1.0.1 本标准规定了风电场风电机组塔架地基基础设计的基本原则和方法,涉及地基基础的工程地质条件、环境条件、荷载、结构设计、地基处理、检验与监测等内容。
1.0.2 本标准适用于新建的陆上风电场风电机组塔架的地基基础设计。工程竣工验收和已建工程的改(扩建)、安全定检,应参照本标准执行。
1.0.3 风电场风电机组塔架的地基基础设计除应符合本标准外,对于湿陷性土、多年冻土、膨胀土和处于侵蚀环境、受温度影响的地基等,尚应符合国家现行有关标准的要求。
2 规范性引用文件
下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用标准,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的最新版本。凡是不注日期的引用标准,其最新版本适用于本标准。
GB 18306 中国地震动参数区划图 GB 风力发电机组 安全要求 GB 50007 建筑地基基础设计规范 GB 50009 建筑结构荷载设计规范 GB 50010 混凝土结构设计规范 GB 50011 建筑抗震设计规范 GB 50021 岩土工程勘察规范
GB 50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB 50153 工程结构可靠度设计统一标准 GB 60223 建筑工程抗震设防分类标准 GB 50287 水力发电工程地质勘察规范 GBJ 146 粉煤灰混凝土应用技术规范
FD 002—2007 风电场工程等级划分及设计安全标准 DL/T 5082 水工建筑物抗冰冻设计规范 JB/T10300 风力发电机组 设计要求 JGJ 24 民用建筑热工设计规程 JGJ 94 建筑桩基技术规范
JGJ 106 建筑基桩检测技术规范
JTJ 275 海港工程混凝土防腐蚀技术规范
3 总 则
3.0.1 为统一风电场风电机组塔架地基基础设计的内容和深度,特制定本标准。
3.0.2 风电机组地基基础设计应贯彻国家技术经济,坚持因地制宜、保护环境和节约资源的原则,充分考虑结构的受力特点,做到安
全适用、经济合理、技术先进。
3.0.3 本标准的地基基础设计采用极限状态设计方法,荷载和有关分项系数的取值应符合相关规定,以保证在规定的外部条件、设计工况和荷载条件下,使风电机组地基基础在设计使用年限50年内安全、正常工作。
4 术 语
4.0.1 风电场wind power station
由一批风力发电机组或风力发电机组群组成的电站。通常称为风电场。
4.0.2 风力发电机组wind turbine generator system(WTGS) 将风的动能转换为电能的系统。 4.0.3 地基subgrade
支承基础的土体或岩体。 4.0.4 基础foundation
将上部结构的各种荷载传承到地基上的结构物。 4.0.5 基本组合fundamental combination
承载能力极限状态计算时,永久作用和可变作用的组合。 4.0.6 偶然组合accidental combination
承载能力极限状态计算时,永久作用、可变作用和一个偶然作用的组合。
4.0.7 标准组合characteristic/nominal combination 正常使用极限状态计算时,采用标准值荷载的组合。 4.0.8 参考风速reference wind speed
用于确定WTGS级别的基本极端风速参数。与气候相关的其他设计参数均可由参考风速和其他基本等级参数计算得到。 4.0.9极端风速extreme wind speed
Ts内的平均最高风速,它可能是N年一遇(重现周期N年)。 GB 采用的重现周期N=50年和N=1年,采用的时限T=3s。 4.0.10设计载荷状态design load case(DLC)
各种可能的设计状态与引起构件载荷的外部条件的组合。 4.0.11荷载修正安全系数modified safety factor of load
考虑风电机组塔架基础所受上部结构的荷载不确定性和荷载模型偏差等因素而采用的修正安全系数k0,其值为。
4.0.12 地基承载力特征值characteristic value of subgrade bearing capamty
荷载试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压力值,其最大值为比例界限值。
4.0.13 单桩竖向极限承载力标准值uhimate vertical bearing capacity of single pile
单桩在竖向荷载作用下到达破坏状态前或出现不适于继续承载的变形时所对应的最大荷载。它取决于土对桩的支承阻力和桩身承载力。 4.0.14 单桩竖向承载力特征值characteristic value of the vertical bearing capacity of a single pile
单桩竖向极限承载力标准值除以安全系数后的承载力值。 4.0.15 地基变形允许值allowable subsoil deformation
为保证建筑物正常使用而确定的变形控制值。 4.0.16标准冻深 standard frost penetration 在地面平坦、裸露、城市之外的空旷场地中不少于10年的实测最大冻深的平均值。
4.0.17 基础环foundation stub of tubular tower 用于塔筒与塔筒基础连接的预埋连接件。 4.0.18 轮毂高度hub height
风力发电机组风轮扫掠面积中心距地面的高度。 4.0.19 塔架tower
基础以上支撑风力发电机组的高耸结构。 4.0.20 扩展基础spread foundation 由台柱和底板组成使压力扩散的基础。 4.0.21 桩基础pile foundation
由设置于岩土中的桩和连接于桩顶端的承台组成的基础。 4.0.22 岩石锚杆基础 rock foundation with anchor bars
在岩石地基上,靠岩石锚杆、混凝土承台和岩石地基共同作用的基础。
4.0.23 土岩组合地基 soil-rock composite subgrade
在地基主要受力层范围内,存在石芽密布并有出露的地基、大孤石或个别石芽出露的地基。
4.0.24地基处理 ground treatment
为提高地基的强度、刚度和稳定性而采取的处理措施。
4.0.25 复合地基 composite subgrade,composite foundation 由地基土和部分土体被增强或被置换而形成的增强体共同承担荷载的人工地基。
5 基本规定
5.0.1 根据风电机组的单机容量、轮毂高度和地基复杂程度,地基基础分为三个设计级别,设计时应根据具体情况,按表选用。
表5.0.1 地基基础设计级别 设计级别 单机容量大于 1 轮毂高度大于80m 复杂地质条件或软土地基 2 介于1级、3级之间的地基基础 单机容量小于 3 轮毂高度小于60m 地质条件简单的岩土地基 注1:地基基础设计级别按表中指标划分分属不同级别时,按最高级别确定。 注2:对1级地基基础,地基条件较好时,经论证基础设计级别可降低一级。 单机容量,轮毂高度和地基类型
5.0.2 风电机组地基基础设计应符合下列规定: 1 所有风电机组地基基础,均应满足承载力、变形和稳定性的要
求。
2 1级、2级风电机组地基基础,均应进行地基变形计算。 3 3级风电机组地基基础,一般可不作变形验算,如有下列情况之一时,仍应作变形验算:
1)地基承载力特征值小于130kPa或压缩模量小于8MPa。 2)软土等特殊性的岩土。 5.0.3 风电机组地基基础设计前,应进行岩土工程勘察,勘察内容和方法应符合GB 50021的规定。
5.0.4 风电机组基础型式主要有扩展基础、桩基础和岩石锚杆基础,具体采用哪种基础应根据建设场地地基条件和风电机组上部结构对基础的要求确定,必要时需进行试算或技术经济比较。当地基土为软弱土层或高压缩性土层时,宜优先采用桩基础。 5.0.5 根据风电场工程的重要性和基础破坏后果(如危及人的生命安全、造成经济损失和产生社会影响等)的严重性,风电机组基础结构安全等级分为两个等级,见表。
表5.0.5 风电机组基础结构安全等级 基础结构安全等级 1级 2级 基础的重要性 重要的基础 一般基础 基础破坏后果 很严重 严重 注;风电机组基础的安全等级还应与风电机组和塔架等上部结构的安全等级一致。
5.0.6 风电机组地基基础设计应进行下列计算和验算: 1 地基承载力计算。
2 地基受力层范围内有软弱下卧层时应验算其承载力。 3 基础的抗滑稳定、抗倾覆稳定等计算。 4 基础沉降和倾斜变形计算。 5 基础的裂缝宽度验算。
6 基础(桩)内力、配筋和材料强度验算。
7 有关基础安全的其他计算(如基础动态刚度和抗浮稳定等)。 8 采用桩基础时,其计算和验算除应符合本标准外,还应符合GB 50010和JGJ 94等的规定。
5.0.7 鉴于风电机组主要荷载——风荷载的随机性较大,且不易模
拟,在与地基承载力、基础稳定性有关的计算中,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载应采用经荷载修正安全系数(k0)修正后的荷载修正标准值。k0取。
5.0.8 材料的疲劳强度验算应符合GB 50010的规定。
5.0.9 应对制造商提出的基础环与基础的连接设计进行复核。
5.0.10 根据基础的受力条件和上部结构要求,视风电机组制造商的要求对地基基础的动态刚度进行验算。
5.0.11 抗震设防烈度为9度及以上,或参考风速超过50m/s(相当于50年一遇极端风速超过70m/s)的风电场,其地基基础设计应进行专门研究。 5.0.12 受洪(潮)水或台风影响的地基基础应满足防洪要求,洪(潮)水设计标准应符合FD 002-2007的规定。
5.0.13 对可能受洪(潮)水影响的地基基础,在基础周围一定范围内应采取可靠永久防冲防淘保护措施。
6 地基特性
岩土的分类
6.1.1 风电场风电机组基础地基的岩土体可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土等。根据地质成因,土也可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、淤积土、冰积土和风积土等。 6.1.2 岩石地基除应确定岩石的地质名称和风化程度外,尚应进行岩石坚硬程度、岩体完整程度和岩体基本质量等级的划分。 6.1.3 岩石的坚硬程度、岩体完整程度和岩体的基本质量等级的划分应符合表表的规定。
表6.1.3-1 岩石坚硬程度分类 坚硬程度 饱和单轴抗压强度Rb(MPa) 坚硬岩 Rb>60 中硬岩 60≥Rb>30 较软岩 30≥Rb>15 软岩 15≥Rb>5 极软岩 Rb≤5
表6.1.3-2 岩体完整程度分类 岩体完整程度 完整性指数 完整 > 较完整 ~ 完整性差 ~ 较破碎 ~ 破碎 < 注:完整性指数为岩体纵波速度与岩块纵波速度之比的平方,选定岩体和岩块测定波速时,应注意其代表性。
表6.1.3-3 岩体基本质量等级分类 类型 I Ⅱ 岩 体 特 性 坚硬岩,新鲜一微风化,岩体完整,整体状或巨厚层状结构 坚硬岩,微风化,岩体较完整,块状或次块状、厚层状结构 中硬岩,新鲜,岩体完整,整体状或巨厚层状结构 坚硬岩、弱风化,岩休完整性差,次块状、镶嵌状、中厚层状或互层状结构 Ⅲ 中硬岩,微风化,岩体较完整,块状或次块状、厚层、中厚层状或互层状结构 较软岩,微风化一新鲜,岩体完整,整体状、块状、巨厚层状或厚层状结构
续表 类型 岩 体 特 性 坚硬岩,弱风化一强风化,岩体较破碎,碎裂或块裂结构,互层或薄层状结构 Ⅳ 中便岩,弱风化,岩体完整性差,互层状或薄层状、碎裂或块裂结构 较软岩,微风化~弱风化,岩体较完整,中厚层状、互层状或薄层状结构 软岩,新鲜一微风化,岩体完整~较完整,厚层状或中厚层状结构 坚硬岩~中硬岩,强风化,岩体破碎,散体结构 V 较软岩~软岩,强风化,岩体较破碎,薄层状,块裂或碎裂结构、散体状结构 断层破碎带
6.1.4 当缺乏饱和单轴抗压强度试验资料时,可按附录A表和表,2划分岩石的坚硬程度和岩体的完整程度。岩石的风化程度和岩体的结构类型的划分可按附录B、附录C进行。 6.1.5 当软化系数不大于时,应定为软化岩石;当岩石具有特殊成分、特殊结构或特殊性质时,应定为特殊性岩石,如易溶性岩石、膨胀性岩石、崩解性岩石、盐溃化岩石等。
6.1.6 碎石土为粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量50%的土,并按表可进一步划分为漂石、块石、卵石、碎石、圆砾和角砾。
表6.1.6 碎石土分类 土的名称 漂石 块石 卵石 碎石 圆砾 角砾 颗粒形状 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 圆形及亚圆形为主 棱角形为主 颗粒级配 粒径大于200mm的颗粒含量超过总质量的50% 粒径大于20mm的颗粒含量超过总质量的50% 粒径大于2mm的颗粒含量超过总质量的50% 注;定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。
6.1.7 碎石土的密实度宜根据修正后的圆锥动力触探锤击数按表或表确定,也可根据附录D的规定定性鉴别。
表6.1.7-1 碎石土密实度按分类 重型动力触探锤击数 ≤5 5<≤10 密实度 松散 稍密 重型动力触探锤击数 10<≤20 >20 密实度 中密 密实 注;本表适用于平均粒径不大于50mm, 且最大粒径小于100mm的碎石土
表6.1.7-2 碎石土密实度按N120分类 重型动力触探锤击数N120 N120≤3 3 6.1.8 砂土为粒径大于2mm的颗粒含量不超过总质量50%,粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量50%的土,并按表可进一步划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂和粉砂。 表6.1.8 砂土分类 土的名称 砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉砂 颗粒级配 粒径大于2mm的颗粒含量占总质量25%~50% 粒径大于0.5mm的颗粒含量超过总质量的50% 粒径大于0.25mm的颗粒含址超过总质量的50% 粒径大于0.075mm的颗粒含量超过总质量的85% 粒径大于0.075mm的颗粒含景超过总质量的50% 注:定名时,应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定。 6.1.9 砂土的密实度根据标准贯人试验锤击数实测值N应按表的规 定划分为松散、稍密、中密和密实。 表6.1.9 砂土的密实度 标准贯入试验锤击数N N≤10 10 6.1.10 粉土为粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过总质量的50%,且塑性指数不大于10的土。 黏性土为塑性指数大于10的土,根据塑性指数划分为粉质黏十和黏土。粉质黏土为塑性指数大于10,且不大于17的土;黏上为塑性指数大于17的土。 注:塑性指数应由相应于76g圆锥仪沉人土中深度为10mm时测定的液限计算而得。 6.1.12 黏性土的状态可按表分为坚硬、硬塑、可塑、软塑、流塑。 表6.1.12 黏性土的状态 液性指数IL IL≤0 0 6.1.13 软土为天然孔隙比不小于,且天然含水量大于液限的细粒土,包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。 红黏土为碳酸盐岩系的岩石经红土化作用形成的高塑性黏土,其液限一般大于50。经搬运、沉积后,红黏土仍保留其基本特征,液限大于45的土为次生红黏土。 人工填土根据其成因和组成,可分为素填土、压实填土、杂填土和冲填土。 素填土为由碎石土、砂土、粉土、黏性土等组成的填土。经过压 实或夯实的素填土为压实填土。杂填土为含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。冲填土为由水力冲填泥砂形成的填土。 6.1.16 膨胀土为土中黏粒成分主要由亲水矿物质组成,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性,是自由膨胀率不小于40%的黏性土。 6.1.17 湿陷性土为在浸水后产生附加沉降,是湿陷系数不小于的土。 6.1.18 多年冻土为含有固态水,且冻结状态持续两年或两年以上的土。 6.1.19 盐渍岩土为易溶盐含量大于%,并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性的岩土。 岩土体工程特性指标 6.2.1 土的工程特性指标包括强度指标、压缩性指标、静力触探探头阻力、标准贯人试验锤击数、载荷试验承载力等。土的工程特性指标代表值有标准值、平均值及特征值。抗剪强度应取标准值,压缩性指标应取平均值,载荷试验承载力应取特征值。设计取值时,宜考虑基础受荷载重复作用对土的工程特性指标的不利影响。 6.2.2 用载荷试验确定地基土的承载力时,压板面积宜为~0.50m2。试验要求应符合附录E的规定。 6.2.3 土的抗剪强度指标,可采用原状土室内剪切试验、无侧限抗压强度试验、现场剪切试验、十字板剪切试验等方法测定。当采用室内剪切试验确定时,应选择三轴压缩试验中的不固结不排水剪切试验。经过预压固结的地基可采用固结不排水试验。每层土的试验数量不得少于六组。室内试验抗剪强度标准值Ck、φk可按附录F确定。 6.2.4 土的压缩特性指标可采用原状土室内压缩试验、原位甲板载荷试验、旁压试验确定。地基土的压缩性可按几为100kPa、P2为200kPa时相对应的压缩系数值(α1-2)划分为 低、中、高压缩性,并应按以下规定进行评价: 1 当α1-2<时为低压缩性土。 2 当≤α1-2<时为中压缩性土。 3 当αl-2>时为高压缩性土。 6.2.5 饱和无黏性土和少黏性土的振动液化破坏,应根据土层的天然结构、颗粒组成、松密程度、地震前和震时的受力状态、边界条件和排水条件以及地震历时等因素,结合现场勘察和室内试验综合分析判定,并应符合附录G的规定。 6.2.6 地基岩体承载力特征值可根据岩石饱和单轴抗压强度、岩体结构和裂隙发育程度,按表做相应折减后确定;对极软岩可通过三轴压缩试验或现场载荷试验确定其承载力特征值。 表6.2.6 地基岩体承载力特征值fak 单位:MPa 岩体承载力特征值fak 岩石单轴饱和抗压强度Rb 岩体完整,节理间距大于1m 岩体较完整,节理间距为 ~0.3m 岩体完整性较差,岩体破碎,节理间距为 ~0.1m 节理间距小于0.1m (1/7)Rb 坚硬岩、中硬岩 (Rb>30) 较软岩、软岩 (Rb<30) (1/17~1/20)Rb (1/11~1/16)Rb (1/8~1/10)Rb (1/11~1/16)Rb (1/8~1/10)Rb (1/6~1/7)Rb (1/5)Rb 6.2.7 当岩体、结构面物理力学试验资料不足时,可根据经验按表、表选取岩体和结构面力学参数。 表6.2.7-1 地基岩体力学参数 岩 体 分 级 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ V ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> ≥c> ≥c> ≥c> ≥c> ≥c> ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> 0 0 0 0 0 ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> ≥c> ≥c> ≥c> ≥c> ≥c> ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> ≥f> 0 0 0 0 0 > ≥Eo> ≥Eo> ≥Eo> ≥Eo> 基础与岩体 岩体 变形模量 f c(MPa) f c(MPa) f c(MPa) f c(MPa) E0(MPa) 注1:表中岩体即地基基岩。 注2:f、c为抗剪断强度,f、c为抗剪弧度。 注3:表中参数限于硬质岩,软质岩应根据软化系数进行折减。 表6.2.7-2 结构面、软弱层、断层的抗剪和抗剪强度 类 别 胶结的结构面 无充填的结构面 岩块岩屑型 岩屑夹泥型 泥灾岩屑型 泥 抗剪断强度 抗剪强度 f ~ ~ ~ ~ ~ ~ c(MPa) ~ ~ ~ ~ ~ ~ f ~ ~ ~ ~ ~ ~ c(MPa) 0 0 0 0 0 0 注1: 表中参数限于硬质岩中胶结或无充填的结构面。 注2:软质岩中的结构画应进行折减。 注3:胶结或无充填的结构面抗剪断强度应根据结构面的粗糙程度选取火值或小值。 7 荷载、荷载工况与荷载效应 组合及分项系数 荷 载 7.1.1 作用在风电机组地基基础上的荷载按随时间的变异可分为三类: 1 永久荷载,如上部结构传来的竖向力Fzk、基础自重G1、回填土重G2等。 2 可变荷载,如上部结构传来的水平力Fxk和Fyk、水平力矩Mxk和Myk、扭矩Mzk,多遇地震作用Fe1等。当基础处于潮水位以下时应考虑浪压力对基础的作用。 3 偶然荷载,如罕遇地震作用Fe2等。 7.1.2 根据GB 50223的有关规定,风电机组地基基础的抗震设防分类定为丙类,应能抵御对应于基本烈度的地震作用,抗震设防的地震动参数按GBl8306确定。 7.1.3 上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载效应宜用荷载标准值表示,为正常运行荷载、极端荷载和疲劳荷载三类。正常运行荷载为风力发电机组正常运行时的最不利荷载效应,极端荷载为GB 中除运输安装外的其他设计荷载状况(DLC)中的最不利荷载效应,疲劳荷载为GB 中需进行疲劳分析的所有设计荷载状况(DLC)中对疲劳最不利的荷载效应。 7.1.4 对于有地震设防要求的地区,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载还应包括风电机组正常运行时分别遭遇该地区多遇地震作用和罕遇地震作用的地震惯性力荷载。 7.1.5 地基基础设计时应将同一工况两个水平方向的力和力矩分别合成为水平合力Frk、水平合力矩Mrk,并按单向偏心计算。 荷载工况与荷载效应组合 7.2.1 地基基础设计的荷载应根据极端荷载工况、正常运行荷载工况、多遇地震工况、罕遇地震工况和疲劳强度验算工况等进行设计。 极端荷载工况为上部结构传来的极端荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载;正常运行荷载工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载;多遇地震工况为上部结构传来的 正常运行荷载效应叠加多遇地震作用和基础所承受的其他有关荷载;罕遇地震工况为上部结构传来的正常运行荷载效应叠加罕遇地震作用和基础所承受的其他有关荷载;疲劳强度验算工况为上部结构传来的疲劳荷载效应叠加基础所承受的其他有关荷载。 7.2.2 按地基承载力确定扩展基础底面积及埋深或按单桩承载力确定桩基础桩数时,荷载效应应采用标准组合,且上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载标准值应按第8章和第9章的相关要求修正为荷载修正标准值。扩展基础的地基承载力采用特征值,且可按基础有效埋深和基础实际受压区域宽度进行修正。桩基础单桩承载力采用特征值,并按JGJ 94确定。 7.2.3 计算基础(桩)内力、确定配筋和验算材料强度时,荷载效应应采用基本组合,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载设计值由荷载标准值乘以相应的荷载分项系数。 7.2.4 基础抗倾覆和抗滑稳定的荷载效应应采用基本组合,但其分项系数均为,且上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载标准值应按第8章和第9章的相关要求修正为荷载修正标准值。 7.2.5 验算地基变形、基础裂缝宽度和基础疲劳强度时,荷载效应应采用标准组合,上部结构传至塔筒底部与基础环交界面的荷载直接采用荷载标准值。 7.2.6 多遇地震工况地基承载力验算时,荷载效应应采用标准组合;截面抗震验算时,荷载效应应采用基本组合。 表7.2.9 地基基础设计内容、荷载效应组合、荷载工况和主要荷载 设计内容 荷载效应组合 荷载工况 正常运行荷载工况 √ 极端荷载工况 √ 疲劳强度验算工况 多遇地震工况 ** 罕遇地震工况 Frk Mrk Fzk 主要荷救 Mzk G1 G2 Fe1 Fe2 (1)扩展基础地基承载力复核 (2)桩基础基桩承载力复核 (3)截面抗弯验算 (4)截面抗剪验算 (5)截面抗冲切验算 (6)抗滑稳定分析 (7)抗倾覆稳定分析 (8)裂缝宽度验算 (9)变形验算 (10)疲劳强度验算 (11)抗滑稳定验算(罕遇地震) (12)抗倾覆稳定验算(罕遇地震) 标准组合 √ √ √ √ √ * 标准组合 基本组合 基本组合 基本组合 基本组合 基本组合 标准组合 标准组合 标准组合 偶然组合 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ ** ** ** ** ** ** ** ** √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ * * * * * * * * √ 偶然组合 √ √ √ √ √ √ √ 注:*多遇地震工况需考虑多遇地震作用; **仅当多遇地震工况为基础设计的控制荷载工况时才进行该项验算。 7.2.7 罕遇地震工况下,抗滑稳定和抗倾覆稳定验算的荷载效应应采用偶然组合。 7.2.8 地震作用计算和地基基础抗震验算等应符合GB 50011的规定,地基基础的有关抗震设计还应符合GB 50007、JGJ 94等的有关规定。 7.2.9 地基基础设计内容、荷载效应组合、荷载工况和主要荷载的选取应按表采用。 分项系数 7.3.1 基础结构安全等级为一级、二级的结构重要性系数分别为和。 7.3.2 对于基本组合,荷载效应对结构不利时,永久荷载分项系数为,可变荷载分项系数不小于;荷载效应对结构有利时,永久荷载分项系数为,可变作用分项系数为0。疲劳荷载和偶然荷载分项系数为。地震作用分项系数按GB50011规定选取。 对于标准组合和偶然组合,荷载分项系数均为。 7.3.3 各设计内容的主要荷载的分项系数按表采用。 7.3.4 混凝土和钢筋的材料性能分项系数分别采用和。承载力抗震调整系数等未规定的其他材料性能分项系数,按所引用的规范采用。 7.3.5 验算裂缝宽度时,混凝土抗拉强度和钢筋弹性模量等材料特性指标应采用标准值。 表7.3.3 主要荷载的分项系数 设计内容 Frk (1)天然地基承载力复核 (2)基桩承载力复核 (3)截面抗弯验算 Mrk Fzk Mzk 主要荷载 G1 G2 Fe1 H: V: Fe2 续表 设计内容 Frk (4)截面抗剪验算 (5)截面抗冲切验算 (6)抗滑稳定分析 Mrk Fzk Mzk 主要荷载 G1 G2 Fe1 H:1. 3 V: H: V: Fe2 (7)抗倾覆稳定分析 (8)裂缝宽度验算 (9)变形验算 (10)疲劳强度验 (11)抗滑稳定验算(罕遇地震) (12)抗倾覆稳定验算(罕遇地震) 注:“/”——“荷载效应对结构不利/荷载效应对结构有利”。 H——水平方向惯性力。 V——竖向惯性力. 8 地基计算 一般规定 8.1.1 风电机组具有承受360°方向重复荷载和大偏心受力的特殊性,对地基基础的稳定性要求高,基础应按大块体结构设计。 8.1.2 基础埋置深度的选择应考虑下列因素: 1 基础的形式。 2 作用在基础上的荷载大小和性质。 3 地层结构和地下水埋深。 4 地墓土冻胀和融陷的影响。 8.1.3 基础的埋置深度应满足地基承载力、变形和稳定性要求。 8.1.4 扩展基础除应满足地基承载力、变形和稳定性要求外,基底允许脱开面积还应满足表的要求。如不满足要求应采取加大基础底面积或埋深等措施。 表8.1.4 各计算工况基底允许脱开面积指标 计算工况 正常运行荷载工况 多遇地震工况 极端荷载工况 基底脱开面积AT/基底面积A(100%) 不允许脱开 25% 8.1.5 对季节性冻土地区,当地基土具有冻胀性时,扩展基础埋深应大于土体的标准冻深(见附录H);对多年冻土地区,可遵照有关规范执行。 8.1.6 对地震基本烈度为7度及以上且场地为饱和砂土、粉土的地区,应根据地基土振动液化的判别成果,通过技术经济比较采取稳定基础的对策和处理措施。 地基承载力计算 8.2.1 地基承载力特征值可由载荷试验或其他原位测试、公式计算及结合实践经验等方法综合确定。 8.2.2 当扩展基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时,由载荷试验或其他原位测试、经验值等方法确定的地基承载力特征值,可按式()修正: fafakb(b3)dm(hm0.5) (8.2.2) 式中 fa ——修正后土体的地基承载力特征值; fak——地基承载力特征值,按8.2.1条的原则确定; ηb、ηd——扩展基础宽度和埋深的地基承载力修正系数,按表 8.2.2确定; γ——扩展基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度; 表8.2.2 承载力修正系数表 土 的 类 型 淤泥和淤泥质土 人工填土、e或IL不小于的黏性上 红黏土 大面积压实填土 粉土 含水比αω> 含水比αω≤ 压实系数大于、黏粒含量ρc≥10%的粉土 最大干密度大于21kN/m的级配砂石 黏粒含量ρc≥l0%的粉土 黏粒含量ρc<10%的粉土 3ηb 0 0 0 0 0 ηd e或IL均小于的黏性土 粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态) 中砂、粗砂、砾砂和碎石土 注1:全风化岩石可参照所风化成的相应土类取值,其他状态下的岩石不修正。 注2:地基承载力特征值按深层平板载荷试验确定时ηd取0,深层平板载荷试验按GB 50007执行。 bs——扩展基础底面力矩作用方向受压宽度,当扩展基础底面 受压宽度大于6m时按6m取值, γm——扩展基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取 浮重度; hm——扩展基础埋置深度。 8.2.3 岩石地基承载力特征值可按第条的规定确定。岩石地基承载力不进行深宽修正。 地基抗压计算 8.3.1 地基抗压计算应符合下列要求: 1 当承受轴心荷载时,应满足式(8.3.1-1)的要求: pk≤fa () 式中 pk——荷载效应标准组合下,扩展基础底面处平均压力; fa——修正后地基承载力特征值。 2 当承受偏心荷载时,除应满足式(8.3.1-1)的要求外,尚应满足式()的要求: pkmax≤ fa (8.3.1-2) 式中 pkmax——荷载效应标准组合下,扩展基础底面边缘最大压力值。 8.3.2 当扩展基础承受轴心荷载和在核心区内(e≤b/6)承受偏心荷载,基底面未脱开地基时(图),扩展基础底面的压力可按式()~式()计算: 1 矩(方)形扩展基础承受轴心荷载时: pk(8.3.2-1) 式中 Nk——荷载效应标准组合下,上部结构传至扩展基础顶面竖向 力修正标准值,Nk=k0Fzk; k0——考虑风电机组荷载不确定性和荷载模型偏差等因素的荷载修正安全系数,取; Gk——荷载效应标准组合下,扩展基础自重和扩展基础上覆土 重标准值; A——扩展基础底面积,A=bl; b、l——基底面宽度、长度。 图8.3.2 基底面未脱开地基的基底压力示意图 2 矩(方)形扩展基础在核心区(e≤b/6)内,承受偏心荷载作用时: pkmaxNkGkMk (8.3.2AWNkGk A-2) pkminNkGkMkAW (8.3.2-3) e(8.3.2-4) MkHkhd NkGk式中 Mk——荷载效应标准组合下,上部结构传至扩展基础顶面力矩 合力修正标准值,Mk=k0Mrk; Hk——荷载效应标准组合下,上部结构传至扩展基础顶面水平 合力修正标准值,Hk=k0Frk; pkmin——荷载效应标准组合下,扩展基础底面边缘最小压力值; e——合力作用点的偏心距; hd——基础环顶标高至基础底面的高度。 8.3.3 当扩展基础在核心区(e>b pkmax(8.3.3-1) 3a≥ (8.3.3-2) 式中 a——合力作用点至扩展基础底面最大压力边缘的距离,按 (b/2)-e或(l/2)-e计算。 图8.3.3 基底面部分脱开地基的基底压力示意图 8.3.4 (pzpcz)faz2(NkGk) 3la (8.3.4-1) pz(8.3.4-2) 式中 pz——荷载效应标准组合下,软弱下卧层顶面处附加压力; pcz——软弱下卧层顶面处土自重压力; faz——软弱下卧层顶面处经深度等修正后的地基承载力特征 值; pc——扩展基础底面处土的自重压力; z——扩展基础底面至软弱下卧层顶面的距离; θ——地基压力扩散线与垂直线的夹角,按表8.3.4采用。 表8.3.4 地基压力扩散角θ lb(pkpc) (b2ztan)(l2ztan)Es1/Es2 3 5 10 z/b 6° 10° 20° 23° 25° 30° 注1:Es1为上层土压缩模量;Es2为下层土压缩模量; 注2:z/b<时取θ=0°,必要时宜由试验确定;z/b>时θ值不变。 变形计算 8.4.1 基础变形应验算沉降值和倾斜率,其计算值不应大于地基变形允许值。 8.4.2 表8.4.2 地基变形允许值 轮毂高度H 沉降允许值(mm) 高压缩性黏性土 300 200 150 100 100 低、中压缩性黏性土,砂土 倾斜率允许值tanθ H<60 60 8.4.3 ssssi1np0k(ziaizi1ai1)Esi (8.4.3-1) p0kFzkGkAs (8.4.3-2) 式中 s——地基最终沉降值; s′——按分层总和法计算出的地基沉降值; φs——沉降计算经验系数,根据地区沉降观测资料及经验确定,无地区经验时可采用表8.4.3的数值; n——地基沉降计算深度范围内所划分的土层数(图8.4.3); 表8.4.3 沉降计算经验系数φs 基底附加压力 Es(MPa) P0k≤fak(kPa) P0k≤(kpa) 注:Es为沉降计算深度范围内压缩模量的当量值,应按下式计算: EsAAEi isi 式中 Ai——第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。 图8.4.3 扩展基础沉降计算的分层示意图 p0k——荷载效应标准组合下,扩展基础底面处的附加压力,根据 基底实际受压面积(A s=bsl)计算; Esi——扩展基础底面下第i层土的压缩模量,应取土自重压力至 土的自重压力与附加压力之和的压力段计算; zi、zi-1——扩展基础底面至第i、i-1层土底面的距离; ai、ai1——扩展基础底面计算点至第i、i-1层土底面范围内平 均附加应力系数,可按附录J采用。 8.4.4 地基沉降计算深度Zn 0.025SiSni1n (8.4.4) 式中 Si——计算深度范围内,第i层土的计算沉降值; Sn——由计算深度向上取厚度为Z的土层计算沉降值,Z见 图8.4.3 表8.4.4 Z值 b b≤2 28 Z 稳定性计算 8.5.1 扩展基础和岩石锚杆基础的稳定性应根据工程地质和水文地质条件进行抗滑、抗倾覆或抗浮稳定计算。抗滑稳定计算应根据地质条件分别进行沿基深层结构面的稳定计算。 8.5.2 除罕遇工况外的其他荷载工况下,抗滑和抗倾覆稳定按下列公式验算。 1 抗滑稳定最危险滑动面上的抗滑动面上的抗滑力与滑动力应满足式(8.5.2-1)要求: FR≥ (8.5.2-1) FS式中 FR——荷载效应基本组合下,抗滑力; FS——荷载效应基本组合下,滑动力修正值。 2 沿基础底面的抗倾覆稳定计算,其最危险计算工况应满足式(8.5.2-2)要求: MR≥ (8.5.2-2) MS式中 MR——荷载效应基本组合下,抗倾力矩; MS——荷载效应基本组合下,倾覆力矩修正值。 8.5.3 根据GB500011的抗震设防目标,罕遇地震工况下抗滑和抗倾覆稳定应按下列公式验算。 1 抗滑稳定最危险滑动面上的抗滑力与滑动力应满足式(8.5.3-1)要求: FR≥ (8.5.3-1) FS式中 F′R——荷载效应偶然组合下,抗滑力; F′S——荷载效应偶然组合下,滑动力修正值。 2 沿基础底面的抗倾覆稳定计算,其最危险计算工况应满足式(8.5.3-2)要求: MR≥ (8.5.3-2) MS式中 M′R——荷载效应偶然组合下,抗倾力矩; M′S——荷载效应偶然组合下,倾覆力矩修正值。 9 基础设计 一般规定 9.1.1 表9.1.1 混凝土结构的环境类别 环境类别 二 三 四 五 a b 条 件 非严寒和非寒冷地区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 严寒和寒冷地区的露天环境,与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境 使用除冰盐的环境;严寒和寒冷地区冬季水位变动的环境;滨海室外环境 海水环境 受人为或自然的侵蚀性物质影响的环境 注:严寒和寒冷地区的划分应符合JGJ24的规定。 9.1.2 基础设计应考虑地下水、环境水、基础周围土壤对其的腐蚀,必要时应遵照GB50046和JTJ275等有关规定采取有效的防腐措施。 9.1.3 二类和三类环境中,基础混凝土裂缝宽度应满足下列规定: 1 正常运行荷载工况:最大裂缝宽度不得超过0.2mm。 2 极端荷载工况:最大裂缝宽度不得超过0.3mm。 四类和五类环境中的基础混凝土,其裂缝控制要求应符合专门标准的有关规定。 9.1.4 桩的抗裂和限裂设计应符合JGJ94的规定。 9.1.5 混凝土强度等级应由按照标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件,在28d龄期用标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度标准值。混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk和设计值fc、ft及弹性模量Ec 表9.1.5 混凝土强度标准值、设计值 及弹性模量 单位:N/mm2 种类 符 号 混凝土强度等级 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 fck 强度 种类 ftk fc ft 弹性 模量 (×10) 4Ec 9.1.6 钢筋强度标准值应不小于95%的保证率。普通钢筋的强度标准值按表确定,设计值和弹性模量按表确定。 表9.1.6-1 普通钢筋强度标准值 种 类 热扎钢筋 HPB235 (Q235) HRB335 (20MnSi) 符 号 d (mm) 8~20 6~50 fyk (N/m2) 235 335 HRR400 (20MnSiV、 20MnSiNb、20MnTi) RRB400 (20MnSi) 6~50 8~40 400 400 表9.1.6-2 普通钢筋强度设计值及弹性模量 单位:N/mm2 种 类 HPB235 (Q235) HRB335 (20MnSi) 热扎钢筋 HRR400 (20MnSiV、 20MnSiNb、20MnTi) RRB400 (20MnSi) 符 号 抗拉强度 抗压强度 弹性模量 抗剪强度 210 300 360 360 210 300 360 360 ×10 ×l0 ×l0 ×l0 5555115 155 180 195 注:在钢筋混凝土结构中,轴心受厄和小偏心受拉构件的钢筋杭拉强度设计值大于300N/mm时,仍按取用300N/mm。 229.1.7 基础和桩身混凝土应具有较高的耐久性、抗裂性及施工和易性,并满足GB 50010的要求。基础采用的混凝土强度等级不应低于C25级,垫层混凝土强度等级不应低于C15级。有抗冻要求的混凝土,抗冻等级应按照DL/T 5082的规定确定。 9.1.8 基础混凝土宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。当采用其他品种和标号时,应通过对比试验确定。 9.1.9 基础混凝土中宜掺粉煤灰或其他优质掺合料。粉煤灰的质量应符合GBJ 146的要求。 9.1.10 基础混凝土应掺用引气剂和减水剂,根据要求,也可掺用调节混凝土凝结时间的其他种类外加剂。采用的外加剂和掺合料的种类及掺量应通过试验确定。 9.1.11 凡符合国家标准的饮用水均可用于拌和与养护混凝土。未经处理的工业污水和生活污水不得用于拌和与养护混凝土。地表水、地下水和其他类型水在首次用于拌和与养护混凝土时,须按现行的有关标准,经检验合格方可使用。 9.1.12 施工中在基础混凝土表面出现的裂缝应进行处理,如在四类、五类环境中应及时进行处理。 扩展基础 9.2.1 矩形基础应验算基础环与基础交接处以及基础台柱边缘的受冲切承载力。受冲切承载力应符合下列规定: 0Fl0.7hpftamh0 (9.2.1-1) amatab2 (9.2.1-2) FlpjAl (9.2.1-3) 式中 Fl——荷载效应基本组合下,作用在A,上的地基净反力设计值; Al——中切验算时取用的部分基底面积(图9.2.1中的阴影面积 ABCDEF); pj——扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合 时 图9.2.1 计算阶形基础的受冲切承载力截面位置 1—冲切破坏锥体最不利一侧的斜截面;2—冲切破坏锥体的底面线 的地基土单位面积净反力,对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力; hp——受冲切承载力截面高度影响系数,当h0<800mm时,取; 当h0≥2000mm时,取,其间按线性内插法取用; ft ——混凝土轴心抗拉强度设计值,按表9.1.6采用; h0 ——基础冲切破坏锥体的有效高度; am ——冲切破坏锥体最不利一侧计算长度; at ——受冲切破坏锥体最不利一侧斜截面的上边长,当计算基 础环与基础交接处的受冲切承载力时,取基础环直径,当计算基础台柱边缘处的受冲切承载力时,取台柱宽; ab—— 受冲切破坏锥体最不利一侧斜截面在基础底面积范围内 的下边长,当受冲切破坏锥体的底面落在基础底面以内(图9.2.1),计算基础环与基础交接处的受冲切承载力时,取基础环直径加两倍基础有效高度,当计算基础台柱边缘受冲切承载力时,取台柱宽加两倍该处有效高度。 9.2.2 基础底板的配筋应按抗弯计算确定,并遵照GB 50010规定计 算配筋量。 1 在轴心荷载或单向偏心荷载作用下,对于方形基础,当台阶的宽高比小于或等于(a1/h)和偏心矩小于或等于l/6基础宽度时[图(a)],任意截面的底板受弯可按简化公式()计算: M1(9.2.2-1) 田9.2.2 矩形基础底板的计算示意图 a)偏心距小于或等于1/6基础宽度时;(b)偏心距大于l/6基础宽度时 122Ga1[(2la、)(pmaxp)(pmaxp)l] 12A 式中 M1——荷载效应基本组合下,任意截面I-I处的弯矩设计值; pmax——荷载效应基本组合下,基础底面边缘最大地基反力设计 值; p ——荷载效应基本组合下,在任意截面I-I处基础底面地基 反力设计值; G——考虑荷载分项系数的基础自重及其上覆的土自重; a1 ——任意截面I-I至基底边缘最大反力处的距离; A ——抗弯计算时的刽5分基底面积; l ——基础底面的边长。 2 在单向偏心荷载作用下,对于方形基础,当台阶的宽高比小于或等于(a1/h)和偏心矩大于1/6基础宽度时[图9.2.2(b)],变高截面处的弯矩可按简化公式计算: M1a12(2la、)(pmax162G(9.2.2-2) ) A9.2.3 基础应按不配置箍筋和弯起钢筋的一般板类受弯构件,验算斜截面受剪承载力。斜截面受剪承载力应按式(9.2.3-1)计算: 0V0.7hftbh0 (9.2.3-1) 4h800h0 (9.2.3-2) 式中 V ——荷载效应基本组合下,构件斜截面上最大剪力设计值; h——受剪截面高度影响系数:当h0<800mm时,取h0= 800mm;当h0>2000mm时,取h0=2000mm; ft——混凝土轴心抗拉强度设计值,按表9.1.5采用; h0——截面的有效高度; b ——矩形截面的宽度。 9.2.4 基础应根据条的规定,按所处环境类别和设计工况确定相应的裂缝控制要求及最大裂缝宽度限值,并采用荷载效应标准组合按GB 50010的规定验算裂缝宽度。 桩 基 础 9.3.1 桩基础包括混凝上预制桩和混凝土灌注桩。桩基础应为4根及以上基桩组成的群桩基础。按桩的性状和竖向受力情况可分为摩擦型桩和端承型桩。摩擦型桩的桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受,端承型桩的桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。 9.3.2 群桩中基桩桩顶受力应分别考虑荷载效应标准组合和基本组合。 1 标准组合下桩顶受力按式(9.3.2-1)~式()计算: 1)轴心竖向力作用下: Nik(9.3.2-1) 2)偏心竖向力作用下: Nik(9.3.2-2) 3)水平力作用下: HikHknNkGk nNkGkMYkxi 2nxj (9.3.2-3) 式中 Nk——荷载效应标准组合下,作用于桩基承台顶面的竖向力修 正标准值,Nk=k0Fzk,k0按8.3.2条规定取值; Gk——桩基承台和承台上土自重标准值,对稳定的地下水位以 下部分扣除水的浮力; Nik——荷载效应标准组合轴心(偏心)竖向力作用下,第i基 桩或复合基桩的竖向力; MYk——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,作用于承台底面, 绕通过桩群形心的r主轴的合力矩修正标准值,MYk=k0(Mrk +Frkhd); xi、xj——基桩或复合基桩至y轴的距离; Hk ——荷载效应标准组合下,作用于桩基承台底面的水平力修 正标准值,Hk=k0Frk; Hik——荷载效应标准组合下,作用于第i基桩或复合基桩的水 平力: n ——桩基中的桩数; hd——基础环顶标高至承台底面的高度。 2 基本组合下桩顶受力由荷载标准值乘以相应分项系数按式(9.3.2-1)~式()计算。 9.3.3 桩基础设计时,应结合地区经验考虑桩、土、承台的共同工作,计算方法和公式可采用附录L进行计算。 9.3.4 基桩承载力荷载效应标准组合计算应符合式()~式()的要求: 1 轴心竖向力作用下: Nik≤R (9.3.4-1) 2 偏心竖向力作用下,除满足式(9.3.4-1)外,尚应满足式()的要求: Nikmax≤ (9.3.4-2) 3 水平力荷载作用下: Hik≤Rh (9.3.4-3) 式中 Nik——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下,基桩或复合桩基 的平均竖向力; Nikmax——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,桩顶最大竖向 力; R——墓桩或复合基桩竖向承载力特征值; Hik——在荷载效应标准组合下,作用于基桩i桩顶处的水平力; Rh——群桩中基桩水平承载力特征值。 9.3.5 单桩竖向承载力特征值及。应按式()确定: Ra(9.3.5) 式中 Quk——单桩竖向极限承载力标准值; K——安全系数,取K=2。 9.3.6 设计采用的单桩竖向极限承载力标准值规定如下: 1 1级桩基础,应通过单桩静载试验确定。 2 2级桩基础,应通过单桩静载试验确定,仅当地质条件简单时,可参照地质条件相同的试桩资料,结合静力触探等原位测试和经验参数综合确定。 3 3级桩基础,可根据原位测试和经验参数综合确定。 9.3.7 单桩竖向极限承载力标准值、极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值的确定应符合下列规定: 1 单桩竖向静载试验按JGJ 106执行。 2 对于大直径端承型桩,也可通过深层平板(平板直径应与孔径一致)载荷试验确定极限端阻力。 3 对于嵌岩桩,也可通过岩基平板(直径0.3m)载荷试验确定极限端阻力标准值,通过嵌岩短墩(直径0.3m)确定极限侧阻力标准和极限端阻力标准值。 4 桩的极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值宜通过埋设桩身轴力测试元件静载试验确定,可通过测试结果建立极限侧阻力标准值和极限端阻力标准值与土层物理指标、岩石饱和单轴抗压强度以及静力触探等土的原位测试指标间的经验关系。 9.3.8 当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定基桩抗压极限承载力标准值时,宜按式()估算: QukQskQpkuqsikliqpkAp (9.3.8) 式中 Qsk、Qpk——总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值; qsik——桩侧第j层土的极限侧阻力标准值,如无当地经验值 1Quk K时,可按附录K取值; qpk——极限端阻力标准值,如无当地经验值时,可按附录K取值; li——桩穿越第i层土的厚度; U——桩身周长; Ap——桩端面积。 9.3.9 对于桩距不超过6d的群桩基础,桩端持力层下存在承载力低于桩端持力层1/3的软弱下卧层时,可按式()、式()验算软弱下卧层的承载力(图: zm(lt)faz (9.3.9-1) z(NkGk)2(A0B0)qsikli(A02ttan)(B02ttan) (9.3.9-2) 图9.3.9 软弱下卧层承载力验算 式中 z——作用于软弱下卧层顶面的附加应力; m——软弱层顶面以上各土层重度(地下水位以下取浮重度) 的厚度加权平均值; t ——硬持力层厚度; faz——软弱下卧层经深度修正的地基极限承载力特征值,深度 修正系数取; A0、B0——桩群外缘矩形面积的长、短边长; ——桩端硬持力层压力扩散角,按表9.3.9取值。 表9.3.9 桩端硬持力层压力扩散角 单位(°) Es1/Es2 1 3 5 t= 4 6 10 t≥ 12 23 25 10 20 30 注1:Es1、Es2为硬持力层、软弱下卧层的压缩模量。 注2;当t<时,降低取值;介于和之间,可内插取值。 9.3.10 符合下列条件之一的桩基,当桩周土层产生的沉降超过基桩的沉降时,在计算基桩承载力时应考虑桩侧负摩阻力。桩侧负摩阻力的计算应符合JGJ 94的规定。 1 桩穿越较厚松散填土、自重湿陷性土、欠固结土、液化土层进入相对较硬土层时。 2 桩周存在软弱土层,邻近桩侧地面承受局部较大的长期荷载或填土,或地面大面积堆载(包括填土)时。 3 由于降低地下水位,使桩周土中有效应力增大,并产生显著压缩沉降时。 9.3.11 承受拔力的桩基础,应同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩抗拔承载力,计算应符合极限状态计算式()、式(): NikTgk2Ggp (9.3.1l-1) Nik(9.3.11-2) 式中 Nik——荷载效应标准组合下,基桩拔力; Tgk——群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值,根据 9.3.12条确定; Tuk——群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值,根 据9.3.12条确定; Ggp——群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数,地下水 位以下取浮重度; Gp——基桩自重,地下水位以下取浮重度,对于扩底桩应按表 9.3.12-1确定桩、土柱体周长,计算桩、上自重。 表9.3.12-1 扩底桩破坏表面周长晌 TukGp 2自桩底起算的长度li ui ≤ (4~10) d > (4~10) d D d 注:li对于软土取低值,对于卵石、砾石取高值;li取值按内摩掠角增大而增加。 9.3.12 群桩基础及其基桩的抗拔极限承载力的确定应符合下列规定: 1 对于1级和2级桩基础,基桩的抗拔极限承载力应通过现场单桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取值可按JGJ 106执行;对于群桩的抗拔极限承载力应按以下规定验算。 2 对于3级桩基础,如无当地经验时,群桩基础及基桩的抗拔极限承载力取值可按下列规定计算: 1)群桩呈非整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按式(9.3.12-1)计算: Tukiqsikuili(9.3.12-1) 式中 ui——桩身周长,对于等直径桩取u=d;对于扩底桩按表 9.3.12-1取值; li——抗拔系数,按表9.3.12-2取值。 2)群桩呈整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按式(9.3.12-2)计算: 1Tuliqsikli gkn(9.3.12-2) 式中 ul——桩群外围周长。 表9.3.12-2 抗拔系数i 土 类 砂土 黏性土、粉土 注:桩长l与桩径d之比小于20时,i取小值。 i 值 ~ ~ 9.3.13 单桩的水平承载力特征值的确定规定如下: 1 对于受水平荷载较大的1级和2级桩基础,单桩的水平承载力 特征值应通过单桩水平静力荷载试验确定,试验方法可按JGJ 106执行。 2 对于钢筋混凝土预制桩、桩身全截面配筋率不小于%的灌注桩,可根据静载试验结果取地面处水平位移为10mm(对于水平位移敏感的建筑物取水平位移6mm)所对应的75%为单桩水平承载力特征值。 3 对于桩身配筋率小于%的灌注柱,可取单桩水平静载试验的临界荷载的75%为单桩水平承载力特征疽。 4 当缺少单桩水平静载试验资料时,可按式(9.3.13-1)估算桩身配筋率小于%的灌注桩的单桩水平承载力特征疽。对于混凝土护壁的挖孔桩,计算单桩水平承载力时,其设计桩径取护壁内直径。 Rha0.75mftW0N(1.2522g)(1Nik) (-1) vmmftAn式中 ——根据桩顶竖向力性质确定,压力取“+”,拉力取“-”; ——桩的水平变形系数,按9.3.16条确定; m——桩截面模量塑性系数,圆形截面m=2; ft——桩身混凝土抗拉强度设计值; W0——桩身换算截面受拉边缘的截面模量,圆形截面为 W0d322[d22(E1)gd0],其中d为桩直径,d0为扣除保 护层的桩直径,E为钢筋弹性模量与混凝土弹性模量的比值; vm——桩身最大弯矩系数,按表9.3.13取值; 表9.3.13 桩顶(身)最大弯矩系数vm和桩顶水平位移系数vx表 桩顶约束情况 桩的换算埋深h 铰接、自由 vm vx 固按 ρg——桩身配筋率; An——桩身换算截面积为An= d24[1+(aE-1) ρg]; N——桩顶竖向力影响系数,竖向压力取,竖向拉力取。 5 当桩的水平承载力由水平位移控制,且缺少单桩水平静载实验资料时,可按式(-2)估算预制桩、桩身配筋率不小于%的灌注桩单桩水平承载力特征值; a3EI Rha= vx0a (-2) 式中 EI——桩身抗弯刚度,对于钢筋混凝土桩,EI=,其中Xoa——为 桩身换算截面惯性矩,圆形截面,Io=Wod/2; vx——vm。 6 验算永久菏载控制的桩基础的水平承载力时,应将2~5款方法确定的单桩水平承载力特征值乘以调整系数。 9.3.14 群桩基础(不含水平力垂直于单排桩基纵向轴线和力矩较大的情况)的基桩水平承载力特征值应考虑由承台、桩基、土相互作用产生的群桩效应,可按式(-1)~式()确定: Rh=ηhRha (-1) ηh=ηiηr+ηl (-2) sa0.015n20.45)d ηi= (-3) 0.15n10.10n21.9( ηl=mx0aB'chc2n1n2Rha x0a= 2 (-4) Rhavx (-5) a3EI式中 ηh——群桩效应综合系数; ηi——桩的相互影响效应系数; ηr——桩顶约束效应系数(桩顶嵌入承台长度50~100mm时),按表9.3.14取值; 表9.3.14 桩顶约束效应系数ηr表 换算深度 位移控制 强度控制 注:a5 ≥ mbo,h为桩的入土长度。 EIηl——承台侧向土抗力效应系数(承台侧面回填土为松散状态时 取ηl=0); sn/d——沿水平荷载方向的距径比; n1、n2——沿水平荷载方向与垂直于水平荷载方向每排桩中的桩 数; m——承台侧面土水平抗力系数的比例系数,当无试验资料时可 按表9.3.16取值; xoa——桩顶(承台)的水平位移容许值,当以位移控制时,可取 x。=10mm(对水平位移敏感的结构物取xoa=6mm),当以桩身强度控制(低配筋率灌注桩)时,可近似按式(9.3.14-5)确定; B'c——承台受侧向土抗力一边的计算宽度,B'c=Bc+1,Bc为承台宽度; hc——承台高度。 9.3.15 当作用于桩基上的外力主要为水平力时,应根据使用要求对桩顶变位的,对桩墓的水平承载力进行验算(计算方法和公式详见附录L)。当外力作用面的桩距较大时,桩基的水平承载力可视为各单桩的水平承载力的总和。当承台侧面的土未经扰动或回填密实时,应计算土抗力的作用。当水平推力较大时,宜设置斜桩。 9.3.16 桩的水平变形系数和地基土水平抗力系数可按下列规定确定: 1 桩的水平变形系数a(1/m)可按式(9.3.16)确定: a50 () EI式中m——桩侧土水平抗力系数的比例系数; b0——桩身的计算宽度,对圆形桩,当直径d≤1m时,b0=(d十),当直径d>1m时,b0=(d+1)。 2 桩侧土水平抗力系数的比例系数m,宜通过单桩水平静 载试验确定,当无静载试验资料时,可按表9.3.16取值。 表9.3.16 地基土水平抗力系数的比例系数m值 序 号 l 2 淤泥、淤泥质土、饱和湿陷性土 流塑(Il>1)、软塑 9.3.19 对5.0.2条规定的桩基础和摩擦型桩基础,应进行沉降验算。桩基的沉降不得超过基础的沉降允许值,并应符合条的要求。 计算桩基沉降时,最终沉降量宜按单向压缩分层总和法计算。地基内的应力分布宜采用各向同性均质线性变形体理论,按下列方法计算,计算应按附录M进行: 1 实体深基础(桩距不大于6d)。 2 其他方法,包括明德林应力公司方法。 9.3.20 应按有关规范的规定考虑特殊条件对桩基的影响。 1 软土地区的桩基应考虑桩周土自重固结、蠕变及施工中挤土对桩基的影响;在深厚软土中不宜采用有大片密集有挤土效应的桩基。 2 位于坡地岸边的桩基应进行桩基稳定性验算。 3 对于预制桩尚应进行运输、吊装和锤击等过程中的强度和抗裂验算。 9.3.21 桩顶端的承台应采用钢筋混凝土重力式,并应满足抗冲切、抗剪切、抗弯承载力和上部结构的要求。 9.3.22 桩基承台配筋应按抗弯计算确定,并遵照GB 50010规定计算配筋量。桩基承台的弯矩计算可按式()、式()简化计算的方法确定,群桩矩形承台计算截面取在基 础环边和承台变阶处(图9.3.22)。 MXNiyi (9.3.22-1) MYNixi (9.3.22-2) 式中 MX、MY—— 垂直y轴和x轴方向计算截面处的弯矩没计值; xi、yi——垂直Y轴和X轴方向自桩轴线到相应计算截面的距 离; 图9.3.22 承台弯距计算示意图 Ni——荷载效应基本组合下,扣除承台和其上填土自重后的第i 桩竖向力设计值。 9.3.23 桩基础承台受冲切承载力的计算,应符合下列规定: 1 基础环对承台的冲切,可按式(9.3.23-1)~式()计算; 0Fl20X(bca0X)0Y(hca0X)hpfth0 (9.3.23—1) FlNNi (9.3.23—2) 0X0.84/(0X0.2) (9.3.23—3) 0Y0.84/(0Y0.2) (9.3.23—4) 式中Fl——荷载效应基本组合下,扣除承台及其上填土自重,作用在 冲切破坏锥体上的冲切力设计值,冲切破坏锥体应采用白基础环或台桩边缘至桩顶边缘的连线构成的锥体,锥体与承台底面的夹角不小于45º (图9.3.23-1); 图9.3.23—1 基础环对承台冲切计算示意图 h0——承台冲切破坏锥体的有效高度; hp——承台受冲切承载力截面高度影响系数,其值按条的规定取 用; 0X、0Y——冲切系数; 0X、0Y——冲跨比,0Xa0X/h0、0Ya0Y/h0,a0X、a0Y为基础 环或台柱边缘至桩边的水平距离,当a0X(a0Y) N——荷载效应基本组合下,基础环根部轴力设计值。 2 多桩矩形承台受角桩冲切的承载力应按式(9.3.23-5)~式()计算(-2): 0Nl1X(c2a1Y/2)1Y(c1a1X/2)hpfth0 (-5) 1X0.56/(1X0.2) (9.3.23-6) 1Y0.56/(1Y0.2) (9.3.23-7) 式中 Nl——荷载效应基本组合下,扣除承台及其上填土自重后的角 图9.3.23-2 矩形承台角桩冲切计算示意图 桩桩顶竖向力设计值; 1X、1Y——角桩冲切系数; 1Xa1X/h0,1Ya1Y/h0;1Y——角桩冲跨比, 1X、其值满足~, c1、c2——从角桩内边缘至承台外边缘的距离; a1X、a1Y——从承台底角桩内边缘引45º冲切线与承台顶面或 承台变阶处相交至角桩内边缘的水平距离: h0——承台外边缘的有效高度。 9.3.24 桩基础承台应对台柱边缘和桩边连线形成的斜截面进行受剪计算(图)。当基础环边有多排桩形成多个剪切斜截面时,尚应对每个斜截面进行验算。斜截面受剪承载力可按式()~式()计算: 0Vhsftb0h0 (9.3.24-1) 1.75/(1.0) (9.3.24-2) hb b010.51(1)b1 (9.3.24-2) hb01式中 V——荷载效应基本组合下,扣除承台及其上填土自重后斜截 图9.3.24 承台斜截面受剪计算示意图 面的最大剪力设计值; b0——承台计算截面处的计算宽度‘ h0——计算宽度处的承台有效高度; ——承台剪切系数; hs——受剪截面承载力截面高度影响系数,其值按第9.2.3条h的规定计算; ——计算截面的剪跨比,a/h0,a为基础环或台柱边缘处至 计算一排桩的桩边的水平距离,当<时,取=,当>时,取=。 9.3.25 当承台的混凝土强度等级低于桩的强度等级时,尚应验算桩上承台的局部受压承载力。 9.3.26 应根据第9.1.4条的规定,按所处环境类别和结构类别确定承台混凝土的裂缝控制要求及最大裂缝宽度限值,并采用荷载效应 标准组合按GB 50010规定验算承台裂缝宽度。 岩石锚杆基础 9.4.1 岩石锚杆基础应置于较完整的岩体上,且与基岩连成整体,并应符合下列要求: 1 锚杆孔直径,宜取锚杆直径的3倍,但不应小于1倍锚杆直径加50mm。锚杆的构造要求,可按图9.4.1采用。 图9.4.1 岩石锚杆基础 d1一锚杆孔直径;l—锚杆的有效锚固长度;d—锚杆直径 2 锚杆插入混凝土承台结构的长度,应符合钢筋的锚固长度要求。 3 锚杆宜采用热扎带肋钢筋,水泥砂浆强度不宜低于30MPa,细石混凝土强度不宜低于C30。灌浆前,应将锚杆孔清理干净。 9.4.2 锚杆基础中单根锚杆所承受的拔力,应按式()、式()验算; (9.4.2-1) NtikNkGkMYkxi 2nxi NtkmaxRt (9.4.2-2) 式中 NK——荷载效应标准组合下,作用在基础顶面上的竖向力修正 标准值,Nkk0Fzk,k0按8.3.2条规定取值; Gk——基础自重及其上覆的土自重标准值; MYK——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下,作用于基础底面, 绕通过基础底而形心的y主轴的合力矩修正标准值,MYKk0(MrkFrkhd); xi——第;根锚杆至基础底面形心的y轴线的距离; Ntik——荷载效应标准组合下,第i根锚杆所受的拔力; Rt ——单根锚杆抗拔承载力特征值; Ntkmax——荷载效应标准组合下,锚杆所受的最大拔力。 9.4.3 对l级和2级桩基础,单根锚杆抗拔承载力特征值兄应通过现场试验确定;对于其他基础,可按式()计算: Rt0.8d1lf (9.4.3) 式中 f——砂浆与岩石间的黏结强度特征值,可按表9.4.3选用。 表9.4.3 砂浆锚杆与岩石间钓黏结强度特征值 单位:MPa 岩石坚硬程度 黏结强度f 硬 质 岩 ~ 较 软 岩 ~ 软 岩 < 注:水泥砂浆强度为30MPa,混凝土强度等级C30。 9.4.4 岩石锚杆基础结构的设计应满足节的有关要求。 一般构造规定 9.5.1 扩展基础、桩基础承台或岩石锚杆基础的底宽或直径宜控制在轮毂高度的1/5~1/3范围内,基础高度宜控制在轮毂高度的1/30~1/20范围内,基础边缘高度宜为底宽或直径的l/20~1/15,且应不小于1.0m。 9.5.2 软弱地基上的垫层混凝土厚度宜大于20cm。基础混凝土浇筑前应对垫层1昆凝土或基岩表面进行凿毛处理,并冲洗干净。 9.5.3 基础环应深入至基础或承台底板一定深度,并与基础或承台结 构可靠连接。应对基础环与基础或承台的连接进行专门设计,并做局部冲切、承压和拉拔等验算。基础预埋件周边应设细部连接或构造钢筋。 9.5.4 基础棍凝土应一次浇筑成型。对可能存在的施工缝应采取凿毛、高压冲洗、铺浆和设插筋等措施进行处理。 9.5.5 受力钢筋的混凝土保护层厚度(从钢筋外边缘算起)不应小于钢筋直径及表9.5.5规定的数值,同时也不宜小于粗骨料最大粒径的倍。严寒和寒冷地区受冰冻的部位,保护层厚度还应符合GB 50010的规定。 表9.5.5 混凝土保护层最小厚度 单位;mm 基础部位 钢筋部位 二 顶面、侧面(无地下水时) 顶面、侧面(有地下水时) 底部 外层钢筋 外层钢筋 外层钢筋 30 40 80 环境条件类别 三 35 45 100 四 40 50 110 五 45 55 120 9.5.6 钢筋的锚固和连接应符合GB 50010的规定。 9.5.7 基础台柱钢筋和基础底板顶面钢筋的计算应符合GB50010的规定。其中,单侧纵向钢筋的最小配筋率不应小于%,且每米宽度内的钢筋截面面积不得小于2500mm2。 9.5.8 桩和桩基础的构造,应符合下列规定: 1 布置桩位时宜使桩的承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。 2 摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍;扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的倍,当扩底直径大于2m时,桩端净距不宜小于1m。在确定桩距时,尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。边桩中心至承台边缘的距离不宜小于杜的直径或边长,且桩的外边缘至承台边缘的距离不小于150mm。 3 扩底灌注桩的扩底直径,不应大于桩身直径的3倍。 4 桩底进入持力层的深度,应根据地质条件、荷载及施工工艺确定,宜为桩身直径的1~3倍。在确定桩底进入持力层深度时,尚应考 虑特殊土、岩溶以及震陷、液化等影响。嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的新鲜、微风化、弱风化硬质岩体的最小深度,不宜小于0.5m。 5 预制桩的混凝土强度等级不应低于C30;灌注桩不应低于C25;预应力桩不应低于C40。 6 打入式预制桩的最小配筋率不宜小于%;静压预制桩的最小配筋率不宜小于%;灌注桩的最小配筋率不宜小于%~%(小直径桩取大值)。 7 配筋长度应符合下列规定: 1)受水平荷载和弯矩较大的桩,配筋长度应通过计算确定。 2)桩基承台下存在淤泥、淤泥质土或液化土层时,配筋长度应穿过淤泥、淤泥质土或液化土层。 3)8度及8度以上地震区的桩、抗拔桩、嵌岩端承桩应通长配筋。 4)桩径大于600mm的钻孔灌注桩,构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。 8 桩顶嵌人承台内的长度应不小于70mm。主筋仲人承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径(1级钢)的30倍和钢筋直径(Ⅱ级钢和Ⅲ级钢)的35倍。 9.5.9 扩展基础、桩基础承台和岩石锚杆基础周围及上部的回填土,应满足上覆土设计密度的要求。 9.5.10 受洪(潮)水影响的基础,在基础环与台柱混凝土间应设止水结构,基础底板混凝土中的预埋管道应采取防水和止水措施。 10 地基处理 一般规定 10.1.1 地基处理应考虑以下因素, 1 岩基有无断层等结构面。 2 地基的不均匀性。 3 地基土的湿陷性。 4 岩溶、土洞的发育程度。 5 出现泥石流、崩塌等不良地质现象的可能性。 6 地面水、地下水、洪水对地基的可能影响。 7 地震液化对地基的可能影响。 10.1.2 应在查明地基工程地质条件和环境条件的基础上,考虑上部 结构和地基的共同作用,确定合理的地基处理措施。 10.1.3 地基宜尽量避开对其有直接或间接危害的断层、滑坡、泥石流、崩塌以及岩溶强烈发育地段。当因特殊需要必须使用这类场地时,应在查明上述不良物理地质现象、工程地质条件的基础上,采取可靠的处理措施。 10.1.4 当基础埋置在易风化、崩解的岩层和软弱地基上,施工时应在基坑开挖后立即铺筑垫层。当基础埋置在地下水位线以下时,施工时可采取抽排措施降低地下水位,并铺筑垫层。 土岩组合地基 10.2.1 地基的主要受力层范围内有下列情况之一的属土岩组合地基: 1 石芽密布并有出露的地基。 2 大孤石或个别石芽出露的地基。 10.2.2 石芽密布并有出露的地基,当石芽间距小于0.5m,其间为硬塑或坚硬状态的黏土时,当地基承载力、变形和稳定性满足要求时,可不进行地基处理,如不满足上述要求时,可用碎石、土夹石等进行置换。 10.2.3 对于大孤石或个别石芽出露的地基,首先应调整基础位置以避开该地基,否则应根据基础对地基的变形要求采用综合处理措施。 10.2.4 对于下卧基岩表面坡度较大的地基,由于其压缩变形相差较大,宜调整基础位置,尽量避开此类地基。 压实填土地基 10.3.1 压实填土包括分层压实和分层夯实的填土。当利用压实填土作为地基持力层时,应根据基础类型、填料性能和现场条件等,对拟压实的填土提出质量要求。未经检验查明以及不符合质量要求的压实填土,均不得作为地基持力层。 10.3.2 压实填土的填料,应符合下列规定: 1 级配良好的砂土和碎石土。 2 性能稳定的工业废料。 3 以砾石、卵石或块石作填料时,分层夯实时最大粒径不宜大于400mm;分层压实时最大粒径不宜大于200mm。 4 以粉质黏土、粉土作为填料时,其含水量宜为最优含水量,可采用试验确定。 5 开挖回填的土料和石料,应符合设计要求。 6 不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机质含量大于5%的土。 10.3.3 压实填土的质量以压实系数c控制,并应根据压实填土所在部位按表10.3.3的数值确定。 10.3.4 压实填土的最大干密度和最优含水量,宜采用击实试验确定。当无试验资料时,最大干密度可按式()计算。当填料为碎石或卵石时,其最大干密度可取20~22kN/m3。 dmaxwds/(10.01opds) (10.3.4) 式中dmax——分层压实填土的最大干密度; ——经验系数,粉质黏土取,粉土取; ——水的密度; ds——土粒相对密度; op——填料的最优含水量。 表10.3.3 压实填土质量控制表 填土部位 在地基主要受力层范围内 在地基主要受力层范围以外 压实系数Ac 控制含水量(%) op土2 注:压实系数c为压实填土的控制干密度与最大于密度的比值,op为员比含水量(%)。 10.3.5 压实填土地基承载力特征值,应根据现场原位测试(静载荷试验、静力触探等)结果确定。其下卧层顶面的承载力特征值应满足第8章的相关规定。 10.3.6 斜坡上不宜采用半挖半填的压实填土地基,宜采用全挖地基方案。当斜坡较陡时,还应复核地基边坡的稳定性。 岩溶与岩石地基 10.4.1 在碳酸盐类岩石地区,当有溶洞、溶蚀裂隙等现象存在时,应考虑其对地基稳定性的影响。 10.4.2 在岩溶地区,当基础底面积以下的土层厚度大于3倍基础底宽,且在使用期间不具备形成土洞的条件时,可不考虑岩溶对地 基稳定性的影响。 10.4.3 基础位于微风化硬质岩石表面时,对于宽度小于1m的竖向溶蚀裂隙和落水洞近旁地段,可不考虑其对地基稳定性的影响。当在岩体中存在倾斜软弱结构面时,应按第8章进行地基稳定性验算。 10.4.4 当溶洞顶板与基础底面之间的土层厚度小于10.4.2条规定的要求时,应根据溶洞大小、顶板形状、岩体结构及强度、洞内充填情况及岩溶水活动等因素进行洞体稳定性分析。 10.4.5 对地基稳定性有影响的岩溶洞穴,应根据溶洞的位置、大小、埋深、围岩稳定性和水文地质条件综合分析,因地制宜地采取下列处理措施: 1 对洞口较小的洞穴,宜采用镶补、嵌塞等方法处理。 2 对洞口较大的洞穴,宜采用低强混凝土、块石混凝土、浆砌石等堵塞处理。 3 对规模较大的洞穴,宜调整基础位置避开洞穴。 10.4.6 对于风化破碎的岩体,可采用灌浆加固和清爆填塞等措施处理。 软弱地基 10.5.1 软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。勘察时应查明软弱土层的均匀性、组成、分布范围和性状。冲填土尚应了解排水固结条件。杂填土应查明堆积历史,明确自重下的稳定性、湿陷性等基本因素。 10.5.2 对地基为易软化、崩解的岩土层及湿陷性土、膨胀性土等特殊性岩土层时,应查明其崩解性、湿陷性、膨胀性等特性,并按有关规范开展相应的岩土工程地质评价,采取特殊的保护处理措施。 10.5.3 对地基主要受力层范围内的下卧软弱土层,当满足地基承载力、变形和稳定性要求时,可不进行处理,否则应采取措施进行处理。 10.5.4 地基处理可采用机械夯实、换填垫层、复合地基和局部桩基等方法。 10.5.5 复合地基设计应满足基础承载力和变形要求。对于地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性土、可液化土等特殊土时,设计时要综合考虑土体的特殊性质,选用适当的增强体和施工工艺。 10.5.6 复合地基承载力特征值应采用增强体的载荷试验成果和其周边土的承载力特征值结合经验确定。 10.5.7 增强体顶部应设褥垫层。褥垫层可采用中砂、粗砂、砾砂、碎石和卵石等散粒材料。碎石、卵石宜掺入20%~30%的砂。 11 检验与监测 检验 11.1.1 基坑开挖后,应及时进行基坑检验。当发现与勘察报告和设计文件不一致、或遇到异常情况时,应结合地质条件提出处理意见。 11.1.2 对于压实填土基础,施工中应分层取样检验土的干密度和含水量。按20~50m2 11.1.3 复合地基应进行静载荷试验。对于相同的地质条件,应选取有代表性的基础进行静载荷试验,每个基础不宜少于3个点,必要时应进行竖向增强体及周边土的质量检验。 11.1.4 对预制打人桩、静力压桩,应提供经确认的施工过程有关参数。施工完成后尚应进行桩顶标高、桩位偏差等检验。 11.1.5 对混凝土灌注桩,应提供经确认的施工过程的有关参数,包括原材料的力学性能检验报告、试件留置数量及制作养护方法、混凝土抗压强度试验报告、钢筋笼制作质量检查报告。施工完成后,尚应进行桩顶标高、桩位偏差等检验。 11.1.6 人工挖孔桩应进行桩端持力层检验。嵌岩桩应根据岩性检验桩底3d或5m深度范围内有无空洞、破碎带、软弱夹层等不良地质条件,并评价作为持力层的适宜性。 11.1.7 施工完成后的基桩应进行桩身质量检验。混凝土桩应采用钻孔抽芯法、声波透射法或可靠的动测法进行检测,检测桩数不得少于总桩数的30%,且每个桩基础的抽检桩数不得少于3根。 11.1.8 施工完成后的基桩应进行承载力检验。一般情况下,基桩承载力的检验宜采用静载荷试验。在相同地质条件下,抗压检验桩数不宜少于同条件下总桩数的2%,且不得少于3根;抗拔、水平检验桩数不宜少于同条件下总桩数的1%。 11.1.9 基础锚杆施工完成后应进行抗拔力检验,检验数量每个基础不得少于锚杆总数的3%,且不得小于6根。 11.1.10 基础混凝土应检验原材料质量、混凝土配合比、坍落度、混 凝土抗压强度、钢筋质量等。基础环安装和混凝土浇筑过程中应进行水平度检测。 监测 11.2.1 下列地基基础应在施工期及运行期进行沉降观测: 1 1级、2级的地基基础。 2 3级的复合地基或软弱地基上的桩基础。 3 受地面洪水、海边潮水或地下水等水环境变化影响的基础。 11.2.2 对于实验性风电场、需要积累建设经验或需进行设计反演分析的工程,宜对基础位移和混凝土、钢筋应力应变进行监测。 因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
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