巖石地基承載力及公路隧道圍巖分級(jí)

巖石地基承載力及公路隧道圍巖分級(jí)1《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》：巖石地基承載力基本容許值[fα0]（kPa）見表1.4-1。表1.4-1節(jié)理發(fā)育程度節(jié)理不發(fā)育(節(jié)理間距>400)節(jié)理發(fā)育(200～400)節(jié)理很發(fā)育(20～200)mm堅(jiān)硬巖、較硬巖>30003000～20002000～1500較軟巖3000～15001500～10001000～800軟巖1200～10001000～800800～500極軟巖500～400400～300300～200《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(老)巖石的容許承載力[σ0](kPa)如表1.4-2。表1.4-2巖類碎石狀碎塊狀大塊狀硬質(zhì)巖()1500～20002000～3000>4000軟質(zhì)巖()800～12001000～15001500～3000極軟巖()400～800600～1000800～12002《鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（TB10012-2001）巖石地基基本承載力σ0（kPa）/（巖石地基極限承載力Pu，kPa）見表1.4-3。表1.4-3節(jié)理發(fā)育程度節(jié)理很發(fā)育節(jié)理發(fā)育節(jié)理不發(fā)育或較發(fā)育節(jié)理間距(cm)2～2020～40>40巖石類別硬質(zhì)巖(Rc>30MPa)1500～2000(4500～6000)2000～3000(6000～9000)>3000(>9000)較軟巖(Rc=15～30MPa)800～1000(2400～3000)1000～1500(3000～4500)1500～3000(4500～9000)軟巖(Rc=5～15MPa)500～800(1250～2400)700～1000(2100～3000)900～1200(2700～3600)極軟巖(Rc≤5MPa)200～300(500～750)300～400(750～1000)400～500(1000～1250)3《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》取消了有關(guān)承載力表的條文和附錄，要求“勘察單位應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定地基承載力等設(shè)計(jì)參數(shù)”。以下按已作廢的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ7-89）附錄五表5-1列出巖石承載力標(biāo)準(zhǔn)值(，kPa)見表1.4-4。表1.4-4風(fēng)化程度強(qiáng)風(fēng)化中等風(fēng)化微風(fēng)化硬質(zhì)巖石500～10001500～2500≥4000軟質(zhì)巖石200～500700～12001500～20004《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（DB22/45-2004）巖石地基承載力特征值(kPa)見表1.4-5。表1.4-5風(fēng)化程度強(qiáng)風(fēng)化（破碎）中等風(fēng)化（較破碎）微風(fēng)化（完整）*硬質(zhì)巖石750～20002000～6000≥6000軟質(zhì)巖石220～750750～22002200～5000極軟質(zhì)巖石180～300300～750750～2200*：取用大于4000kPa時(shí)，應(yīng)由試驗(yàn)確定。軟硬夾層或互層時(shí)，據(jù)《貴州建筑巖土工程技術(shù)規(guī)范》承載力確定：①當(dāng)巖層產(chǎn)狀水平或緩傾斜時(shí)：a.基礎(chǔ)直接置于軟質(zhì)巖上，按軟質(zhì)巖承載力確定。b.基礎(chǔ)直接置于硬質(zhì)巖土，可根據(jù)基礎(chǔ)類型和硬質(zhì)巖石夾軟質(zhì)巖石在基底下厚度，按表1.4-6確定。表1.4-6基礎(chǔ)類型基底硬質(zhì)巖石厚度H（m）承載力確定方法擴(kuò)展式獨(dú)立基礎(chǔ)H/B≥1.5硬質(zhì)巖石承載力H/B=1.0～1.4硬質(zhì)巖石承載力的80～90%H/B=0.5～0.9硬質(zhì)巖石承載力的50～60%樁墩式基礎(chǔ)H/D≥3.0硬質(zhì)巖石承載力H/D=2.0～2.9硬質(zhì)巖石承載力的80～90%H/D=1.0～1.9硬質(zhì)巖石承載力的50～60%條形基礎(chǔ)H/B≥3.0硬質(zhì)巖石承載力H/B=2.0～2.9硬質(zhì)巖石承載力的80～90%H/B=1.0～1.9硬質(zhì)巖石承載力的50～60%注：B—擴(kuò)展式或條形基礎(chǔ)的寬度（m）D—樁墩式基礎(chǔ)的基底直徑(m)②當(dāng)巖層產(chǎn)狀陡傾斜或直立時(shí)，按下式計(jì)算確定：faz=faR+k(fay-faR)式中：faz—軟硬互層巖組的承載力特征值綜合值faR—軟質(zhì)巖的承載力特征值fay—硬質(zhì)巖的承載力特征值k—硬層在夾層或互層綜合承載力中的貢獻(xiàn)率k=［hy－()］/［1－()］式中：n—軟巖層的承載力比值n=fay/faRhy—硬層的厚度比hy=dy/dy—硬層厚度—硬層與軟層的總厚度上列faz計(jì)算式使用條件：a．n>2；b．基礎(chǔ)底面應(yīng)力范圍內(nèi)無(wú)臨空面；c．基礎(chǔ)跨越且尺寸大于夾層或互層中單層的平面出露寬度三倍以上。5重慶市《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（DBJ50-043-2005）：巖質(zhì)地基極限承載力標(biāo)準(zhǔn)如表1.4-7。表1.4-7巖石類別極破碎(極不完整)破碎(不完整)較破碎(較不完整)較完整完整堅(jiān)硬巖及較硬巖800～12001200～18001800～36003600～96009600～12000較軟巖500～800200～12001200～18001800～36003600～9600軟巖500～800800～12001200～18001800～3600極軟巖500～800800～12001200～18006表1～表7列出的巖質(zhì)地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值只適用于工程預(yù)估和安全等級(jí)為三級(jí)的工程。在未進(jìn)行載荷試驗(yàn)的情況下，巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)下式計(jì)算。式中：－巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)－巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度平均值(kPa)－第i個(gè)巖樣飽和單軸抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值－統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)δfr－變異系數(shù)=δfr/frmn－試樣個(gè)數(shù)（即標(biāo)準(zhǔn)差）變異性指標(biāo)分類按表1.4-8。表1.4-8變異系數(shù)（δ）≤0.10.1～0.20.2～0.30.3～0.4>0.4變異性很低低中等高很高6.1《巖土工程勘察規(guī)范》和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)完整、較完整和較破碎的巖石地基承載力特征值（）：式中：－折減系數(shù)完整巖體取0.5較完整巖體取0.2～0.5較破碎巖體取0.1～0.2上式中的折減系數(shù)，與《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-94）中嵌巖端承樁嵌巖深徑比=0時(shí)的端阻修正系數(shù)大體對(duì)應(yīng)，即微風(fēng)化巖石取0.5，中等風(fēng)化巖石取0.45；在《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中，與支承在基巖上或嵌入基巖內(nèi)的鉆挖孔樁單樁軸向受壓容許承載力計(jì)算公式中的C1系數(shù)大體對(duì)應(yīng)，即對(duì)于中風(fēng)化巖體，其取值為0.3～0.45。6.2重慶市《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》①當(dāng)巖體完整、較完整和較破碎時(shí)，巖質(zhì)地基極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值可由巖石抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以地基條件系數(shù)確定：巖體完整：地基條件系數(shù)取1.6～1.2（堅(jiān)硬巖與較硬巖取小值）；巖體較完整：地基條件系數(shù)取1.2～0.85；巖體較破碎：地基條件系數(shù)取0.85～0.55；地基條件系數(shù)是由巖體完整性決定的折減系數(shù)和因空間條件不同決定的增大系數(shù)的一個(gè)綜合系數(shù)。②該規(guī)范認(rèn)為，6條中統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)ψ計(jì)算公式只適用于風(fēng)險(xiǎn)概率α=0.05、變異系數(shù)δ≤0.3時(shí)的情況。當(dāng)變異系數(shù)大于0.3時(shí)，應(yīng)查明誤差過(guò)大的原因，必要時(shí)應(yīng)增加式樣數(shù)量或重新劃分統(tǒng)計(jì)單元；當(dāng)變異系數(shù)大于0.4時(shí)，統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)取值。風(fēng)險(xiǎn)概率α應(yīng)根據(jù)工程安全系數(shù)取值如表1.4-9。表1.4-9工程安全等級(jí)風(fēng)險(xiǎn)概率α置信概率Ps一級(jí)0.0250.975二級(jí)0.0500.950三級(jí)0.1000.900某一風(fēng)險(xiǎn)概率的統(tǒng)計(jì)修正系數(shù)：ta－概率系數(shù)，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公路隧道圍巖分級(jí)《公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范》各級(jí)圍巖的物理力學(xué)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值如表1.4-11。表1.4-11圍巖級(jí)別重度γ(kN/m3)彈性抗力系數(shù)k(MPa/m)變形模量E（GPa）泊松比μ內(nèi)摩擦角φ(°)粘聚力CMPa計(jì)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*選用計(jì)算摩擦角時(shí)，不再計(jì)內(nèi)摩擦角和粘聚力。注：①《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》：每組試驗(yàn)3個(gè)試件作平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)為3個(gè)試件所測(cè)得結(jié)果的平均值，并同時(shí)列出每個(gè)試驗(yàn)結(jié)果。②重度取試樣平均值即為標(biāo)準(zhǔn)值，但仍需進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)計(jì)算。③彈性抗力系數(shù)K(MPa/m)：使巖層產(chǎn)生單位壓縮變形所需施加的壓力。④變形模量E(GPa)/彈性模量(靜態(tài))：巖土體在單軸受力且無(wú)側(cè)限條件下的壓應(yīng)力增量與壓應(yīng)變?cè)隽康谋戎?巖土體在無(wú)側(cè)限條件下的壓應(yīng)力增量與彈性應(yīng)變?cè)隽康谋戎?。⑤泊松比μ：巖石在允許側(cè)向自由膨脹條件下軸向受壓時(shí)，側(cè)向應(yīng)變與軸向應(yīng)變的比值，亦稱側(cè)膨脹系數(shù)。據(jù)《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》：巖石平均彈性模量和巖石的割線模量（亦稱變形模量，是應(yīng)力應(yīng)變曲線原點(diǎn)與巖石單軸抗壓強(qiáng)度值的50%時(shí)的點(diǎn)連線的斜率）以及其各自相對(duì)應(yīng)的泊松比應(yīng)用最多，代號(hào)分別是E50和μ50。⑥巖體內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值通常采用試樣標(biāo)準(zhǔn)值0.8折減，重慶市《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》規(guī)定折減系數(shù)：巖體完整取0.95巖體較完整取0.90巖體較破碎取0.85⑦巖體粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值通常采用試樣標(biāo)準(zhǔn)值0.2折減，重慶市《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》規(guī)定折減系數(shù)：