GB 50169-2018 港口工程地基规范完整章节

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GB 50169-2018 港口工程地基规范

基本信息

标准编号: GB 50169-2018
发布日期: 2018-09-11
实施日期: 2019-04-01
发布机关: 中华人民共和国交通运输部
主编部门: 中交第二航务工程勘察设计院有限公司
废止替代: 替代GB 50169-2006、GB 50170-2006
关联标准: GB 50168-2018 港口工程测量规范、JTS 167-2018 港口工程桩基规范、JGJ 79-2012 建筑地基处理技术规范

第一章总则

1.1 目的和依据

1.1.1 为在港口工程地基设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到安全适用、技术先进、经济合理、确保质量，实现港口工程的可持续发展，制定本规范。

1.1.2 本规范依据中华人民共和国《建设工程质量管理条例》、《建设工程勘察设计管理条例》等法规制定，适用于港口工程地基的设计、施工和质量检验活动。

1.2 适用范围

1.2.1 本规范适用于港口工程地基的设计、施工和质量检验，包括码头、防波堤、护岸、堆场等港口建筑物和构筑物的地基。

1.2.2 本规范不适用于下列工程的地基：

港口工程中的房屋建筑地基（应符合建筑工程相关标准）
港口工程中的特种构筑物地基（应符合相关专业标准）

1.2.3 港口工程地基的设计、施工和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。

1.3 基本原则

1.3.1 港口工程地基设计应根据港口工程结构的特点、地质条件、环境条件等因素，确保地基稳定和变形满足要求。

1.3.2 港口工程地基的施工应按照设计文件和本规范的要求进行，确保地基处理质量。

1.3.3 港口工程地基的检验应采用适当的方法，检验结果应满足设计要求。

1.4 设计要求

1.4.1 地基设计应保证地基稳定，地基沉降和差异沉降应满足上部结构允许变形要求。

1.4.2 地基设计应进行承载力计算和变形验算，必要时还应进行稳定性分析。

1.4.3 当地基承载力或变形不满足设计要求时，应进行地基处理。

第二章术语和符号

2.1 术语

2.1.1 港口工程地基

承受港口工程结构物荷载的岩土层，包括持力层和下卧层。

2.1.2 地基处理

采用人工方法改善地基土的工程性质，提高地基承载力、减少沉降的技术措施。

2.1.3 地基承载力

地基承受荷载的能力，单位为kPa。

2.1.4 地基承载力特征值

由载荷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值对应的压力值。

2.1.5 沉降

地基在荷载作用下产生的竖向位移。

2.1.6 固结

饱和软土在荷载作用下孔隙水逐渐排出、土体压缩的过程。

2.1.7 预压固结法

通过施加荷载或抽真空使地基土排水固结的地基处理方法，包括堆载预压和真空预压。

2.1.8 复合地基

由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基，如水泥土搅拌桩复合地基、振冲碎石桩复合地基等。

2.1.9 桩基

将荷载传递到深层地基的桩体结构，由桩和桩顶承台组成。

2.1.10 地基变形模量

地基土在压力作用下应力与应变的比值。

2.1.11 压缩模量

土在侧向受限的条件下受压时应力与应变的比值。

2.1.12 压缩系数

土的孔隙比随压力增加的改变量，是评价土压缩性的指标。

2.1.13 固结系数

反映土体固结速度的参数，与土的渗透性和压缩性有关。

2.1.14 桩侧摩阻力

桩身表面与土体之间的摩擦力。

2.1.15 桩端阻力

桩端土层对桩端的支承力。

2.1.16 群桩效应

群桩基础中各桩相互影响导致承载力和沉降特性与单桩不同的现象。

2.1.17 软弱地基

天然含水量大、压缩性高、强度低的土层构成的地基。

2.1.18 换填法

将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖除，换填强度较高的材料的地基处理方法。

2.1.19 强夯法

利用重锤从高处落下冲击地基土，使地基土加密的地基处理方法。

2.1.20 水泥土搅拌法

利用水泥等材料作为固化剂，通过搅拌机械将固化剂与地基土强制拌和的地基处理方法。

2.2 符号

本规范采用下列主要符号：

fa——地基承载力特征值
fak——地基承载力深宽修正后的特征值
p——基底压力
pk——基底压力标准值
s——沉降量
sc——固结沉降
sd——瞬时沉降
ss——次固结沉降
Eu——固结系数
Es——压缩模量
cu——不排水抗剪强度
φ——内摩擦角
c——粘聚力
γ——重度
γ'——浮重度
qsk——桩侧摩阻力标准值
qpk——桩端阻力标准值

第三章基本规定

3.1 地基设计原则

3.1.1 地基设计应保证地基稳定、变形满足上部结构要求。

3.1.2 地基设计应考虑结构类型、荷载条件、地质条件、环境条件等因素。

3.1.3 地基设计应进行承载力计算、变形验算和稳定性分析。

3.2 地基岩土分类

3.2.1 地基岩土应根据其物理力学性质进行分类，划分为碎石土、砂土、粉土、粘性土、软土等。

3.2.2 地基岩土分类应符合表3.2.2的规定。

表3.2.2 地基岩土分类

土的类别	颗粒组成	塑性指数
碎石土	粒径大于2mm的颗粒含量超过50%	-
砂土	粒径大于0.075mm的颗粒含量超过50%	-
粉土	粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过50%	Ip≤10
粘性土	-	Ip>10
软土	天然含水量大、压缩性高、强度低	-

3.2.3 软土包括淤泥、淤泥质土、泥炭土等，其天然含水量大于液限，压缩性高，强度低。

3.3 设计参数

3.3.1 地基设计应采用经过验证的地基土的物理力学性质指标。

3.3.2 地基土的物理力学性质指标应通过室内试验和原位测试综合确定。

3.3.3 采用经验值时，应与当地工程经验结合，并经过验证。

3.4 地基设计内容

3.4.1 地基设计应包括下列内容：

地基承载力计算；
地基沉降计算；
地基稳定性分析；
地基处理设计。

3.4.2 对于高桩码头等对沉降敏感的结构，应控制差异沉降。

3.5 地基设计等级

3.5.1 港口工程地基设计等级分为甲级、乙级、丙级三级。

3.5.2 地基设计等级应根据地质条件和工程条件按表3.5.2确定。

表3.5.2 地基设计等级

设计等级	地质条件	工程条件
甲级	复杂地质条件：包括软弱土层深厚、不均匀地基、有特殊要求的场地	重要工程或大型工程
乙级	中等复杂地质条件：包括中等厚度软弱土层、地基土性有一定变化	中等规模工程
丙级	简单地质条件：地基土均匀、承载力较高	小型工程或临时工程

3.6 地基设计要求

3.6.1 地基设计应满足下列要求：

地基承载力应满足设计要求，地基应保持稳定；
地基沉降应满足上部结构允许变形要求；
地基整体稳定性应满足要求。

3.6.2 对于坡岸码头、防波堤等靠近岸坡的结构，尚应进行边坡稳定性分析。

第四章地基岩土工程勘察

4.1 一般规定

4.1.1 地基勘察应查明地基土层的分布、厚度、物理力学性质、地下水位等。

4.1.2 地基勘察应与设计紧密结合，勘察成果应满足地基设计要求。

4.2 勘察工作内容

4.2.1 地基勘察应包括下列工作内容：

地质调查；
勘探；
原位测试；
室内试验。

4.2.2 勘察成果应提供地基土的物理力学性质指标，包括重度、含水量、压缩系数、固结系数、抗剪强度指标等。

4.2.3 勘探点布置应根据地基设计等级和场地条件确定，勘探点间距应符合表4.2.3的规定。

表4.2.3 勘探点间距

地基设计等级	勘探点间距(m)
甲级	10-20
乙级	20-35
丙级	35-50

4.3 勘探

4.3.1 勘探方法可采用钻探、坑探、触探等方法。

4.3.2 勘探点布置应符合下列规定：

勘探点间距应根据地质条件和工程要求确定；
勘探点深度应满足设计要求，一般应超过基底以下1.5-2.0倍基础宽度或预计压缩层厚度；
取样数量应满足试验要求。

4.3.3 钻探取样应保持土样的原状性，取样质量应符合相关标准规定。

4.4 原位测试

4.4.1 地基勘察应采用标准贯入试验、静力触探试验、十字板剪切试验等原位测试方法。

4.4.2 标准贯入试验应符合下列规定：

锤重和落距应符合标准规定；
贯入深度记录应准确；
应取扰动土样进行试验。

4.4.3 静力触探试验应符合下列规定：

探头规格应符合标准规定；
贯入速率应均匀；
记录应连续准确。

4.4.4 十字板剪切试验应符合下列规定：

板头规格应符合标准规定；
扭转速度应均匀；
应记录峰值和残余强度。

4.5 室内试验

4.5.1 地基土应进行室内土工试验，测定其物理力学性质指标。

4.5.2 室内试验应包括下列项目：

含水量试验；
密度试验；
界限含水量试验（液限、塑限）；
颗粒分析试验；
压缩试验；
直接剪切试验；
三轴剪切试验；
渗透试验（必要时）。

4.5.3 试验方法应按照相关标准执行，试验成果应进行整理和分析。

4.6 勘察报告

4.6.1 地基勘察结束后应编写勘察报告。

4.6.2 勘察报告应包括下列内容：

勘察工作概况：勘察目的、方法、工作量；
场地工程地质条件：地层分布、地质构造、不良地质现象；
地基土物理力学性质指标：试验和测试结果、指标推荐值；
地基评价和建议：地基承载力建议值、地基处理建议、设计中应注意的问题。

第五章地基计算

5.1 一般规定

5.1.1 地基计算应包括地基承载力计算、地基沉降计算和地基稳定性分析。

5.1.2 地基承载力计算和地基沉降计算应按承载能力极限状态和正常使用极限状态要求进行。

5.2 地基承载力计算

5.2.1 计算规定

5.2.1.1 地基承载力应满足公式：p ≤ fa 其中：p为基底压力；fa为地基承载力特征值。

5.2.1.2 基底压力计算应考虑下列因素：

结构自重；
上部荷载；
地下水影响。

5.2.1.3 对于偏心荷载作用的情况，尚应满足p_max ≤ 1.2fa的要求。

5.2.2 承载力确定方法

5.2.2.1 地基承载力特征值可通过下列方法确定：

载荷试验；
原位测试结果；
经验公式。

5.2.2.2 载荷试验确定承载力特征值应符合下列规定：

试验加荷分级应合理；
沉降观测应准确；
承载力特征值确定应符合规范：当压力-沉降曲线呈缓变型时，取s/b=0.01-0.015对应的压力值；当呈陡降型时，取比例界限对应的压力值。

5.2.3 承载力深宽修正

5.2.3.1 当基础宽度大于3m或埋置深度大于0.5m时，地基承载力特征值应进行深宽修正。

5.2.3.2 地基承载力深宽修正后的特征值f_a应按下式计算： f_a = f_ak + η_b·γ·(b-3) + η_d·γ_m·(d-0.5) 其中：f_ak为地基承载力特征值；η_b、η_d为承载力修正系数；γ为基底以下土的重度；b为基础宽度；γ_m为基底以上土的加权平均重度；d为基础埋置深度。

5.3 地基沉降计算

5.3.1 计算规定

5.3.1.1 地基沉降计算应包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降。

5.3.1.2 总沉降量可按下式计算：s = s_d + s_c + s_s 其中：s_d为瞬时沉降；s_c为固结沉降；s_s为次固结沉降。

5.3.2 瞬时沉降计算

5.3.2.1 瞬时沉降计算应考虑土的侧向变形，可采用弹性理论公式计算。

5.3.2.2 瞬时沉降计算采用的变形模量应根据土性、应力水平等因素确定。

5.3.3 固结沉降计算

5.3.3.1 固结沉降计算应考虑土层的固结特性，采用分层总和法计算。

5.3.3.2 固结沉降计算应考虑地基土的应力历史，对于超固结土和欠固结土应采用不同的计算方法。

5.3.3.3 固结沉降计算公式中的压缩性指标应取自固结试验结果。

5.3.4 次固结沉降计算

5.3.4.1 次固结沉降计算应考虑时间效应和时间压缩系数。

5.3.4.2 次固结沉降主要发生在软粘土中，对于砂土和粉土可忽略不计。

5.3.5 计算深度

5.3.5.1 沉降计算深度应确定到附加应力与自重应力比值满足要求的位置。

5.3.5.2 当该深度以下存在高压缩性土时，应继续向下计算直到满足要求。

5.3.6 验算要求

5.3.6.1 沉降计算结果应与实测值进行对比验证，必要时应对计算参数进行修正。

5.3.6.2 对于高桩码头等对差异沉降敏感的结构，应验算相邻结构点的差异沉降。

5.4 稳定性分析

5.4.1 分析要求

5.4.1.1 对于坡岸码头、防波堤、岸坡附近的结构，应进行地基稳定性分析。

5.4.1.2 地基稳定性分析应包括下列内容：

圆弧滑动稳定性分析；
坡脚隆起稳定性分析；
渗流稳定性分析。

5.4.2 圆弧滑动稳定性分析

5.4.2.1 圆弧滑动稳定性分析应采用简化Bishop法或其他可靠方法。

5.4.2.2 稳定安全系数应满足规范要求，安全系数不应小于1.3。

5.4.3 坡脚隆起稳定性分析

5.4.3.1 坡脚隆起稳定性分析适用于软土地基上的填方工程。

5.4.3.2 分析方法可采用Skempton法或其他经验方法。

5.4.4 渗流稳定性分析

5.4.4.1 渗流稳定性分析应考虑渗流对边坡稳定性的影响。

5.4.4.2 对于水位变化较大的情况，应考虑最高水位和最低水位两种工况。

第六章地基处理方法

6.1 一般规定

6.1.1 当地基承载力或变形不满足设计要求时，应进行地基处理。

6.1.2 地基处理方法可根据地基土性质和处理要求选择，应经过技术经济比较后确定。

6.1.3 常用地基处理方法包括换填法、预压法、强夯法、水泥土搅拌法、灌注桩法、振冲法等。

6.2 换填法

6.2.1 适用范围

6.2.1.1 对于浅层软弱地基，可采用换填砂、碎石、灰土等材料。

6.2.1.2 换填法适用于处理深度一般不超过3m的情况。

6.2.2 设计规定

6.2.2.1 换填法设计应符合下列规定：

换填材料应选择强度高、压缩性低的材料；
换填厚度应根据计算确定；
换填范围应大于基础范围，每边超出基础边缘不宜小于300mm。

6.2.2.2 换填后地基承载力应满足设计要求。

6.2.3 施工规定

6.2.3.1 换填法施工应符合下列规定：

地基开挖应采取排水措施，防止地基土扰动；
换填材料应分层压实，压实质量应满足设计要求；
压实后地基承载力应进行检验。

6.3 预压法

6.3.1 适用范围

6.3.1.1 对于软土地基，可采用堆载预压或真空预压进行处理。

6.3.1.2 预压法适用于处理深度一般不超过30m的情况。

6.3.2 堆载预压设计

6.3.2.1 堆载预压设计应符合下列规定：

预压荷载大小应根据设计要求确定，一般应大于等于设计荷载；
预压时间应根据地基固结度要求确定，应满足残余沉降要求；
竖向排水体间距应根据固结理论计算确定，一般为1.0-2.0m。

6.3.2.2 竖向排水体可采用塑料排水板或砂井，截面尺寸应根据排水要求和施工条件确定。

6.3.3 真空预压设计

6.3.3.1 真空预压设计应符合下列规定：

真空度应满足设计要求，一般应大于等于80kPa；
密封膜应完好，不应有破损；
竖向排水体间距应根据固结理论计算确定。

6.3.4 施工规定

6.3.4.1 预压法施工应符合下列规定：

竖向排水体施工应保证质量，垂直度偏差不应大于1.5%；
预压荷载应分级施加，速率应控制；
沉降和孔隙水压力观测应进行，记录应完整。

6.4 强夯法

6.4.1 适用范围

6.4.1.1 对于碎石土、砂土、粉土等，可采用强夯法加密地基。

6.4.1.2 强夯法不适用于饱和软粘土地基。

6.4.2 设计规定

6.4.2.1 强夯法设计应符合下列规定：

夯击能量应根据地基土性质和处理深度确定，一般为1000-4000kN·m；
夯击遍数应根据试夯结果确定，一般为2-4遍；
夯点间距应根据处理深度确定，一般为3-5m。

6.4.2.2 夯点布置可采用正方形或梅花形布置。

6.4.3 施工规定

6.4.3.1 强夯法施工应符合下列规定：

夯击前应进行试夯，确定施工参数；
夯击应按规定的顺序进行；
夯击质量应进行检查，包括夯沉量、地面沉降等。

6.5 水泥土搅拌法

6.5.1 适用范围

6.5.1.1 对于软土地基，可采用水泥土搅拌桩进行加固。

6.5.1.2 水泥土搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土等软弱地基。

6.5.2 设计规定

6.5.2.1 水泥土搅拌法设计应符合下列规定：

水泥掺量应根据地基土性质确定，一般为12%-20%；
桩长应根据计算确定，应穿透软弱土层；
桩间距应根据处理效果确定，一般为1.0-1.5m。

6.5.2.2 搅拌桩复合地基承载力应进行验算。

6.5.3 施工规定

6.5.3.1 水泥土搅拌法施工应符合下列规定：

水泥浆液配比应准确；
搅拌应均匀，叶片回转速度应控制；
施工记录应完整，包括深度、水泥用量、搅拌时间等。

6.6 灌注桩法

6.6.1 适用范围

6.6.1.1 对于深厚软土地基，可采用灌注桩处理。

6.6.1.2 灌注桩法适用于荷载较大、对沉降要求较高的工程。

6.6.2 设计规定

6.6.2.1 灌注桩设计应符合下列规定：

桩长应根据计算确定，应穿透软弱土层；
桩径应根据承载力要求确定，一般为600-1500mm；
桩间距应满足群桩效应要求，不宜小于3倍桩径。

6.6.3 施工规定

6.6.3.1 灌注桩施工应符合下列规定：

成孔应保证质量，孔径和垂直度应满足要求；
清孔应彻底，沉渣厚度应满足规范要求；
混凝土灌注应连续，充盈系数应大于1.0。

6.7 振冲法

6.7.1 适用范围

6.7.1.1 对于砂土和粉土，可采用振冲法加密地基。

6.7.1.2 振冲法不适用于软粘土地基。

6.7.2 设计规定

6.7.2.1 振冲法设计应符合下列规定：

振冲器功率应根据地基土性质选择，一般为30-75kW；
填料应采用粗砂或碎石，粒径为20-50mm；
加密范围应根据计算确定，加密深度应穿透液化土层。

6.7.3 施工规定

6.7.3.1 振冲法施工应符合下列规定：

加密电流应满足要求，一般为30-50A；
留振时间应足够，一般为5-10s；
加密质量应进行检查，可采用标准贯入试验或动力触探试验。

6.8 泡沫混凝土法

6.8.1 适用范围

6.8.1.1 对于软弱地基，可采用泡沫混凝土换填处理。

6.8.1.2 泡沫混凝土法适用于对荷载敏感的结构或填方工程。

6.8.2 设计规定

6.8.2.1 泡沫混凝土法设计应符合下列规定：

泡沫混凝土强度应根据荷载确定，一般为0.5-2.0MPa；
换填厚度应根据计算确定；
配合比应通过试验确定。

第七章桩基地基

7.1 一般规定

7.1.1 桩基是将荷载通过桩体传递到深层地基的结构形式。

7.1.2 桩基设计应满足承载力、沉降和稳定性要求。

7.2 桩的类型

7.2.1 桩可采用混凝土预制桩、混凝土灌注桩、钢桩、木桩等类型。

7.2.2 桩型选择应根据地质条件、施工条件、荷载要求、环境条件等因素综合考虑。

7.3 单桩承载力

7.3.1 计算规定

7.3.1.1 单桩承载力应根据土的抗剪强度指标和桩身材料强度分别计算，取较小值。

7.3.1.2 按土的抗剪强度指标计算单桩承载力应考虑下列因素：

桩侧摩阻力；
桩端阻力；
地下水位影响。

7.3.1.3 单桩承载力特征值应按下式计算：R_a = Q_uk / 2 其中：Q_uk为单桩极限承载力；R_a为单桩承载力特征值。

7.3.2 确定方法

7.3.2.1 单桩承载力可通过静载荷试验确定。

7.3.2.2 静载荷试验应符合下列规定：

加载分级应合理；
沉降观测应准确；
承载力确定应符合规范。

7.4 群桩承载力

7.4.1 设计规定

7.4.1.1 群桩设计应考虑群桩效应，进行承载力和沉降验算。

7.4.1.2 群桩效应与桩间距、桩长、土性等因素有关。

7.4.2 群桩效率

7.4.2.1 群桩效率系数应根据桩间距和桩长确定，可取0.7-1.0。

7.4.2.2 桩间距越小，群桩效率越低。

7.5 桩基沉降

7.5.1 计算规定

7.5.1.1 桩基沉降计算应考虑下列因素：

桩身压缩；
桩端以下土层压缩；
群桩效应。

7.5.2 计算方法

7.5.2.1 桩基沉降计算可采用等代墩基法或分层总和法。

7.5.2.2 等代墩基法是将群桩及其夹持土层视为等代实体基础进行沉降计算。

第八章施工质量检验

8.1 一般规定

8.1.1 地基处理施工质量检验可采用载荷试验、标准贯入试验、静力触探试验等方法。

8.1.2 检验方法应根据地基处理类型和处理要求选择。

8.2 检验方法

8.2.1 载荷试验

8.2.1.1 载荷试验应符合下列规定：

试验加荷分级应合理；
沉降观测应准确；
承载力确定应符合规范。

8.2.2 标准贯入试验

8.2.2.1 标准贯入试验应符合下列规定：

锤重和落距应符合标准规定；
贯入深度记录应准确；
试验数量应满足统计要求。

8.2.3 静力触探试验

8.2.3.1 静力触探试验应符合下列规定：

探头规格应符合标准规定；
贯入速率应均匀；
记录应连续准确。

8.3 检验数量

8.3.1 检验数量应根据处理面积和地质条件确定，关键部位应增加检验点。

8.3.2 每1000平方米不应少于1个检验点，重要部位应增加检验点。

8.3.3 载荷试验数量不应少于3点。

8.4 验收标准

8.4.1 质量要求

8.4.1.1 地基处理效果应达到设计要求的承载力和变形指标。

8.4.2 资料要求

8.4.2.1 地基处理验收应提供下列资料：

施工记录；
检验报告；
设计变更通知。

第九章附录

附录A 标准的用词说明

A.0.1 本标准用词说明：

表示很严格、非这样做不可的用词：正面词采用"必须"，反面词采用"严禁"。
表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用"应"，反面词采用"不应"或"不得"。
表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用"宜"，反面词采用"不宜"。
表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词：采用"可"。

附录B 地基土物理力学性质指标

B.0.1 地基土物理力学性质指标应通过室内试验和原位测试综合确定。

B.0.2 常用指标包括：

含水量（w）
重度（γ）
孔隙比（e）
液限（WL）、塑限（WP）
压缩系数（a）
压缩模量（Es）
固结系数（Cu）
抗剪强度指标（c、φ）

附录C 地基承载力确定方法

C.0.1 地基承载力特征值可通过载荷试验、原位测试和经验公式三种方法确定，并以载荷试验为准。

C.0.2 载荷试验是确定地基承载力最可靠的方法，适用于各类地基。

C.0.3 原位测试方法包括标准贯入试验、静力触探试验、十字板剪切试验等，适用于各类地基。

C.0.4 经验公式应根据地区经验确定，应经过验证。

关联标准：

GB 50168-2018 港口工程测量规范
JTS 167-2018 港口工程桩基规范
JGJ 79-2012 建筑地基处理技术规范

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