DL T 5101-1999(条文说明) 火力发电厂振冲法地基处理 技术规范.pdf
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1、DL 中华人民共和国电力行业标准p DL/T 5101-1999 火力发电厂振冲法地基处理技术规范条文说明主编部门:河北省电力勘测设计院批准部门:中华人民共和国国家经济贸易委员会1 tia咆关负14毒、住1999北京目次1 范围.31 3 ,总则.32 昌基本规定.34 6 施工图设计阶段勘测.37 7 设计398 原体试验.43 30 9 施工4510 监理4811 检测.51 1范围采用振冲法处理地基,以达到提高地基强度和减少建(构)筑物变形的目的,这是在国内应用较普遍和较好的一种地基处理方法。火力发电厂建(构)筑物有其高、大、重、深的特点,因此在编制本规范时,既吸收了电力工程建设的经验,
2、又体现了火力发电厂的特点和重要性。本规范适用于火力发电厂地基处理工程的需要。31 3总则3.0. 1 国内采用振冲法处理地基已有二十多年的历史,在总结经验的基础上,为了更好的指导实践,部分行业部门和地区相继编制了带有自己特点的规范、规程、规定,使设计和施工有了可依据的法规。但地基处理的全过程涉及勘测、试验、设计、施工、监理和检测。电力建设工程采用振冲法处理地基的全过程,需要一本规范化的技术规定,以达到方便操作、提高效益、确保工程质量的目的。3.0.2 地基处理是项隐蔽工程,施工质量的优劣直接关系到建(构)筑物的安全。因此,要保证振冲法地基处理的施工质量,就一定要施行施工全过程的监督和管理,才能
3、保证质量和及时发现问题并采取有效措施。对工程建设实行全面的、全过程的监理是种先进而有效的科学管理方法,尤其是地基处理工程。通过这几年的试点和实践,已取得了很好的效果,对工程实行监理已逐步被建设单位重视并接受,特别是在电力系统,对地基处理这样的隐蔽工程实行监理已形成制度。因此,本规班明确了按火力发电厂各类建(构)筑物的安全等级,确定岩土工程监理制度的实施。J.0.3 地基处理质量存在差异,有时甚至较大,这种差异不仅出现在各施工单位之间,有时施工单位内部在不同机组(甚至同一机组)上也出现较大差异。除了因地质条件有变化,没有及时、准确的调整施工参数外,施工单位及人员的质量意识波薄是其根本原因,由此而
4、造成的工程事故是有实际例子的。因此,地基处理除了要求施工单位有一套完整的、行之有效的质量保证体系外,还要有严格的监理和及时的跟踪检验措施。一旦发现异常情况,及时会同设计单位及有关部门研究解决。32 3.0.4本规范是在DLso2493火力发电厂地基处理技术规定、DL5022-93火力发电厂土建结构设计技术规定、DL/T5074-1997火力发电厂岩士工程勘测技术规程、TGJ79-91 建筑地基处理技术规范、DLGJ125-96电力岩土工程监理技术规定基础上编制的。当本规范中的标准高于其他行业及地区的相关规范、规定中的标准时,应按本规范执行。例如对发电厂建(构)筑物的监理标准,我们认为根据火电厂
5、的重要性,一级建(构)筑物必须实行监理,二级建(构)筑物应实行监理。本标准的规定均高于火力发电厂地基处理技术规定的相关标准。另外,在本规范中,对某些未做规定的事项,应按电力系统有关规程,国家、地区和行业的有关标准执行。33 5基本规定s. 0.1 为了与DL5022-93火力发电厂土建结构设计技术规定和DL/T5074一1997火力发电厂岩土工程勘测技术规程的分级办法保持一致。根据地基损坏造成建(构)筑物破坏后果的严重性、荷重大小、对不均匀沉降的敏感程度,本规范以同等标准将发电厂各类建(构)筑物地基分为一、二、三个安全等级,以区别对待地基处理问题。s.0.2 采用振冲法处理的地基,在施工过程中
6、或在生产运行过程中,都有地基土垂直变形和水平位移的问题。其影响范围和变形速率,是否形成对地基土稳定性的威胁和对邻近建(构)筑物造成破坏,都需要采取监测手段进行监测,并加以控制,使地基处理效果满足设计要求,当沉降观测发现问题时也便于及时处理。按照发电厂工艺设备对地基土变形敏感且需要严格控制的特点,本规范明确沉降观测点的布置要求。在这里需要指出的是,在主厂房内布置沉降观测点,一定要和工艺专业配合。以往有因工艺设备、管道布置而无法观测的情况。5.0.4 振冲法处理地基是利用水平向振动的振冲器,对松散土层进行加固处理的一种地基处理方法。按不同土类,此法可分为振冲置换和振冲挤密。振冲置换是利用振冲器在高
7、压水流下边振边冲,在软弱粘性土地基中成孔,在制桩过程中,填料在振冲器水平向振动力作用下,挤向孔壁的软土中,从而使桩体直径扩大。当这一挤入力与士的约束力平衡时,桩径不再扩大。如果原土强度过低,土的约束力始终不能平衡填料挤入孔壁的力,形不成桩体,此种方法就不适用了。一些实测资料表明,土的不排水抗剪强度小于20kPa时,难以成桩,质量也难以控制。国内的有关规范、规定均认为振冲置换适用于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的粘性土。34 在振冲器重复水平振动和侧向挤压作用下,地基产生周期性剪力,土体内的孔隙水压力迅速增大,砂土的结构逐渐破坏,使砂层发生液化,砂粒向低势能位置转移,砂颗粒重新排列,孔隙减小
8、,这样,土体由松变密。另外,依靠振冲器的水平振动力,在加填料情况下,还通过填料使砂层挤压加密,这就是振冲挤密法。粗中砂和砂卵石地基可不加填料加固地基。s.0.1 在发电厂的可行性研究阶段,应对建筑场地地基处理的必要性和可行性提出充分论据,并通过调查研究,对有关地基处理方案进行技术经济比较,推荐出两个或若干个技术可靠、经济合理的地基处理方案。在初步设计阶段,应对地基处理的方案进一步优选。当确定采用振冲法处理地基时,应在此阶段尽快进行原体试验工作。本规范强调了原体试验工作在初步设计阶段完成,这对加快工程进度、节省投资十分有效,也是工程实践的总结。s.o.s 发电厂厂区地基处理范围量大、面广,地层分
9、布、地层岩性都会有所变化,存在多个施工单位参与施工和施工机具差异等情况。为了调试机具设备,协调具体操作与各项工序的关系,使之适应地层条件,满足工艺要求和施工质量要求,确定施工参数,为顺利施工创造条件,单项工程地基处理施工前,应进行试验性施工。试验性的施工桩的数量和地点应与设计及监理单位协商确定,但不少于三根。特别应当指出的是,每台振冲器的空载电流是不同的,应当在试验性施工中加以确定,该空载电流加上设计要求的密实电流,才是施工时的总控制电流量。s.0.9 本条文规定振冲法处理地基时,必须对施工质量进行跟踪检测。跟踪检测包括施工单位的自检和监理单位的抽检,这是确保施工质量的根本措施。对施工中个别部
10、位由于地层或其他原因,当检测结果表明处理后的复合地基强度达不到设计要求时,应及时与设计和监理单位商定方案,采取补强措施。s.0.10 根据大量工程实践,检验振冲法桩体的密实度,采用重型动力触探方法效果最好。其击数标准当有本工程试验资料时,应以试验确定的桩体重型动力触探击数乘以小于1.00的施工系数35 后确定。般认为,桩体重型动力触探击数小于7时,为不合格桩,当桩体重型动力触探击数为12击20击时,复合地基承载力标准值可达200kPa300kPa。36 6 施工图设计阶段勘测6.o. 1 本章适用于地基处理方案已确定采用振冲法的前提下所进行的施工图设计阶段勘测。在可行性研究勘测阶段与初步设计勘
11、测阶段,当地基存在采用振冲法处理的可能性或作为地基处理比选方案时,可参照本规范对振冲法的适用性进行评价。如果初设勘测时已确定采用振冲法作为地基处理方法,则可参照本章布置勘测工作。6.0.2 本条着重指出要查明振冲处理地层的埋藏深度、厚度、水平分布及影响振冲处理效果的土的特性参数在水平和垂直方向的变化。由于发电厂占地面积大,地层的变化是难以避免的。通常,地基处理原体试验都结合主厂房、冷却塔等主要建筑地段进行。当厂区地层埋藏条件变化大时,其他建筑地段基础底面的岩性与试验场地差别也可能较大,试验时确定的设计和施工参数也难以适应每个建筑地段,这就需要根据这些差别进行不同建筑地段振冲处理的设计,在施工中
12、也需要根据这些变化调整施工参数。因此,查明振冲处理地层的埋藏深度、厚度、水平分布及其变化无疑是重要的。土的一些特性参数,如粘粒含量(Pc)、砂土的相对密度(D,)、软粘土的不排水抗剪强度(Cu)等,直接影响振冲处理的机理和效果。由于粘粒含量的变化,振冲处理机理可能会从挤密型转变为置换型。粘性土的不排水抗剪强度太低,可能会造成振冲处理方法的失效。因此查明这些参数及其变化,对评价振冲法的适用性,对指导施工及施工质量的监理、检测,无疑是十分重要的。6.0.3 不同建筑地段勘探点的探度随振冲处理深度和地基计算类别的不同而应有所区别。对主厂房、烟囱、冷却塔等需进行变形验算的建筑地段,除需控制振冲处理层的
13、变化外,尚需控制压37 缩层的变化,故一般性勘探点应达到加固处理层以下Im2m。控制性勘探点应达到考虑相邻基础的影响时地基沉降计算所需深度。对按承载力计算的建筑地段,由于振冲处理深度一般会达到相对硬层,故一般性勘探点揭穿振冲处理层即可,控制性勘探点应满足下卧层计算的要求。振冲处理层以下下卧层的岩性及物理力学指标的变化,对振冲处理施工时桩底部的填料量有一定影响,同时下卧层的岩性对复合地基的排水固结有一定的影响,在一定程度上会影响振冲处理效果。因此,应布置适当的勘探试验工作量,查清下卧层的工程地质条件。6.0.4 本条原则规定了根据振冲处理地层的士质可采用的勘探方法和手段。对振冲处理地基的勘探,应
14、重视原位测试手段的采用,因凡需采用振冲法处理的地基,一般为松散的砂层和软弱的土层,采取土样比较困难,且采取的土试样在取样、运输、试验过程中,均易受到扰动,影响工程地质评价的准确性,而原位测试则可在很大程度上避免上述问题的发生。6.o.s 本条针对不同地层条件,并考虑到统计数量的需要,对土层的物理力学指标的试验个数和原位测试的数量规定了最低要求,在工程中尚可根据实际情况因地制宜的增加,并应注意试验指标在垂直和水平方向上的代表性。6.0.6 关于室内士工试验,除要求提供土的一般物理力学指标外,特别规定要提供粘性士的渗透系数(川、粘粒含量(Pc)、砂土的相对密度(D,)、软粘士的不排水抗剪强度(C)
15、等,因为这些参数直接影响振冲处理的机理和效果。关于土的三轴不固结不排水(Uu)或固结不排水(Cu)抗剪强度,可视需要或有无现场十字板剪切试验而定。38 7设计7.0. I 静载荷试验是目前确定振冲法复合地基承载力标准值最直接和可靠的方法,故本条文规定一级建(构)筑物地段,应进行复合地基载荷试验。但因复合地基载荷试验的承压板面积大、加载量大,所以试验难度增加,且投资大,对二级建(构)筑物根据重要性可用单桩和桩间土的载荷试验成果,按面积置换率的概念进行计算,来确定复合地基承载力标准值。对三级建(构)筑物由于安全等级较低,不必为此类建(构)筑物单独试验,可用桩土应力比的经验值及天然地基承载力标准值,
16、按本规范中的经验公式(7.o. 1-3)计算确定复合地基承载力标准值。1.0.2 处理后的复合地基承载力设计值,对基础宽度的修正系数取零是为了考虑安全储备,一般意见比较一致。但对基础深度修正系数的取值则规定不一。TGJ79-91建筑地基处理技术规范规定基础深度修正系数取1。关于基础深度修正系数取l,本规定认为:对于世泥质士、人工填士,以及粘粒含量很高的粘性土来说,由于振冲法只能起置换作用,对桩周土没有挤密作用,桩周土承载力不提高,基础深度修正系数取1是合理的。而对于粘粒含量较少的粘性土和粉士,桩间土有一定的挤密作用,对于粉细砂、细砂以及中砂等,桩间土有很好的挤密作用,深度修正系数取1就过于保守
17、了,将影响基础设计的合理性而造成琅费。DL5024-93火力发电厂地基处理技术规定规定振冲桩复合地基承载力可按GBJ7-89建筑地基基础设计规范做深度修正。按照这个规定查得粉砂、细砂深度修正系数为3,中砂深度修正系数为4,4。在这样的地层中进行振冲法处理,由于桩间土挤密作用显著,振冲复合地基承载力标准值将会很高,经过深度修正后,振冲复合地基承载力设计值将会更高。采用这个复合地基承39 载力设计值是偏大的,偏不安全的。鉴于上述分析,在1996年11月13日11月16日在福建武夷山市召开的本规范送审稿审查会上,由多数专家提出,并经过讨论,最后研究决定:对基础宽度修正系数取0。基础深度修正系数z粘性
18、土取1.00;粉砂、细砂、粉土取1.50;中砂、粗砂、砾砂及碎石土取2.00。1.0.4 复合地基抗剪强度指标计算公式是根据地基处理手册第191页Priebe法经复核后提出的,其中应力集中系数按虎克定律推导而得。1.0.1 基础外缘设护桩主要起安全保护作用。对条形基础和单独基础设护桩,工程量很大,往往超过主桩工程量,可采用稍微扩大基础面积,增加基础内布桩数量,提高安全系数加以解决。本规范按建(构)筑物重要性及地基是否抗液化而定。而对非地震区的箱形基础、片统基础,由于基础边缘部分碎石桩受力条件差,以及为保证不会导致过大的应力扩散到未经处理的地基,宜在基础外缘设1排2排护桩。1.0.s 振冲桩常采
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