公路橋涵地質(zhì)勘察手冊

公路橋涵地質(zhì)勘察手冊1橋梁涵洞分類和橋涵設(shè)計洪水頻率表1-1橋梁涵洞分類橋涵分類多孔跨徑總長L(m)單孔跨徑Lk(m)特大橋>1000>150大橋100～100040～150中橋30～10020～40小橋8～305～20涵洞/<5習(xí)慣上，鐵路部門將墩高大于50米橋墩稱作高墩；城市橋梁將墩高大于30米的橋墩稱高墩?！豆窐蛄嚎拐鹪O(shè)計細則》（JTG/TB02-01-2008）墩高大于40米應(yīng)作專門設(shè)計。表1-2橋涵設(shè)計洪水頻率公路等級特大橋大橋中橋小橋涵洞及小型排水構(gòu)造物高速公路1/3001/1001/1001/1001/100一級公路1/3001/1001/1001/1001/100二級公路1/1001/1001/1001/501/50三級公路1/1001/501/501/251/25四級公路1/1001/501/501/25不作規(guī)定2地基的容許承載力已在前面的有關(guān)項目中列出，此不詳述。3樁基礎(chǔ)是貴州最常用的橋梁基礎(chǔ)形式。《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（JGJ94-2008）：小樁d≤250mm，中等直徑樁d＝250～800mm，大直徑樁d≥800mm；L/d＞80稱為細長樁。樁長小于6米的通常稱為短樁或墩。3.1摩擦樁及摩擦端承樁的容許承載力3.1.1《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》：鉆（挖）孔灌注摩擦樁單樁軸向受壓承載力容許值[Ra]按下列公式計算：式中：Ra—單樁軸向受壓承載力容許值（kN），樁身自重與置換土重（當(dāng)自重計入浮力時，置換土重計入浮力）的差值作為荷載考慮。u—樁的周長（m）。Ap—樁端截面面積（m2）。n—土的層數(shù)。li—承臺底面或局部沖刷線以下各土層的厚度（m），擴孔部分不計。qik—與對應(yīng)的各土層與樁側(cè)的摩阻力標準值（kPa），宜采用單樁摩阻力試驗確定，當(dāng)無試驗條件時，可按表3-1選用。qr—樁端處土的承載力容許值（kPa）。當(dāng)持力層為砂土、碎石土?xí)r，若計算值超過下列值，宜按下列值采用：粉砂1000kPa；細砂1150kPa；中砂、粗砂、礫砂1450kPa；碎石土2750kPa[fa0]—樁端處土的承載力基本容許值（kPa）。h—樁端的埋置深度（m）。對于有沖刷的樁基，埋深由一般沖刷線起算；對無沖刷的樁基，埋深由天然地面線或?qū)嶋H開挖后的地面線起算；h計算值不大于40m，當(dāng)大于40m時，按40m計算。k2—容許承載力隨深度的修正系數(shù)。根據(jù)樁端處持力層土類按表3.2-2取值。γ2—樁端以上各土層的加權(quán)平均重度（kN/m3）。若持力層在水位以下且不透水時，不論樁端以上土層的透水性如何，一律取飽和重度；當(dāng)持力層透水時則水中部分取浮重度。λ—修正系數(shù)，按表3-2取值。m0—清底系數(shù)，如表3-3。表3-1土類土類中密爐渣、粉煤灰40～60中砂中密45～60粘性土流塑IL>120～30密實60～80軟塑0.75～130～50粗砂、礫砂中密60～90可塑、硬塑0～0.7550～80密實90～140硬塑IL≤080～120圓礫、角礫中密120～150粉土中密35～55密實150～180密實55～80碎石、卵石中密160～220粉砂、細砂中密35～55密實220～400密實55～70漂石、塊石400～600表3-2l/d4～2020～25>25透水性土0.700.70～0.850.85不透水性土0.650.65～0.720.72表3-3t/d0.3～0.10.70～1.0注：①t、d分別為樁底沉渣厚度和樁的直徑；②d≤1.5時，t≤300mm；d＞1.5時，t≤500mm且0.1＜t/d＜0.3。該規(guī)范對于樁基礎(chǔ)還有以下規(guī)定：①在同一樁基中，除特殊設(shè)計外，不宜同時采用摩擦樁和端承樁；不宜采用直徑不同、材料不同和樁端深度相差過大的樁。②對于具有下列情況的大橋、特大橋，應(yīng)通過荷載試驗確定單樁承載力；a.樁的入土深度遠超過常用樁；b.地質(zhì)情況復(fù)雜，難以確定樁的承載力；c.有其他特殊要求的橋梁用樁。③鉆孔樁設(shè)計直徑不宜小于0.8m；挖孔樁直徑或最小邊寬不宜小于1.2m；鋼筋砼管樁直徑可采用0.4～0.8m，管壁最小厚度不宜小于80mm。④鉆（挖）孔樁、沉樁樁身砼強度不應(yīng)低于C25，管樁填心砼強度不應(yīng)低于C15。⑤摩擦樁中的鉆（挖）孔樁，中距不應(yīng)小于樁徑的2.5倍。支承或嵌固在基巖中的鉆（挖）孔樁，中距不應(yīng)小于樁徑的2倍。鉆（挖）孔擴底灌注樁，中距不應(yīng)小于1.5倍擴底直徑或擴底直徑加1m，取較大者。關(guān)于土的物理力學(xué)特征在新規(guī)范中沒有列出，表3-4以老規(guī)范附錄二資料列出供參考。表3-4土類孔隙比e天然含水量W(％)塑限含水量wp(％)容重γ(kN/m3)計算的粘聚力c(kPa)計算的內(nèi)摩擦角φ(°)砂類土粗砂0.4～0.50.5～0.60.6～0.715～1819～2223～2520.519.519.0000424038中砂0.4～0.50.5～0.60.6～0.715～1819～2223～2520.519.519.0000403836細砂0.4～0.50.5～0.60.6～0.715～1819～2223～2520.519.519.0000383632粉砂0.5～0.60.6～0.70.7～0.815～1819～2223～2520.519.519.0532363428亞砂土0.4～0.50.5～0.60.6～0.715～1819～2223～25＜9.421.020.019.56523028270.4～0.50.5～0.60.6～0.715～1819～2223～259.5～12.421.020.019.5753252423粘土0.4～0.50.5～0.60.6～0.70.7～0.815～1819～2223～2526～2912.5～1421.020.019.519.02515105242322210.5～0.60.6～0.70.7～0.80.8～0.90.9～1.019～2223～2526～2930～3435～4015～18.420.019.519.018.518.03515108522212019180.6～0.70.7～0.80.8～0.90.9～1.023～2526～2930～3435～4018.5～22.419.519.018.518.040252010201918170.7～0.80.8～0.90.9～1.026～2930～3435～4022.5～26.419.018.517.56030251817160.8～0.90.9～1.130～3435～4026.5～30.418.517.5653516153.1.2《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》、《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》①當(dāng)根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系確定單樁豎向極限承載力標準值時：式中：—樁身周長（m）—樁側(cè)第層土的極限側(cè)阻力的標準值(kPa),若無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時，可按表3-5取值li—樁側(cè)第層土層厚度（m）qpk—樁端土極限端阻力標準值(kPa)，若無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗時，可按表3-6取值A(chǔ)0—樁端面積(m2)表3-5土的名稱土的狀態(tài)混凝土預(yù)制樁泥漿護壁鉆(沖)孔樁干作業(yè)鉆孔樁填土—22~3020~2820~28淤泥—14~2012~1812~18淤泥質(zhì)土—22~3020~2820~28黏性土流塑IL>124~4021~3821~38軟塑0.75<IL≤140~5538~5338~53可塑0.50<IL≤0.7555~7053~6853~66硬可塑0.25<IL≤0.5070~8668~8466~82硬塑0<IL≤0.2586~9884~9682~94堅硬IL≤098~10596~10294~104紅黏土0.7<aw≤113~3212~3012~300.5<aw≤0.732~7430~7030~70粉土稍密e>0.926~4624~4224~42中密0.75≤e≤0.946~6642~6242~62密實e<0.7566~8862~8262~82粉細砂稍密10<N≤1524~4822~4622~46中密15<N≤3048~6646~6446~64密實N>3066~8864~8664~86中砂中密15<N≤3054~7453~7253~72密實N>3074~9572~9472~94粗砂中密15<N≤3074~9574~9576~98密實N>3095~11695~11698~120礫砂稍密5<N63.5≤1570~11050~9060~100中密(密實)N63.5>15116~138116~130112~130圓礫、角礫中密、密實N63.5>10160~200135~150135~150碎石、卵石中密、密實N63.5>10200~300140~170150~170全風(fēng)化軟質(zhì)巖—30<N≤50100~12080~10080~100全風(fēng)化硬質(zhì)巖—30<N≤50140~160120~140120~150強風(fēng)化軟質(zhì)巖—N63.5>10160~240140~200140~200強風(fēng)化硬質(zhì)巖—N63.5>10200~300160~240160~260注：a.對于尚未完成自重固結(jié)的填土和以生活垃圾為主的雜填土，不計算其側(cè)阻力；b.aw為含水比，aw=w/wL，w為土的天然含水量，wL為土的液限；c.N為標準貫入擊數(shù)；N63.5為重型圓錐動力觸探擊數(shù)；d.全風(fēng)化、強風(fēng)化軟質(zhì)巖和全風(fēng)化、強風(fēng)化硬質(zhì)巖系指其母巖分別為frk≤15mpa、frk>30mpa的巖石。表3-6土名稱樁型土的狀態(tài)混凝土預(yù)制樁樁長l(m)泥漿護壁鉆（沖）孔樁樁長l(m)干作業(yè)鉆孔樁樁長l(m)L≤99<l≤1616<l≤30l>305≤l<1010≤l<1515≤l<3030≤l5≤l<1010≤l<1515≤l黏性土軟塑0.75＜IL≤1210~850650~14001200~18001300~1900150~250250~300300~450300~450200~400400~700700~950可塑0.50＜IL≤0.75850~17001400~22001900~28002300~3600350~450450~600600~750750~800500~700800~11001000~1600硬可塑0.25＜IL≤0.501500~23002300~33002700~36003600~4400800~900900~10001000~12001200~1400850~11001500~17001700~1900硬塑0＜IL≤0.252500~38003800~55005500~60006000~68001100~12001200~14001400~16001600~18001600~18002200~24002600~2800粉土中密0.75≤e≤0.9950~17001400~21001900~27002500~3400300~500500~650650~750750~850800~12001200~14001400~1600密實e<0.751500~26002100~30002700~36003600~4400650~900750~950900~11001100~12001200~17001400~19001600~2100粉砂稍密10<N≤151000~16001500~23001900~27002100~3000350~500450~600600~700650~750500~9501300~16001500~1700中密密實N>151400~22002100~30003000~45003800~5500600~750750~900900~11001100~1200900~10001700~19001700~1900細砂中密、密實N>152500~40003600~50004400~60005300~7000650~850900~12001200~15001500~18001200~16002000~24002400~2700中砂4000~60005500~70006500~80007500~9000850~10501100~15001500~19001900~21001800~24002800~38003600~4400粗砂5700~75007500~85008500~100009500~110001500~18002100~24002400~26002600~28002900~36004000~46004600~5200礫砂中實、密實N>156000~95009000~105001400~20002000~32003500~5000圓礫、角礫N63.5>107000~100009500~115001800~22002200~36004000~5500碎石、卵石N63.5>108000~1100010500~130002000~30003000~40004500~6500全風(fēng)化軟質(zhì)巖30<N≤504000~60001000~16001200~2000全風(fēng)化硬質(zhì)巖30<N≤505000~80001200~20001400~2400強風(fēng)化軟質(zhì)巖N63.5>106000~90001400~22001600~2600強風(fēng)化硬質(zhì)巖N63.5>107000~110001800~28002000~3000注：a.砂土和碎石類土中樁的極限端阻力取值，宜綜合考慮土的密實度、樁端進入持力層的深徑比hd/d，土愈密實，hd/d愈大，取值愈高；b.預(yù)制樁的巖石極限端阻力指樁端支承于中、微風(fēng)化基巖表面或進入強風(fēng)化巖、軟質(zhì)巖一定深度下極限端阻力；c.全風(fēng)化、強風(fēng)化軟質(zhì)巖和全風(fēng)化、強風(fēng)化硬質(zhì)巖指其母巖分別為frk≤15MPa、frk>30MPa的巖石。②根據(jù)土的物理指標與承載力參數(shù)之間的經(jīng)驗關(guān)系，確定大直徑樁（d≥800mm），單樁豎向極限承載力標準值時，可按下式計算：式中：、—大直徑樁側(cè)阻、端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)，如表3-7；表3-7土類別粘性土、粉土砂土、碎石類土φsiφp注：D—樁端直徑；d—樁身直徑；qsik同表3-5。qpk樁徑為800mm樁底土的極限端阻力標準值可采用深層載荷板試驗確定；當(dāng)不能進行深層載荷板試驗時，對于干作業(yè)挖孔樁（清孔干凈，D=800mm），可按表3-8取值（kPa）。表3-8土名稱狀態(tài)粘性土0.25<IL≤0.750<IL<0.25IL≤0800～18001800～24002400～3000粉土0.75<e≤0.9e≤0.751000～15001500～2000砂土、碎石類土密實度稍密中密密實粉砂500～1000800～11001200～2000細砂700～11001200～18002000～2500中砂1000～20002200～32003500～5000粗砂1200～22002500～35004000～5500礫砂1400～24002600～40005000～7000圓礫、角礫1600～30003200～50006000～9000卵石、碎石2000～30003300～50007000～11000注：a.進入持力層深度hb＜D取上表低值D＜hb＜4D取上表中值hb＞4D取上表高值b.砂土密實度可根據(jù)標貫擊數(shù)評定；N≤10為松散，10～15為稍密，15～30為中密，N>30為密實。c.當(dāng)樁的長徑比l/d≤8時，qpk宜取較低值。d.當(dāng)對沉降要求不嚴時，qpk可取高值。③單樁豎向承載力，k-安全系數(shù)，取k=2。3.1.3《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，摩擦端承樁：式中：Ra—樁的豎向承載力特征值qpa、qsia—樁端端阻力、樁側(cè)阻力特征值，由當(dāng)?shù)仂o荷載試驗結(jié)果統(tǒng)計分析確定Ap—樁底端橫切面面積up—樁身周長li—第i層巖土厚度3.1.4重慶市《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，單軸豎向承載力特征值Ra按下式計算：式中：Rsa—樁側(cè)土總摩阻力特征值φsi—大直徑樁側(cè)阻效應(yīng)系數(shù)。樁徑小于800mm時取1.00；大于800mm時，對粘性土、粉土取1.00，對砂土、碎石土類取—第i層土的摩阻力折減系數(shù)。土質(zhì)地基上的非端承樁取1.0，巖石地基上的機械成孔端承樁（含嵌巖樁）：對于粘性土取0.6，對非粘性土取0.5μi—第i層土層中樁身周長li—第i層土層中樁的長度fsia—第i層土的摩阻力特征值。按工程地質(zhì)勘察報告提供的極限摩阻力標準值乘以0.5取用。初步設(shè)計時，可按表3-9取值。當(dāng)有擴大頭時，其擴大頭斜角部分及以上2m范圍內(nèi)不計樁側(cè)土摩阻力。表3-9土類碎石(圓礫、角礫)碎石、卵石粘性土IL>1.00.75～1.00.50～0.750.25～0.500～0.25≤0fsia(kPa)60～9080～20010～1717～2424～3232～3939～4444～49土類紅粘土aw粉土e0.75～1.00.25～0.75>0.90.9～0.7<0.7fsia6～1515～3511～2020～3030～40土類粉細砂中砂粗砂礫砂稍密中密密實中密密實中密密實中密、密實fsia11～2020～3030～4025～3636～4537～4747～5858～67注：a.土層中粒徑為300～400mm的漂石、塊石，含量占40～50％時，fsia可取300kPab.砂土可根據(jù)密實度選用其大值或小值c.圓礫、角礫、碎石土可根據(jù)密實度及填充料選用大值或小值Rpc—樁端承載力特征值φp—樁端阻尺寸效應(yīng)系數(shù)。樁端持力層為基巖的取1.0；其他情況時，樁直徑小于800mm時取1.0，大于800mm時，對粘性土?。粚ι巴?、碎石類土取，D為樁端直徑φc—工作條件系數(shù)。人工挖孔樁ψc＝1.0，機械成孔灌注樁ψc＝0.8Ap—樁端橫切面積fa—樁端地基承載力特征值3.1.5《高層建筑巖土工程勘察規(guī)范》（JGJ72－2004）：嵌巖灌注樁的巖石極限側(cè)阻力，極限端阻力如表3-10。表3-10巖石風(fēng)化程度巖石飽和單軸極限抗壓強度MPa巖體完整程度巖石極限側(cè)阻力qsir(kPa)巖石極限端阻力qpr(kPa)中等風(fēng)化5～≤15(軟巖)破碎300～8003000～900015～≤30(較軟巖)較破碎800～12009000～18000微～未風(fēng)化30～≤60(較硬巖)較完整1200～200018000～3600060～≤90(堅硬巖)完整2000～280036000～500003.2端承樁及摩擦端承樁的容許承載力3.2.1《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》：支承在基巖上或嵌入基巖的鉆（挖）孔樁、沉樁的單樁軸向受壓容許承載力[Ra]可按下式計算：式中：frk—樁端巖石飽和單軸抗壓強度標準值（kPa）。粘土質(zhì)巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值，當(dāng)frk小于2MPa時按摩擦樁計算（為第i層的frk值）m—巖層的層數(shù)，不包括強風(fēng)化和全風(fēng)化層hi—樁嵌入基巖深度（m），不包括強風(fēng)化層—覆蓋層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)。根據(jù)樁端frk確定如表3-11—巖石樁端阻發(fā)揮系數(shù)；巖石側(cè)阻發(fā)揮系數(shù)，根據(jù)清孔情況及巖石破碎程度確定，其取值如表3-12。表3-11frkζs2~15MPa0.815~30MPa0.5>30MPa0.2表3-12巖層情況完整、較完整0.60.05較破碎0.50.04破碎、極破碎0.40.03注：①當(dāng)h≤0.5米時，采用上列數(shù)值0.75倍，＝0②③以中風(fēng)化層作持力層的，、均應(yīng)采用0.75折減系數(shù)。3.2.2《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》：嵌巖樁單樁豎向極限承載力標準值土的總極限側(cè)阻力標準值嵌巖段總極限阻力標準值式中：u—樁身周長(m)ζs—覆蓋層土的側(cè)阻力發(fā)揮系數(shù)—樁周第層土的極限側(cè)阻力，無當(dāng)?shù)亟?jīng)驗值時，可根據(jù)成樁工藝按表3-5取值li—第i層土厚度(m)frk—巖石飽和單軸抗壓強度標準值，粘土巖取天然濕度單軸抗壓強度標準值—樁底端橫切面積(m2)ζt—表3-13嵌巖深徑比hr/d00.51.02.03.04.006.07.08.0極軟巖、軟巖0.600.800.951.181.351.481.571.631.661.70較硬巖、硬巖0.450.650.810.901.001.04----注:②極軟巖、軟巖指frk≤15Mpa，較軟巖、堅硬巖指frk≥30Mpa，介于二者之間的，可內(nèi)插取值。③當(dāng)巖面傾斜時，hr值以坡下方嵌巖深度為準；當(dāng)hr/d為非表列值時，ζr可內(nèi)插取值。3.2.3《貴州建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，硬質(zhì)巖石上的端承樁，樁的豎向承載力特征值為式中：—樁端巖石承載力特征值—樁底端橫切面面積3.2.4重慶市《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》①采用天然地基或加固地基雖然滿足建筑物對地基承載力要求或變形要求，但不滿足建筑物整體抗傾覆、抗滑移、抗浮要求時，可以考慮采用樁基礎(chǔ)。穩(wěn)定性驗算應(yīng)符合下列要求：傾覆穩(wěn)定性驗算：Mk/Mg≥1.6滑移穩(wěn)定性驗算：Qk/