强夯置换墩设计与施工技术

ICS93.080.01R18备案号：备案号：备案号：DB15内蒙古自治区地方标准DB15/XXXXX—XXXX强夯置换墩设计与施工技术Technicalstandardfordesignandconstructionofdynamicreplacementpiers点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（征求意见稿）2010-XX-XX发布2010-XX-XX实施内蒙古自治区质量技术监督局发布DB15/TXXXX—XXXXI目次前言.................................................................................II1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语、符号..........................................................................13.1术语............................................................................13.2符号............................................................................24基本规定............................................................................35强夯置换墩设计......................................................................45.1一般规定........................................................................45.2地基承载力......................................................................55.3地基沉降........................................................................66强夯置换墩施工与监测................................................................86.1施工准备........................................................................86.2施工............................................................................86.3施工监测........................................................................97质量检查与验收.....................................................................107.1质量检查.......................................................................107.2质量验收.......................................................................10附录A（资料性附录）复合地基载荷试验要点........................................12附录B（规范性附录）本规定用词说明..............................................14附录C（资料性附录）强夯置换墩设计与施工技术条文说明............................15DB15/TXXXX—XXXXII前言强夯置换墩法又称强夯碎石墩复合地基法，是近年来根据强夯法技术建立发展的地基处理新方法。本标准是以内蒙古自治区交通科技项目《高寒湿地公路软基处治技术研究》的成果为依据，通过对国内外强夯置换墩法处理软土地基技术的总结，并结合内蒙古地区公路建设的实际情况而编制,本地方标准能更好地指导和促进强夯置换墩法处理软土地基技术在内蒙古地区的推广和应用。本标准由内蒙古自治区交通运输厅提出。主编单位：内蒙古自治区交通运输厅武汉广益工程咨询有限公司参编单位：内蒙古自治区呼伦贝尔市交通局天津大学上海朗琦土木工程有限公司同济大学安徽省交通规划设计研究院内蒙古交通设计研究院有限公司主要起草人：崔琳冯守中刘凤林辛长国侯仰慕杨彩霞闫澍旺叶为民邓卫东辛国树赵清平陈修和陈为成李静王全录张玉强王军辛强DB15/TXXXX—XXXX1强夯置换墩设计与施工技术范围本标准规定了强夯置换墩法处理公路软基的设计、施工技术方法和要求、强夯置换墩处理公路软基的施工监测和质量检验技术方法。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JTJD30-2004公路路基设计规范JTJ017-96公路软土地基路堤设计与施工技术规范JGJ79-2002建筑地基处理技术规范GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范术语、符号1.1术语1.1.1强夯置换墩法DynamiccompactionPierReplacementTechnique一种通过向强夯夯击作用形成的夯坑内，填入砂、石混合材料经夯击形成置换墩的方式，在被加固地层中形成强夯置换墩复合地基结构，以提高软土地基承载能力的技术。1.1.2单击夯击能SingleTampingEnergy表征单次夯击能量大小的参数，其数值等于锤重与落距的乘积。1.1.3有效加固深度EffectiveStrengthenedDepth使经强夯或强夯置换作用的地基土物理力学性质有明显改善，并能使地基承载力满足工程预定要求的处理深度。1.1.4夯击次数NumberofTamping在一个置换墩夯点上夯击的有效次数，它影响着地基加固效果、夯击能的利用率和施工效率。1.2符号E——单击夯击能（kN•m）；WE——单击夯击能最低值（kN•m）；1H——强夯置换墩深度（m）；DB15/TXXXX—XXXX2Pz——附加应力（kPa）；Pcz——自重应力之和（kPa）；faz——土的承载力特征值（kPa）；Pi——第i层复合土上附加应力增量(kPa)；Hi——第i层复合土层厚度(m)；Ecsi——第i层复合土的复合压缩模量(MPa)；Ecs——复合地基土的复合压缩模量(MPa)；Ep——置换墩体的压缩模量(MPa)；m——复合地基置换率；Ppf——墩体实际极限承载力(kPa)；q——墩体极限抗压强度（MPa）；fi——墩周土的极限摩擦力(kN/㎡)；Sa——墩身周长(m)；Li——按土层划分的各段墩长(m)；R——墩底土极限承载力(kPa)；Kp——被动土压力系数；Ap——墩身横断面积（㎡)；Es——墩间土体压缩模量(MPa)；m——复合地基置换率；S——沉降量(m)；DB15/TXXXX—XXXX3基本规定强夯置换墩法的设计与施工应根据具体的地形地貌、地质条件、公路等级、工期要求、施工条件、环境等因素，符合安全、有效、经济、环保的原则。1.2.1选择强夯置换墩法处理公路路基前，应明确和完成下列工作：1、搜集拟处理场地的水文、地质详细勘察资料、环境情况，场地范围内的地下管线、地下障碍物及路基设计资料等。2、确定软土地基处理的目的、处理范围和处理后要求达到的各项经济技术指标等。3、掌握了解置换材料的来源、性质。4、结合工程情况，了解当地强夯置换墩处理软土地基的经验和施工条件，以及其它地区相似场地上同类工程的强夯置换墩处理软土地基的经验和处理效果等。1.2.2强夯置换墩法适用于处理高饱和度的砂土、粉土、软塑～流塑状的粘性土或泥炭等地基工程。对处理后要求地基承载力大于350kPa的工程，应慎重使用。1.2.3强夯置换墩法施工前，应在具有代表性的场地上选取一个或几个试验区，进行试夯。根据试夯结果，调整或完善设计与施工参数。试验区数量应根据场地复杂程度、构筑物规模和类型确定。1.2.4强夯置换墩施工应精心组织，严格按设计要求施工，做好施工过程的检查和记录，出现异常情况时，应及时会同有关人员妥善会商解决，以确保工程质量。1.2.5施工过程中，应安排专门监理机构负责工程监理，施工结束后应进行工程质量检验和验收。1.2.6强夯置换墩法施工应制订相关安全保障措施，杜绝违章施工，做到安全生产，并应考虑对居民、构造物等周围环境可能带来的影响，以及减少影响的措施。DB15/TXXXX—XXXX4强夯置换墩设计1.3一般规定1.3.1强夯置换墩的深度、直径应根据上部结构对地基承载力、稳定和沉降的要求确定，应尽量穿透软土层，到达较硬土层上。当单击夯击能低于5000kN•m时，处理深度不宜超过7m。1.3.2墩位宜采用等边三角形或正方形布置。1.3.3墩间距应根据荷载大小和原状土的承载力选定，一般不宜小于2倍锤径。当满堂布置时可取夯锤直径的2～3倍。对独立基础或长条形基础可取夯锤直径的1.5～2倍。墩的计算直径可取夯锤尺度的1.1～1.2倍。当墩间净距较大时，应适当提高上部结构和基础的刚度。1.3.4强夯置换墩地基处理加固范围应大于上部结构基础范围，具体范围应根据上部结构性质或冻土深度等因素综合确定。对于一般路基，处理加固范围宜超出路堤坡脚外1/2～1/3墩长，且不小于3m；对于特殊条件下的路基，宜超出1倍墩长；若为非稳定边坡，应处理加固到最危险的滑弧范围外。1.3.5墩体材料应采用级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于300mm的颗粒含量不宜超过全重的30%，含泥(土)量不宜超过全重的5%,单击夯击能超过2000kN·m时，填筑料的粒径可适当放宽。1.3.6墩顶应铺设一层厚度不小于500mm的压实垫层并应铺设防水土工织物。压实垫层材料可与墩体相同，粒径不宜大于100mm，防水土工织物可采用两布一膜，单位面积质量不小于350g/m2；土工织物刺破强度不小于0.5KN。1.3.7强夯置换墩设计时，应预估地面抬高值，并在试夯时予以校正。1.3.8强夯置换墩法的单击夯击能应根据地基土类别和设计处置深度等因素综合确定，必要时应通过现场试夯确定。在缺乏试验资料时，可根据式（5.1.8－1）和（5.1.8－2）预估。较适宜的夯击能：)1.2(9401HE(5.1.8-1)夯击能最低值：)3.3(9401HEW(5.1.8-2)式中：1H为置换墩深度（m）。初选夯击能宜在E和WE之间选取。高于E则可能浪费，低于WE则可能达不到所需的置换深度。1.3.9夯点的夯击次数应根据土层厚度、表层情况及使用要求确定、必要时通过现场试夯确定，一般为5-10击，且应同时满足下列条件：DB15/TXXXX—XXXX5（1）达到设计墩长；（2）累计夯沉量为设计墩长的1.5～2.0倍；（3）前后两击累积沉降差满足式（5.1.9）要求；mmSSsnn100501（5.1.9）式中：⊿S为前后两击累积沉降差（mm）；1nnSS、分别为前后两击的累积沉降量（mm）；（4）最后两击的平均夯沉量不大于下列数值：当单击夯击能小于4000kN·m时为50mm；当单击夯击能为4