教育资料2022年收藏的珠海市软土分布区工程建设指引

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1、珠海市软土分布区工程建设指引主编单位:珠海市建设工程质量监督检测站参编单位:华南理工大学 二一年六月前 言本指引是根据珠海市建设工程质量监督检测站与珠海市科学技术局签订珠海市科技计划项目合同书(项目编号PA20031064)的要求,由珠海市建设工程质量监督检测站会同华南理工大学编制而成。本指引总结了珠海建市三十年来软土分布区上工程建设的成功经验和失败教训,针对软土地基利用及处理、桩基工程、基坑工程等热点问题,从工程决策、勘察、设计、施工、验收活动的重点环节、关键工序予以指引。本指引的主要内容有:总则,软土地基利用及处理,桩基工程,基坑工程,附录A珠海市地质地貌概况,附录B珠海市软土沉积成因及分

2、布规律,附录C珠海市软土物理力学指标及相关性和颗粒分析,附录D珠海市软土主要宏观工程特性,附录E珠海市水泥土抗压强度系列试验成果。由于软土地基工程涉及面广且受研究经费限制,本指引仅就珠海市软土地基突出问题开展研究;加上编制组人员水平所限,难免存在错漏。因此,有关单位在使用本指引过程中,应注意总结经验、积累资料,随时将有关意见和建议反馈给珠海市建设工程质量监督检测站(通讯地址:珠海市吉大吉石路21号,邮编:519015,E-mail:zhzjz)主编单位:珠海市建设工程质量监督检测站参编单位:华南理工大学主 编:林奕禧参 编:蔡健、黄良机、黄春晓、彭立才审查委员会主任委员:张雁审查委员:陈凡、莫

3、海鸿、杨光华、刘小敏、丘建金、张功新目 次1 总 则22 软土地基利用及处理32.1 一般原则32.2 表层填土利用42.3 预 压 法52.4 水泥土搅拌法63 桩基工程74 基坑工程9附录A 珠海市地质地貌概况13附录B 珠海市软土沉积成因及分布规律15附录C 珠海市软土物理力学指标及相关性和颗粒分析16附录D 珠海市软土主要宏观工程特性18附录E 珠海市水泥土抗压强度系列试验成果20附:条 文 说 明29651 总 则1.0.1 为了保证珠海市软土分布区工程建设质量,提高工程投资效益,特编制本指引。1.0.2 本指引适用于珠海市行政区域内软土分布区工程建设中地基基础工程的决策、勘察、设计

4、、施工和验收活动。1.0.3 软土分布区的工程建设在决策阶段应综合考虑下列问题及相互关系,根据工程实际需要择优方案:1 质量、投资和工期;2 工程建设阶段的投资、竣工后的使用成本和维护成本。1.0.4软土分布区的工程建设除应符合本指引外,尚应符合国家和地方现行规范的有关规定。2 软土地基利用及处理2.1 一般原则2.1.1 岩土工程勘察应明确提供软土的先期固结压应力pc和相应位置的有效自重土压应力po,判定软土的固结状态。2.1.2 软土分布区开发建设应符合下列原则:1 对于原始地貌软土露头,或经新近人工填土的软土分布区建设场地,应优先考虑软土地基预压处理;2 未经预压处理或预压处理不到位的欠

5、固结软土地基,应采取可靠工程措施减轻固结沉降引起的下列工程质量病害:(1)地基基础水平抗力不足;(2)采用桩基础的建筑物,连接建筑物与室外的管线被拉断;(3)其它影响使用功能、结构安全的软土地基工程质量病害。2.1.3软土分布区的道路工程,宜先规划、早填筑。在路基填筑前设置排水固结措施。堆载材料质量、分层厚度和压实度等应符合路基填筑要求。超载填筑高度应按工后沉降要求确定,一般从道路完成面起计不小于1m。随后作临时便道使用1年以上,再卸载、挖管沟、筑面层。2.1.4市政道路工程宜优先考虑设置现浇钢筋混凝土地下共同沟,各种管线宜在共同沟内敷设。2.2 表层填土利用2.2.1 利用表层填土作单层建筑

6、地基时宜采用轻型建筑结构,建筑体型应力求简单、荷载分布均匀,并应有可靠的结构措施确保地基基础与上部结构共同工作、调整因填土厚度不同和软土厚度不同引起的不均匀沉降。2.2.2对于建筑体型简单、悬挑尺寸不大的二三层建筑,利用表层填土作建筑地基时应符合下列要求:1 应对欠固结软土建设场地进行预压处理,根据室内外消除沉降量的不同要求调整排水板间距、深度和预压荷载的大小;2 当上部结构为砖混结构时宜采用不埋板式基础,当上部结构为框架结构时宜采用带肋梁的片筏基础。2.2.3 直接在表层填土上做室内地坪时应采取下列措施:1 桩基承台和基础梁的顶面至室内地坪底面的距离宜大于预估的固结沉降量;2 室内地坪应与桩

7、基承台、基础梁、内外墙完全分离,确保室内地坪能够自由沉降;3 在桩基承台和基础梁对应的室内地坪标高处应设置预制板,板下填砂,随时可淘砂调整室内地坪的平整度。2.2.4利用正常固结软土的硬壳层作建筑地基时,除应做承载力验算外,还应做变形验算,差异沉降应符合要求。2.2.5利用表层填土作建筑地基时,建筑物在施工和使用期间应委托有资质的第三方进行沉降观测,直至沉降达到稳定为止。2.3 预 压 法2.3.1预压加载方式宜根据场地条件、填料来源、预压工期等因素综合确定,且宜符合下列要求:1 对于软土地基极限承载力小于50kPa、或不排水抗剪强度小于10kPa的建设场地,宜优先考虑采用真空预压法;2 对于

8、生活区、生产区等大面积块状建设场地,宜优先考虑采用真空预压法;3 对于路基等条状建设场地,宜优先考虑采用堆载预压法;4 当软土厚度较大、或需要消除的竖向变形较大、或对工后的变形控制要求较严格时,宜优先考虑采用真空堆载联合预压法。2.3.2 对于软土露头的建设场地,应有可靠措施避免或减轻平整场地、设置排水措施时对软土的影响。2.3.3 面积大于1km2、或长度大于10km 的建设场地,宜选取有代表性的地段先做预压工程性试验。根据试验结果调整设计、指导施工。2.3.4 对于预压后需要采用桩基础的建设场地,不应采用块石堆载材料。2.3.5预压软土地基处理宜对下列项目进行监测:1地基土表面沉降;2地表

9、面坡趾外地表土的水平位移;3地基深层土的分层沉降;4地基深层土的水平位移;5地基土孔隙水压力;6真空预压和真空堆载联合预压的工程监测除进行上述项目外,还应进行膜下真空度和地下水位的监测。2.3.6 工程竣工验收时,预压产生的平均固结度、地基土各深度的原位十字板剪切指标等结果均应符合设计要求。2.4 水泥土搅拌法2.4.1 水泥土搅拌法可用于对不均匀沉降不敏感的工程以及基坑支护等临时工程的地基处理。不宜用于塑性指数Ip大于25的软土地基处理。用于正常固结土的建筑地基处理时桩端应进入相对硬层。不得用于欠固结土的建筑地基处理。2.4.2用于竖向承重的水泥土搅拌桩宜为柱状,用于止水的水泥土搅拌桩应为封

10、闭壁状,用于抵抗水平力的水泥土搅拌桩应做成格栅状或壁状。2.4.3在表层为填土、下卧层为软土的成层土地基中,应有可靠措施保证软土层的搅拌质量。2.4.4 褥垫层设置应符合下列要求:1 匀质地基均应设置褥垫层,厚度宜为200400mm。2 当水泥土搅拌桩直径在0.50.6m范围,基础底下为砂土、花岗岩残积土的填土等粗颗粒含量较高的土层且其下卧层为软土的成层土地基时,褥垫层厚度t可根据软土顶面与基础底的距离按表2.4.4取值(见图2.4.4)。表2.4.4 褥垫层厚度取值(m)334455 (mm)0200300300400400图2.4.4 软土顶面距基础底示意2.4.5 对于桩长在7.515m

11、,长径比为1530的常用水泥土搅拌桩,当按建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002的公式、力学参数和桩端天然地基土的承载力折减系数值计算单桩承载力特征值时,桩端地基土承载力特征值可取桩端地基土修正后的承载力特征值;当采用桩端地基土未经修正的承载力特征值时,系数可取1。2.4.6 按建筑地基处理技术规范JGJ 79-2002的公式计算水泥土搅拌桩复合地基承载力,当桩端位于相对硬层、复合地基褥垫层厚度为200400mm时,桩间土承载力折减系数可按下列取值:1 采用实测的单桩承载力特征值Ra和实测的桩间土承载力特征值fsk时,一般可取0.45;2 采用地质报告提供参数计算的Ra和地质报告提供的fs

12、k时,值可取0.451.0。当fsk大于或等于180kPa时可取低值,当fsk小于或等于80kPa时可取高值。2.4.7 采用喷粉工艺时应有精确的计量设备。采用喷浆工艺时应选择穿透能力较强的设备并应有减少窜浆的措施。2.4.8 用于竖向承重的水泥土搅拌桩工程在验收前,除应进行单桩竖向承载力检测和复合地基承载力检测外,还应进行钻芯检测。检测结果应符合设计要求。3 桩基工程3.0.1单桩竖向承载力验算、桩身承载力验算均应考虑负摩阻力产生下拉荷载的作用,并符合下列两式要求: (3.0.1-1) (3.0.1-2)式中:荷载效应标准组合作用下基桩桩顶竖向力;负摩阻力产生的下拉荷载;单桩竖向承载力特征值

13、; 荷载效应基本组合作用下的设计值与荷载效应标准组合作用下的标准值两者的比值;荷载效应基本组合作用下结构构件的抗力。3.0.2 当需要采用桩基础且地质情况适合PHC管桩时,宜优先选择PHC管桩。采用PHC管桩宜符合下列要求:1 优先考虑锤击法沉桩,贯入度控制在每阵4080mm范围,桩长大于或等于50m时可取大值,桩长小于或等于30m时可取小值;2 以强风化花岗岩等硬层作持力层;3 当桩长大于30m或长径比大于50时,桩基沉降计算应计入桩身压缩变形;4 对于带地下室的工程,宜先挖土、后打桩,桩尖选择开口型;5 监测桩顶标高,当发现桩顶上浮时应及时作处理;6 监测打桩应力。3.0.3 钻、冲、挖孔

14、和旋挖灌注桩宜采用桩端后压浆技术。高层建筑和桥梁工程的大直径(d800mm)灌注桩应每根桩预埋声测管,采用声波透射法检测桩身完整性。3.0.4 对于采用灌注桩且有地下室的工程,桩顶施工标高宜高出设计标高1.01.2m,声测管顶部应做好密封处理。3.0.5 基桩检测不合格时应按下列要求处理,不应盲目采用“不合格桩数加倍扩大检测”的方法:1 承载力检测不合格时应分析原因并有针对性地扩大检测;2 完整性检测不合格时应按下列要求处理:(1)通过原因分析能确认不合格桩所代表的范围时,应对该范围内的基桩全数检测;(2)通过原因分析不能确认不合格桩所代表的范围时,应对该批工程桩全数检测;(3)对于桩身质量缺

15、陷所处位置较深、采用低应变法不能检测缺陷时,可采用高应变法作完整性检测。3.0.6 未作预压处理的欠固结软土地基的桩基础工程,在设计阶段宜有单桩水平承载力的试验资料。施工图设计文件中应注明单桩水平承载力特征值的要求。桩基工程施工完毕除应进行桩身完整性和竖向承载力检测外,还应进行单桩水平承载力检测,结果应符合设计要求。4 基坑工程4.0.1重力式挡墙的土压力分布应按广东省标准建筑基坑支护工程技术规程DBJ/T 15-20-97(以下简称省标)附录A的规定确定,简图如图4.0.1所示:(a)土压力分布 (b)地质剖面图4.0.1 土压力计算简图示意4.0.2对变形要求严格的基坑工程,土压力荷载宜在

16、主动土压力和静止土压力之间取值,优先考虑钢筋混凝土内支撑等能够有效控制变形的支护结构型式。4.0.3按省标设计的基坑支护结构工程,在抗隆起、抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性和整体稳定性验算时,安全系数应增大0.2。软土地基应重视地基承载力验算。4.0.4 重力式挡墙支护结构抗滑移稳定性验算宜采用下式:1.4 (4.0.4)式中: Ea、Ep每米长度的主动土压力、被动土压力,kN/m;B、h 挡墙宽度、高度,m;c、挡墙底地基土不固结不排水抗剪强度指标; 挡墙重度,kN/m3; 结构重要性系数,按省标取值。4.0.5 支护结构设计应充分利用结构整体性,在坑内、坑底采取结构措施传递、平衡部分主动土压力。

17、对于水泥土搅拌桩重力式挡墙支护结构,宜采取下列结构措施:1 当基坑长度较大而宽度不大时,宜在坑底设置内撑墙,如图4.0.5-1所示;2 当基坑长度和宽度均较大时,宜在坑底设置墙趾,墙趾的长度a、宽度b 按传力要求确定,墙趾间的净距不宜大于2倍墙宽(2b),如图4.0.5-2所示。图4.0.5-1 支护结构设置内撑墙平面示意图(单位mm)图4.0.5-2 基坑挡墙设置墙趾示意(2b)4.0.6 预应力锚杆张拉锁定施工宜符合下列要求:1 施工张拉荷载宜为设计轴向拉力的1.051.1倍,并应在张拉稳定510min后,退至锁定荷载锁定;2 施工前宜选取有代表性的预应力锚杆进行张拉锁定工艺试验,并采用测

18、力计进行同步测试,确保锁定结果符合设计锁定值的要求。4.0.7基坑开挖工程应符合下列要求:1 应根据运土车辆荷载验算出土通道的地基承载力和稳定性,不符合要求时应对出土通道进行加固处理;2 应有可靠的管理措施严格控制运土车辆在出土通道内行驶;3 选择的挖土机械在挖土时产生的最大压应力不应大于1.2倍地基承载力特征值;4 监测桩顶水平位移,根据监测结果及时调整运土车辆和挖土机械的大小,必要时应采用人工开挖。4.0.8 对于先挖土、后施工PHC管桩的工程,基坑开挖深度从基底设计标高起计应增加:1 运送PHC管桩的车辆行驶和PHC管桩沉桩,检测PHC管桩和开挖承台二次出土等需要的换填层厚度;2 沉桩引

19、起的隆起高度。4.0.9 支护结构设计对临空面高度的确定应考虑4.0.8的要求。附录A 珠海市地质地貌概况珠海市地处广东省中部沿海、珠江三角洲南部前缘,地质构造上属新华夏系第二隆起带中次级紫金博罗断裂带和莲花山断裂带的西南段,并被NW向的西江断裂分割成梯形断块,而SE和WN两侧分别与珠江口大型新生代沉积盆地和陆地上珠江三角洲盆地相邻。珠海市层状地貌特征明显,除山地、丘陵及台地外以平原区为主。平原区主要分布在磨刀门水道、泥湾门水道、鸡啼门水道及虎跳门水道等大河道两侧,以及沿海海湾淤积、海岛周边淤积和人工围垦而成的平原区,其沉积物以淤泥为主。平原区占陆地面积50%以上,原始标高为黄海高程02m。平

20、原区原始地貌高程较低,城市建设考虑海潮侵袭和排水问题,需填土高度约35m。附录B 珠海市软土沉积成因及分布规律珠海市软土按沉积成因可分为三类:滨海相软土、三角洲相软土和内陆相软土,滨海相软土主要分布于滨海平原海湾地段和海岛周边,为近代海退所形成的浅海堆积,分布范围广,厚度大,为珠海市最主要的软土层;三角洲相软土主要分布在磨刀门、泥湾门、鸡啼门和虎跳门等河道两侧的平原地段;内陆相软土主要分布于山(台)前洼地或河谷地段。软土主要见于全新统灯笼沙组地层中,局部见于全新统横栏组地层中,多裸露于地表或伏于填土之下,呈单层或多层结构,以灰黑色淤泥、淤泥质土为主,间夹薄层粘土或砂土、淤泥质砂,厚度一般在84

21、0m之间,最大厚度大于67.4m(目前已掌握的数据),具有近山薄、近海厚的规律,分布范围和厚度以珠海西区(珠海大桥以西,包括三灶、红旗、小林、平沙、南水、高栏)和横琴的滨海相软土最为突出。根据工程建设所揭示的地层情况,珠海市软土分布大致可划分为5个区:(1)金湾区,包括三灶镇、红旗镇、平沙镇及高栏港区等区域,软土分布面积广,层位稳定,厚度2040m,已揭露的最大厚度为67.4m,淤泥为主;(2)珠海保税区一带,分布面积较大,层位稳定,厚度1530m,靠近磨刀门水道侧局部超过40m,淤泥为主;(3)南屏科技园一带,软土广泛分布,层位稳定,厚度一般为1020m,近前山河侧软土层较薄,近磨刀门侧软土

22、层较厚,最大厚度超过30m,淤泥为主;(4)横琴岛一带,软土分布面积较广,层位稳定,厚度一般为2050m,以淤泥为主;(5)香洲区近海岸一带,软土零星分布,分布面积小,层位不稳定,厚度一般为615m,埋藏于硬壳层下,以淤泥及淤泥质土为主。附录C 珠海市软土物理力学指标及相关性和颗粒分析根据珠海市建设工程质量监督检测站收集的珠海市75个工程项目,1397个软土样本的试验资料,珠海市软土物理力学指标及相关性见表C-1和表C-2。软土的颗粒分析见图C-1和表C-3。表C-1 珠海市软土物理力学性质指标统计土样参数样本容量n分布区间平均值标准差变异系数/%137943.513261.5810.430.

23、17/kN.m-3137913.418.216.160.670.04Gs13792.522.822.710.020.01e13791.124.192.320.290.17Sr/%13789010098.073.110.03L1345437950.196.570.13P1345163828.474.330.15IP1345184226.713.210.15IL13451.23.141.940.420.27a1-2/MPa-19821.564.682.590.580.28压缩指数Cc350.551.220.810.180.31Es/MPa9781.273.161.790.520.29快剪()592

24、08.93.421.920.79快剪c(kPa)5921.89.23.621.510.76固结快剪q()296017.17.102.230.82固结快剪cq(kPa)296013.58.031.390.62有机质含量/%7300.329.112.640.900.34灵敏度St931.1312.06.581.600.45无侧限抗压强度qu(kPa)1012.3931.313.608.180.60先期固结压力pc(kPa)4239.6162.073.7730.380.41kv/10-7cm.s-1900.818.572.782.60.69kh/10-7cm.s-1900.525.632.291.9

25、0.73Cvv/ 10-4cm2.s-1352.257.864.362.30.63Cvh/ 10-4cm2.s-1352.777.424.582.20.57注:固结系数Cv取值压力为100kPa,渗透系数k取值压力为100kPa。表C-2 各物理性质指标间的相关性参数回归方程相关系数R样本数量e0e00.02710.96541379e01/(-1)e0-0.5252+1.3683/(-1)0.906513791/(-1)-14.2145+46.1668/(-1)0.83701379Cce0Cc0.484e0-0.2600.921835CcCc0.0126-0.24290.895735CcCc-

26、0.1992+3.777-0.869335由表C-2可见:e0与、e0与1/(-1)、Cc与e0具有良好的正相关性,与1/(-1)、Cc与有正相关性, Cc与有负相关性。图C-1 珠海市软土的颗粒分配曲线(土样取自珠海保税区)表C-3 珠海市软土的颗粒组成 粒 径 组(mm) 取土深度(m)0.25-0.0750.074-0.0050.0055.50-6.00m2.5%82.5%15.0%12.50-13.00m5.0%64.0%31.0%18.50-19.00m7.3%40.1%52.6%28.50-29.00m4.5%54.5%41.0%38.00-38.50m6.5%58.5%35.0%

27、附录D 珠海市软土主要宏观工程特性珠海市软土具有如下的工程特性:1 含水量高:天然含水量范围值为43.5%132%,平均值为61.58%。2 压缩性高:孔隙比范围值为1.124.19,平均值为2.32。压缩系数范围值为1.564.86MPa-1,平均值为2.59MPa-1,属高压缩性土。3 承载力低:无侧限抗压强度范围值为2.3931.3kPa,平均值为13.60kPa,未经修正的地基承载力特征值一般为3050kPa(硬壳层下的软土承载力稍高)。4 渗透系数小:kv范围值为0.818.5710-7cms-1,平均值为2.7810-7cms-1。kh范围值为0.525.6310-7cms-1,平

28、均值为2.2910-7cms-1。5 结构性:灵敏度范围值为1.1312.0,平均值为6.58,属灵敏性土,具有很强的结构性,一旦受到扰动,其强度将迅速降低。6 流变性:软土地基重力式基坑支护结构在水平荷载稳定情况下发生明显的水平位移。7欠固结特性:统计室内试验结果,淤泥层先期固结压应力pc的平均值为73.77kPa,而软土平均厚度超过1020m,上覆填土厚度35m,软土层的自重压应力一般超过100kPa,因此,绝大多数软土层表现为欠固结特性。本课题研究中在珠海市保税区软土地基19.520.0m深度处取一土样,测得的先期固结压应力pc为104kPa,计算得出的有效自重土压应力为152kPa,p

29、c比po等于0.68,欠固结特性十分突出。附录E 珠海市水泥土抗压强度系列试验成果为了了解珠海市不同土质、不同水泥掺入比和不同龄期的水泥土的抗压强度情况,为工程设计施工提供参考数据,在保税区内取淤泥、吹填砂,在金鼎工业园取花岗岩残积土、粗砂,进行了常规(不掺外加剂、下同)试验和掺入外加剂的试验,试验的基本情况和试验结果分析如下:表E-1 试验用的水泥强度检验结果表水泥品种普通硅酸盐早强水泥厂 牌斗门上横镇上羊水泥厂上羊牌水泥品种32.5R生产日期2003.1.17试验项目抗折强度(MPa)抗压强度(MPa)龄 期3d28d3d28d3.155.9215.033.7结 论符合普通硅酸盐早强水泥3

30、2.5R强度等级标准检验依据GB/T 17671-1999试验用的水泥浆水灰比为0.55,早强剂采用三乙醇胺和氯化钠。表E-2 试验用的淤泥土主要参数表成因含水量(%)湿密度(g/cm3)干密度(g/cm3)压缩模量(MPa)塑性指数液性指数有机质含量(%)滨海相沉积62.988.776.11.481.591.530.790.980.880.570.870.6721.426.924.01.792.492.051.891.231.04试验依据土工试验方法标准GB/T 50123-1999岩土工程勘察规范GB 50021-2001表E-3 试验用的花岗岩残积土土工试验主要结果表土样编号稠度指标抗剪

31、强度土 粒 组 成(mm)(%)按塑性指数定名称液限塑限塑性指数液性指数方法粘聚力c内摩擦角卵或碎石圆或角砾粗砂中砂细砂极细粘粒2020220.50.50.250.250.0750.0750.0050.005%kPa()ZK136.721.515.20.14快剪24.024.30021.522.65.14.646.2粉质粘土ZK236.222.214.00.10快剪23.024.10024.621.05.63.145.6粉质粘土ZK335.122.612.50.17快剪25.023.60022.121.05.14.647.2粉质粘土ZK435.823.212.60.19快剪24.023.100

32、24.619.55.13.647.2粉质粘土ZK536.922.714.20.18快剪25.023.20022.621.05.13.647.7粉质粘土试验依据土工试验方法标准GB/T 50123-1999 岩土工程勘察规范GB 50021-2001注:以下将该批花岗岩残积土称为粉质粘土。表E-4 试验用的吹填砂颗粒组成试验结果表土样编号土 粒 组 成(mm)(%)按颗粒级配定名称卵或碎石圆或角砾粗砂中砂细砂极细粘粒界限粒径中间粒径有效粒径不均匀系数曲率系数2020220.50.50.250.250.0750.0750.0050.005d 60d 30d 10CuCcZK605.610.345.

33、629.78.70.310.200.083.761.61中砂ZK706.77.243.628.713.90.310.18中砂ZK804.68.752.823.610.30.300.220.083.912.25中砂ZK905.16.755.425.17.70.300.220.093.501.94中砂ZK1005.18.246.729.710.30.290.200.074.051.87中砂试验依据土工试验方法标准GB/T 50123-1999 岩土工程勘察规范GB 50021-2001表E-5 试验用的吹填砂颗粒筛分试验结果表样品名称砂土(吹填砂)试验项目颗粒级配试验筛孔(mm)筛余(g)筛余百分

34、率(%)累计筛余百分率(%)12121210.000000005.0010.16.32.01.3212.5012.818.52.63.7551.258.910.51.82.1670.63018.019.13.63.810110.31537.842.27.68.418190.160290.7302.958.160.67680筛 底120.6100.124.120.2细度模数1.07结 论属特细砂试验依据建筑用砂GB/T 14684-2001表E-6 试验用的吹填砂含泥量试验结果表试验项目含 泥 量 试 验序 号洗前质量(g)洗后质量(g)含泥量(%)1400379.65.12400380.64.

35、9含泥量平均值(%)5.0试验依据建筑用砂GB/T 14684-2001注:该批吹填砂根据GB 50021-2001定名为中砂,根据GB/T 14684-2001定名为特细砂,以下称为特细砂。表E-7 试验用的粗砂颗粒筛分试验结果表样品名称砂土试验项目颗粒级配试验筛孔(mm)筛余(g)筛余百分率(%)累计筛余百分率(%)12121210.00000005.038.035.07.67.0872.50138.5164.027.232.835401.25130.9133.026.226.661660.630133.45114.826.723.088890.31524.217.24.83.493930

36、.16029.226.45.85.39998筛 底5.88.91.21.8细度模数3.6结 论属粗砂试验依据建筑用砂GB/T 14684-2001表E-8 各龄期的淤泥水泥土试块抗压强度汇总表单位:MPa龄期(d)掺入比142860901209%常规(未加早强剂,下同)0.370.440.540.680.7312%常 规0.510.580.771.011.04加1%的氯化钠0.620.720.881.05/加0.05%的三乙醇胺0.70.791.131.25/15%常 规0.580.750.931.341.52加1%的氯化钠0.750.941.241.49/加0.05%的三乙醇胺0.811.1

37、61.431.55/18%常 规0.690.921.201.471.62加1%的氯化钠0.861.091.331.43/加0.05%的三乙醇胺0.921.391.621.79/21%常 规0.781.161.451.712.29加1%的氯化钠1.151.461.942.03/加0.05%的三乙醇胺1.531.942.563.04/表E-9 各龄期的粉质粘土和砂土水泥土试块抗压强度汇总表 单位:MPa土名龄期(d)掺入比14286090150粉质粘土(花岗岩残积土)9%1.221.722.682.843.2012%1.702.643.253.513.7015%2.413.485.085.276.

38、2418%3.034.465.566.196.84含泥量5%的特细砂9%0.951.252.002.212.4312%1.151.692.292.692.9715%1.491.912.542.733.2018%1.702.653.684.084.60含泥量5%的粗砂9%2.273.364.845.34/12%2.955.947.347.80/15%6.648.369.6510.17/含泥量的10%的粗砂9%2.012.323.523.94/12%2.654.014.906.34/15%4.25.767.078.05/图E-1 不同掺入比的淤泥水泥土抗压强度fcud与龄期d的关系图E-2 不同掺

39、入比的粉质粘土水泥土抗压强度fcud与龄期d的关系图E-3 不同掺入比的含泥量5%的特细砂水泥土抗压强度fcud与龄期d的关系图E-4 不同掺入比的含泥量5%的粗砂水泥土抗压强度fcud与龄期d的关系图E-5 不同掺入比的含泥量10%的粗砂水泥土抗压强度fcud与龄期d的关系图E-6 不同龄期的淤泥水泥土抗压强度fcud与掺入比aw的关系图E-7 不同龄期的粉质粘土水泥土抗压强度fcud与掺入比aw的关系图E-8不同龄期的含泥量5%的特细砂水泥土抗压强度fcud与掺入比aw的关系图E-9 不同龄期的含泥量5%的粗砂水泥土抗压强度fcud与掺入比aw的关系图E-10 不同龄期的含泥量10%的粗砂

40、水泥土抗压强度fcud与掺入比aw的关系从上述图表数据可以看出:1 当土质和龄期相同时,水泥土试块抗压强度fcud与水泥掺入比大致呈线性关系。2 土质对水泥土试块抗压强度的影响极其显著。水泥掺入比为9%的粉质粘土的水泥土试块90d龄期抗压强度为2.84MPa,而水泥掺入比为21%的淤泥水泥土试块90d龄期的抗压强度只有1.71MPa。3 试验用的水泥土试块14d、28d、60d龄期与90d龄期的抗压强度(fcu14、fcu28、fcu60、fcu90)关系为:淤泥:fcu14=(0.430.54)fcu90fcu28=(0.560.68)fcu90 fcu60=(0.690.85)fcu90粉

41、质粘土:fcu14=(0.430.49)fcu90fcu28=(0.610.75)fcu90fcu60=(0.900.96)fcu90含泥量为5%的特细砂土:fcu14=(0.420.55)fcu90fcu28=(0.570.70)fcu90fcu60=(0.900.93)fcu90含泥量为5%的粗砂土:fcu14=(0.430.65)fcu90fcu28=(0.630.77)fcu90fcu60=(0.910.95)fcu90含泥量为10%的粗砂土:fcu14=(0.410.52)fcu90fcu28=(0.590.72)fcu90 fcu60=(0.770.89)fcu90上述各式中的fc

42、u14、fcu28、fcu60与fcu90的关系系数,同其他文献相比存在一定偏差,且波动范围相对较小,估计与本文采用不同土质进行分类比较的方法有关。4 淤泥水泥土掺入氯化钠和三乙醇胺后,强度提高系数见表E-10。表E-10 掺入氯化钠和三乙醇胺的淤泥水泥土试块比常规试强度提高百分率表早 强 剂14d(%)28d(%)60d(%)90d(%)加氯化钠1%224731182623113423-3198加三乙醇胺0.05%379654366752357753167835从表E-10看出:加入0.05%的三乙醇胺的水泥土抗压强度增强值已超常规。主要原因有:珠海市滨海沉积相淤泥均含有一定量的Cl-1离子

43、和SO4-2离子。有文献认为:使用三乙醇胺硫酸钠复合早强剂对混凝土早期和后期强度都有明显增加,早强效果往往大于单独使用三乙醇胺和硫酸钠增强效果的算术叠加;使用三乙醇胺氯化钠复合早强剂对混凝土早期强度的增强效果,超过单独使用三乙醇胺和氯化钠的增强效果的算术叠加。条 文 说 明前 言 珠海建市以来,工程建设活动一直快速增长,软土分布区上的建设活动也频繁进行。但是,由于工程建设者对珠海市软土地基的工程特性认识不足,出现了不少重大事故:祖国广场基坑坍塌,数十幢房屋(或建筑物)倾斜,珠海大道的沉降量和不均匀沉降量均过大,珠海大道上八座桥梁使用不足十年就成为危桥等,既影响投资效益,又产生不良的社会影响,建

44、设行政主管部门领导对此很重视。珠海市建设工程质量监督检测站于1999年和2000年先后推出两册珠海市建筑工程通病治理措施,对治理当时建筑工程质量通病收到明显成效。时任珠海市建设局副局长的许秋萍高级工程师要求珠海市建设工程质量监督检测站开展珠海市软土地基研究,编制出一套类似珠海市建筑工程质量通病防治措施的技术文件来规范珠海市软土地基工程勘察、设计、施工和验收活动,有效地治理软土地基工程质量病害。为此,珠海市建设工程质量监督检测站联合有关单位向珠海市科学技术局申请立项,开展了珠海地区软土对建设工程的影响及对策(编号PA200310064)的研究。课题组收集了75项工程勘察资料、1397组试验数据,

45、补充了室外勘察后进行统计分析。收集、分析了超过60个典型工程实例。开展了珠海市软土宏观工程特性调查及微观特性试验研究、水泥土搅拌桩加固软土地基承载性能和水泥土抗压强度研究、深厚软土地基中超长PHC管桩承载性能研究,并对研究成果开展了工程应用实践。根据上述研究成果编制了珠海市软土分布区工程建设指引。 由于软土地基涉及面广,工程问题极其复杂,本指引只对软土地基上工程建设中的地基基础工程在决策、勘察、设计、施工和验收活动中有当地特殊性问题予以指引,未述及的均应执行现行国家和地方有关规范规定。编制珠海市软土分布区工程建设指引的基础工作、珠海地区软土对建设工程的影响及对策课题在研究过程中,得到有关领导、

46、专家、同行的大力支持。先后为本课题研究献过策、出过力、提供过有关资料的领导、专家、同行有:原珠海市建设局许秋萍副局长,住房和城乡规划建设局毛建华副科长、杨继明高工,华南理工大学莫海鸿教授,广州大学林本海教授,广东省建筑科学研究院徐天平院长,广东省水利水电科学研究院杨光华院长,广州市泰基工程技术有限公司倪光乐董事长,广东省珠海工程勘察院艾康洪总工,中国有色金属长沙勘察院珠海分院叶水先院长和阳发清总工,武汉地质工程勘察院珠海分院冯诚院长,陕西省工程勘察研究院珠海分院黄全明院长,中冶集团武汉勘察研究院珠海分院刘道玉院长,广东有色工程勘察设计院珠海分院彭成亿院长,广东工程勘察院赖建斌工程师,珠海市建筑

47、设计院钟军高级工程师,珠海市新砼技建筑工程有限公司段克亚董事长,珠海市建设工程质量监督检测站的曾献基、陈灏沆、童若冰、徐丁良、李浩、朱国中、任宏、张楚勇高级工程师,陈土胜、李利荣、邝春光、朱强、李红斌、毛浓博、钟雄创、庞瑞茂工程师和金湾区建设工程质量监督检测站黄福林副站长等,本指引编制组代表课题组在此表示衷心感谢。1 总 则1.0.3 事故调查结果表明:不少软土地基工程质量事故的原因可追溯至决策阶段。因此,本指引要求决策阶段应综合考虑下列两个问题及相互关系,根据工程实际需要择优方案:1 质量、投资和工期三者关系:在保证质量等正常前提下,软土地基处理工程适当延长工期可节省投资;工期不足就需要增加

48、投资。如果工期和投资均不足,质量就难以保证。2 建筑物和市政基础设施全寿命质量安全周期的投资包括建设阶段的投资,竣工后的使用成本和维护成本。建设阶段的投资足够、工程措施到位可节省竣工后使用成本和维护成本。反之,建设阶段投资不足、工程措施不到位,竣工后的使用成本和维护成本就必然较高。1.0.4 本指引定位为国家和地方现行规范的补充。不求全面,但力求地方特色鲜明,能够有效地治理珠海市当前软土分布区突出的工程质量病害。因此,要求软土分布区的工程建设除应符合本指引外,尚应符合国家和地区现行规范的有关规定。2 软土地基利用及处理2.1一般原则2.1.1珠海市的软土可分为两类:一类是已完成或基本完成自重固

49、结,如香洲凤凰路两侧砂层下的淤泥质土,这类软土分布区的建设场地已很少。另一类是未完成自重固结,特点是原始地貌软土露头,或经新近人工填土覆盖,广泛分布于金湾、横琴等地,是我市新一轮城市建设的主要用地。岩土工程勘察工作中查明软土先期固结压应力pc和相应位置的有效自重土压力po,判定软土的固结状态(超固结、正常固结、欠固结),根据pc/po比值还可判定软土的固结程度,岩土工程勘察提供这些基础数据对工程决策的指导意义重大。编制组曾在珠海保税区内19.520.0m深度取淤泥样本进行试验,测得先期固结压应力pc为104kPa,计算得出有效自重土压应力po为152kPa,pc/po等于0.68,珠海市软土的

50、欠固结特性十分突出。2.1.2需要说明的有:1 原始地貌软土露头,或经新近人工填土覆盖的软土均属欠固结软土。不作预压处理时软土质量病害很严重,如图2.1.2.1-1图2.1.2.1-5所示。而经过预压处理的软土地基工程的质量病害则得到有效控制,如图2.1.2.1-6图2.1.2.1-9所示。工程实践证明:对于带一层地下室的建筑工程,若预压处理后基坑能够放坡开挖,预压处理软土地基的费用将低于一层地下室设置基坑支护结构的费用;经预压处理的路基也可减少管沟开挖设置支护结构的费用。从建筑物和市政基础设施全寿命质量安全周期投资的角度以及珠海市当前建设规模来测算:若能够对珠海市的软土地基先做预压处理再进行

51、工程建设,每年节省的费用将超过10亿元人民币。图2.1.2.1-1固结沉降造成室外散水、步级断裂图2.1.2.1-2固结沉降造成建筑物进出首层的步级增加10级 图2.1.2.1-3固结沉降造成住宅小区室外设施破坏 图2.1.2.1-4固结沉降造成首层阳台与地面脱空,用户将其围起形成“地下室”图2.1.2.1-5固结沉降引起珠海大道不均匀沉降实况图2.1.2.1-6 已做软土地基预压处理的平沙海洋温泉实况图2.1.2.1-7 已做软土地基预压处理的平沙海洋温泉凯旋者士多店图2.1.2.1-8 已做软土地基预压处理的平沙海泉湾幸运餐厅图2.1.2.1-9 已做软土地基预压处理的平沙温泉路实况2有些

52、欠固结软土分布区的建设场地周边既有建筑物或市政基础设施在软土地基预压处理的影响范围内,无条件进行预压处理;有些建设场地的欠固结软土厚度3070m,受现有技术条件限制,即使做了预压处理,其工后固结沉降量仍然较大。因此,对这些未经预压处理或预压处理不到位的欠固结软土地基,应采取可靠工程措施减轻固结沉降引起的下列工程质量病害:(1)固结沉降引起基础埋深减少、地基基础水平抗力不足,如图2.1.2.2-1所示,是珠海市欠固结软土地基工程质量最严重的病害。原设计的地基基础工况如图2.1.2.2-2所示;埋进土里的承台、基础梁和砌体等结构构件与土相接触,作用在上部结构的水平荷载(风载、地震作用)传至地面时由

53、桩基础和埋进土里的结构构件共同承担。当固结沉降达到图2.1.2.2-1所示的程度时,作用在上部结构的水平荷载则由桩基础单独承担,如图2.1.2.2-3所示。假定进入土体的承台、基础梁和砌体推土面积平均至每一基桩为3m2(长2.5m、高1.2m),等效内摩擦角为35,为18.5kN/m3。则平均至每一基桩的推土面积所提供的被动土压力为(忽略土与基础构件的摩阻力):= 123(kN)编制组曾在保税区内做试验,地质条件为吹填砂2.8m,淤泥层厚37.9m,3根直径400mmAB型预应力管桩的水平向极限承载力分别为96、120、136kN,平均值为117.3kN。即每一基桩的水平极限承载力与基础结构构

54、件推土产生的被动土压力相近。基桩露出地面后,不仅地基基础的水平抗力减少约一半,而且还对基桩产生P-效应。对于图2.1.2.2-3所示工况,理论上可采用高桩承台进行验算。需要注意的是:我国建筑抗震设计规范GB 50011-2001的抗震设防原则是小震不坏,中震可修,大震不倒。以珠海市抗震设防为例,在小震(-=,目前结构计算的地震作用)作用下结构处于弹性状态,基本不需维修;通过采取结构构造措施保证中震()地震作用下建筑物处于弹塑性状态,经修复可正常使用;通过对薄弱层的变形验算并采取相应措施,保证在大震(+=)作用下结构不至于倒塌。大震和小震相差,地震作用相差6.2倍(GB 50011-2001中5

55、.1.4给出罕遇地震影响系数最大值为0.5,多遇地震影响系数最大值为0.08,两者之比为6.25)。珠海市抗震设防的小震产生水平作用占建筑物自重约为2.5%4%,对应大震产生的水平作用占建筑物自重约为15%25%,超高层结构近低值,多层砖混结构近高值;大震产生的水平作用对于天然地基、正常固结土中的桩基础很容易解决,但对于图2.1.2.2-1所示的欠固结土中桩基础就难以平衡。编制组所试验的三根预应力管桩的水平极限承载力与珠海市常用单桩竖向极限承载力2500kN之比分别为3.8%、4.8%、5.4%(与试验最大竖向荷载5200kN之比分别为1.8%、2.3%、2.6%,与推算的该地基单桩竖向极限承载力6000kN之比分别为1.6%、2.0%、2.3%),仅基本满足小震要求。在图2.1.2.2-1所示工况中,基桩水平承载力成为决定基桩数量的主要因素,基桩水平承载力太低限制竖向承载力的发挥。因此,在工程建设

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