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文檔簡介

巖土工程摩阻力參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表一、引言摩阻力是巖土工程中樁基礎(chǔ)、基坑支護(hù)(錨桿/土釘)、邊坡穩(wěn)定等領(lǐng)域的核心參數(shù)之一,直接影響結(jié)構(gòu)的承載力、變形及安全性。其中,樁側(cè)摩阻力(樁身與周圍土體間的摩擦力)和樁端阻力(樁端與持力層間的承載力)是樁基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo);錨桿/土釘摩阻力則決定了支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗拔能力。由于巖土體的非均勻性、地域差異性及工程條件的復(fù)雜性,摩阻力參數(shù)的選取需以規(guī)范為依據(jù)、以試驗(yàn)為支撐、以經(jīng)驗(yàn)為補(bǔ)充。本文基于現(xiàn)行國家規(guī)范(如《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》JGJ____、《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB____)及工程實(shí)踐,梳理各類巖土的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)參數(shù),并闡述其應(yīng)用要點(diǎn)。二、術(shù)語定義為避免歧義,先明確以下核心術(shù)語:1.樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\)):單樁樁側(cè)土阻力的設(shè)計(jì)值,由極限側(cè)阻力除以安全系數(shù)(一般取2.0)得到,單位為kPa。2.樁端阻力特征值(\(q_{pik}\)):單樁樁端土阻力的設(shè)計(jì)值,同理由極限端阻力除以安全系數(shù)得到,單位為kPa。3.錨桿摩阻力(\(τ\)):錨桿與周圍土體間的界面摩擦力,用于計(jì)算錨桿抗拔承載力,單位為kPa。4.密實(shí)度:砂土/碎石土的緊密程度,以標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)(\(N\))或重型圓錐動力觸探擊數(shù)(\(N_63.5\))劃分。5.液性指數(shù)(\(I_L\)):黏性土的軟硬程度指標(biāo),\(I_L=(w-w_p)/(w_L-w_p)\),其中\(zhòng)(w\)為天然含水量,\(w_p\)為塑限,\(w_L\)為液限。三、各類巖土摩阻力標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)表(一)黏性土(含粉土)黏性土的摩阻力主要取決于液性指數(shù)(\(I_L\))和孔隙比(\(e\)),二者反映了土的軟硬程度和密實(shí)性。以下為樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))標(biāo)準(zhǔn)表(摘自JGJ____第5.3.5條):孔隙比(\(e\))硬塑(\(I_L\leq0.25\))可塑(\(0.25<I_L\leq0.75\))軟塑(\(I_L>0.75\))\(e\leq0.8\)________30-70\(0.8<e\leq1.0\)____50-8020-50\(e>1.0\)____30-6010-30備注:粉土(塑性指數(shù)\(I_p\leq10\))的\(q_{sik}\)可按上表取值,但需適當(dāng)降低(約10%-20%),因粉土顆粒更細(xì),界面摩擦力更小。飽和軟塑黏性土(\(I_L>1.0\))需考慮靈敏度(\(S_t\)),若\(S_t>4\)(高靈敏土),\(q_{sik}\)應(yīng)乘以0.6-0.8的折減系數(shù)。(二)砂土砂土的摩阻力主要由顆粒級配和密實(shí)度決定,標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)擊數(shù)(\(N\))是劃分密實(shí)度的關(guān)鍵指標(biāo)。以下為樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))標(biāo)準(zhǔn)表(摘自JGJ____第5.3.6條):密實(shí)度粉砂細(xì)砂中砂粗砂礫砂松散(\(N\leq10\))10-2015-2520-3025-3530-40稍密(\(10<N\leq15\))20-3025-3530-4035-4540-50中密(\(15<N\leq30\))30-4035-4540-5045-5550-60密實(shí)(\(N>30\))40-5045-5550-6055-6560-70備注:砂土的深度效應(yīng)顯著:當(dāng)樁入土深度超過5米時(shí),\(q_{sik}\)可按每增加1米提高1-2kPa修正(修正系數(shù)\(λ=0.1-0.2\))。飽和砂土需考慮液化風(fēng)險(xiǎn):若液化判別為“液化土層”,\(q_{sik}\)取0(因液化時(shí)土的抗剪強(qiáng)度喪失)。(三)碎石土碎石土(含圓礫、角礫、碎石、卵石)的摩阻力取決于顆粒大小和密實(shí)度,重型圓錐動力觸探擊數(shù)(\(N_63.5\))是主要判別指標(biāo)。以下為樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))標(biāo)準(zhǔn)表(摘自JGJ____第5.3.7條):密實(shí)度圓礫/角礫碎石/卵石松散(\(N_63.5\leq10\))20-3030-40稍密(\(10<N_63.5\leq15\))30-4040-50中密(\(15<N_63.5\leq30\))40-5050-60密實(shí)(\(N_63.5>30\))50-6060-70備注:碎石土的顆粒形狀影響摩阻力:角礫/碎石(棱角分明)的\(q_{sik}\)比圓礫/卵石(圓形)高10%-15%。含泥量(\(w_c\))超過10%時(shí),\(q_{sik}\)需降低20%-30%(泥質(zhì)填充會削弱顆粒間的咬合作用)。(四)巖石巖石的摩阻力取決于風(fēng)化程度和巖性,巖芯采取率(\(RQD\))是判斷巖石完整性的重要指標(biāo)。以下為樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))及樁端阻力特征值(\(q_{pik}\))標(biāo)準(zhǔn)表(摘自JGJ____第5.3.8條):風(fēng)化程度巖性\(q_{sik}\)(kPa)\(q_{pik}\)(kPa)微風(fēng)化花崗巖________石灰?guī)r________中風(fēng)化花崗巖________石灰?guī)r________強(qiáng)風(fēng)化花崗巖________石灰?guī)r________備注:巖石的完整性修正:若\(RQD<50\%\)(破碎巖),\(q_{sik}\)和\(q_{pik}\)需乘以0.8-0.9的折減系數(shù)。巖溶地區(qū)需考慮溶洞影響:若樁端下方存在溶洞,\(q_{pik}\)應(yīng)取0或根據(jù)溶洞填充情況調(diào)整。(五)特殊土(如黃土、淤泥)1.黃土:干燥黃土(含水量\(w<20\%\))的\(q_{sik}\)可按黏性土硬塑狀態(tài)取值;飽和黃土(\(w>30\%\))需考慮濕陷性,\(q_{sik}\)降低30%-50%。2.淤泥/淤泥質(zhì)土:\(q_{sik}\)一般為10-30kPa(軟塑狀態(tài)),\(q_{pik}\)為____kPa(因壓縮性極高,端阻力貢獻(xiàn)?。?。四、摩阻力參數(shù)的影響因素及調(diào)整(一)地下水飽和黏性土:含水量增加導(dǎo)致土的抗剪強(qiáng)度(\(c\)、\(φ\))降低,\(q_{sik}\)折減系數(shù)為0.7-0.9。砂土/碎石土:飽和狀態(tài)下,若未液化,\(q_{sik}\)與非飽和狀態(tài)差異不大;若液化,\(q_{sik}\)取0。(二)施工工藝泥漿護(hù)壁灌注樁:孔壁泥皮會削弱樁土界面摩擦力,\(q_{sik}\)折減系數(shù)為0.8-0.9(泥皮厚度越大,折減越多)。預(yù)制樁(打入式):打入過程會擠密周圍土層(尤其砂土),\(q_{sik}\)可提高10%-20%(但黏性土擠密效果差,無需調(diào)整)。錨桿/土釘:注漿工藝(如壓力注漿)可提高界面摩阻力,\(τ\)可按表中值乘以1.1-1.3的系數(shù)。(三)土層均勻性分層明顯的土層:\(q_{sik}\)應(yīng)按各層分別取值,再按厚度加權(quán)平均。夾層(如薄砂層夾于黏性土中):若夾層厚度小于0.5米,可忽略其貢獻(xiàn);若大于0.5米,需單獨(dú)計(jì)算。五、應(yīng)用示例(一)樁基工程工程條件:某高層住宅采用鉆孔灌注樁(直徑800mm,樁長20米),地質(zhì)剖面如下:0-5米:雜填土(忽略);5-10米:軟塑黏性土(\(I_L=0.85\),\(e=0.95\));10-15米:中密細(xì)砂(\(N=22\));15-20米:中風(fēng)化花崗巖(\(RQD=65\%\))。參數(shù)選?。?.軟塑黏性土:查“黏性土表”,\(e=0.95\)、\(I_L=0.85\)對應(yīng)\(q_{sik}=20-50\)kPa,取中間值35kPa;因鉆孔灌注樁有泥皮,折減系數(shù)0.9,調(diào)整后\(q_{sik}=35×0.9=31.5\)kPa。2.中密細(xì)砂:查“砂土表”,\(N=22\)對應(yīng)中密細(xì)砂\(q_{sik}=35-45\)kPa,取40kPa;深度超過5米,修正系數(shù)0.15,修正后\(q_{sik}=40+0.15×18×(12.5-5)=40+19.1=59.1\)kPa(\(γ_m=18kN/m3\),平均深度12.5米)。3.中風(fēng)化花崗巖:查“巖石表”,\(RQD=65\%\)(完整巖),\(q_{sik}=____\)kPa取250kPa,\(q_{pik}=____\)kPa取1200kPa。單樁承載力計(jì)算:\[R_a=u\sumq_{sik}l_i+q_{pik}A_p\]其中,\(u=π×0.8=2.51\)m,\(l_1=5\)m(軟塑黏性土),\(l_2=5\)m(中密細(xì)砂),\(l_3=5\)m(中風(fēng)化花崗巖),\(A_p=π×0.42=0.50\)m2。\[R_a=2.51×(31.5×5+59.1×5+250×5)+1200×0.50=2.51×1703+600=4275+600=4875\)kN(滿足設(shè)計(jì)要求)。\](二)基坑支護(hù)(錨桿)工程條件:某深基坑采用土釘墻支護(hù),土釘長度10米,直徑100mm,地層為中密粉砂(\(N=18\)),地下水埋深3米。參數(shù)選?。褐忻芊凵埃翰椤吧巴帘怼?,\(q_{sik}=30-40\)kPa(土釘摩阻力\(τ\)可參考樁側(cè)阻力);地下水影響:飽和粉砂(埋深3米以下),\(τ\)折減系數(shù)0.9;注漿工藝:壓力注漿(壓力0.3MPa),\(τ\)提高系數(shù)1.2。調(diào)整后\(τ=35×0.9×1.2=37.8\)kPa。土釘抗拔承載力計(jì)算:\[T_u=π×d×L×τ=π×0.1×10×37.8=118.7\)kN(滿足抗拔要求)。\]六、附錄:摩阻力參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表匯總表1黏性土樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))孔隙比(\(e\))硬塑(\(I_L\leq0.25\))可塑(\(0.25<I_L\leq0.75\))軟塑(\(I_L>0.75\))\(e\leq0.8\)________30-70\(0.8<e\leq1.0\)____50-8020-50\(e>1.0\)____30-6010-30表2砂土樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))密實(shí)度粉砂細(xì)砂中砂粗砂礫砂松散(\(N\leq10\))10-2015-2520-3025-3530-40稍密(\(10<N\leq15\))20-3025-3530-4035-4540-50中密(\(15<N\leq30\))30-4035-4540-5045-5550-60密實(shí)(\(N>30\))40-5045-5550-6055-6560-70表3碎石土樁側(cè)阻力特征值(\(q_{sik}\))密實(shí)度圓礫/角礫碎石/卵石松散(\(N_63.5\leq10\))20-3030-40稍密(\(10<N_63.5\leq15\))30-4040-50中密(\(15<N_63.5\leq30\))40-5050-60密實(shí)(\(N_63.5>30\))50-6060-70表4巖石樁側(cè)/端阻力特征值風(fēng)化程度巖性\(q_{sik}\)(kPa)\(q_{pik}\)(kPa)微風(fēng)化花崗巖________石灰?guī)r________中風(fēng)化花崗巖________石灰?guī)r________強(qiáng)風(fēng)化花崗巖________石灰?guī)r________七、結(jié)論摩阻力參數(shù)的選取是巖土工程設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié),需遵循“規(guī)范為基、試驗(yàn)為證、經(jīng)驗(yàn)為輔”的原則。實(shí)際工程中,應(yīng)通過現(xiàn)場靜載試驗(yàn)(如樁基靜載、錨桿抗

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