注册岩土工程师执业资格专业考试规范汇编 2 公路桥涵地基与基础设计规范、铁路桥涵地基与基础设计规范、港口工程地基规范 2013年版.pdf

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以定性观察为准。 (三)岩石按软化系数分类:软化系数是衡量水对岩石强度影响程度的重要指标。采用0.75作为软 化和不软化岩石的界限值是根据现行国家标准《岩土工程勘察规范》[GB50021一2001(2009年版)]而 确定的,这也符合国内外以往的惯例。 (四)岩体分类 (1)岩体根据结构类型的分类与现行国家标准《岩土工程勘察规范》[GB50021一2001(2009年版) 基本一致; (2)岩体按岩石质量指标(RQD)分类与国际标准一致; (3)岩层按单层厚度分类与现行国家标准《岩土工程勘察规范》[GB50021一2001(2009年版), 一致。 4.1.3岩体基本质量分级是新增加的内容,岩体基本质量分级采用岩体基本质量指标(BQ)判别 BQ值由岩石抗压强度Rc和岩体、岩石纵波速V,三项指标,按经验公式计算的。经验公式计算BQ和岩 体基本质量分级标准是引用现行国家标准《工程岩体分级标准》(GB50218一94)规范。关于岩体基本质 量指标(BQ)修正,由于内容较多,修正方法不能列入本规范,但给出了相关规范名称《工程岩体分级标 准》(GB50218—94)。 4.1.5花岗岩不同风化程度物理力学指标参考值表(见附录D)是根据国内外有关资料(包括手册 论文、勘察试验报告等)收集整理而成,鉴于我国幅员辽阔,岩性多种多样,表中数据仅供参考

5.1一般规定 5.1.3对矩形基础,由于对一般的地基情况尚没有适用的地基承载力验算方法,建议简化为条形基 出计算。 5.1.5根据港口工程特点,对验算地基承载力的墙前水位做了规定。对计入波浪力的建筑物,由于 极端低水位与波浪力作用组合不一定是最不利的,所以规范条文规定“应取水位与波浪力的最不利组 合”。

5.2作用于计算面上的应力

5.2.1明确了验算地基承载力时的荷载作用面(计算面)为抛石基床底面,因为研究表明:有的工 程滑动面最大深度就在砂垫层内。相应的,取消了原规范的4.2.2.4条。 5.2.2~5.2.3港口工程水工建筑物不同于一般陆上工业与民用建筑,它承受偏心荷载和水平荷 载,如土压力、水压力、波浪力、系缆力等作用,使其作用于基础底面的合力为偏心的倾斜荷载。根据地基 极限承载力理论,极限荷载(地基极限承载力竖向应力)是土体处于极限状态时地基可以承受的最大荷 载(包括水平荷载),也是偏心荷载。而实际工程的地基承载力是地基承受实际荷载(设计荷载)的能力。 所以GB/T 17215.610-2018标准下载,应在同时考虑设计荷载(作用于基础底面的竖向应力)和极限荷载的条件下,确定相对设计荷载的 地基承载力。 对设计荷载的偏心特征,过去一直采用合力偏心距减小基础有效宽度的方法降低承载力,这只能考 设计荷载的偏心特征,不能考极限荷载的偏心特征。本次规范修订同时考虑设计荷载、极限荷载的 分布,按不违背屈服准则的原则确定地基承载力。因此,应当确定作用于计算面的应力。 对设计荷载的倾斜特征,仍采用倾斜率(tan)来考虑倾斜荷载的影响。倾斜率作为计算极限荷载的 个条件,不同的极限荷载计算方法是不同的(参见5.3.6条tans)

5.3.1地基承载力的确定,受勘察质量的高低、土层划分是否合理、指标统计件数多少和代表性以 及可靠性等因素的影响,单纯用一种方法确定地基承载力,有时可能与实际不符或出现失误,因此条文规 定应按“极限状态验算,尚应结合原位测试和实践经验确定”。 对一般情况,当地基勘察和试验质量满足工程要求、土层划分合理、数据统计可靠时,地基承载力应 以公式计算满足极限状态设计表达式为主,并辅以原位测试和实践经验相互验证,综合分析确定。在一 般情况,三者应是一致的。 5.3.3~5.3.4可靠度计算结果表明:极限状态时,作用的设计值较标准值增大很小,所以作用的综 合分项系数取1.0;地基土的c、β设计值较标准值减小,但很难对全国各地区、各土层的c、Φ给出统一的 分项系数,所以仅对抗力给出综合分项系数。 抗力分项系数,是在计算了13项重力式码头、4项防波堤工程的基础上,并参照原规范确定的 其中

F=1.09+0.06tang、Fs=1.05+0.06tang

5.4保证与提高地基承载力的措施

6.1.1我国港口工程地基基本属于正常固结和超固结比小于4的土,所以本条对此作了规定。至 于规定超固结比小于4,是由于当超固结比小于4时在三轴试验中施加偏应力时孔隙水压力为正值,而当 超固结比大于4时孔隙水压力为负值。 对超固结比大于4的土,常具有特殊的工程性质、国内外的经验表明采用通常方法确定的强度指标 进行计算常得出过大的安全系数,所以本条未作规定。遇到这种土时,应进行专门研究。 6.1.3将原规范规定的“应按极端低水位计算”修改为“应取对稳定最不利的相应水位进行计算”。 原因是对大多数工程,按极端低水位计算相对其他水位计算的抗力分项系数较小;但对某些工程,按可能 出现的相应水位计算相对极端低水位计算的抗力分项系数较小。 对有波浪作用的直立堤,由于不同的波浪力与不同水位的组合对码头稳定性影响不同,所以应考虑 不同水位与波浪力的最不利组合。 当有流渗时,计算时应计入流渗作用,并应观测相应于设计及施工状况下的地下水位

6.2.1验算土坡和地基稳定性应根据土质和工程实际情况,合理选择土的抗剪强度指标。对设计 的持久状况宜用固结快剪指标,但应考虑填土及堆货荷载的固结情况。对设计的短暂状况宜用十字 板剪。 直剪快剪的缺点较多,最主要是试验中土样宜被扰动且不能控制排水条件,试验过程中将产生不同 程度的排水固结,这种排水固结随土的性质、仪器的型式及操作人员的习惯等因素而不同,常使试验结果 分散,因此原规范规定“直剪快剪不宜采用”。但因方法简便,工程中应用也较多,积累了一定的经验;经 多家设计单位的建议,本次规范修订规定为“有经验时可采用直剪快剪”。 无侧限抗压强度(q.)试验是测定粘性土在无侧限情况下,不固结不排水强度的简单、迅速的方法,各 结经验,尤其总结各地区c和9的相关关系。 三轴不固结不排水剪因取土扰动可能显著降低强度值,无侧限抗压强度也有类似的问题,所以改为 “有经验时可采用”。 还需说明:十字板剪、直剪固结快剪,都不能模拟实际建筑物及荷载作用下土坡和地基千变万化的固 结条件,理论上讲只有用有效强度指标,并能获得较准确的孔隙水压力分布和变化规律才能解决。所以 本条规定有条件时采用有效剪测定土的抗剪强度指标。 6.2.2开挖的土坡处于卸荷状态,开挖卸荷后土层将产生负的孔隙水压力,在一定的时间过程中逐 渐吸水膨胀,负的孔隙水压力逐渐消失,因而抗剪强度逐渐降低。所以开挖工程与填方工程的土层主要 不同点在于后者强度随土体固结逐渐增高,而前者初始强度较高而后期(吸水膨胀后)较低,因而抗剪强 度指标应采用在卸荷条件下进行试验的抗剪强度指标。 同一工程既有挖方区也有填方区,则应该采用不同的试验方法,挖方区采用卸荷条件下进行试验的

抗剪强度指标,而加荷区则采用常规试验方法。

抗剪强度指标而加荷区则采用常规试验方法。

6.3土坡和地基稳定的验算

6.3.2本条给出的极限状态设计表达式中,由于抗滑力矩M和滑动力矩M,都包含有土体自重 W和可变荷载9,因此计算W时,土的重度标准值取均值,分项系数取1.0,9取标准值,其分项系数取 1.0。 6.3.3本条给出的计算抗滑力矩MR和滑动力矩M方法是本次规范修订经专题研究论证提出的 方法,称为复合滑动面法,该法适用于圆弧面一平面一圆弧面的复合滑动和单一圆弧面的滑动,其优点 如下: (1)与没有任何假定条件(除滑动面外)方法相比,计算的抗力分项系数十分接近;但方法相对简单 其是对需要计入孔隙水压力时,应用相对方便。 (2)与目前常用的一些方法相比(如原规范中的简化毕肖普方法,及摩根斯坦方法等),不存在对某 些情况下不适用问题。计算的抗力分项系数一般接近于简化毕肖普法(简化毕肖普法不适用的情况除 外。 (3)可选用不同形式的滑动面进行计算,以确定危险滑动面。当滑动面为圆弧面时,计算公式很简 单(与原规范的简化毕肖普方法基本相当)。 (4)对有软土夹层或倾斜岩面等情况是适用的,为便于应用,在选择相适应的滑动面较困难时,建议 采用圆弧面~软土夹层或倾斜岩面~圆弧面计算。 (5)对持久状况、短暂状况(如施工期的稳定计算)及各种常用的抗剪强度指标均可应用。当采用总 强度,如十字板强度或三轴不固结不排水剪强度时,滑动面通过相应土体的计算公式与圆弧滑动简单条 分法相同。 对原规范中的简布法(附录G非圆弧滑动面滑动稳定计算法),由于计算过程不易收敛,土力学界存 在较大的争议。所以,不再纳入本规范。 6.3.4本条给出的圆弧滑动简单条分法是本规范1998年版采用的方法。由于该法长期广泛应用 经验较丰富,本次规范修订仍然采用,但也作了部分修改。在应用固结快剪指标进行稳定性验算时,抗滑 力矩的表达式考虑了土层固结状况的影响,新填土和坡顶荷载的固结效应均用乘以相应固结度的有效固 结压力表达;鉴于简化毕肖普方法仍有可适用之处,特别是用在按有效应力法验算圆弧滑动稳定性时,有 一定成熟经验,故本次修订谨将简化毕肖普方法应用于按有效应力法进行的圆弧滑动稳定验算。 6.3.5本条强调应计算各种可能出现的短暂状况。 6.3.6本条是对两种设计状况,稳定计算采用不同强度指标和计算公式(模式)的说明。 当采用总应力法(包括使用固结快剪指标、十字板剪强度指标及三轴不固结不排水强度指标的复合 滑动面法和圆弧滑动简单条分法)计算边坡稳定时,对持久状况下的土体强度指标,一般来说,既不同于 固结快剪指标,也不同于不排水剪指标(十字板剪强度指标也可视为不排水剪指标),而是介于两者之 间。仅在个别情况下等于这两个极端情况(某级荷重作用下,土体完全排水或完全不排水),它与土体性 、成因类型、地质年代、固结条件、填方量大小、施工速率、堆荷快慢等因素有关,因而确定土体在计算情 况下实际强度值是一个复杂的问题,至今还未完全解决。 为了工程需要,选取指标时,从尽可能接近土的实际情况的要求出发而采用一些简单和近似的方法 其一是采用固结快剪指标计算土体自重产生的抗滑力,但适当考虑其堆货荷载引起的部分强度增长;其 二是采用十字板或三轴(UU)总强度指标计算土体的抗滑力,再另外考虑因土体强度增长产生的抗滑力。 对设计的持久状况,一般采用固结快剪指标,即在这种荷载作用下,土体已完成固结。由于港工建设 的施工速率和交付使用后的堆货速率是很难估计的。所以条文中规定了“固结度与计算情况相适应” 这只是一种希望尽量能反映实际情况的处理办法。 十字板剪强度指标的实质和快剪强度指标相同,都是反映土体不排水时的强度。因此,设计的持久

状况下采用十字板剪强度指标时,也要考虑因土体固结而引起的强度增长。 对设计的短暂状况如施工期的稳定计算,一般可采用十字板剪或快剪指标。但施工期间有加固措施 时,也要考虑不排水剪切强度的增长。 6.3.8防波堤地基的稳定计算,对直立式防波堤计人波浪力的作用是明确的。对斜坡式防波堤不 计入波浪力的作用是根据设计经验确定的, 6.3.9根据我们收集到的板桩码头稳定计算结果表明,稳定常不是设计控制情况。对板桩码头,通 常只计算滑动面通过桩间时的情况,这是因为板桩的抗滑阻力较大,不易发生切桩破坏。 6.3.10建筑物失稳破坏都是在有限长的范围内产生的。破坏时滑动体为三维曲面,即侧面存在着 摩擦阻力。 一般港工设计都按平面问题考虑,即取垂直于滑动方向的长度为无限长、失稳破坏的滑动体为圆筒 形且不计侧面阻力的作用,滑动范围垂直于滑动方向的长度一般不是无限长的,其长度取决于外荷、建筑 物和地基三者的共同作用。一般当局部荷载过大,局部有软土和滑动范围受限制的情况,滑动范围较小, 这是偏于安全的近似简化方法。此时可计人侧面摩阻力的影响。 考虑侧摩阻力影响计算稳定的方法很多。从概念明确,计算简单考患,推荐附录K给出的方法。计 人摩阻力时,M可增大5%~10%。 应当强调:附录K给出的方法仅限于“局部荷载过大,局部有软土和滑动范围受限制的情况,滑动范 围较小等情况:一般的三维边坡并不适用

6.4.1本条规定的抗力分项系数和原规范基本一致。是根据港口工程多年设计、施工经验,采用不 同的抗剪强度指标和计算方法,给出对应的抗力分项系数。本次修订规范仍然继承原规范的“指标一方 法一分项系数”计算体系。这反映了港口工程边坡稳定计算特点。 40余项工程的计算分析表明,复合滑动面法的抗力分项系数一般接近于简化毕肖普法(简化毕肖普 法不适用的情况除外)。其中对固结快剪强度指标的抗力分项系数和可靠度计算结果如下:

法一分项系数”计算体系。这反映了港口工程边坡稳定计算特点。 40余项工程的计算分析表明,复合滑动面法的抗力分项系数一般接近于简化毕肖普法(简化毕肖普 法不适用的情况除外)。其中对固结快剪强度指标的抗力分项系数和可靠度计算结果如下: 重力式码头工程11项: 抗力分项系数:最小值:简化毕肖普法1.371,复合滑动面法1.370; 平均值:简化毕肖普法1.686,复合滑动面法1.604; 可靠指标:最小值:简化毕肖普法2.734,复合滑动面法2.564; 平均值:简化毕肖普法4.288,复合滑动面法3.912。 高桩码头岸坡8项: 抗力分项系数:最小值:简化毕肖普法1.267,复合滑动面法1.238; 平均值:简化毕肖普法1.423,复合滑动面法1.407; 可靠指标:最小值:简化毕肖普法2.124,复合滑动面法1.899; 平均值:简化毕肖普法2.820,复合滑动面法2.749。 所以当采用固结快剪指标、有效剪强度指标时,规定的抗力分项系数和原规范基本相同。这实际上 是工程的安全度和原规范基本相同。 对圆弧滑动简单条分法的抗力分项系数,本次修订规范与原规范相同。 6.4.2用对比计算法,设计附近已有滑坡工程的拟建工程,应注意查明滑坡工程处于极限状态的最 小抗力分项系数(安全系数)。因滑坡工程的安全度接近于极限状态,所以只要土层和土质条件基本相 同,坡高和坡度相近,并已查明滑坡时的各种条件,用对比计算的方法设计拟建工程是符合实际的好方 法。国内已有这方面的经验。 6.4.3用对比计算法设计附近已有稳定坡的拟建工程,是根据港口工程设计、施工经验确 定的。

6.5.1实践证明,工程失稳事故大多发生于施工期。分析其原因往往是设计没有估计到和计算过 这种可能出现的情况,没有及时提出施工措施和要求;而施工时也没有从有利于边坡稳定来考虑合理的 施工方法和施工程序。因此,本条提出在设计和施工时要采用有利于边坡稳定的施工措施、方法和程序。 6.5.4高灵敏度粘土加荷速率较快可使土的强度降低,在某试验工程中得到证实。所以在这种土 上修建建筑物必须来取较慢的加荷速率。 6.5.8打桩时土坡的临时稳定性和打桩施工进度及施工程序有密切的关系。打桩对土坡的不利因 素是挤土和震动,因此施工应尽量避免这些不利方面的因素,条文中所列出的各项措施,都是根据大量施 工经验总结的。

7.1.1各种作用中的建筑物的自重和施加于建筑物的各种静荷载、轨道荷载是引起沉降的主要原 因,为计算地基沉降所必须考察的因素。至于其他一些偶然遇到的使地基发生沉降的因素,诸如临近地 区的开挖,地下水位的大幅度下降,震动和地震等,它们所引起的地基沉降量也可能很值得注意,但目前 尚无较成熟的分析计算方法,故不列人本章内容,若遇到这类问题时,需要进行专门研究。 鉴于地基、上部结构以及荷载的复杂性和建筑物对沉降的敏感程度不同,有的工程需要进行差异沉 降计算。 地基原始土层的固结状况(欠固结或超固结),对沉降计算影响较大,地基土的主要沉降(压缩)是以 先期固结压力作用点为应力起点而发生的,因此需考虑原始土层的固结状态对沉降的影响。 7.1.2沉降计算的目的是为了确定或预估地基可能出现的最终沉降量(或沉降过程)、沉降差和倾 斜。港口码头建筑物一般纵向长度大,基础也较宽,建筑物位置又处于海岸或河岸冲积土层且土质变化 较多的地区,计算沉降量时需根据上部结构、基础(及其荷载)以及地基土质的变化情况,尤其是根据土 的压缩性指标变异性的不同,合理的选择沉降计算断面,以预估码头可能发生的变形情况,据以采取合理 的工程措施。 码头前后的受荷情况很不相同,造成沿基础底面宽度各点的沉降量不同,为了解基础向前或向后的 项斜情况,需要在每个计算断面内取基础底面两侧端点(前趾和后)以及中点作为沉降计算点。码头 后方堆场在进行地基加固处理时,是否要估算加固完成后地基的沉降值和沉降差,根据堆场使用要求 确定。 7.1.3码头地基大都系饱和土层,荷载加于其上时必须经历一定时间,饱和土层中的孔隙水压力才 会充分消散,地基沉降才会完成。因之,计算沉降时所采用的水位,对应的是最常遇的水位,并需考虑它 们作用时间的长短。如潮汐港的水位,目前按设计低水位考虑。 7.1.4在地基沉降计算中,完成最终沉降,需要相当长的时间,因此只能按正常使用极限状态的长 期组合情况计算。此时除永久作用,作用时间长(取标准值)外,对可变作用,只有堆货荷载、轨道荷载 (轨道式堆、取料机轮压荷载)作用时间相对较长,需予以考虑。其他可变作用,由于作用时间均较短,对 最终沉降的影响可以忽略不计,故均不考虑。 在正常使用极限状态、长期组合情况下,取可变荷载作用时间出现机会较长的值为代表值,即准永久 值直,经校准,准水久值为标准值的0.6倍,故取永久值系数为0.6。在地基规范中,除可变荷载外,所有的 标准值均取均值,经校准,作用分项系数均可取1.0,故在沉降计算公式中不再列出分项系数。 7.1.5单向分层总和法是港口工程沉降理论计算的常用方法,并在使用过程中形成了大量经验,所 以,将其作为规范规定的沉降理论计算方法。理论计算最终沉降量与实测沉降推算最终沉降量相比,由 于推算值基于实测沉降,推算结果相对较为可靠,因此,对于施工过程有实测沉降资料的工程,其最终沉 降量,首先采用根据实测沉降资料推算的最终沉降量。 7.1.6天然地基的固结应力不同,决定了沉降计算中的应力起点的选择以及在压缩曲线的选择上 是选择压缩曲线还是回弹再压缩曲线。沉降计算中地基应力起点选择对沉降计算结果影响很大。天然 地基的欠固结是在地基土的沉积历史中,土层未完全固结造成的,其与土层的沉积历时、渗透性及该土层 的固结排水条件有关,由此,不同土层(性质、深度)的欠固结状态不同,对于某一具体土层,沉降计算的

7.2地基最终沉降量计算

7.2.1目前计算地基附加应力常用的理论是各向同性均质直线变形体理论。本条文中地基内任一 点的垂值附加应力的计算,亦以此理论为根据。 由于码头前后两侧的荷载不同,码头会受到水平力的作用,故作用于基础底面的水平力在地基内引 起的垂直附加应力也需在沉降计算中计入。水平力在基础底面的实际分布情况尚难以准确确定,故暂用 均匀分布的假定。 边载主要指码头后面地表的堆载和原地面线以上的填料重量及原地面线以下回填料减去原来土重 的重量。以图7.2.1为例,码头的边载可从ob线的右侧算起。如边载分布情况不规则时,可简化为简单 分布形式以便于计算。 边载对基础的沉降影响明显,尤其是基础前后两侧的边载为不对称时,更可造成基础的不均匀沉降。 根据计算,当边载分布宽度为码头基础宽度的5倍时,其在地基中的垂直附加应力与边载分布至无 限远者相差不多。为便于计算,本条文规定当边载宽度超过基础宽度的5倍时,可按5倍计,不足5倍时 则按边载的实际分布宽度计算

地基最终沉降量计算中荷载组合属于正常使用极限状态准 永久组合。其计算步骤是:确定荷载组合;计算基底压力设计值、 基底水平力设计值、边载设计值,以及欠固结应力;计算点下地基 深度的垂直附加应力设计值分布:划分计算土层:根据某土层 的e~p曲线(或e~lgp曲线),求对应于某土层的平均自重压力 设计值和自重压力设计值与垂直附加应力设计值之和对应的孔 隙比设计值,按照条文第7.2.2条式(7.2.2)计算最终沉降量。 据以上计算步骤和方法。其中关键是求出基底压力设计值 基底水平力设计值、边载设计值。据此求出某点沿深度的垂直附 加应力设计值分布。 对于地基沉降计算正常使用极限状态作用的准永久组合,当 作用与作用效应可按线性关系考虑时,其准永久组合效应设计

图7.2.1码头及边载

式中:S作用组合的效应设计值:

Sa=ZScak+PgSou+P

Sci一一第i个永久作用标准值的效应(如永久作用引起的基底压力、基底水平力、边载、垂直附加应 力); SQ%一 第个可变作用标准值的效应(如可变荷载引起的基底压力、基底水平力、边载、垂直附加应 ; P计算地基垂直附加应力情况时的欠固结应力,其余情况取P,=0; “+”一组合; 由上式可知,由永久作用和可变作用的标准值,无论是求基底压力(基底垂直应力)、基底水平力、边 载,还是求沉降计算点下地基沿深度的垂直附加应力都得进行正常使用极限状态下作用的准永久组合。 如求基底压力,就得将永久作用标准值产生的基底压力与可变作用的准永久值(标准值乘以准永久系 数)产生的基底压力相加而得到基底压力的设计值。同理可得到基底水平力设计值、边载设计值。而基 底附加压力(基底垂直附加应力)的设计值为基底压力设计值减去自原地面算起的自重压力设计值(可 取均值)。因此基底压力或基底附加压力、基底水平力、边载、计算点下地基沿深度的垂直附加应力,他们 都是作用(包括永久作用、可变作用)组合的效应设计值,所以不再给出基底压力的标准值、基底水平力 标准值、边载标准值。在作用效应计算中,会出现具体荷载的标准值(如某堆货荷载的标准值等)。 7.2.2地基最终沉降量采用单向压缩分层总和法计算的理由如下: (1)此法为国内外工程实践中使用最广的方法,因而积累的经验较多。 (2)此方法适用的条件较广,无论均质地基或成层地基,小基础或大基础,沉降计算点在基础底面以 内或以外以及任何的荷载分布情况都可使用。 (3)用来测定计算指标的试验仪器系单轴固结仪,为目前我国所有土工试验室所具备。 孔隙比设计值e和e2;可从单轴固结仪试验所得的e~p曲线选用。有条件时也可用e~lgp曲线确定 压缩指数Cc值,用相应的公式计算沉降量。 研究结果指出,粘土的地质历史对土的压缩性有很大影响,我国南方某港扩建的中级码头,地质系超 固结粘土,按一般试验成果算得该码头的沉降值比实测值几乎大2倍。 沉降计算由于受到多种因素的影响,计算结果常常与实测沉降有所差别,为了使计算结果更能符合 实际,就有必要对之进行修正,由于港工部门码头沉降资料较少,无法统计出适于全国港工部门各土质统 的m,,所以规定按经验选取,在有条件时可进行现场试验,由试验成果确定。 7.2.3地基压缩层的计算深度2,选用是否合理对地基最终沉降量有一定的影响,而合理选用2, 则与地基中的应力分布、土的性质以及沉降计算的精度要求有关,国内外常用应力比法确定Z。的准则, 大都系根据经验,选择地基附加应力α,与地基自重压力α。达到某一比值,如最常用的,=0.2α。时的 深度作为2。值,此法已有较丰富的经验,故规定用来确定压缩层计算深度,但对于在计算深度下仍有软 粘土的情况,在α,=0.2α。深度下仍会产生明显的沉降,需计算至0=0.1o。时的深度处。 7.2.4由于码头结构的容许差异沉降难以作出规定,还有待于今后作系统的研究,所以本条文只规 定地基沉降量应符合建筑物沉降量限值要求。

7.3地基最终沉降量推算

7.3.1~7.3.2地基最终沉降量可以采用单向压缩分层总和法理论计算确定。在实际工程的沉 观测中,一般无法观测到地基的最终沉降量,因此,由实测沉降确定最终沉降量,只能采用推算的方式。 不少情况需要用实测沉降推算最终沉降:如软土地基加固工程,需要知道已消除了多少沉降,最终济 降是多少,固结度是否达到要求;对消除沉降精度要求高,沉降对控制工程量有较大影响工程;采用单间 玉缩分层总和法不能满足工程沉降精度要求的工程等情况。上述情况均要求进行沉降观测,由实测沉险 推算最终沉降。 利用沉降曲线推算最终沉降量,应有完整的P~S~t曲线,即:P~t曲线应完整,在满足设计、施工要

7.4适应与减小地基沉降与差异沉降的措施

7.4.1本条规范的措施都是根据 采用各种地基处理方法加固地基,减少地基沉降 也是工程常用的方法,沉降过程计算方法注 本规范第8章地基处理有关条文

8.1.1选择地基处理方法受本条所列的诸多因素影响,执行本条时注意结合当地条件进行综合比 较分析,择优选用。条文中表8.1.1给出了6大类11种加固方法的适用条件,这是根据水运工程多年经 验并参照各部门的经验编写的。其中真空预压法、振冲法、水下深层水泥搅拌法、爆炸排淤填石法以及土 工合成材料垫层法,反映了水运工程地基处理的特点。 8.1.3对于排水固结法,固结系数是影响固结时间的重要指标,注意结合室内及现场试验和工程经 验确定。 8.1.4由于地基的复杂性及变异性,对重要的或大型加固工程,为了防止加固工程的实际效果与加 固设计出现较大差别,选择代表性场地进行现场试验或试验性施工,是为了检验加固设计参数和加固效 果,指导设计与施工。

8.2.1砂垫层用砂的含泥量是根据工程经验及参照现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验 方法标准》(JGJ52一2006)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79一2002)的有关规定确定的。 8.2.3依据水运工程各施工单位经验编写。执行本条文时要注意施工质量控制。 水运工程中砂垫层的施工往往利用抛砂船在水上进行,控制施工质量会有一定难度,这就要求施工 单位采取措施达到施工质量要求,否则砂垫层中混有淤泥会造成码头等建筑的水平位移或滑动。砂垫层 的质量控制主要是保证密实度和防止抛填中混有淤泥或出现淤泥夹层。尤其抛填深厚的砂垫层,由于抛 少船受风浪、水流影响,抛填的间歇会造成基槽回淤,所以要注意控制抛填的间歇时间,尽量做到不间断 抛填,从一方向推进,发现回淤及时清除。

8.3.1本条依据固结理论和实际工程经验编写。排水距离大,固结慢,一般不满足工程要求。 8.3.4本条依据软土加固、强度和变形理论及加固设计的一般要求编写。竖向排水体型式的选择 是根据加固深度、材料供应情况、机具设备情况而定,一般选用袋装砂井或塑料排水板,由于塑料排水板 非水效果好,造价比较便宜并可工厂化生产,运输、保存,施工方便,为目前一般工程所常用。 8.3.5本条依据软土固结、强度和变形理论并结合工程经验编写。主要说明堆载预压的设计方法 和一般原则。 预压载荷、竖向排水体深度及间距、预压时间这三者是互相关联的,需进行组合,择优确定,以满足加 固要求(在规定的预压时间内满足工期、沉降、承载力及地基稳定等要求)。 预压荷载一般等于堆场或其他建筑物的基底以上的设计荷载。这里注意的是要考虑由于预压沉降 使地表低于堆场或建筑物基底面而需补充的土重,同时注意这部分填土对原地面是预压荷载,其本身也 会产生沉降。 近年来不少工程是围海吹填造陆后形成的陆域,吹填部分土层对原土层作为荷载,使原土层产生沉

降,吹填土本身在加固过程中也会产生较大沉降。应注意这两部分沉降一般会造成加固后地表低于堆场 或建筑物基底标高,因此还得再回填一部分土提高地面标高,这部分回填土对原土层及吹填土仍要产生 沉降,而回填土本身也会产生一定的沉降。因此在堆载预压设计中,沉降计算要综合考虑各种荷载因素。 条文中所述的预压荷载系指当上部所施加的全部荷载作用后,在规定时间内满足残余沉降要求时,设计 高程面以上所施加的荷载值。 竖向排水体长度与地基处理中的压缩层深度、土层分布有关。软土较厚时根据地基沉降和稳定的要 求决定。软土中若有砂夹层或砂透体应尽量利用的规定是因为它们可作为水平排水层,加速固结,可以 咸小竖向排水体的长度和数量。 在预压荷载确定后,根据上述原则,假定不同的竖向排水体间距和长度,进行地基固结度、沉降、土体 强度增长等计算,看其是否在预定期限内满足加固要求,选择其中最优者。 对于宽10cm厚3~4mm的塑料排水板,经某港的两次现场对比实验证明,该塑料排水板的排水效果 与直径7cm的袋装砂井效果相当。 8.3.6本条依据固结理论编写,是计算径向、竖向应力固结度的一般公式。本次修订竖向应力固结 度公式,采用了较精确的公式代替原规范采用的公式。 8.3.10本条是依据某港软基上进行多种复合垫层(无纺布、荆爸、碎石垫层、砂垫层组合)试验得 到的提高承载力效果的最好方案,并经某港几百万平方米软基加固施工检验,效果良好。 砂井用砂的含泥量是根据施工经验及参照现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》 JGJ52一2006)、《建筑地基处理技术规范》(JGJ79一2002)的有关规定确定的。含泥量是公称粒径不大 于0.08mm的颗粒质量占砂料总质量的百分比

8.4.1~8.4.3这部分条文都是根据工程施工经验及现行国家标准《地基与基础工程施工质量验收 规范》(GBJ50202一2002)编写的,与修订前原规范内容基本相同。目前轻型真空井点在水运工程中主要 应用于干船坞基坑边坡的开挖,华南某船厂1964年1"坞基坑、1973年2"坞基坑和1994年3坞10万吨 级船厂基坑均采用轻型直空井点获得成功。轻型直空井点 加固基坑边坡及基坑降水。

理技术规范》(JGJ79—2002)编写。 最佳夯击次数(或最佳夯击能)通过 次夯击的贯入度(即夯沉量)控制

最佳夯击次数(或最佳夯击能)通过孔隙水压力的观测或每次夯击的 强夯的一部分能量用于夯实土体,使其产生垂直变形,另一部分则使土体 产生横向压缩和挤出,当贯入度小到趋于某个稳定值时,夯实体积也趋于 一个稳定值(图8.5.1),说明这时大部分能量不能起压实土体的作用,此 时对应的夯击次数为最佳夯击次数。 夯击遍数要根据土质的松软程度而定,一般为2~3遍;土质较软的 可以增加夯击遍数,如4~5遍,且增大每遍的夯点间距。 两遍之间的间歇时间,对砂土在大面积施工中可以连续作业;对含水 率较大的粘性土(天然地基或人工填土)规定间歇时间为1~4周是因为 乳障水压力可以在此期间消散0以

图8.5.1最佳夯击次数的确

强夯施工参数(夯锤重量和落距、夯点布置形式和间距、每夯点最佳夯击能、间歇时间、夯击遍数等) 的影响因素很复杂。强夯理论及计算至今仍不成熟,如同一类土,采用不同的夯击能影响深度不同,目前 般用半经验半理论方法进行强夯设计,因此对于缺乏经验或加固面积大的重要工程,都要进行现场试 验.确定强夯施工参数

8.5.2~8.5.3

8.6.1根据大量程实践经验编与。 港工建筑许多是建在岸边处,对于采用振冲法加固的土坡,需进行整体稳定计算,本条文给出的复合 地基抗剪强度计算式是一般国内常用的计算式,直接给出复合地基的c、值,计算方便。 对于复合地基应力分担比n的确定,主要考虑港口工程遇到的软土强度低、土坡稳定安全系数(即抗 力分项系数)比一般建筑工程偏小等因素确定。现行行业标准《建筑地基处理技术规范》(JGJ79一2002) 规定n取2~4。而本规范收集的国内外资料,n值平均值为2~2.8。在计算地基承载力时我们取2~3, 基本与平均值变化范围相当。计算土坡稳定时,由于复合地基机理研究尚不够成熟,为安全起见n值取 1~2

8.7.1根据土的工程性质及工程经验编写,对于粉细砂地基及砂基,加固主要是为了增加密实度、 提高承载力达到抗液化的自的。为了达到加固效果,对粉细砂地基只有加填料,才能增加密实度,达到挤 密与振密的效果。对于粘粒(粒径小于0.005mm)含量小于10%的中、粗砂地基,当振冲器下沉至设计标 高处,在上提时,由于孔壁极易落会自行填满下方的孔洞,因此不加填料。 对有抗震要求的松砂地基,根据颗粒组成、起始密度、地下水位、建筑物设防烈度,计算振冲处理深度 并决定布点型式、间距和挤密标准。其中处理深度往往是决定处理工作量、进度和加固费用的关键因素, 要根据有关的抗震规范综合论证。 处理范围为:基础平面外轮廊线四边各加宽至少5m,这相当于2~3倍振冲点间距,目的在于保证基 础下的砂层和基础边缘应力扩散至基础之外时,地基仍处于加固状态。 对大面积挤密处理,用三角形布置比正方形布置可得到更好的挤密效果。振冲点间距视砂土的颗粒 组成、密实度要求、振冲器功率等因素而定。砂的粒径越细,密实度要求越高,则间距越小。从少量的大 面积处理资料来看,大功率振冲器的挤密影响范围大,单孔控制面积较大,因而具有更高的经济效益。 填料的作用一方面是填充振冲器上提后在砂层中可能留下的孔洞;另一方面是利用填料作为传力介 质,在振冲器的水平振动下通过连续加填料,将砂层进一步挤压加密。一般情况,填料粒径越粗,挤密效 果越好。

A岩土基本变量的概率分布及统计参数的近似 确定方法

附录A岩土基本变量的概率分布及统计参数的近似

A.1.4岩土基本变量的概率分布及统计参数的确定,对岩土工程设计、施工、检验起着至关重要作 用,也是贯彻《港口工程结构可靠度设计统一标准》(GB50158)的重要体现。自20世纪80年代后期以 来,港口工程地基规范结合规范修订就进行了地基可靠度研究,尤其对岩土基本变量参数的统计方法进 行了深入研究,提出了抗剪强度指标统计的简化相关法和正交变换法,由于土的复杂性,把土性指标作为 随机变量研究与土的空间变异性质并不吻合,为了解决这一难题,本次修订规范又继续进行了“随机场理 论在土指标统计中的探索与研究”专项课题研究,该研究主要针对一维随机场(即一维随机过程)。 目前利用随机场理论确定岩土基本变量的统计参数尚不普遍,一般工程难以满足按随机理论的钻探 及现场测试取样要求,同时采用随机场理论仍然要和实践经验相结合,因此目前对手一般工程仍然把岩 土指标作为随机变量,求得其统计参数,这同原规范的有关规定是一致的。只有当需要进行可靠指标计 算时,才应用随机场理论,把岩土基本变量作为随机过程,统计参数并确定其空间变异性。

A.2岩土基本变量统计参数的确定方法

A.2.1~A.2.2本小节给出的岩土基本变量统计参数的确定方法同《港口工程地基规范》(JTJ 250一98)的相关规定。

A.3.2相关距离的定义见A.3.3.5条文说明相关部分。 A.3.3.1~A.3.3.2欲求均值标准差,要求取样间距相当密,取样间距应能反映随机场(目前仅考 虑一维随机过程)特征参数要求,这就要求取样间距小于或等于基本变量的相关距离,满足这一要求的勘 察项目有静力触探、连续标准贯入或连续取土等。对于需要计算可靠指标的工程,用这种方法求出的土 性指标变异性比用点方差求出的更为合理。可使工程设计更为可靠。 土性指标的变异性应为空间变异性,土性指标基本变量不是随机变量,而是随机场(随机过程)。目 前研究随深度变化的一维随机过程,并认为是一维平稳随机过程。研究平稳随机过程的一个样本,就可 以得到该随机场过程的特征参数。从以前的点方差到本次修订规范的空间均值方差是一个进步,在理论 上是科学、合理的。因土参数的变异性更符合这一规律,也与国际上的研究相吻合。因此提出这一方法 以改变对土体的随机特征的认识,这是必要的。 按随机场理论要求进行勘察,要花费一定代价去勘察、钻探取土(包括连续取土室内试验)、做现场 强度试验(如静力触探、连续标准贯入、连续贯人十字板)以满足随机场取样要求,取得合格的子样,得到 比较符合实际的土参数变异性和可靠度,得到合理的设计,并可合理的利用工程费用和节省投资。 A.3.3.4岩土工程实为空间问题,对于条形基础可简化为平面问题,其变异性受土层沉积形成过 程影响,竖向变异性较大,所以本规范主要研究竖向一维随机过程为主,但是土工大量问题是平面问题, 考虑平面问题的变异性,其方差应比单向(竖向)的变异性大。因此考虑二维空间的标准差,应乘以大于

为方差折减函数。上式反映了方差折减函数与相关函数之间存在的关系。指数余弦型的 应的方差折减函数为:

Vanmarcke建议,无论引用的相关函数是何种形式,方差折减函数可近似采用下式表示:

(h≤0.) r(h) = 8 (h≥8) h

因此,h值不能简单认为就是有效影响深度L,而是应该从土性指标的自相关性及方差折减函数的定 义出发,确定其合理的取值。 根据相关距离的定义,对充分大的h,hT²(h)~8。此时,²(h)~8./h,相当于把标准相关函数p (△z)近似地看成为0。那么,h多大才是充分大呢?换言之,h多大才能使以上两式成立呢?于是,可以 考虑取一下限值L,当h≥L"时,以上两式成立,且标准相关函数p(△z)可近似地看成为0。因此,此下 限值L可作为齐次随机场的另一种特征尺度,即完全不相关范围,大于该范围可视为完全不相关。而完 全不相关距离h*可取为完全不相关范围的二分之一。这两个概念可以这样理解:如某一随机过程完全 不相关距离为h,如图A.3.3中所示参数轴上A与B、A与C之间的距离均为h*,则A与B,A与C可视 为相关,而D、E都超出了完全不相关距离h'之外,这两点可视为与A完全不相关。那么,B与C之间是 仕么关系呢?显然这个范围2h即为完全不相关范围

图A.3.3完全不相关范围与完全不相关距离

表A.3.3方差折减函数的确定原则

方差折减函数确定后,即可对统计得到的土性指标的点方差进行折减,得到空间均值方差。 A.3.4由随机场的基本理论可知,随机场的局部平均的均值和原来的随机场的均值相同。因此, 抗剪强度指标的均值仍按原方法进行统计。 对抗剪强度指标的方差统计,原规范中的简化相关法和正交变换法只考虑了抗剪强度指标的互相关 性,并未考虑抗剪强度指标的自相关性。但是根据土力学关于地基承载力等课题的基本假定,土的抗剪 强度指标是描述均匀土体平均强度趋势的参数,统计时应计算其一定空间范围的均值及其均值方差。因 此有必要将随机场理论引入抗剪强度指标的统计方法,考虑土性指标的自相关性。 A.3.4.1按随机场统计的简化相关法 首先取n(i=1~n)组抗剪强度数据,每组数据对应k(j=1~k)级荷载。即对某些特定的压力Pjj: 1,2...k,给出相应的若干组抗剪强度t的试验值:tu,i=1,2..n。按照摩尔强度包线:t=c+po,这里为方 便起见,记=tanp。 设tan、c是平稳随机过程,且是联合平稳的,则在[z,z+h1上相应的随机积分分别为:

对任一个确定的p值,有t也是平稳过程,且: ,(z) =C;(z) +p(z)

对任一个确定的p值,有t也是平稳过程,且:

(z) c(z)dz 0(z) (z)dz

T, (2) = C,(2) +pO,(2)

(h)=(h)+p[(h)+(h))+p(h)

JGJ38-2015 图书馆建筑设计规范.pdfr(h)=oT(h)+po,r(h)

0. (2)=, (2)

则c,(z)与9(z)是不相关的、且有:

式中,μev。按原方法进行统计。 及:

Var[c(z)]=o(h)+p,(h)(h) Var[0,(z)] =r,(h)

由此可见,根据随机场 和正交变换法,在抗剪强度指标统计日 个指标的自相关性,又能考虑指标之间的互 相关性;并且不必分别研究c、tan的自相关函类 数,而是通过回归直接得到其均值方差YD/T 3455-2019标准下载,可使计算大为简化

和正交变换法,在抗剪强度指标统计时既能考虑单 目相关性,又能考虑指标之间的互相关性;并且不必分别研究c、tanp的自相关函数及互相关函 过回归直接得到其均值方差,可使计算大为简化

版社,2013.05 内容提要=本书收录了”全国注册土木 工程师岩土专业考试参考书目”中规 定必备的公路、铁路、水运类15种最 新版规范。

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