1.0.1 为在复合地基设计、施工和质量检验中贯彻国家的技术经济政策,做到保证质量、保护环境、节约能源、安全适用、经济合理和技术先进,制定本规范。
1.0.2 本规范适用于复合地基的设计、施工及质量检验。
1.0.3 复合地基的设计、施工及质量检验,应综合分析场地工程地质和水文地质条件、上部结构和基础形式、荷载特征、施工工艺、检验方法和环境条件等影响因素,注重概念设计,遵循因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则。
1.0.4 复合地基的设计、施工及质量检验,除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
条文说明
1 总 则
1.0.1 根据在地基中设置增强体的方向不同,复合地基可分为竖向增强体复合地基和水平向增强体复合地基两大类,考虑到水平向增强体复合地基工程实践积累较少,本规范未包含水平向增强体复合地基,只包括常用的各种竖向增强体复合地基。
1.0.2 随着地基处理技术和复合地基理论的发展,近些年来,复合地基技术在我国房屋建筑(包括高层建筑)、高等级公路、铁路、堆场、机场、堤坝等土木工程建设中得到广泛应用。本规范邀请建筑、公路、铁路、市政、机场、堤坝等土木工程领域从事复合地基设计、施工的专家编写,总结了上述土木工程领域应用复合地基的经验。本规范适用于建筑、交通、铁道、水利、市政等工程中复合地基的设计、施工及质量检验。
1.0.3 岩土问题分析应详细了解场地工程地质和水文地质条件,了解土层形成年代和成因,掌握土的工程性质,运用土力学基本概念,结合工程经验,进行计算分析。由于岩土工程分析中计算条件的模糊性和信息的不完全性,单纯力学计算不能解决实际问题,需要岩土工程师在计算分析结果和工程经验类比的基础上综合判断,所以复合地基设计注重概念设计。复合地基设计应在充分了解功能要求和掌握必要资料的基础上,通过设计条件的概化,先定性分析,再定量分析,从技术方法的适宜性和有效性、施工的可操作性、质量的可控制性、环境限制和可能产生的负面影响,以及经济性等多方面进行论证,然后选择一个或几个方案,进行必要的计算和验算,通过比较分析,逐步完善设计。
2.1.1 复合地基 composite foundation
天然地基在地基处理过程中,部分土体得到增强,或被置换,或在天然地基中设置加筋体,由天然地基土体和增强体两部分组成共同承担荷载的人工地基。
2.1.2 桩体复合地基 pile composite foundation
以桩作为地基中的竖向增强体并与地基土共同承担荷载的人工地基,又称竖向增强体复合地基。根据桩体材料特性的不同,可分为散体材料桩复合地基、柔性桩复合地基和刚性桩复合地基。
2.1.3 散体材料桩复合地基 granular column composite foundation
以砂桩、砂石桩和碎石桩等散体材料桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.4 柔性桩复合地基 flexible pile composite foundation
以柔性桩作为竖向增强体的复合地基。如水泥土桩、灰土桩和石灰桩等。
2.1.5 刚性桩复合地基 rigid pile composite foundation
以摩擦型刚性桩作为竖向增强体的复合地基。如钢筋混凝土桩、素混凝土桩、预应力管桩、大直径薄壁筒桩、水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)、二灰混凝土桩和钢管桩等。
2.1.6 深层搅拌桩复合地基 deep mixing column composite foundation
以深层搅拌桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.7 高压旋喷桩复合地基 jet grouting column composite foundation
以高压旋喷桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.8 夯实水泥土桩复合地基 compacted cement-soil column composite foundation
将水泥和素土按一定比例拌和均匀,夯填到桩孔内形成具有一定强度的夯实水泥土桩,由夯实水泥土桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。
2.1.9 灰土挤密桩复合地基 compacted lime-soil column composite foundation
由填夯形成的灰土桩和被挤密的桩间土形成的复合地基。
2.1.10 石灰桩复合地基 lime column composite foundation
以生石灰为主要黏结材料形成的石灰桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.11 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。
2.1.12 置换砂石桩复合地基 replaced stone column composite foundation
采用振冲法或振动沉管法等工法在饱和黏性土地基中设置砂石桩,在成桩过程中只有置换作用,桩间土未被挤密或振密。由砂石桩和桩间土形成的复合地基。
2.1.13 强夯置换墩复合地基 dynamic-replaced stone column composite foundation
将重锤提到高处使其自由下落形成夯坑,并不断向夯坑回填碎石等坚硬粗粒料,在地基中形成密实置换墩体。由墩体和墩间土形成的复合地基。
2.1.14 混凝土桩复合地基 concrete pile composite foundation
以摩擦型混凝土桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.15 钢筋混凝土桩复合地基 reinforced-concrete pile composite foundation
以摩擦型钢筋混凝土桩作为竖向增强体的复合地基。
2.1.16 长-短桩复合地基 long and short pile composite foundation
以长桩和短桩共同作为竖向增强体的复合地基。
2.1.17 桩网复合地基 pile-reinforced earth composite foundation
在刚性桩复合地基上铺设加筋垫层形成的人工地基。
2.1.18 复合地基置换率 replacement ratio of composite foundation
复合地基中桩体的横截面积与该桩体所承担的复合地基面积的比值。
2.1.19 荷载分担比 load distribution ratio
复合地基中桩体承担的荷载与桩间土承担的荷载的比值。
2.1.20 桩土应力比 stress ratio of pile to soil
复合地基中桩体上的平均竖向应力和桩间土上的平均竖向应力的比值。
条文说明
2.1 术 语
2.1.1 复合地基是一个新概念。20世纪60年代国外开始采用碎石桩加固地基,并将加固后地基称为复合地基。改革开放后,我国引进碎石桩等许多地基处理新技术,同时引进了复合地基概念。复合地基最初是指采用碎石桩加固形成的人工地基,随着复合地基技术在我国土木工程建设中推广应用,复合地基理论得到很大的发展。随着搅拌桩加固技术在工程中的应用,发展了水泥土桩复合地基的概念。碎石桩是散体材料桩,水泥土桩是黏结材料桩。水泥土桩复合地基的应用促进了柔性桩复合地基理论发展。随着混凝土桩复合地基的应用,形成刚性桩复合地基概念,复合地基概念得到进一步的发展。如果将由碎石桩等散体材料桩形成的人工地基称为狭义复合地基,则可将包括散体材料桩、各种刚度的黏结材料桩形成的人工地基,以及各种形式的长-短桩复合地基称为广义复合地基。随着复合地基概念的发展和复合地基技术应用的扩大,发展形成了广义复合地基理论。本规范是基于广义复合地基理论编写的。
2.1.4、2.1.5 桩的刚柔是相对的,不能只由桩体模量确定。桩的刚柔主要与桩土模量比和桩的长细比有关,可按桩土相对刚度来进行分类。桩土相对刚度可按下式计算:
(1)
式中:Ep——桩体压缩模量(MPa);
Gs——桩间土剪切模量(MPa);
l——桩长(m);
r——桩体半径(m)。
有人建议当K大于1时可视为刚性桩,小于1时可视为柔性桩。在工程上刚性桩和柔性桩没有严格的界限。
2.1.17 工程设计人员应重视桩网复合地基和桩承堤的区别。在桩承堤中荷载通过拱作用和土工格栅加筋垫层作用,加筋垫层下桩间土不直接参与承担荷载,荷载全部由桩承担。桩承堤中的桩应是端承刚性桩。桩网复合地基中加筋垫层下桩间土直接参与承担荷载,荷载由桩和桩间土共同承担,桩网复合地基中的桩应是摩擦型桩。本规范将桩网复合地基和桩承堤的设计统一起来,也可应用于桩承堤设计和施工。
2.1.20 桩土应力比是均值概念。在荷载作用下,桩间土地基和桩体上的应力不可能是均匀分布的。因此,定点测量可能带来较大误差。桩土应力比的影响因素很多,如桩土模量比、置换率、荷载形式与荷载水平、作用时间,以及基础刚度等。在复合地基设计中将桩土应力比作为设计参数较难把握。