7.2　地基處理設(shè)計

7.2.1　采用換填墊層法處理堤壩地基時應(yīng)符合下列規(guī)定：

1　換填墊層的厚度宜為0.5m～3.0m。

2　換填墊層材料宜選用碎石、卵石、礫石、粗砂和中砂，且應(yīng)級配良好。

3　換填排水砂墊層，其砂的含泥量不宜大于5%，最大粒徑不宜大于10cm。

4　當(dāng)采用土工合成材料構(gòu)筑加筋墊層時，土工合成材料的品種、性能應(yīng)與填料、地基土相適應(yīng)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB 50290的規(guī)定，并應(yīng)通過現(xiàn)場試驗和論證后確定。

7.2.2　采用堆載預(yù)壓法處理堤壩地基時應(yīng)符合下列規(guī)定：

1　當(dāng)軟土層厚度不大或含有較多薄砂夾層，在設(shè)計荷載作用下其固結(jié)速率能符合工期要求時，可只設(shè)置排水砂墊層。排水砂墊層的厚度，陸上不宜小于0.5m；水下不宜小于1.0m。當(dāng)?shù)鼗韺油撂幱诹魉軤顟B(tài)時，宜采用土工織物，其性能應(yīng)符合加筋、反濾、隔離的要求。軟土層厚度較大時，應(yīng)增設(shè)塑料排水板或袋裝砂井、普通砂井等豎向排水體。

2　排水砂墊層的砂料宜用含泥量不大于3%且滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/s的中、粗砂。

3　堆載預(yù)壓設(shè)計計算應(yīng)包括下列內(nèi)容：

1）選擇豎向排水體的形式，確定其斷面尺寸、間距、排列方式和深度；

2）確定施加荷載的大小、范圍、分級、加荷速率、預(yù)壓或分級預(yù)壓時間和工后預(yù)留沉降量；

3）計算地基固結(jié)度、強度增長、抗滑穩(wěn)定及變形等；

4）提出質(zhì)量檢測、檢驗要求。

4　堆載預(yù)壓設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）預(yù)壓荷載應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求確定，可取堤壩斷面的基底壓力作為預(yù)壓荷載。實際施加的荷載應(yīng)包括預(yù)壓荷載和回填土的重量；

2）加載速率應(yīng)與地基土的強度增長相適應(yīng)，加載各階段應(yīng)進行地基穩(wěn)定驗算；

3）豎向排水體的長度應(yīng)根據(jù)堤壩高度和土質(zhì)情況，經(jīng)穩(wěn)定和沉降計算后確定；豎向排水體深度應(yīng)大于危險滑動面以下3m，并應(yīng)符合堤壩工后沉降量的要求；

4）豎向排水體間距應(yīng)根據(jù)所要求的固結(jié)時間、施工工藝等確定。普通砂井宜采用2.0m～3.0m，袋裝砂井宜采用1.0m～1.5m，塑料排水板宜采用0.7m～1.5m；高靈敏度軟土宜取較大值；其最大間距可用井徑比控制：普通砂井不宜大于10，袋裝砂井不宜大于20，塑料排水板不宜大于25；

5）對于豎向排水體的直徑，普通砂井水下宜采用300mm～400mm，陸上宜小于300mm；袋裝砂井宜采用70mm，塑料排水板寬度宜為100mm，厚度宜為3.5mm～5.0mm，其排水體等效換算直徑可按下式計算：

式中：Dw——豎向排水體等效換算直徑（mm）；

a——換算系數(shù)，無試驗資料時可根據(jù)工程經(jīng)驗取0.75～1.00；

b——塑料排水板寬度（mm）；

δ——塑料排水板厚度（mm）。

6）豎向排水體的平面布置可采用等邊三角形或正方形。采用等邊三角形時，豎向排水體的有效排水直徑應(yīng)為排水體間距的1.05倍；采用正方形時，豎向排水體的有效排水直徑應(yīng)為排水體間距的1.13倍；

7）豎向排水體頂面宜高出水平排水墊層10cm～15cm，并折埋于水平排水墊層中或設(shè)一層隔離加筋土工織物；

8）在瞬時荷載條件或分級加載條件下，堤壩堆載預(yù)壓處理范圍的平均總應(yīng)力固結(jié)度、豎向平均應(yīng)力固結(jié)度和徑向平均應(yīng)力固結(jié)度宜按本規(guī)范附錄A計算；當(dāng)處理范圍內(nèi)各區(qū)的計算條件不同時，應(yīng)分別計算平均固結(jié)度；

9）當(dāng)?shù)鼗领`敏度高、塑料排水板間距較小或打設(shè)深度較大時，應(yīng)計算井阻與涂抹效應(yīng)對地基應(yīng)力固結(jié)度的影響，并宜符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定；

10）對正常固結(jié)的軟黏土，地基土強度增量可按本規(guī)范第6章的有關(guān)公式計算。

7.2.3　采用真空預(yù)壓和真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法處理堤壩地基時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1　真空預(yù)壓法處理地基前應(yīng)確定預(yù)壓區(qū)面積和分塊大小、真空預(yù)壓工藝、要求達到的真空度、土層的固結(jié)度、預(yù)壓后地基變形值以及地基土的強度等。

2　豎向排水體的間距可按本規(guī)范第7.2.2條的有關(guān)規(guī)定選用，采用砂井時應(yīng)選用中粗砂，其滲透系數(shù)應(yīng)大于1×10-2cm/s。

3　真空預(yù)壓的膜下真空度應(yīng)穩(wěn)定地保持在86.7kPa（650mmHg）以上，且應(yīng)均勻分布；豎井范圍內(nèi)的平均固結(jié)度應(yīng)大于90%。

4　當(dāng)?shù)虊蔚牡鼗鶋毫Τ^真空預(yù)壓的壓力，且堤壩上部結(jié)構(gòu)對地基變形有嚴格要求時，可采用真空和堆載聯(lián)合預(yù)壓法。

5　對于表層存在良好的透氣層或在處理范圍內(nèi)有充足水源補給的透水層時，應(yīng)采取措施隔斷透氣層或透水層。

6　真空預(yù)壓地基最終沉降量可按本規(guī)范第6章的有關(guān)公式計算，沉降經(jīng)驗系數(shù)可取0.8～0.9；真空聯(lián)合堆載預(yù)壓法以真空為主時，沉降經(jīng)驗系數(shù)可取0.9。

7　抽真空的設(shè)備，可按預(yù)壓面積的大小、形狀和土層結(jié)構(gòu)特點確定，一套設(shè)備抽真空的面積宜取800m2～1500m2。

8　當(dāng)工程附近缺乏水平排水砂墊層料時，可采用直排式真空預(yù)壓法處理。

7.2.4　采用爆炸置換法處理堤壩地基時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1　當(dāng)置換的軟土層厚度為5m～35m、石料來源有保障、施工影響范圍內(nèi)不存在環(huán)境制約因素時，可采用爆炸置換法進行地基處理。爆炸置換法可分為爆炸擠淤置換法和爆炸排淤填石法，應(yīng)根據(jù)置換軟土的厚度選用。

2　爆填堤心石基礎(chǔ)可分落底式和懸浮式兩種結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)工程特點和經(jīng)濟性確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定：

1）當(dāng)基礎(chǔ)軟土層厚度較小，下臥硬土層堅硬密實或基巖埋藏較淺時，爆填堤心石基礎(chǔ)宜采用落底式結(jié)構(gòu)；落底寬度可根據(jù)整體穩(wěn)定分析結(jié)果和堤壩上部結(jié)構(gòu)布置的要求確定；

2）當(dāng)基礎(chǔ)軟土層較深厚，在滿足海堤整體穩(wěn)定要求的前提下，可采用懸浮式結(jié)構(gòu)。

3　爆填堤心石的結(jié)構(gòu)宜符合下列規(guī)定：

1）堤心石范圍應(yīng)包括堤身和迎潮面護坡基礎(chǔ)的主石壩基礎(chǔ)部分；當(dāng)拋石護腳和其他范圍基礎(chǔ)需加強時，宜同時處理；

2）爆填堤心石斷面結(jié)構(gòu)宜根據(jù)施工方法綜合確定；當(dāng)軟基置換厚度較深厚或采用“懸浮式”結(jié)構(gòu)時，應(yīng)采用爆炸擠淤置換法；

3）爆填堤心石基礎(chǔ)的頂部應(yīng)高于多年平均高潮位1m以上；涂面以上部分可根據(jù)堤上部結(jié)構(gòu)輪廓要求設(shè)定，涂面以下部分斷面宜與其爆填成形規(guī)律相吻合，并應(yīng)符合穩(wěn)定及安全要求；

4）爆填堤心石底部水平段寬度不宜小于2.5倍堤頂寬，并宜上、下對齊；

5）爆填堤心石最大腰寬以上部分的混合過渡層可忽略；最大腰寬以下部分的混合過渡層厚度及拋石含量應(yīng)根據(jù)置換深度和落底情況確定；底部的混合過渡層厚度可取1m～2m，爆填堤心石含量可取50%～80%。

7.2.5　采用水泥土攪拌樁法處理堤壩地基時應(yīng)符合下列規(guī)定：

1　應(yīng)根據(jù)施工設(shè)備、處理深度及地基土的含水量等因素采用漿液攪拌法工藝。對于泥炭土、有機質(zhì)土、塑性指數(shù)大于25的黏土地基及地下水具有腐蝕性的地區(qū)，應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定水泥土攪拌法的適用性。

2　設(shè)計前應(yīng)通過室內(nèi)試驗，選擇固化劑、外摻劑及其摻量，提供各種齡期、各種配比的強度參數(shù)：

1）固化劑宜選擇強度等級等于或高于32.5級的普通硅酸鹽水泥。塊狀加固時水泥摻量可用被加固濕土量的7%～12%，采用其他加固形式時水泥摻量宜為12%～20%；水泥漿的水灰比可采用0.45～0.55；在避免污染環(huán)境的前提下，可根據(jù)工程需要和土質(zhì)條件選用具有早強、緩凝及節(jié)省水泥等作用的外摻劑；

2）豎向承載水泥土強度宜取90d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值，對承受水平荷載的水泥土強度宜取28d齡期試塊的立方體抗壓強度平均值。

3　水泥土攪拌樁的長度應(yīng)根據(jù)堤壩結(jié)構(gòu)對承載力和變形的要求確定，宜穿透軟弱土層到達承載力相對較高的土層，樁端應(yīng)低于危險滑動面以下2m。水泥攪拌樁的長度不宜大于20m，樁徑不應(yīng)小于500mm，水泥攪拌樁的置換率可按下式計算：

式中：fspk——復(fù)合地基承載力特征值（kPa）；

m——面積置換率；

Ra——單樁豎向承載力特征值（kN）；

Ap——樁的截面積（m2）；

β——樁間土承載力折減系數(shù)，宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，無經(jīng)驗時可取0.75～0.95，天然地基承載力較高時取大值；

fsk——處理后樁間土承載力特征值（kPa），宜按地區(qū)經(jīng)驗取值，無經(jīng)驗時可取天然地基承載力特征值。

4　水泥土攪拌樁復(fù)合地基承載力特征值應(yīng)通過現(xiàn)場單樁或多樁復(fù)合地基荷載試驗確定。初步設(shè)計時可按下列公式計算，并取其中的較小值：

式中：fcu——水泥土試塊在標準養(yǎng)護條件下90d齡期的無側(cè)限抗壓強度平均值（kPa）；

η——樁身土強度折減系數(shù)，干法宜取0.20～0.30，濕法宜取0.25～0.33；

up——樁的周長（m）；

n——樁長范圍內(nèi)所劃分的土層數(shù)；

qsi——樁周第i層土的側(cè)阻力特征值（kPa），對淤泥可取4kPa～7kPa；對淤泥質(zhì)土可取6kPa～12kPa；對軟塑狀態(tài)的黏性土可取10kPa～15kPa；對可塑狀態(tài)的黏性土可取12kPa～18kPa；

li——樁長范圍內(nèi)第i層土的厚度（m）；

qp——樁端地基土未經(jīng)修正的承載力特征值（kPa），可按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB 50007的有關(guān)規(guī)定確定；

α——樁端天然地基土的承載力折減系數(shù)，可取0.4～0.6，承載力高時取低值。

5　水泥土攪拌樁復(fù)合地基應(yīng)在基礎(chǔ)和樁之間設(shè)置褥墊層。褥墊層的厚度可取20cm～30cm，其材料可選用中砂、粗砂、級配砂石等，最大粒徑不宜大于20mm。

6　水泥土攪拌樁的平面布置可根據(jù)上部結(jié)構(gòu)特點、地基承載力和變形要求，采用柱狀、壁狀、格柵狀或塊狀等加固形式，柱狀加固可采用正方形、等邊三角形等平面布置形式。

7　水泥土攪拌樁復(fù)合地基變形應(yīng)包括復(fù)合土層的平均壓縮變形（S1）和樁端下臥層的壓縮變形（S2）：

1）水泥土攪拌樁復(fù)合土層的壓縮變形可按下列公式計算：

式中：pz——攪拌樁復(fù)合土層頂面的附加壓力值（kPa）；

pzl——攪拌樁復(fù)合土層底面的附加壓力值（kPa）；

l——攪拌樁樁長（m）；

Esp——攪拌樁復(fù)合土層壓縮模量（kPa）；

Ep——攪拌樁的壓縮模量（kPa），可?。?00～120）fcu。對樁較短或樁身強度較低者可取低值，反之可取高值；

Es——樁間土的壓縮模量（kPa）。

2）樁端以下未加固土層的壓縮變形（S2）可按本規(guī)范第6章的相關(guān)規(guī)定計算。