桥涵地基与基础设计培训-1岩土分类等-2课件

1、3 地基岩土分类、工程特性与地基承载力列专题开展针对性的专题研究： 1 对国内外岩土分类规范的现状进行了调查； 2 对国标、建筑、铁路、港工、水利等规范与公路土建相近行业的地基岩土分类情况进行比较分析； 3 提出修订建议； 4 征求各方意见； 5 由部主管部门审定。岩土工程标准的历史演变50年代，主要学习和借鉴前苏联的相关标准2 1958年开始，编制自己的标准 湿陷性黄土地区建筑规范BJG20-66 地基土试验暂行规程-1958 工业与民用建筑工程地质勘察暂行规范及规程-1959 铁路工程地质勘测细则3 1970年后，国家标准和行业标准进一步健全、完善。标准现状： 1 建筑：130多册，其中有

2、国标18本、地方标准60册。 2 电力（火电）工程：28册，有2本国标； 3 冶金、有色工程：45册，有国标3册； 4 水利水电工程：40册，有国标8册； 5 铁道工程：33册，有国标1册； 6 公路工程：18册； 7 水运工程：11册。3.1.1 公路桥涵地基的岩土可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和特殊性岩土。 （大致雷同，局部有区别）3.1.2 岩石为颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的地质体。作为公路桥涵地基，除应确定岩石的地质名称外，尚应按本规范第3.1.3条、第3.1.4条、第3.1.5条规定划分其坚硬程度、完整程度和节理发育程度。岩石的分类可以分为地质分类和工程分类。地质分

3、类主要根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度，可以用地质名称(即岩石学名称)加风化程度表达，如强风化花岗岩、微风化砂岩等。这对于工程的勘察设计确是十分必要的。工程分类主要根据岩体的工程性状，使工程师建立起明确的工程特性概念。地质分类是一种基本分类，工程分类应在地质分类的基础上进行，目的是为了较好地概括其工程性质，便于进行工程评价。 85版规范中岩土的主要分类粘性土（细粒土）： 老粘性土、一般性粘性土、新近沉积粘性土、残积粘性土砂土碎石土岩石黄土： 新近堆积黄土、一般新黄土、老黄土多年冻土软土2007版规范中岩土的主要分类地基土（岩）分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土 特殊性岩土3.1.

4、16 特殊性岩土是具有一些特殊成分、结构和性质的区域性地基土，包括软土、膨胀土、湿陷性土、红黏土、冻土、盐渍土和填土等。 a.岩石的分类（5类、3.1.3） 颗粒间牢固粘结,呈整体或具有节理隙的岩体称为岩石，坚硬程度可根据岩块的饱和单轴抗压强度frk分类 坚硬程度类别饱和单轴抗压强度frk(Mpa)坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩30frk60frk6015frk305frk15frk5b.碎石土的分类（6类，3.1.7） 粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50%的土称为碎石土。岩土工程勘察规范GB50021-2001岩土工程勘察规范GB50021-20013.1.4 岩体完整程度根据完整性指数按表

5、3.1.4分为完整、较完整、较破碎、破碎和极破碎5个等级。当缺乏有关试验数据时，可按本规范附录表A.0.1-3划分。 表3.1.4 岩体完整程度划分完整程度等级完 整较完整较破碎破 碎极破碎完整性指数0.750.750.550.550.350.350.15400200400202003.1.6 当软化系数等于或小于0.75 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、盐渍化岩石等。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200m

6、m的颗粒含量超过全重50粒径大于20mm的颗粒含量超过全重50粒径大于2mm的颗粒含量超过全重50注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定碎石土的分类建筑地基基础设计规范GB50007-2002）3.1.8 碎石土的密实度，可根据重型动力触探锤击数N63.5按表3.1.8分为松散、稍密、中密、密实4级。当缺乏有关试验数据时，碎石土平均粒径大于50mm或最大粒径大于100mm的碎石土，按本规范附录表A.0.2鉴别其密实度。 表3.1.8 碎石土的密实度锤击数N63.5密实度锤击数N63.5密实度N63.55松 散10N63.520中 密520密 实d.粉土的分类 粒径大于0.075mm的

7、颗粒含量超过全重50%，塑性指数IP10的土称为粉土土的名称砾砂粗砂中砂细砂粉砂颗粒级配粒径大于2mm的颗粒含量占全重2550注：定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50粒径大于0.25mm的颗粒含量超过全重50粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重85粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50砂土的分类e.粘性土的分类 粒径大于0.075mm的颗粒含量不超过全重50%，塑性指数IP10的土称为粘性土，粘性土根据塑性指数细分土的名称粘土粉质粘土塑性指数注：塑性指数由相应于76g圆锥体沉入土样中深度为10mm测定的液限计算而得 IP1710IP17

8、建筑地基基础设计规范GB50007-2002） c 砂土的分类粒径大于2mm的颗粒含量不超过全重50%的土，且粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%的土称为砂土。 f.人工填土的分类：根据物质组成和堆填方式，可分为四类。 a.素填土：由碎石土、砂土、粉土和粘性土等一种或几种材料组成，不含杂物或含杂物很少； b.杂填土：含有大量建筑垃圾、工业废料或生活垃圾等杂物； c.冲填土：由水力冲填泥砂形成； d.压实填土：按一定标准控制材料成分、密度和含水量，分层压实或夯实而成。3.1.16 特殊性岩土是具有一些特殊成分、结构和性质的区域性地基土，包括软土、膨胀土、湿陷性土、红黏土、冻土、盐渍土和

9、填土等。3.1.17 软土为滨海、湖沼、谷地、河滩等处天然含水量高、天然孔隙比大、抗剪强度低的细粒土，其鉴别指标应符合表3.1.17规定。包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。 表3.1.17 软土地基鉴别指标指标名称天然含水量w（%）天然孔隙比e直剪内摩擦角十字板剪切强度Cu压缩系数a1-2(MPa-1)指标值 35或液限1.0宜小于535kPa宜大于0.53.1.18 淤泥为在静水或缓慢的流水环境中沉积，并经生物化学作用形成，其天然含水量大于液限、天然孔隙比大于或等于1.5的黏性土。当天然含水量大于液限而天然孔隙比小于1.5但大于或等于1.0的黏性土或粉土为淤泥质土。3.1.19 膨胀土为

10、土中黏粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩特性，其自由膨胀率大于或等于40%的黏性土。3.1.20 湿陷性土为浸水后产生附加沉降，其湿陷系数大于或等于0.015的土。3.1.21 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。红黏土经再搬运后仍保留其基本特征，其液限大于45的土为次生红黏土。3.1.22 盐渍土为土中易溶盐含量大于0.3% ，并具有溶陷、盐胀、腐蚀等工程特性的土。3.1.23 填土根据其组成和成因，可分为素填土、压实填土、杂填土、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

11、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。3.1.24 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。3.2 工程特性指标3.2.1 土的工程特性指标包括抗剪强度指标、压缩性指标、动力触探锤击数、静力触探探头阻力、载荷试验承载力以及其他特性指标。3.2.2 地基土工程特性指标的代表值应分别为标准值、平均值及承载力容许值。强度指标应取标准值，压缩性指标应取平均值，载荷试验承载力应取基本容许值。3.2.3 土的载荷试验应包括浅层平板载荷试验和深层平板载荷试验。两种载荷试验的试验要点应分别符合本规范附录D、E规定。岩基载荷试验

12、要点，应符合本规范附录F规定。载荷试验是确定岩土承载力的主要方法 附录D 浅层平板载荷试验要点D.0.1 浅层平板载荷试验可用于确定浅部地基，承压板下应力主要影响范围内土层的承载力。承压板面积不应小于0.25m2，对于软土地基不应小于0.5m2。D.0.2 试验基坑宽度不应小于承压板宽度b或直径d的3倍；应保持试验土层的原状结构和天然湿度。宜在拟试压表面用厚度不超过20mm的粗砂或中砂层找平。D.0.3 加荷分级不应少于8级。最大加载量不应小于设计要求的2倍。D.0.4 每级加载后，按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降量，当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0

13、.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。D.0.5 当出现下列情况之一时，即可终止加载： 1 承压板周围的土明显地侧向挤出； 2 沉降s急骤增大，荷载-沉降(p-s)曲线出现陡降段； 3 在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定； 4 沉降量与承压板宽度或直径之比大于或等于0.06。 当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载定为极限荷载。D.0.6 承载力基本容许值的确定应符合下列规定： 1 当p-s曲线上有比例界限时，取该比例界限所对应的荷载值； 2 当极限荷载小于对应比例界限的荷载值的2倍时，取极限荷载值的一半； 3 当不能按上述二款要求确定时，当压板面积为0.250.50m2，

14、可取s/b（或s/d）=0.010.015所对应的荷载，但其值不应大于最大加载量的一半。D.0.7 同一土层参加统计的试验点不应少于三点，当试验实测值的极差不超过其平均值的30%时，取此平均值作为该土层的地基承载力基本容许值fa0。附录E 深层平板载荷试验要点；附录F 岩基载荷试验要点3.2.4 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土的抗剪强度指标时，室内试验抗剪强度指标标准值ck、k，可按本规范附录G确定。3.2.5 土的压缩性指标可采用原状土室内压缩试验、原位浅层或深层平板载荷试验、旁压试验确定。当采

15、用室内压缩试验确定压缩模量时，试验所施加的最大压力应超过土自重压力与预计附加压力之和，试验成果用e-p曲线表示。地基土的压缩性可按p1为100kPa，p2为200kPa时相对应的压缩系数值a1-2划分为低、中、高压缩性，并应按以下规定进行评价： 1 当a1-20.1MPa-1时，为低压缩性土； 2 当0.1MPa-1 a1-20.5MPa-1时，为中压缩性土； 3 当a1-2 0.5MPa-1时，为高压缩性土。3.3.1 地基承载力的验算，应以修正后的地基承载力容许值fa控制。该值系在地基原位测试或本规范给出的各类岩土承载力基本容许值fa0的基础上，经修正后而得。 地基设计采用正常使用极限状态

16、，所选定的地基承载力为地基承载力容许值，这是由于土是大变形材料，当荷载增加时，随着地基变形的相应增长，地基承载力也在逐渐增大，很难界定出一个真正的“极限值”；另外桥涵结构物的使用有一个功能要求，常常是地基承载力还有潜力可挖，而地基的变形却已经达到或超过按正常使用的限值。地基承载力基本容许值fa0，为载荷试验地基土压力变形关系线性变形段内不超过比例界限点的地基压力值。 原规范所推荐的地基容许承载力0是根据荷载试验与土的物理力学性质指标的资料对比及国内外有关规范和实践经验综合考虑编制成的，0的确定同时满足强度和变形两方面条件，因此可视为按正常使用极限状态确定的地基承载力。本规范修正后的地基承载力容

17、许值fa对应于原规范考虑地基土修正后的容许承载力。 3.3.2 地基承载力容许值应按以下原则确定： 1 地基承载力基本容许值应首先考虑由载荷试验或其他原位测试取得，其值不应超过地基极限承载力的1/2。 对中小桥、涵洞当受现场条件限制，或载荷试验和原位测试确有困难时，也可按照本规范第3.3.3条有关规定采用； 2 地基承载力基本容许值尚应根据基底埋深、基础宽度及地基土的类别按照本规范第3.3.4条规定进行修正； 3 软土地基承载力容许值可按照本规范第3.3.5条确定； 4 其他特殊性岩土地基承载力基本容许值可参照各地区经验或相应的标准确定。 85版规范第2.1.1条规定： 桥涵地基的容许承载力，

18、可根据地质勘测、原位测试、野外荷载试验、邻近旧桥涵调查对比，以及既有的建筑经验和理论公式的计算综合分析确定。如缺乏上述数据时，可参照第2.1.2条至第2.1.4条计算确定。对地质和结构复杂的桥涵地基的容许承载力，应经现场荷载试验确定。 fa0(kPa)3.3.3 地基承载力基本容许值fa0可根据岩土类别、状态及其物理力学特性指标按表3.3.3-1至表3.3.3-7选用。 1 一般岩石地基可根据强度等级、节理按表3.3.3-1确定承载力基本容许值fa0。对于复杂的岩层（如溶洞、断层、软弱夹层、易溶岩石、软化岩石等）应按各项因素综合确定。 表3.3.3-1 岩石地基承载力基本容许值fa0 （分类有

19、微调，指标基本相近） 节理发育程度坚硬程度节理不发育节理发育节理很发育坚硬岩、较硬岩30003000200020001500较软岩30001500150010001000800软 岩120010001000800800500极软岩500400400300300200岩石地基的承载力与岩石的成因、构造、矿物成分、形成年代、裂隙发育程度和水浸湿影响等因素有关。各种因素影响程度视具体情况而异，通常主要取决于岩块强度和岩体破碎程度这两个方面。新鲜完整的岩体主要取决于岩块强度；受构造作用和风化作用的岩体，岩块强度低，破碎性增加，则其承载力不仅与强度有关，而且与破碎程度有关。因此，将岩石地基按岩石强度分类

20、，再以岩体破碎程度分级，即明确又能反映客观实际。新规范地基承载力容许值表主要来源于原规范。fa0 (kPa)密实程度土 名2 碎石土地基可根据其类别和密实程度按表3.3.3-2确定承载力基本容许值fa0。 表3.3.3-2 碎石土地基承载力基本容许值fa0密 实中 密稍密松 散卵 石120010001000650650500500300碎 石1000800800550550400400200圆 砾800600600400400300300200角 砾700500500400400300300200 碎石土容许承载力的确定，以荷载试验为主要依据。由于大部分碎石土压缩性较低，基础沉降量小，完成沉降

21、过程较快，因此变形不是主要控制因素。容许承载力fa0以比例界限或荷载的1/3确定。 影响碎石土地基承载力的因素很多，主要有颗粒大小、碎石含量、密实度、岩石成因、岩性和充填物性质等。如颗粒的粒径越大、含量越高，承载力就越大。在影响碎石土承载力的诸因素中，密实程度是个具有共性的指标。因此，根据土的名称，按密实度指标制定碎石土容许承载力fa0较为合理。 （维持原规范的标准）密实度fa0 (kPa)湿度3 砂土地基可根据土的密实度和水位情况按表3.3.3-3确定承载力基本容许值fa0。（增加稍密砂土，指标基本维持） 表3.3.3-3 砂土地基承载力基本容许值fa0土 名 密 实中 密稍 密松 散砾砂、

22、粗砂与湿度无关550430370200中 砂与湿度无关450370330150细 砂水 上350270230100水 下300210190粉 砂水 上300210190水 下20011090fa0(kPa)4 粉土地基可根据土的天然孔隙比e和天然含水量w（%）按表3.3.3-4确定承载力基本容许值fa0。 （新增） e w（%）1015202530350.54003803550.63002902802700.72502352252152050.82001901801701650.91601501451401301255 老黏性土地基可根据压缩模量Es按表3.3.3-5确定承载力基本容许值fa0

23、。表3.3.3-5 老黏性土地基承载力基本容许值fa0 （维持） Es (MPa)10152025303540fa0 (kPa)380430470510550580620IL(kPa)e6 一般黏性土可根据液性指数IL和天然孔隙比e按表3.3.3-6确定地基承载力基本容许值fa0。 （维持）表3.3.3-6 一般黏性土地基承载力基本容许值fa0fa000.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.54504404304204003803503102702402200.64204104003803603403102802502202001800.74003703503303102902702402201901701601500.83803303002802602402302101801601501401300.93202802602402202101901801601401301201001.02502302202101901701601501401201101.116015014013012011010090e7 新近沉积黏性土地基可根据液性指数IL和天然孔隙比e按表3.3.3-7确定承载力基本容许值fa0。 （维持） 表3.3.3-7 新近沉积黏性土地基承载力基本容许值fa00.250.751.250.81401201000.