岩石地基承载力及公路隧道围岩分级

岩石地基承载力及公路隧道围岩分级1《公路桥涵地基与基础设计规范》：岩石地基承载力基本容许值[fα0]（kPa）见表1.4-1。表1.4-1节理发育程度节理不发育(节理间距>400)节理发育(200～400)节理很发育(20～200)mm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《公路桥涵地基与基础设计规范》(老)岩石的容许承载力[σ0](kPa)如表1.4-2。表1.4-2岩类碎石状碎块状大块状硬质岩()1500～20002000～3000>4000软质岩()800～12001000～15001500～3000极软岩()400～800600～1000800～12002《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）岩石地基基本承载力σ0（kPa）/（岩石地基极限承载力Pu，kPa）见表1.4-3。表1.4-3节理发育程度节理很发育节理发育节理不发育或较发育节理间距(cm)2～2020～40>40岩石类别硬质岩(Rc>30MPa)1500～2000(4500～6000)2000～3000(6000～9000)>3000(>9000)较软岩(Rc=15～30MPa)800～1000(2400～3000)1000～1500(3000～4500)1500～3000(4500～9000)软岩(Rc=5～15MPa)500～800(1250～2400)700～1000(2100～3000)900～1200(2700～3600)极软岩(Rc≤5MPa)200～300(500～750)300～400(750～1000)400～500(1000～1250)3《建筑地基基础设计规范》取消了有关承载力表的条文和附录，要求“勘察单位应根据试验和地区经验确定地基承载力等设计参数”。以下按已作废的《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）附录五表5-1列出岩石承载力标准值(，kPa)见表1.4-4。表1.4-4风化程度强风化中等风化微风化硬质岩石500～10001500～2500≥4000软质岩石200～500700～12001500～20004《贵州建筑地基基础设计规范》（DB22/45-2004）岩石地基承载力特征值(kPa)见表1.4-5。表1.4-5风化程度强风化（破碎）中等风化（较破碎）微风化（完整）*硬质岩石750～20002000～6000≥6000软质岩石220～750750～22002200～5000极软质岩石180～300300～750750～2200*：取用大于4000kPa时，应由试验确定。软硬夹层或互层时，据《贵州建筑岩土工程技术规范》承载力确定：①当岩层产状水平或缓倾斜时：a.基础直接置于软质岩上，按软质岩承载力确定。b.基础直接置于硬质岩土，可根据基础类型和硬质岩石夹软质岩石在基底下厚度，按表1.4-6确定。表1.4-6基础类型基底硬质岩石厚度H（m）承载力确定方法扩展式独立基础H/B≥1.5硬质岩石承载力H/B=1.0～1.4硬质岩石承载力的80～90%H/B=0.5～0.9硬质岩石承载力的50～60%桩墩式基础H/D≥3.0硬质岩石承载力H/D=2.0～2.9硬质岩石承载力的80～90%H/D=1.0～1.9硬质岩石承载力的50～60%条形基础H/B≥3.0硬质岩石承载力H/B=2.0～2.9硬质岩石承载力的80～90%H/B=1.0～1.9硬质岩石承载力的50～60%注：B—扩展式或条形基础的宽度（m）D—桩墩式基础的基底直径(m)②当岩层产状陡倾斜或直立时，按下式计算确定：faz=faR+k(fay-faR)式中：faz—软硬互层岩组的承载力特征值综合值faR—软质岩的承载力特征值fay—硬质岩的承载力特征值k—硬层在夹层或互层综合承载力中的贡献率k=［hy－()］/［1－()］式中：n—软岩层的承载力比值n=fay/faRhy—硬层的厚度比hy=dy/dy—硬层厚度—硬层与软层的总厚度上列faz计算式使用条件：a．n>2；b．基础底面应力范围内无临空面；c．基础跨越且尺寸大于夹层或互层中单层的平面出露宽度三倍以上。5重庆市《工程地质勘察规范》（DBJ50-043-2005）：岩质地基极限承载力标准如表1.4-7。表1.4-7岩石类别极破碎(极不完整)破碎(不完整)较破碎(较不完整)较完整完整坚硬岩及较硬岩800～12001200～18001800～36003600～96009600～12000较软岩500～800200～12001200～18001800～36003600～9600软岩500～800800～12001200～18001800～3600极软岩500～800800～12001200～18006表1～表7列出的岩质地基承载力标准值只适用于工程预估和安全等级为三级的工程。在未进行载荷试验的情况下，岩石饱和单轴抗压强度标准值应根据下式计算。式中：－岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa)－岩石饱和单轴抗压强度平均值(kPa)－第i个岩样饱和单轴抗压强度试验值－统计修正系数δfr－变异系数=δfr/frmn－试样个数（即标准差）变异性指标分类按表1.4-8。表1.4-8变异系数（δ）≤0.10.1～0.20.2～0.30.3～0.4>0.4变异性很低低中等高很高6.1《岩土工程勘察规范》和《建筑地基基础设计规范》对完整、较完整和较破碎的岩石地基承载力特征值（）：式中：－折减系数完整岩体取0.5较完整岩体取0.2～0.5较破碎岩体取0.1～0.2上式中的折减系数，与《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）中嵌岩端承桩嵌岩深径比=0时的端阻修正系数大体对应，即微风化岩石取0.5，中等风化岩石取0.45；在《公路桥涵地基与基础设计规范》中，与支承在基岩上或嵌入基岩内的钻挖孔桩单桩轴向受压容许承载力计算公式中的C1系数大体对应，即对于中风化岩体，其取值为0.3～0.45。6.2重庆市《工程地质勘察规范》①当岩体完整、较完整和较破碎时，岩质地基极限承载力标准值可由岩石抗压强度标准值乘以地基条件系数确定：岩体完整：地基条件系数取1.6～1.2（坚硬岩与较硬岩取小值）；岩体较完整：地基条件系数取1.2～0.85；岩体较破碎：地基条件系数取0.85～0.55；地基条件系数是由岩体完整性决定的折减系数和因空间条件不同决定的增大系数的一个综合系数。②该规范认为，6条中统计修正系数ψ计算公式只适用于风险概率α=0.05、变异系数δ≤0.3时的情况。当变异系数大于0.3时，应查明误差过大的原因，必要时应增加式样数量或重新划分统计单元；当变异系数大于0.4时，统计修正系数可按经验取值。风险概率α应根据工程安全系数取值如表1.4-9。表1.4-9工程安全等级风险概率α置信概率Ps一级0.0250.975二级0.0500.950三级0.1000.900某一风险概率的统计修正系数：ta－概率系数，如表1.4-10。表1.4-10α（Ps）α（Ps）α（Ps）n-10.050(0.950)0.025(0.975)n-10.050(0.950)0.025(0.975)n-10.050(0.950)0.025(0.975)16.3112.71131.772.16251.712.0622.924.30141.762.14261.712.0632.353.18151.752.13271.702.0542.132.78161.752.12281.702.0552.022.57171.742.11291.702.0561.942.45181.732.10301.702.0471.902.37191.722.09401.682.0281.862.30201.722.09601.672.0091.832.26211.722.08801.661.98101.812.23221.722.071001.661.98111.802.20231.712.071201.661.98121.782.18241.712.06∞1.651.947公路隧道围岩分级《公路隧道设计规范》各级围岩的物理力学指标标准值如表1.4-11。表1.4-11围岩级别重度γ(kN/m3)弹性抗力系数k(MPa/m)变形模量E（GPa）泊松比μ内摩擦角φ(°)粘聚力CMPa计算摩擦角*φc(°)Ⅰ26～281800～2800>33<0.2>60>2.1>78Ⅱ25～271200～180020～330.2～0.2550～601.5～2.170～78Ⅲ23～25500～12006～200.25～0.339～500.7～1.560～70Ⅳ20～23200～5001.3～60.3～0.3527～390.2～0.750～60Ⅴ17～20100～2001～20.35～0.4520～270.05～0.240～50Ⅵ15～17<100<10.4～0.5<20<0.230～40*选用计算摩擦角时，不再计内摩擦角和粘聚力。注：①《公路工程岩石试验规程》：每组试验3个试件作平行试验，试验结果应为3个试件所测得结果的平均值，并同时列出每个试验结果。②重度取试样平均值即为标准值，但仍需进行标准差和变异系数计算。③弹性抗力系数K(MPa/m)：使岩层产生单位压缩变形所需施加的压力。④变形模量E(GPa)/弹性模量(静态)：岩土体在单轴受力且无侧限条件下的压应力增量与压应变增量的比值/岩土体在无侧限条件下的压应力增量与弹性应变增量的比值。⑤泊松比μ：岩石在允许侧向自由膨胀条件下轴向受压时，侧向应变与轴向应变的比值，亦称侧膨胀系数。据《公路工程岩石试验规程》：岩石平均弹性模量和岩石的割线模量（亦称变形模量，是应力应变曲线原点与岩石单轴抗压强度值的50%时的点连线的斜率）以及其各自相对应的泊松比应用最多，代号分别是E50和μ50。⑥岩体内摩擦角标准值通常采用试样标准值0.8折减，重庆市《工程地质勘察规范》规定折减系数：岩体完整取0.95岩体较完整取0.90岩体较破碎取0.85⑦岩体粘聚力标准值通常采用试样标准值0.2折减，重庆市《工程地质勘察规范》规定折减系数：