桥涵地基与基础设计培训讲义463

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21958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》31970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3.1.16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30＜frk≤60frk＞6015＜frk≤305＜frk≤15frk≤5b.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>0.750.75~0.550.55~0.350.35~0.15<0.153.1.5岩体节理发育程度根据节理间距按表3.1.5分为节理很发育、节理发育、节理不发育3类。表3.1.5岩体节理发育程度的分类（原规范称岩石破碎程度）

程度节理不发育节理发育节理很发育节理间距（mm）>400200~40020~2003.1.6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200mm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10<N63.520中密5<N63.510稍密N

63.5>20密实d.粉土的分类

粒径大于0.075mm的颗粒含量超过全重50%，塑性指数IP≤10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25％～50％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IP＞10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IP＞1710＜IP≤17《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5°＜35kPa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膨胀土为土土中黏粒成成分主要由由亲水性矿矿物组成，，同时具有有显著的吸吸水膨胀和和失水收缩缩特性，其其自由膨胀胀率大于或或等于40%的黏性土。。3.1.20湿陷性土为为浸水后产产生附加沉沉降，其湿湿陷系数大大于或等于于0.015的土。3.1.21红黏土为碳碳酸盐岩系系的岩石经经红土化作作用形成的的高塑性黏黏土，其液液限一般大大于50。红黏土经经再搬运后后仍保留其其基本特征征，其液限限大于45的土为次生生红黏土。。3.1.22盐渍土为土土中易溶盐盐含量大于于0.3%，并具有溶溶陷、盐胀胀、腐蚀等等工程特性性的土。3.1.23填土根据其其组成和成成因，可分分为素填土土、压实填填土、杂填填土、冲填填土。素填土为由由碎石土、、砂土、粉粉土、黏性性土等组成成的填土。。经过压实实或夯实的的素填土为为压实填土土。杂填土土为含有建建筑垃圾、、工业废料料、生活垃垃圾等杂物物的填土。。冲填土为为由水力冲冲填泥砂形形成的填土土。3.1.24软弱地基系系指主要由由淤泥、淤淤泥质土、、冲填土、、杂填土或或其他高压压缩性土层层构成的地地基。3.2工程特性指指标3.2.1土的工程特特性指标包包括抗剪强强度指标、、压缩性指指标、动力力触探锤击击数、静力力触探探头头阻力、载载荷试验承承载力以及及其他特性性指标。3.2.2地基土工程程特性指标标的代表值值应分别为为标准值、、平均值及及承载力容容许值。强强度指标应应取标准值值，压缩性性指标应取取平均值，，载荷试验验承载力应应取基本容容许值。3.2.3土的载荷试试验应包括括浅层平板板载荷试验验和深层平平板载荷试试验。两种种载荷试验验的试验要要点应分别别符合本规规范附录D、E规定。岩基基载荷试验验要点，应应符合本规规范附录F规定。载荷试验是是确定岩土土承载力的的主要方法法附录D浅层平板载载荷试验要要点D.0.1浅层平板载载荷试验可可用于确定定浅部地基基，承压板板下应力主主要影响范范围内土层层的承载力力。承压板板面积不应应小于0.25m2，对于软土土地基不应应小于0.5m2。D.0.2试验基坑宽宽度不应小小于承压板板宽度b或直径d的3倍；应保持持试验土层层的原状结结构和天然然湿度。宜宜在拟试压压表面用厚厚度不超过过20mm的粗砂或中中砂层找平平。D.0.3加荷分级不不应少于8级。最大加加载量不应应小于设计计要求的2倍。D.0.4每级加载后后，按间隔隔10、10、10、15、15min，以后为每每隔半小时时测读一次次沉降量，，当在连续续两小时内内，每小时时的沉降量量小于0.1mm时，则认为为已趋稳定定，可加下下一级荷载载。D.0.5当出现下列列情况之一一时，即可可终止加载载：1承压板周围围的土明显显地侧向挤挤出；2沉降s急骤增大，，荷载-沉降(p-s)曲线出现陡陡降段；3在某一级荷荷载下，24h内沉降速率率不能达到到稳定；4沉降量与承承压板宽度度或直径之之比大于或或等于0.06。当满足前三三种情况之之一时，其其对应的前前一级荷载载定为极限限荷载。D.0.6承载力基本本容许值的的确定应符符合下列规规定：1当p-s曲线上有比比例界限时时，取该比比例界限所所对应的荷荷载值；2当极限荷载载小于对应应比例界限限的荷载值值的2倍时，取极极限荷载值值的一半；；3当不能按上上述二款要要求确定时时，当压板板面积为0.25~0.50m2，可取s/b（或s/d）=0.01~0.015所对应的荷荷载，但其其值不应大大于最大加加载量的一一半。D.0.7同一土层参参加统计的的试验点不不应少于三三点，当试试验实测值值的极差不不超过其平平均值的30%时，取此平平均值作为为该土层的的地基承载载力基本容容许值[fa0]。附录E深层平板载载荷试验要要点；附录录F岩基载荷试试验要点3.2.4土的抗剪强强度指标，，可采用原原状土室内内剪切试验验、无侧限限抗压强度度试验、现现场剪切试试验、十字字板剪切试试验等方法法测定。当当采用室内内剪切试验验确定土的的抗剪强度度指标时，，室内试验验抗剪强度度指标标准准值ck、φk，可按本规规范附录G确定。3.2.5土的压缩性性指标可采采用原状土土室内压缩缩试验、原原位浅层或或深层平板板载荷试验验、旁压试试验确定。。当采用室室内压缩试试验确定压压缩模量时时，试验所所施加的最最大压力应应超过土自自重压力与与预计附加加压力之和和，试验成成果用e-p曲线表示。。地基土的的压缩性可可按p1为100kPa，p2为200kPa时相对应的的压缩系数数值a1-2划分为低、、中、高压压缩性，并并应按以下下规定进行行评价：1当a1-2<0.1MPa-1时，为低压压缩性土；；2当0.1MPa-1≤≤a1-2<0.5MPa-1时，为中压压缩性土；；3当a1-2≥0.5MPa-1时，为高压压缩性土。。3.3.1地基承载力力的验算，，应以修正正后的地基基承载力容容许值[fa]控制。该值值系在地基基原位测试试或本规范范给出的各各类岩土承承载力基本本容许值[fa0]的基础上，，经修正后后而得。地基设计采采用正常使使用极限状状态，所选选定的地基基承载力为为地基承载载力容许值值，这是由由于土是大大变形材料料，当荷载载增加时，，随着地基基变形的相相应增长，，地基承载载力也在逐逐渐增大，，很难界定定出一个真真正的“极极限值”；；另外桥涵涵结构物的的使用有一一个功能要要求，常常常是地基承承载力还有有潜力可挖挖，而地基基的变形却却已经达到到或超过按按正常使用用的限值。。地基承载载力基本容容许值[fa0]，为载荷试试验地基土土压力变形形关系线性性变形段内内不超过比比例界限点点的地基压压力值。原规范所推推荐的地基基容许承载载力[σ0]是根据荷载载试验与土土的物理力力学性质指指标的资料料对比及国国内外有关关规范和实实践经验综综合考虑编编制成的，，[σ0]的确定同时时满足强度度和变形两两方面条件件，因此可可视为按正正常使用极极限状态确确定的地基基承载力。。本规范修修正后的地地基承载力力容许值[fa]对应于原规规范考虑地地基土修正正后的容许许承载力[σ]。3.3.2地基承载力力容许值应应按以下原原则确定：：1地基承载力力基本容许许值应首先先考虑由载载荷试验或或其他原位位测试取得得，其值不应应超过地基基极限承载载力的1/2。对中小桥、、涵洞当受受现场条件件限制，或或载荷试验验和原位测测试确有困困难时，也也可按照本本规范第3.3.3条有关规定定采用；2地基基承承载载力力基基本本容容许许值值尚尚应应根根据据基基底底埋埋深深、、基基础础宽宽度度及及地地基基土土的的类类别别按按照照本本规规范范第第3.3.4条规规定定进进行行修修正正；；3软土土地地基基承承载载力力容容许许值值可可按按照照本本规规范范第第3.3.5条确确定定；；4其他他特特殊殊性性岩岩土土地地基基承承载载力力基基本本容容许许值值可可参参照照各各地地区区经经验验或或相相应应的的标标准准确确定定。。85版规规范范第第2.1.1条规规定定：：桥涵涵地地基基的的容容许许承承载载力力，，可可根根据据地地质质勘勘测测、、原原位位测测试试、、野野外外荷荷载载试试验验、、邻邻近近旧旧桥桥涵涵调调查查对对比比，，以以及及既既有有的的建建筑筑经经验验和和理理论论公公式式的的计计算算综综合合分分析析确确定定。。如如缺缺乏乏上上述述数数据据时时，，可可参参照照第第2.1.2条至至第第2.1.4条计计算算确确定定。。对对地地质质和和结结构构复复杂杂的的桥桥涵涵地地基基的的容容许许承承载载力力，，应应经经现现场场荷荷载载试试验验确确定定。。[fa0](kPa)3.3.3地基基承承载载力力基基本本容容许许值值[fa0]可根根据据岩岩土土类类别别、、状状态态及及其其物物理理力力学学特特性性指指标标按按表表3.3.3-1至表表3.3.3-7选用用。。1一般般岩岩石石地地基基可可根根据据强强度度等等级级、、节节理理按按表表3.3.3-1确定定承承载载力力基基本本容容许许值值[fa0]。对对于于复复杂杂的的岩岩层层（（如如溶溶洞洞、、断断层层、、软软弱弱夹夹层层、、易易溶溶岩岩石石、、软软化化岩岩石石等等））应应按按各各项项因因素素综综合合确确定定。。表3.3.3-1岩石石地地基基承承载载力力基基本本容容许许值值[fa0]（分分类类有有微微调调，，指指标标基基本本相相近近））节理理发发育育程程度度

坚硬程度节理不发育节理发育节理很发育坚硬岩、较硬岩＞30003000～20002000～1500较软岩3000～15001500～10001000～800软岩1200～10001000～800800～500极软岩500～400400～300300～200岩石石地地基基的的承承载载力力与与岩岩石石的的成成因因、、构构造造、、矿矿物物成成分分、、形形成成年年代代、、裂裂隙隙发发育育程程度度和和水水浸浸湿湿影影响响等等因因素素有有关关。。各各种种因因素素影影响响程程度度视视具具体体情情况况而而异异，，通通常常主主要要取取决决于于岩岩块块强强度度和和岩岩体体破破碎碎程程度度这这两两个个方方面面。。新新鲜鲜完完整整的的岩岩体体主主要要取取决决于于岩岩块块强强度度；；受受构构造造作作用用和和风风化化作作用用的的岩岩体体，，岩岩块块强强度度低低，，破破碎碎性性增增加加，，则则其其承承载载力力不不仅仅与与强强度度有有关关，，而而且且与与破破碎碎程程度度有有关关。。因因此此，，将将岩岩石石地地基基按按岩岩石石强强度度分分类类，，再再以以岩岩体体破破碎碎程程度度分分级级，，即即明明确确又又能能反反映映客客观观实实际际。。新新规规范范地地基基承承载载力力容容许许值值表表主主要要来来源源于于原原规规范范。。[fa0](kPa)密实程度土名2碎石石土土地地基基可可根根据据其其类类别别和和密密实实程程度度按按表表3.3.3-2确定定承承载载力力基基本本容容许许值值[fa0]。表3.3.3-2碎石石土土地地基基承承载载力力基基本本容容许许值值[fa0]密实中密稍密松散卵石1200~10001000~650650~500500~300碎石1000~800800~550550~400400~200圆砾800~600600~400400~300300~200角砾700~500500~400400~300300~200碎石石土土容容许许承承载载力力的的确确定定，，以以荷荷载载试试验验为为主主要要依依据据。。由由于于大大部部分分碎碎石石土土压压缩缩性性较较低低，，基基础础沉沉降降量量小小，，完完成成沉沉降降过过程程较较快快，，因因此此变变形形不不是是主主要要控控制制因因素素。。容容许许承承载载力力[fa0]以比比例例界界限限或或荷荷载载的的1/3确定定。。影响响碎碎石石土土地地基基承承载载力力的的因因素素很很多多，，主主要要有有颗颗粒粒大大小小、、碎碎石石含含量量、、密密实实度度、、岩岩石石成成因因、、岩岩性性和和充充填填物物性性质质等等。。如如颗颗粒粒的的粒粒径径越越大大、、含含量量越越高高，，承承载载力力就就越越大大。。在在影影响响碎碎石石土土承承载载力力的的诸诸因因素素中中，，密密实实程程度度是是个个具具有有共共性性的的指指标标。。因因此此，，根根据据土土的的名名称称，，按按密密实实度度指指标标制制定定碎碎石石土土容容许许承承载载力力[fa0]较为合理理。（维持原原规范的的标准））密实度[fa0](kPa)湿度3砂土地基基可根据据土的密密实度和和水位情情况按表表3.3.3-3确定承载载力基本本容许值值[fa0]。（增加稍稍密砂土土，指标标基本维维持）表3.3.3-3砂土地基基承载力力基本容容许值[fa0]土名

密实中密稍密松散砾砂、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20011090—[fa0](kPa)4粉土地基基可根据据土的天天然孔隙隙比e和天然含含水量w（%）按表3.3.3-4确定承载载力基本本容许值值[fa0]。（新增））

e

w（%）1015202530350.5400380355———0.6300290280270——0.7250235225215205—0.8200190180170165—0.91601501451401301255老黏性土土地基可可根据压压缩模量量Es按表3.3.3-5确定承载载力基本本容许值值[fa0]。表3.3.3-5老黏性土土地基承承载力基基本容许许值[fa0]（维持））Es(MPa)10152025303540[fa0](kPa)380430470510550580620IL(kPa)e6一般黏性性土可根根据液性性指数IL和天然孔孔隙比e按表3.3.3-6确定地基基承载力力基本容容许值[fa0]。（维持））表3.3.3-6一般黏性性土地基基承载力力基本容容许值[fa0][fa0]00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.5450440430420400380350310270240220——0.6420410400380360340310280250220200180—0.74003703503303102902702402201901701601500.83803303002802602402302101801601501401300.93202802602402202101901801601401301201001.0250230220210190170160150140120110——1.1——16015014013012011010090———e7新近沉积积黏性土土地基可可根据液液性指数数IL和天然孔孔隙比e按表3.3.3-7确定承载载力基本本容许值值[fa0]。（维持））表3.3.3-7新近沉积积黏性土土地基承承载力基基本容许许值[fa0]≤0.250.751.25≤0.81401201000.9130110901.0120100801.111090—为了保证证桥涵建建筑物的的安全和和正常使使用，软软土地基基的容许许承载力力必须同同时满足足稳定与与变形两两个方面面的要求求。未经处理理的软土土地基承承载力确确定方法法与《原规范》相同，供供不能进进行载荷荷试验或或