搅拌法加固地基的设计理论尚不成熟,同时我国水(海)上这类工程的实践经验也不多,在加固处理后对加固体和上部结构物进行沉降、位移和倾斜变形的观测就显得尤为重要。天津港和烟台港工程从深层水泥搅拌施工后期到工程投产,采用可靠的观测手段,均进行了一年以上的原型观测,证明了设计、施工质量的可靠性,

设计单位也在此基础上逐步对设计计算方法作了一定的优化。 对于悬浮式加固体,由于加固体下较软土层的存在,必然会在上部荷载作用下发生固结沉降和一定程度的水平位移,严重时还会发生水平滑移失稳,因此除在设计阶段应进行专门计算,采取适当控制措施外,原型观测也是验证设计,预防建筑物出现较大变形的一项必要手段,因此规定必须进行此项观测。 8现场观测

8.0.1本条依据现场观测的重要性、土的复杂性及对港口工程技术发展的重要意义编写。 以往现场观测往往不被人们重视,或者施工中重视,使用中不重视。应该充分认识现场观测,不仅能指导施工,往往对工程成败起着决定性作用。如某工程在靠近码头的后方进行软基加固,开始甲方坚持用堆载预压法,加载后,通过观测发现堆载造成码头位移,施工单位及时向甲方提出来用该法不妥,后来甲方接受了施工单位意见,采用真空预压法加固软基,就及时制止了码头位移。又如软土上的填土工程及分级堆载预压工程和软土地基上的防波堤工程,一般是依据现场观测控制加载速率,保证工程安全的。 由于土的复杂性及变异性,地基设计中的理论、方法以及经验至今并不一定与实际完全相符。实际工程是1:1的模型试验,最具代表性,因此通过现场观测,可以发现原设计中没考虑到的或与实际不符的问题,以便及时采取措施,制止已发生的工程问题(或事故)和总结经验,上述实例就说明了这个问题。

8.0.2现场观测是设计、施工的重要组成部分,因此本条强调,编制设计文件时,应将现场具体观测项目列入,提出观测要求,这是保证现场观测的重要条件。施工单位应提前做好准备,注意从施工一开始就进行系统的、完整的观测。 从地基的角度看,对各种建筑物影响较大的主要问题有: (1)重力式码头:稳定和变形; (2)高桩码头:码头位移和沉降差;

(3)板桩码头:板桩的变形和土压力分布; (4)斜坡码头:位移和沉降;

(5)防波堤、护岸:地基和堤身稳定。

条文中表8.0.2规定的观测项目,就是根据上述情况确定的。

另外,通过加固前后十字板强度分析,可以弄清加固地基强度变化规律。

8.0.4本条强调观测应从施工开始进行。这就要求施工及观测单位在施工前作好准备,提前埋设及保护好仪器,并使仪器处于稳定状态,测出准确的初读数(如初始孔隙水压力等)以便施工一开始,就正常观测,保证观测数据准确并善始善终。 附录D岩土基本变量的概率分布及统计参数的近似确定方法

D.0.1划分地质单元体时,对较厚的土层应注意划分亚层,对较薄的土层不要漏划。 D.0.2岩土基本变量系指岩土材料性能,包括物理和力学指标。

前者包括:含水率(w)、液限(ωL)、塑限(ωp)、塑性指数(Ip)、液性指数(IL)、饱和度(Sr)、天然孔隙比(e)、重度(γ)、孔隙率(n)、相对密实度(Dr)、渗透系数(k)等。后者包括:粘聚力(c)、内摩擦角(υ)、压缩系数(a)、压缩模量(Es)、固结系数(Cv)、两介质(如土与碎石、土与砂、砂与碎石、碎石与混凝土等)之间的摩擦系数(f)等。

D.0.3各基本变量的概率分布类型是根据全国港口工程各土层的样本数据进行概率分布检验,依据大多数样本通过的概率分布确定的。通过相关分析,C、υ是相关的。

D.0.4基本变量分布参数的确定方法是按照现行国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》(GB50158)的有关规定确定的。

D.0.5抗剪强度统计方法是一个重要问题,它直接涉及地基的可靠度大小。不同的统计方法,可以得到不同的方差(或变异性),合理的统计方法才能得到反映实际的变异性和可靠度。港

口工程一直沿用τ平均法求均值,几年来通过对抗剪强度统计方法和地基可靠度的研究,发现τ平均法的均值与传统法一致。在研究求c、υ方差时,根据c、υ相关的特点,提出了简化相关法,并发现与τ平均法求得的方差一致,计算的边坡稳定与地基承载力的可靠度也与实际相符,因此条文规定统计土的抗剪强度指标宜用简化相关法(即τ平均法)。利用简化相关法求σc及σtgυ示意图见图 D.0.5,συ由σtgυ转换近似得出。

图D.0.5利用简化相关法求σc、σtgυ示意图

此外,本附录还给出了正交变换法,该法通过正交变换,可将c、tgυ两个相关的随机量变为c′、tgυ两个独立的随机量,利用c′、tgυ的统计参数(均值、标准差)可以进行可靠度计算,因此,该法计算可靠度时可以应用。本规范采用以分项系数表达的极限状态设计表达式,分项系数通过可靠度计算已经求得,所以在一般情况下不用正交变换法,而用简化相关法(即τ平均法)。

在研究中还发现一般传统法没有考虑c、υ相关的缺点,尤其是发现利用传统的线性回归理论(求回归参数的方差)不适合求随机变量c、υ的方差,从而将抗剪强度概率统计理论向前推进一步提高了人们对这一问题的认识。


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