岩土工程设计实用手册(最新)

岩土工程设计实用手册(最新)岩土工程实用手册一、岩土工程勘察分级（一）岩土工程勘察规范1、岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）2、高层建筑岩土工程勘察规范（二）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）二、岩土的分类：（一）岩石分类（GB50021-2001）岩石按风化程度分类岩石坚硬程度分类岩石坚硬程度等级的定性分类岩体完整程度与定性分类岩体基本质量等级分类（二）土层分类（GB50021-2001）土按有机质含量分类（三）砂、碎石密实度分类（四）特殊性岩土2、红粘土：颜色为棕红或褐黄，覆盖于碳酸盐岩系之上，其液限大于等于50%的高塑性粘土，应判定为原生红粘土。

原生红粘土经搬运、喾人后仍保留其基本特征，且其液限大于45%红粘土物理力学性质的经验值《工程地质手册》（第三版）表5-2-1注：1、Po 、Eo 系根据载荷试验求得，P υ系荷载与沉降量关系曲线的第一拐点； 2、a ω＝ω/ωＬ。

红粘土的矿物成分《工程地质手册》（第三版）表5-2-2红粘土的化学成分《工程地质手册》（第三版）表5-2-3红粘土按状态分类标准《工程地质手册》（第三版）表5-2-43、膨胀土1）膨胀土的评价2）膨胀土地基计算（1）膨胀土地基变形量可按下列三种情况分别计算：①当离地表1ｍ处地基的天然含水量等于或接近最小值时，或地面有覆盖且无蒸发可能时，以及建筑物在使用期间经常有水浸湿的地基，可按膨胀变形量计算；②当地表1ｍ处地基土的天然含水量大于1.2倍塑限含水量时，或直接受高温作用地基，可按收缩变形量计算③其他情况下可按胀缩变形量计算。

附录二中国部分地区的蒸发力及降水量表（GBJ112-87）附表2.1三、地基承载力的确定（一）确定浅基承载力：1、按《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）岩石承载力标准值ƒk（kpa）【注】据RQD值估算：碎石土承载力标准值ƒk（kpa）粉土承载力基本值ƒ0（kpa）粘性土承载力基本值ƒ0（kpa）应。

3沿海地区淤泥和淤泥质土承载力基本值ƒ0（kpa）红粘土承载力基本值ƒ0（kpa）素填土承载力基本值ƒ0（kpa）2、根据标准贯入和轻便触探试验确定：N（或N10）=μ-1.645σ（取整数位）砂土承载力标准值ƒk（kpa）粘性土承载力标准值ƒk（kpa）粘性土承载力标准值ƒk（kpa）素填土承载力标准值ƒk（kpa）3、按《工程地质手册》（第三版）含少量杂物的杂填土N10与承载力标准值ƒk关系 (表3-2-16)粘性土、粉土N63.5与承载力标准值ƒk关系 (表3-2-17)粘性土、粉土N63.5与承载力标准值ƒk关系 (表3-2-20)砂土N63.5与承载力标准值ƒk关系 (表3-2-21)用动力触探N63.5确定地基基本承载力（表3-2-22）63.5碎石土N120与承载力标准值ƒk关系 (表3-2-23)1204、动力触探确定抗剪强度和变形模量1）原冶金部勘察总公司资料：N 28与变形模量E 0的关系 (表3-2-24)2）铁道部第二勘测设计院的研究成果（1988年）E O ＝4.88N 0.755468.5 （3-2-11）用动力触探N 63.5确定圆砾、卵石土的变形模量E 0的关系 （表3-2-25）3）冶金部建筑科学研究院和武汉冶金部勘察总公司资料：对粘性土、粉土： E O ＝5.488ｑｄ1.468（3-2-12） 对填土： E O ＝10（ｑｄ－0.56） （3-2-12）式中： E 0—变形模量（M ｐａ）； ｑｄ—动贯入阻力（M ｐａ）。

4）动力触探击数与砂土变形模量的关系：对淤积、冲积的中、细砂（N ＝1～20）： E O ＝（5.5-5P ）N （3-2-14）； 对不均匀的砾砂（N ＝5～10）： E O ＝（5.5-5P ）N －10 （3-2-15）式中： E 0—变形模量（M ｐａ）； ｐ—载荷板单位压力（M ｐａ）； N —动力触探贯入10㎝的锤击数。

注：动贯入阻力的计算公式：①荷兰公式：ｑｄ＝e A HgM M M M ••••+' （3-2-8）式中：ｑｄ—动力触探动贯入阻力（M ｐａ）； M —落锤质量（kg ）；M ‘—触探器（包括探头、触探杆、锤座和导向杆）质量（kg ）；g —重力加速度（ｍ/ｓ）； H —落锤高度（ｍ）；A —探头截面积（㎝2）； e —每击贯入度（㎝）。

②苏联C.A.Ⅲ，a ｗｋｏθ的动贯入阻力公式 ： ｑｄ=''3.02.221.11.1M M M M MgH Ae ++++- （式中符号同3-2-8） （3-2-10） 当M=60kg ，H=0.8m ，A=43㎝2时，式3-2-10可写成： ｑｄ=''3.01049.06.491.1M M M M e ++-++- （3-2-10a ） 我国重型动力触探（M=63.5kg ，H=0.76m ）的动贯入阻力q d 也可以按3-2-10和3-2-10a 计算从表3-2-11查得：动贯入阻力q d 与每击贯入度e 或触探锤击数N 的关系 （表3-2-11）5 地基土变形模量E O (《地基与基础施工手册》江正荣编 中国建筑工业出版社 1.2.4)1)采用弹性力学公式可反算地基土的变形模量,其计算公式为: E O =()11100s b p cr μω- E O —地基变形模量(Mpa)；ω—沉降系数，刚性正方形荷载ω=0.88；刚性正圆形荷载ω=0.79；μ—地基土的泊松比，为有侧胀竖向压缩时土的侧向应变与竖向压缩应变的比值，可按表1-8采用；P Cr —P —S 曲线直线段终点所对应的应力(kpa)；S 1—与直线段终点所对应的沉降量(mm)；b —承压板宽度或直径(mm)；士的变形模量是反映土的压缩性指标，因此可用变形模量E O 来表示地基压缩的变化。

如符合下列条件之一时，可认为地基土的压缩性变化是很小的。

⑴当Emin ≥20Mpa 时；⑵当20＞Emin ≥15Mpa 和1.8≤min E Eax≤2.5时；⑶当15＞Emin ≥7.5Mpa 和1.3≤min E Eax≤1.6时。

注：Emin 和Eax 分别为建筑场地范围内的最大变形模量和最小变形模量。

2)土的变形模量E O 与压缩模量E S 的关系 可按弹性理论得出E O =βE s 式中β—与土 的泊松比μ有关的系数，β=1-2212μμ-，亦可由表1-8查得。

土的泊松比μ与系数β参考值 表1-8土的变形模量E O (Mpa) 表1-9（二）确定桩基承载力：1、按材料强度确定单桩竖向承载力：R＝φ（σ）AρR—单桩承载力设计值（N）Aρ—桩身横截面积（㎜2）；（σ）—桩材料的抗压许用应力（抗压强度）（Mｐａ）；φ—纵向弯曲系数。

对于低桩承台（桩全埋入土中），由于土的侧向支承作用，除极软土层中的长桩外，一般取φ＝1 2）对于钢筋混凝土桩，按材料强度确定的单桩承载力设计值为：R＝φ/K（ƒC Aρ+ ƒ’ｙA’S）ƒC—桩身混凝土的轴心抗压设计强度（Mｐａ），Aρ—桩身横截面积（㎜2）；ƒ’ｙ—纵向钢筋的抗压设计强度（Mｐａ）；φ—纵向弯曲系数；A’S—纵向钢筋的横截面积（㎜2）；对于就地灌注桩，当只配构造筋时，ƒ’ｙ、A’S这一项在通常情况下所占的比重很小，往往不考虑而作为安全储备；K—钢筋混凝土轴心受压件的强度设计安全系数，预制桩K＝1.55；就地灌注桩K值应适当取大，（JGJ4-80）中取1.64；有些地方规范取2.0～2.5 。

混凝土轴心抗压设计强度与强度等级之间的关系（Mｐａ）2、按规范确定单桩竖向承载力（1）预制桩竖向承载力估算1）旧规范（GBJ7-89、JGJ72—90）：Rｋ＝ｑｐA +μｐ∑ｑSｉｌｉ式中：Rｋ—单桩的竖向承载力标准值（KN）；ｑｐ—桩端土的承载力标准值（ｋｐａ），可按地区性经验确定，亦可按下表；A—桩底面积（㎡）；μｐ—桩身横截面周边长度（ｍ）；ｑSｉ—第ｉ层土的摩阻力标准值（ｋｐａ），可按地区性经验确定，亦可按下表ｌｉ—按土层划分，第ｉ层土的分段桩长（ｍ）。

预制桩桩端土（岩）承载力标准值ｑｐ（ｋｐａ）Ｌ预制桩桩周摩阻力标准值ｑｓ（ｋｐａ）ｗ对于支承在岩层上的打入桩和振动下沉桩，其承载力的设计值R 可按如下的经验公式计算：R ＝C •ƒｒｋ•A式中：ƒｒｋ—岩石试块饱和单轴极限抗压强度标准值（ｋｐａ）；C —系数，均质无裂缝的岩层C ＝0.45；有严重裂缝的、风化的或易软化的岩层取C ＝0.3 ；A —桩底面积（㎡）2）现行新规范（GB50007-2002、JGJ94-94）： R ａ＝ｑｐａA ｐ+μｐ∑ｑｓｉａｌｉ式中：R ａ—单桩的竖向承载力特征值（KN ）； ｑｐａ—桩端端阻力特征值（ｋｐａ），由当地静载荷试验结果统计分析算得（无经验按下表）；A ｐ—桩底端横截面面积（㎡）；μｐ—桩身周边长度（ｍ）；ｑｓｉａ—桩侧阻力特征值（ｋｐａ），由当地静载荷试验结果统计分析算得（无经验按下表）；ｌｉ—第ｉ层岩土的厚度（ｍ）。

预制桩桩的极限端阻力标准值ｑｐｋ（ｋｐａ）表5.2.8-2ｂｂ 预制桩桩的极限侧阻力标准值ｑｓｉｋ（ｋｐａ） 表5.2.8-1（2）灌注桩的竖向承载力估算1）旧规范（GBJ7-89、JGJ72—90）Rｋ＝ｑｐA+πｄ1∑ｑSｉｌｉ＝ｑｐA+π∑ｑSｉｌｉRｋ—单桩的竖向承载力标准值（KN）；ｑｐ—桩端土的承载力标准值（ｋｐａ），对于钻、挖、冲孔灌注桩和沉管灌注桩可按下表，亦可按地区性经验确定；ｄ1—成桩直径（ｍ），根据施工经验确定，当缺乏经验时对于钻、挖、冲孔灌注桩按钻头直径增加下列数值：螺旋钻1～2㎝，潜水钻3～5㎝，机动洛阳钻2～3㎝，冲击钻4～8㎝；对沉管灌注桩，一般取ｄ1＝ｄｅ（ｄｅ为套管外直径），一次复打时取ｄ1＝√2ｄ1。

对于流塑、软塑状态粘性应再乘以0.7～0.9系数；ｌｉ—按土层划分，第ｉ层土的分段桩长（ｍ）。

A—桩底面积（㎡）；μｐ—桩身横截面周边长度（ｍ）；ｑSｉ—第ｉ层桩周土的摩阻力标准值（ｋｐａ），对于钻、挖、冲孔灌注桩按下表，亦可按地区性经验确定。

地下水位以上的钻、挖、冲孔灌注桩桩端土承载力标准值ｑｐ（ｋｐａ）地下水位以下的钻、挖、冲孔灌注桩桩端土承载力标准值ｑｐ（ｋｐａ）沉管灌注桩桩端土承载力标准值ｑｐ（ｋｐａ）地下水位以上的钻、挖、冲孔灌注桩桩端周摩阻力标准值ｑS（ｋｐａ）沉管灌注桩桩周土摩阻力标准值ｑS（ｋｐａ）—对于支承在岩层中的钻孔、挖孔灌注桩，其承载力的设计值R可按如下的经验公式计算：R＝（C1A+C2μLγ）•ƒｒｋA—桩底面积（㎡）；μ—嵌入岩层内的桩孔周长（ｍ）；Lγ—自新鲜岩石面算起的桩的嵌入深度（ｍ）；ƒｒｋ—桩底岩石饱和单轴极限抗压强度标准值（ｋｐａ）；C1、C2—系数，根据岩层破碎程度情况按下表2）现行新规范（GB50007-2002、JGJ94-94）：Qμk＝Q Sk+Q Pk＝μ∑ｑｓik l i+ｑｐk A Pｑｓik为桩侧i层土的极限侧阻力标准值，（ｋｐａ）；如无当地经验值时，可按（JGJ94-94）表5.2.8-1取值；ｑｐk为极限端阻力标准值，（ｋｐａ）；如无当地经验值时，可按（JGJ94-94）表5.2.8-2.取值；桩的极限侧阻力标准值ｑｓik（ｋｐａ）表5.2.8-1ｗｗL桩的极限端阻力标准值ｑｐk（ｋｐａ）表5.2.8-2ｈｈ干作业桩（清底干净，D＝800ｍｍ）极限端阻力标准值ｑｐk（ｋｐａ）表5.2.9-1ｐk ｂｂｂｂｐk N ≤10为松散，10＜Ｎ≤15为稍密，15＜Ｎ≤30为中密，Ｎ＞30为密实；③当沉降要求不严时，可适当提高ｑｐk 值。