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港口工程地基规范报批

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港口工程地基规范报批_第1页
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中华人民共和国行业标准港口工程地基规范(报批稿)JTS250-×× 主编单位:中交天津港湾工程研究院有限公司 批准部门:中华人民共和国交通运输部 施行日期:2010年××月××日 人民交通出版社2010·北京修订说明本规范是在《港口工程地基规范》(JTJ250-98)的基础上,经深入调查研究,总结我国近年来港口工程地基设计与施工的实践经验,吸纳成熟的新技术、新成果,广泛征求有关单位和专家的意见,并结合我国港口工程建设与发展的需要编制而成本规范主要包括港口工程岩土分类、地基承载力、土坡和地基稳定、地基沉降、地基处理等技术内容本规范的主编单位为中交天津港湾工程研究院有限公司,参加单位为天津大学、中交水运规划设计院有限公司、中交第一航务工程勘察设计院有限公司、中交第二航务工程勘察设计院有限公司、中交第三航务工程勘察设计院有限公司、中交第四航务工程勘察设计院有限公司、中交第四航务工程局有限公司和四川省交通厅交通勘察设计研究院《港口工程地基规范》(JTJ250-98)自发布实施以来,为提高港口工程地基设计与施工的质量,保证工程建设安全发挥了重要作用随着我国港口工程建设技术的不断进步,大量新技术、新工艺、新材料广泛应用于工程实践,港口工程建设水平得到整体提高,《港口工程地基规范》(JTJ250-98)已不能适应地基设计与施工技术发展的需要。

为此,交通运输部水运局组织中交天津港湾工程研究院有限公司等单位对该规范进行修订本规范共分8章和14个附录,并附条文说明本规范编写组人员分工如下:1 总则:孙万禾 张 敬 苗中海 黄传志2 术语:孙万禾 黄传志 朱胜利 叶国良3 基本规定:孙万禾 苗中海 张 敬 叶国良 闫澍旺 刘爱民4 岩土分类:叶国良 苗中海 阚卫明 曾 涛 何汉艺5 地基承载力:黄传志 孙万禾 刘爱民 闫澍旺 张 敬 苗中海 阚卫明 杨国平 刘彦忠 俞武华 乐 凌 何汉艺郑新亮 曾 涛6 土坡和地基稳定:黄传志 叶国良 刘爱民 孙万禾 闫澍旺 杨国平 刘彦忠 俞武华 乐 凌 何汉艺 曾 涛7 地基沉降:朱胜利 叶国良 刘爱民 张 敬 苗中海 孙万禾 黄传志8 地基处理:刘爱民 张 敬 苗中海 叶国良 孙万禾 黄传志 朱胜利 阚卫明 乐 凌 何汉艺 郑新亮附录A:闫澍旺 黄传志 孙万禾 刘爱民附录B:叶国良 郑新亮附录C:叶国良 杨国平附录D:叶国良 刘爱民附录E:叶国良 苗中海附录F:叶国良 刘爱民 刘彦忠附录G:孙万禾 叶国良 黄传志 曾 涛附录H:黄传志 闫澍旺 苗中海 张 敬附录J:闫澍旺 黄传志 刘爱民 叶国良 孙万禾附录K:黄传志 刘爱民 苗中海 何汉艺附录L:朱胜利 刘爱民 苗中海 乐 凌 附录M:刘爱民 朱胜利 叶国良 孙万禾附录N:黄传志 刘爱民 俞武华附录P: 苗中海本规程于2009年6月9日通过部审,2010年××月××日发布,自2010年××月××日起实施。

本规范由交通运输部水运局负责管理和解释请各有关单位在使用过程中,将发现的问题和意见及时函告交通运输部水运局(地址:北京市建国门内大街11号,交通运输部水运局技术管理处,邮政编码:100736)和本规范管理组(地址:天津市河西区大沽南路1002号,中交天津港湾工程研究院有限公司,邮政编码:300222),以便再修订时参考目 次1 总  则 (1)2 术 语 (2)3 基 本 规 定 (4)4 岩 土 分 类 (5)4.1 岩的分类 (5)4.2 土的分类 (7)5 地 基 承 载 力 (13)5.1一般规定 (13)5.2 作用于计算面上的应力 (13)5.3地基承载力验算 (15)5.4保证与提高地基承载力的措施 (21)6 土 坡 和 地 基 稳 定 (22)6.1一般规定 (22)6.2 抗剪强度指标 (22)6.3 土坡和地基稳定的验算 (22)6.4抗力分项系数 (28)6.5保证土坡和地基稳定的措施 (29)7 地 基 沉 降 (30)7.1 一般规定 (30)7.2地基最终沉降量计算 (32)7.3地基最终沉降量推算 (34)7.4适应与减小地基沉降与差异沉降的措施 (35)8 地 基 处 理 (36)8.1一般规定 (36)8.2换填砂垫层法 (37)8.3堆载预压法 (38)8.4轻型真空井点法 (43)8.5强夯法 (44)8.6振冲置换法 (46)8.7振冲密实法 (49)附录A 岩土基本变量的概率分布及统计参数的近似确定方法 (51)附录B 岩石岩体风化程度划分 (60)附录C 岩体按结构类型分类 (63)附录D 花岗岩不同风化程度物理力学指标参考值 (64)附录E 港口工程中常见的几种成因类型的土及其工程地质特征 (65)附录F 碎石土密实度野外鉴别方法 (66)附录G 查表法确定地基承载力 (67)附录H 地基承载力系数表 (70)附录J 用十字板强度回归的抗剪强度指标计算软粘土土坡稳定的方法 (74)附录K 考虑侧面摩阻的抗滑稳定计算法 (76)附录L 地基垂直附加应力系数图表 (77)附录M 用分级加荷实测沉降过程线推算固结系数的方法 (84)附录N 平均固结度计算表 (87)附录P 本规范用词用语说明 (90)附加说明 (91)条文说明 (93)1 总  则 为统一港口工程建筑物地基及地基处理的设计与施工技术要求,有效控制工程质量,满足安全可靠、技术先进、经济合理、耐久适用等要求,制定本规范。

本规范适用于港口工程建筑物地基及地基处理的设计与施工修造船厂水工建筑物和通航建筑物地基及地基处理可参照使用本规范不适用湿陷性土、红粘土、冻土、盐渍土和膨胀土等特殊地基 地基及地基处理的设计与施工应坚持因地制宜、就近取材、保护环境和节约资源的原则,根据岩土工程勘察资料,综合考虑结构类型、材料情况和施工条件等 港口工程建筑物地基设计与施工除应符合本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定 2 术 语2.0.1 土的物理力学指标的标准值土的物理力学指标概率分布的某一分位值,本规范取50%分位值2.0.2 应变固结度饱和土层在某荷载作用下,某时刻的沉降量与最终沉降量的比值,以百分数表示2.0.3 应力固结度饱和土层在某荷载作用下,某时刻的超静孔隙水压力消散值与初始超静孔隙水压力的比值,以百分数表示 重度重力密度或容重,单位体积岩土材料受到的重力 土粒比重土颗粒的重量与同体积4℃蒸馏水重量的比值2.0.6 合力倾斜角作用于计算面上的合力方向与竖向的夹角2.0.7 合力倾斜率作用于计算面上的水平合力与竖向合力的比值2.0.8 危险滑动面土坡与地基稳定计算中,使抗力分项系数最小的滑动面。

2.0.9 先期固结压力土体在地质历史上曾受过的最大有效竖向压力2.0.10 超固结比土体的先期固结压力与现有土层有效上覆压力的比值2.0.11 欠固结土在自重压力下尚未完成固结的土2.0.12 软土由滨海相、泻湖相、三角洲相、河湖相等沉积环境形成的天然孔隙比大于或等于1.0,天然含水率大于液限的细粒土2.0.13 超软土十字板剪强度小于等于5kPa的软土2.0.14 灵敏度原状土与重塑土不排水剪强度之比2.0.15 总应力法不计孔隙水压力,只考虑总应力,并采用总应力强度指标分析土坡和地基稳定的方法2.0.16 有效应力法在计算抗滑力矩和滑动力矩时,考虑孔隙水压力的影响,同时采用土的有效剪强度指标分析土坡和地基稳定的方法2.0.17 地基处理为提高地基承载力和稳定性,改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法2.0.18 复合地基部分土体被增强或被置换为增强体,由增强体和周围地基土共同承担荷载的地基2.0.19 真空预压法利用真空压力或真空联合堆载压力,使土体排水固结加固软土地基的方法2.0.20 水下深层水泥搅拌法采用专用的水下深层搅拌机,将预先制备好的水泥浆等材料注入水下地基中,并与地基就地强制搅拌均匀形成拌和土,利用水泥的水化及其与土粒的化学反应获得强度而使地基得到加固的方法。

3 基 本 规 定3.0.1 地基及地基处理的设计与施工应考虑地基土的变异性准确划分土层单元体对较厚土层,宜区分亚层;对变异性较大的土层,应分析其原因;对取样困难的土层,应进行现场测试尤应查明对建筑物稳定性影响较大的软弱夹层、岩体不利结构面、岩溶、地下水状态、滑坡体、被掩埋的故河道、故冲沟、河床坡度及不同季节受冲淤影响而引起边坡坡度的变化等3.0.2 岩土物理力学指标等基本参数统计应按代表性分区在同一单元体内进行,并应符合附录A的有关规定每个岩土体单元各项室内和现场测得的岩土试验指标的统计试样均不应少于6个3.0.3 当需要进行可靠指标计算时,确定岩土物理力学指标等基本变量的取样要求及统计参数应按随机场考虑,并应符合附录A的有关规定3.0.4 受波浪力等往复荷载作用的软粘土地基,应判断是否产生软化、强度降低,必要时应进行试验研究,确定强度指标3.0.5 施工期和使用期应对地基进行检验和监测,检验和监测项目、方法等应符合现行行业标准《水运工程水工建筑物原型观测技术规范》(JTJ218)的有关规定4 岩 土 分 类4.1 岩的分类4.1.1 岩石可按下列因素分类:(1)按成因分为岩浆岩、沉积岩和变质岩;(2)按抗压强度根据表进行分类;岩石按抗压强度的分类 表4.1.1 抗压强度fr(MPa)fr>6030<fr≤6015<fr≤305<fr≤15fr≤5岩石分类坚硬岩较硬岩较软岩软岩极软岩注:fr为岩石单轴饱和抗压强度。

3)按岩石风化程度分为未风化、微风化、中等风化、强风化和全风化岩,岩石的风化程度按附录B划分;(4)按软化系数KR分为软化岩石(KR≤0.75)和不软化岩石(KR>0.75), KR为饱和状态与风干状态的岩石单轴极限抗压强度之比4.1.2 岩体可按下列因素分类:(1)根据结构类型按附录C中表C.0.1分类;(2)根据岩石的质量指标RQD按表4.1.2-1分类;岩体按岩石质量指标RQD分类 表4.1.2-1 RQD(%)RQD >9075<RQD≤9050<RQD≤7525<RQD≤50RQD ≤25岩体分类好较好较差差极差注:RQD指用直径75mm金刚钻头和双层岩芯管,在钻孔中连续钻取同一层岩芯,计算每回次钻进中,其长度大于10cm芯段之和与该回次进尺之比,以百分数表示3)岩层的单层厚度按表4.1.2-2分类;岩层按单层厚度分类 表4.1.2-2 单层厚度h(m)h>1.00.5<h≤1.00.1<h≤0.5h≤0.1层厚分类巨厚层厚层中厚层薄层(4)岩体根据风化程度划分为未风化带、微风化带、中等风化带、强风化带和全风化带岩体按其组成岩石类别的未风化强度划分为硬质岩与软质岩后,根据附录B的有关规定划分其风化程度。

4.1.3 岩体基本质量分级应满足下列要求:(1)岩体基本质量分级,根据岩体基本质量的定性特征和岩体基本质量指标BQ相结合,按表4.1.3确定; 岩体基本质量分级 表4.1.3 基本质量级别岩体基本质量的定性特征BQⅠ坚硬岩,岩体完整BQ>550Ⅱ坚硬岩,岩体较完整;较坚硬岩,岩体完整450<BQ≤550 Ⅲ坚硬岩,岩体较破碎;较坚硬岩或软硬岩互层,岩体较完整;较软岩,岩体完整350<BQ≤450Ⅳ坚硬岩,岩体破碎;较坚硬岩,岩体较破碎~破碎;较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整~较破碎;软岩,岩体完整~较完整250<BQ≤350Ⅴ较软岩,岩体破碎;软岩,岩体较破碎~破碎;全部极软岩及全部极破碎岩BQ≤250(2)岩体基本质量指标BQ按下列公式计算:BQ=90+3fr+250KV (4.1.3-1)KV=(VΡm/ VΡr)2 (4.1.3-2)式中 fr —— 岩石单轴饱和抗压强度(MPa),当fr>90 KV+30时, fr=90 KV+30;KV —— 岩体完整性指数,当KV<0.04fr+0.4时, KV=0.04 fr +0.4;VΡm —— 岩体弹性纵波波速(km/s);VΡr —— 岩石弹性纵波波速(km/s)(3)地下工程的岩体如存在地下水、软弱结构面或高初始应力时,需对岩体基本质量指标BQ进行修正,修正方法按现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218)执行。

4.1.4 岩体节理发育程度可按表4.1.4确定 岩体节理发育程度分级 表4.1.4 节理发育程度分级基本特征节理不发育节理1~2组,规则,为构造状,间距在1m以上,多为密闭节理;岩体被切割成巨块状节理较发育节理2~3组,呈X形,较规则,以构造型为主,多数间距大于0.4m,多为密闭节理,部分为微张节理,少有充填物;岩体被切割成大块状节理发育节理3组以上,不规则,呈X型或米字型,以构造型和风化型为主,多数间距小于0.4m,大部分为张开节理,部分有充填物;岩体被切割成块状节理很发育节理3组以上,杂乱,以风化型为主,多数间距小于0.2m,大以张开节理为主,有个别扩张节理,一般均有充填物;岩体被切割成破碎状4.1.5 对中小型工程且无试验资料时,花岗岩不同风化程度的物理力学指标参考值可按附录D选用4.2 土的分类 土根据沉积时代可分为下列土类:(1)老沉积土:第四纪晚更新世(Q3)及其以前沉积的土,一般具有较高的强度和较低的压缩性;(2)一般沉积土:第四纪全新世(Q4)文化期以前沉积的土,一般为正常固结的土;(3)新近沉积土:第四纪全新世(Q4)文化期以来沉积的土,对粘性土一般为欠固结土,且具有强度较低和压缩性较高的特征。

土根据地质成因可分为残积土、坡积土、洪积土、冲积土、湖积土、海积土、风积土、人工填土以及复合成因的土等港口工程常见的几种成因类型的土及其工程地质特征见附录E 土根据颗粒级配和塑性指数可分为碎石土、砂土、粉土和粘性土 碎石土应为粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%的土,根据颗粒级配及形状可按表进一步分类碎石土的密实度可用重型动力触探试验实测击数N63.5或超重型动力触探试验实测击数N120按表-2、4.2.4-3确定,N63.5、N120应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》(GB50021)的有关规定修正碎石土密实度野外鉴别可按附录F执行碎石土分类 表-1 土的名称颗粒形状颗粒级配漂石圆形、亚圆形为主粒径大于200mm的颗粒质量超过总质量50%块石棱角形为主卵石圆形、亚圆形为主粒径大于20mm的颗粒质量超过总质量50%碎石棱角形为主圆砾圆形、亚圆形为主粒径大于2mm的颗粒质量超过总质量50%角砾棱角形为主注:定名时应根据颗粒级配由大到小以最先符合者确定 碎石土密实度按N63.5分类 表-2 N63.5N63.5≤55

碎石土密实度按N120分类 表-3 N120N120≤33

砂土的密实度可根据标准贯入试验实测击数N值按表4.2.7判定砂土的密实度分类 表 NN ≤1010<N≤1515<N≤3030<N≤50N >50密实度松 散稍 密中 密密 实极密实注:对地下水位以下的中、粗砂,其N值宜按实测锤击数增加5击计 粉土应为粒径大于0.075mm的颗粒质量等于或小于总质量的50%且塑性指数小于或等于10的土当需要判别粉土液化时,应测定其粘粒含量 粉土的密实度可根据孔隙比按表 4.2.9进行判定粉土密实度按孔隙比分类 表 孔隙比ee<0.750.75≤e≤0.90e>0.90密实度密实中密稍密 粘性土应为塑性指数大于10的土,可按表4.2.10分为粘土和粉质粘土粘性土的分类 表 塑性指数IpIp>1710<Ip≤17土的名称粘土粉质粘土注:塑性指数Ip的液限值由76g圆锥仪沉入土中10mm测定 粘性土状态应根据液性指数按表4.2.11-1确定粘性土的天然状态可根据标准贯入试验实测击数N值按表-2确定,也可根据锥沉量按表4.2.11-3确定粘性土的状态 表-1 液性指数ILIL≤00<IL≤0.250.25<IL≤0.750.75<IL≤1IL>1状态坚硬硬塑可塑软塑流塑根据标准贯入试验实测击数N值确定粘性土的天然状态 表-2 N30>N ≥1515>N ≥88>N ≥44>N ≥2N<2粘性土状态坚硬硬中等软很软 根据锥沉量h确定粘性土的天然状态 表-3 h(mm)h<22≤h<33≤h<55≤h<77≤h<10粘性土状态坚硬硬中等软很软注:h 为76g圆锥仪沉入土中的毫米数。

 淤泥性土应为在静水或缓慢的流水环境中沉积、天然含水率大于液限、天然孔隙比大于或等于1.0的粘性土,可按表4.2.12分为淤泥质土、淤泥和流泥淤泥性土的分类 表 孔隙比e1.0≤e<1.51.5≤e<2.4e≥2.4含水率w(%)36<w≤5555<w≤85w>85土的名称淤泥质土淤泥流泥注:淤泥质土应根据塑性指数Ip按条再划分为淤泥质粘土或淤泥质粉质粘土 进行灵敏性分类软土的灵敏度可按式()和式()计算软土灵敏性的划分 表 灵敏度St灵敏性分类2<St≤4中灵敏性4<St≤8高灵敏性8<St≤16极灵敏性St>16流性 (-1) (-2)式中 —— 软土的灵敏度; —— 原状土的无侧限抗压强度(kPa); —— 重塑土的无侧限抗压强度(kPa); —— 十字板剪强度(kPa); —— 十字板剪复剪强度(kPa)4 饱和状态的淤泥性土重度可按式(-10)计算,也可根据饱和状态淤泥性土的天然含水率按式()估算其重度。

   (-1) (-2)式中 —— 土的重度(kN/m3); —— 土粒的比重; —— 天然含水率(%); —— 水的重度(kN/m3) 有机质土应为有机质含量Om≥5%的粘性土 混合土应为粗细粒两类土呈混杂状态存在,具有颗粒级配不连续,中间粒组颗粒含量极少,级配曲线中间段极为平缓等特征,且不均匀系数Cu>30的土定名时,将主要土类列在名称前部,次要土类列在名称后部,中间以“混”字连结 混合土按其成因和不同土类的含量可分为以下两种土:(1)淤泥和砂的混合土,属海陆混合相沉积的一种特殊土,土质极为松软,根据室内试验定名时,当淤泥的干质量超过总质量的30%时为淤泥混砂,当淤泥的干质量超过总质量10%且小于或等于总质量的30%时为砂混淤泥;现场定名时,淤泥含量以体积估判,当淤泥体积占总体积超过50%时为淤泥混砂,淤泥体积超过总体积20%且小于总体积50%时为砂混淤泥;(2)粘性土和砂或碎石的混合土,属残积、坡积、洪积等成因形成的土,根据室内试验定名时,当粘性土的干质量超过总质量的40%时为粘性土混砂或碎石,当粘性土的干质量大于10%且小于或等于总质量的40%时为砂或碎石混粘性土;现场定名时以各种土的体积50%为分界估判。

层状构造土应为两类不同的土层相间成韵律沉积,具有明显层状构造特征的土,定名时应将厚土层列在名称前部,薄层土列在名称后部,根据其成因和两类土层的厚度比可分为互层土、夹层土、间层土:(1)互层土:三角洲、河漫滩冲积成因的土,其特征具有交错互层构造、两类土层厚度相差不大、厚度比一般大于1/3,如粘土粉砂互层;(2)夹层土:河流下游河漫滩冲积土,其特征具有夹层构造、两类土层厚度相差较大、厚度比为1/3~1/10,如粘土夹粉砂层;(3)间层土:湖泊、滨海相沉积的土,具有很厚的粘性土夹有非常薄的粉砂,厚度比小于1/10,如粘土间薄层粉砂 花岗岩残积土应为花岗岩风化后,残留在原地未经搬运,除石英外其他矿物均已变为土状的最终产物花岗岩残积土应具有标准贯入试验击数小于30、孔隙比较大、液性指数较小、室内压缩系数较高和遇水易崩解的特点,可根据其大于2mm的颗粒含量按表4.2.19分为砾质粘性土、砂质粘性土和粘性土花岗岩残积土分类 表 大于2mm颗粒含量(%)>205~20<5土的名称砾质粘性土砂质粘性土粘性土 填土应为人类活动堆积的土,根据其物质组成和堆填方式可分为:(1)冲填土:由水力冲填砂土、粉土或粘性土而形成的填土;(2)素填土:由碎石类土、砂土、粉土、粘性土和山皮土等组成的填土,经分层压实者称为压实填土;(3)杂填土:含有建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物的填土。

5 地 基 承 载 力5.1一般规定 基础形状为条形的地基承载力验算可按平面问题考虑 基础形状为条形以外的其他形状时,可按下列原则简化为相当的矩形:(1)基础底面的重心不变;(2)两个主轴的方向不变;(3)面积相等;(4)长宽比接近 矩形基础的地基承载力验算,可将作用于基础的水平合力分解为平行于长边和短边的分力,分别按条形基础验算 地基承载力验算时强度指标选取应符合下列规定1 持久状况宜采用直剪固结快剪强度指标2 对饱和软粘土,短暂状况宜用十字板剪强度指标,有经验时可采用直剪快剪强度指标3 对开挖区,宜采用卸荷条件下进行试验的抗剪强度指标 地基承载力验算时,对不计波浪力的建筑物,持久状况宜取极端低水位,短暂状况宜取设计低水位;对计入波浪力的建筑物应取水位与波浪力作用的最不利组合5.2 作用于计算面上的应力 验算地基承载力时,无抛石基床的港口建筑物应以建筑物结构底面为计算面;有抛石基床的港口建筑物基础应以抛石基床底面为计算面(图5.2),抛石基床底面的计算宽度宜按下式计算: 图5.2计算面应力示意图 ()式中 —— 计算面宽度(m); —— 建筑物底面即抛石基床顶面的实际受压宽度(m),按现行行业标准《重力式码头设计与施工规范》(JTS167-2)或《防波堤设计与施工规范》(JTJ298)等有关规定确定; —— 抛石基床厚度(m)。

计算面的竖向应力可按线性分布考虑,其后端、前端的竖向应力可按下列公式确定: (-1) (-2)式中  —— 计算面后端竖向应力标准值(kPa); —— 建筑物底面即抛石基床顶面的实际受压宽度(m),按现行行业标准《重力式码头设计与施工规范》(JTS167-2)或《防波堤设计与施工规范》(JTJ298)等有关规定确定; —— 计算面宽度(m);、 —— 分别为建筑物底面后踵、前趾竖向应力标准值(kPa),按现行行业标准《重力式码头设计与施工规范》(JTS167-2)或《防波堤设计与施工规范》(JTJ298)等有关规定确定; —— 抛石体的重度标准值(kN/),水下用浮重度; —— 抛石基床厚度(m); —— 计算面前端竖向应力标准值(kPa) 计算面合力的倾斜率可按下式计算: ()式中 δ —— 作用于计算面上的合力方向与竖向的夹角(°); —— 作用于计算面以上的水平合力标准值(kN/m),对重力式码头应包括基床厚度范围内的主动土压力,对直立式防波堤可不计土压力; —— 作用于计算面上的竖向合力标准值(kN/m)。

5.3地基承载力验算 地基承载力应按极限状态验算,并应结合原位测试和实践经验综合确定对非粘性土地基且安全等级为三级的建筑物亦可按附录G确定 地基承载力应按下述极限状态设计表达式验算: ()式中  —— 重要性系数,安全等级为一级、二级、三级的建筑物分别取1.1、1.0、1.0; —— 作用于计算面上竖向合力的设计值(kN/m );    —— 抗力分项系数;    —— 计算面上地基承载力的竖向合力标准值(kN/m)5.3.3 抗力分项系数应综合考虑强度指标的可靠性、结构安全等级和地基土情况等因素,其计算的最小值应符合表的规定各种计算情况采用的抗剪强度指标 表 设计状况强度指标抗力分项系数说明持久状况直剪固结快剪2.0~3.0---饱和软粘土地基短暂状况十字板剪1.5~2.0有经验时可采用直剪快剪注:①持久状况时,安全等级为一、二级的建筑物取较高值,安全等级为三级的建筑物取较低值,以粘性土为主的地基取较高值,以砂土为主的地基取较低值,基床较厚取高值;②短暂状况时,由砂土和饱和软粘土组成的非均质地基取高值,以波浪力为主导可变作用时取较高值。

作用于计算面上竖向合力的设计值可按下式计算: ()式中  —— 作用于计算面上竖向合力的设计值(kN/m ); ——作用综合分项系数,可取1.0; —— 作用于计算面上竖向合力的标准值(kN/m ) 地基承载力的竖向合力标准值可按下述方法计算:(1)将计算宽度分成M个小区间(j=1,2…M)(图):图地基承载力的竖向合力计算示意图 (-1) 式中 —— 小区间分点坐标(m),; —— 小区间宽度(m),,为计算面宽度2)地基承载力竖向合力标准值按下列公式计算: (-2) (-3) (-4) (-5)式中 —— 地基承载力的竖向合力标准值(kN/m); —— 极限承载力竖向应力的平均值(kPa); —— 小区间宽度(m),,为计算面宽度; —— 作用于竖向应力的平均值(kPa); —— 计算面上极限承载力竖向合力的标准值(kN/m); —— 作用于计算面上竖向合力的设计值(kN/m )。

均质土地基、均布边载的极限承载力竖向应力应对和分别计算,并应符合下列规定1 当时,极限承载力竖向应力的平均值宜按下列公式计算: (-1) (-2) (-3) (-4) (-5) (-6) (-7)式中 —— 极限承载力竖向应力的平均值(kPa); —— 计算面以下土的重度标准值(kN/m3),可取均值,水下用浮重度; —— 小区间分点坐标(m),; —— 为地基土处于极限状态下的承载力系数,可计算确定或按附录H取值; —— 计算面以上边载的标准值(kPa); —— 粘聚力标准值(kPa); —— 内摩擦角标准值(),可取均值; —— 作用于计算面上竖向合力的标准值(kN/m ); —— 作用于计算面以上的水平合力标准值(kN/m); —— 计算面宽度(m); —— 水平抗力分项系数,取1.3;、、 —— 计算参数。

2 当时,计算面内极限承载力竖向应力的平均值宜按下列公式计算: (-8) (-9) (-10)式中 —— 极限承载力竖向应力的平均值(kPa); —— 计算面以上边载的标准值(kPa); —— 承载力系数; —— 地基土的十字板剪强度标准值(kPa),可取均值; —— 计算面宽度(m); —— 作用于计算面以上的水平合力标准值(kN/m); —— 水平抗力分项系数,取1.3 受力层由多层土组成,各土层的抗剪强度指标相差不大且边载变化不大时,可采用加权平均的强度指标和重度,按条计算受力层的最大深度可按下式计算: (5.3.7-1) (5.3.7-2)式中 —— 受力层的最大深度(m),计算时先假定Zmax,根据假定的Zmax及各土层厚度计算加权平均,代入式(-1)计算Zmax直至计算与假定的Zmax基本相等为止; —— 计算面宽度(m); —— 内摩擦角标准值(),可取均值;、 —— 计算参数,分别按式(-6)、()确定; —— 内摩擦角标准值(弧度); —— 以弧度表示的。

5.3.8 非均质土地基计算面内极限承载力竖向应力可采用对数螺旋滑动面按条分法计算,计算图示见图5.3.8,并应符合下列规定 图 5.3.8极限承载力竖向应力计算示意图5.3.8.1 采用固结快剪指标时,上的极限承载力竖向应力宜按下列公式计算: (5.3.8-1) (-2) (5.3.8-3) (5.3.8-4) (5.3.8-5) (5.3.8-6) (5.3.8-7)式中 —— 极限承载力竖向应力的平均值(kPa); —— 包括边载()在内的第i土条重力标准值(kN/m); —— 第i土条滑动面上中点坐标值(m);、 —— 使为极小值的对数螺旋面极点水平、垂直坐标值(m);、 —— 第i土条滑动面上的坐标值(m),,; —— 小区间分点坐标(m),由式(-1)确定; —— 滑动面上第i、i+1土条分点和螺旋面极点的连线与水平线的夹角(如图5.3.8:以(、)为极点的极坐标下极角); —— 表征第i土条宽度的极角增量,可根据计算精度要求适当选取; —— 第i土条滑动面上的粘聚力标准值(kPa),可取均值; —— 第i土条滑动面上的内摩擦角标准值(),可取均值;δ —— 作用于计算面上的合力方向与竖向的夹角(°)。

5.3.8.2 采用不排水抗剪强度指标时,上的极限承载力竖向应力仍按第5.3.8.1款计算,但相应土体的强度指标应采用十字板剪强度或其他总强度标准值取代 5.4保证与提高地基承载力的措施 当地基承载力不满足要求时,可采取下列保证与提高地基承载力的措施:(1)减小水平力和合力的偏心矩;(2)增加基础宽度;(3)增加边载或基础埋深;(4)增加抛石基床厚度;(5)加固地基 土基开挖时应减少扰动对开挖暴露后承载力易降低的岩基,在开挖后应立即浇筑垫层或采取其他保护措施施工中应适当控制回填加载速率6 土 坡 和 地 基 稳 定6.1一般规定 本章适用于主要由欠固结、正常固结以及超固结比小于4的粘性土组成的土坡和地基稳定 根据地质条件和土的物理力学指标基本相同的原则,场地应划分为若干区段,统计土性指标进行稳定验算 持久状况的土坡和地基稳定性验算,应取对稳定最不利的水位有波浪力作用的建筑物地基应考虑不同水位与波浪力的最不利组合有渗流时,应考虑渗流作用对土坡和地基稳定性的影响 施工过程中可能出现的较大水位差、较大临时超载、较陡挖方边坡等不利情况,应按短暂状况验算其稳定性其对应的水位,应取对稳定最不利的水位或按有关规范的规定确定。

打桩前应验算打桩时的岸坡稳定性水位有骤降情况时,应考虑骤降对土坡稳定的影响6.2 抗剪强度指标 根据土质和工程实际情况,验算土坡和地基稳定性宜选用直剪固结快剪、十字板剪强度指标,有条件时可采用有效剪强度指标,有经验时可采用三轴不固结不排水剪、直剪快剪和无侧限抗压强度指标 验算土坡和地基稳定时,开挖区宜采用卸荷条件下进行试验的抗剪强度指标6.3 土坡和地基稳定的验算 土坡和条形基础的地基稳定验算,可按平面问题考虑,宜采用复合滑动面法或简单条分法验算验算方法可采用总应力法或有效应力法 土坡和地基的稳定性验算,其危险滑动面均应满足以下极限状态设计表达式: ()式中  —— 重要性系数,安全等级为一级、二级、三级的建筑物,分别取1.1、1.0、1.0; —— 作用于危险滑动面上滑动力矩的标准值(kN·m/m); —— 抗力分项系数; —— 危险滑动面上抗滑力矩的标准值(kN·m/m) 土坡和地基的稳定性验算采用复合滑动面法时,并应符合下列规定a)b)图复合滑动面法计算图示a) 圆弧面稳定计算示意图; b)圆弧面~软土夹层底面或倾斜岩面~圆弧面稳定计算示意图.1 对持久状况,土的抗剪强度宜采用固结快剪指标,土坡和地基的稳定性可按下列公式计算: (-1) (-2) (-3) (-4)式中 —— 作用于危险滑动面上滑动力矩的标准值(kN·m/m); —— 综合分项系数,可取1.0; —— 第i土条滑动面上中点的水平、垂直坐标值(m); —— 取矩点的水平、垂直坐标值(m); —— 第i土条重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算;当有渗流时,计算低水位以上零压线以下用饱和重度计算; —— 第i土条顶面作用的可变作用标准值(kN/m2),应按现行行业标准《港口工程荷载规范》(JTJ215)确定; —— 第i土条宽度(m); —— 第i土条滑动面上中点的滑动面一阶导数值; —— 其他原因,如作用于直立式防波堤的波浪力标准值引起的滑动力矩(kN·m/m); —— 危险滑动面上抗滑力矩的标准值(kN·m/m); —— 第i土条填土重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算; —— 第i土条滑动面上的固结度; —— 分别为第i土条滑动面上的固结快剪内摩擦角(°)和粘聚力(kPa)标准值,可取均值; —— 第i土条原地基土重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算; —— 抗力分项系数。

2 当有条件时,土坡和地基的稳定性验算可用有效应力法有效剪强度指标宜用量测孔隙水压力的三轴固结不排水剪试验测定,也可用直剪仪进行慢剪试验测定其仍可按-1)计算,可按下列公式计算: (-5) (-6) (-7)式中 —— 危险滑动面上抗滑力矩的标准值(kN·m/m); —— 第i土条滑动面上中点的水平、垂直坐标值(m); —— 取矩点的水平、垂直坐标值(m) —— 第i土条重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算; —— 为第i土条顶面作用的可变作用标准值(kN/m2),应按现行行业标准《港口工程荷载规范》(JTJ215)确定; —— 第i土条宽度(m); —— 第i土条滑动面上的孔隙水压力标准值(kPa),可取均值; —— 分别为第i土条滑动面上的有效剪内摩擦角(°)和粘聚力(kPa)标准值,可取均值; —— 第i土条滑动面上中点的滑动面一阶导数值; —— 抗力分项系数3 当采用十字板剪或三轴不固结不排水剪等总强度时, 可按第6.3.3.1款计算,但相应土体的强度指标应采用十字板强度或其他总强度指标取代,且,并可考虑因土体固结引起的强度增长。

4 根据土坡和地基情况应采用圆弧面或其他相适应的滑动面,均应满足下列要求:(1)采用圆弧面时式(-3)中的由下式取代: (-8)(2)有软土夹层或倾斜岩面等情况时,采用圆弧面~软土夹层底面或倾斜岩面~圆弧面 当采用圆弧滑动面简单条分法时,滑动力矩标准值可按式(1)计算,抗滑力矩标准值计算应符合下列规定1 对持久状况, 土的抗剪强度宜采用固结快剪指标,可按下式计算: (-1)式中 —— 第i土条填土重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算; —— 第i土条原地基土重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算; —— 为第i土条顶面作用的可变作用标准值(kN/m2); —— 第i土条宽度(m); —— 第i土条滑动面上的固结度; —— 分别为第i土条滑动面上的固结快剪内摩擦角(°)和粘聚力(kPa)标准值,可取均值; —— 第i土条滑动面上中点的水平、垂直坐标值(m); —— 第i土条滑动面上中点的滑动面一阶导数值; —— 圆心的垂直坐标值(m)2 有条件时可采用有效应力法按下式计算:(当有条件时,可采用固结快剪指标并考虑孔隙水压力的计算方法。

(-2)式中 —— 第i土条重力标准值(kN/m),可取均值,零压线以下用浮重度计算; —— 为第i土条顶面作用的可变作用标准值(kN/m2); —— 第i土条宽度(m); —— 第i土条滑动面上的孔隙水压力标准值(kPa),可取均值; —— 分别为第i土条滑动面上的固结快剪内摩擦角(°)和粘聚力(kPa)标准值,可取均值; —— 第i土条滑动面上中点的水平、垂直坐标值(m); —— 第i土条滑动面上中点的滑动面一阶导数值; —— 圆心的垂直坐标值(m)3 当采用十字板剪或三轴不固结不排水剪等总强度时, 可按第6.3.4.1款计算,但相应土体的强度指标应采用十字板强度或其他总强度指标取代,且,并可考虑因土体固结引起的强度增长4 当饱和软粘土较深厚且十字板剪强度随深度增长规律明显,可参照附录J的方法回归土的抗剪强度指标(、),采用简单条分法验算土坡稳定 土坡和地基稳定的短暂状况验算时,土的抗剪强度宜采用十字板剪强度指标;有经验时也可采用无侧限抗压强度指标、三轴不固结不排水剪强度指标、直剪快剪强度指标 对各设计状况,稳定性验算采用的强度指标、计算公式及各种计算的说明可按表6.3.6采用。

不同设计状况和强度指标对应的稳定性计算公式 表 设计状况强度指标计算公式说明持久状况直剪固结快剪第.1款固结度与计算情况相适应第.1款有效剪第.2款孔隙水压力采用与计算情况相应数值第.2款十字板剪第.3款第.3款考虑因土体固结引起的强度增长无侧限抗压强度、三轴不固结不排水剪第.3款短暂状况十字板剪第.3款第.3款可考虑因土体固结引起的强度增长无侧限抗压强度、三轴不固结不排水剪第.3款第.3款直剪快剪第.3款第.3款--- 对有桩的土坡和地基,稳定性验算不宜计入桩的抗滑作用 验算有波浪力作用的直立式建筑物地基稳定性时,应计入波浪力的作用,透水式斜坡堤可不考虑波浪力的作用 板桩码头应验算滑动面通过桩尖时的稳定性桩尖下有软土层时,尚应验算滑动面通过软土层时的稳定性 当验算局部有较大荷载、滑动范围受限制或局部有软土层的局部范围的稳定时,可计入滑动体侧面摩阻对抗滑力矩标准值的影响,抗力分项系数可按附录K进行修正6.4抗力分项系数 持久状况计算应综合考虑强度指标的可靠性、结构安全等级和地区经验等因素,抗力分项系数最小值应满足表的规定;施工期的稳定性等短暂状况计算,最小抗力分项系数最小值宜取表中的低值,但验算打桩岸坡的稳定性,宜取较高值。

抗力分项系数 表 强度指标计算公式说明直剪固结快剪第.1款1.3~1.5固结度与计算情况相适应第.1款1.1~1.3有效剪第.2款1.3~1.5孔隙水压力采用与计算情况相应数值第.2款1.1~1.3十字板剪第.3款1.2~1.4考虑因土体固结引起的强度增长第.3款1.1~1.3无侧限抗压强度、三轴不固结不排水剪第.3款第.3款根据经验取值直剪快剪第.3款第.3款根据经验取值--- 当拟建工程附近有滑坡,且两处土层和土质基本相同、土坡高度及坡度相近时,当已查明滑坡时的各项条件、滑坡工程处于极限状态的抗力分项系数,可用对比法设计拟建工程的坡度拟建工程土坡的应比曾有滑坡工程处于极限状态的增大20%~30% 当拟建工程附近有与设计土坡坡度相同或较陡的稳定坡,两处土层和土质基本相同,且稳定坡计算的小于表中抗力分项系数的低值,可用对比法设计拟建工程的坡度拟建工程的土坡的抗力分项系数应稍大于现有稳定坡的抗力分项系数6.5保证土坡和地基稳定的措施 设计时应提出保证土坡和地基稳定的施工措施,施工时应采用有利于土坡和地基稳定的施工方法和施工程序 设计中,初步采用的土坡和地基稳定性不足时,应根据具体情况选用放缓坡度、铺设排水垫层、铺设土工合成材料加筋垫层、打设竖向排水通道。

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