黄土工程地质、划分、承载力、崩塌、边坡稳定性计算方、垫层、强夯和挤密等地基的静载荷试验要点.docx

附录A黄土工程地质分区图各区中所包括地区如下：区：晋西北区：包括：右玉、河曲、保德偏关、神池、五寨、苛岚、兴县、平鲁西部、岚县西北部。区：晋西区：包括：临县、方山、柳林、中阳、永和、隰县、蒲县、大宁、吉县、离石中西部、乡宁中西部。区：晋南区：包括：万荣、临猗、永济市、芮城、平陆南、运城市、夏县、闻喜、绛县中南大部、稷山南小部分。区：桑干河、汾河流域区：-1亚区，包括：阳高、天镇、新荣、大同、左云、怀仁、广灵、浑源、山阴、应县、朔州、宁武。-2亚区，包括：（除1、2、3、1、5区以外的其它地区。区：晋东南区：包括：和顺、左权、武乡、黎城、沁县、沁源、襄垣、潞城、长治市、屯留、平顺、壶关、长子、长治县、安泽、陵川、高平、沁水、阳城、晋城、泽州。附录B各类建筑物的举例各类建筑举例甲高度大于60m的建筑；14层及14层以上的体型复杂的建筑；高度大于50m的简仓；高度大于100m的电视塔；大型展览馆、博物馆；一级火车站主楼；6000人以上的体育馆；标准游泳馆；跨度不小于36m、吊车额定起重量不小于100t的机加工车间；不小于100OOt的水压机车间；大型热处理车间；大型电镀车间；大型炼钢车间；大型轧钢压延车间；大型电解车间；大型煤气发生站；大型火力发电站主体结构；大型选矿、选煤车间；煤矿主井多绳提升井塔；大型水厂；大型污水处理厂；大型游泳池；大型漂、染车间；大型屠宰车间；100OOt以上的冷库；净化工厂；有剧毒或放射污染的建筑。乙高度为24m6Om的建筑；高度为30m5Om的简仓；高度为50m100m的烟囱；省（市）级影剧院、图书馆、文化馆、展览馆、档案馆；省级会展中心；大型多层商业建筑；民航机场指挥及候机楼；铁路信号、通讯楼、铁路机务洗修库；省级电子信息中心；多层试验楼；跨度等于或大于24m、小于36m和吊车额定起重量等于或大于30t、小于100t的机加工车间；小于100OOt的水压机车间；中型轧钢车间；中型选矿车间；小型火力发电厂主体建筑；中型水厂；中型污水处理厂；中型漂、染车间；大中型浴室；中型屠宰车间；特高压输电铁塔。丙7层及7层以下的多层建筑；高度不超过30m的简仓；高度不超过50m的烟囱；浸水可能性小的风电机组基础；跨度小于24m、吊车额定起重量小于30t的机加工车间；单台小于IOt的锅炉房；一般浴室、食堂、县（区）影剧院、理化试验室；一般的工具、机修、木工车间、成品库；浸水可能性小的超高压、高压输电杆塔。T1层2层的简易房屋、小型车间、小型库房；无给水排水设施的单层且长高比小于5m的门房；浸水可能性小的光伏电站光伏阵列区。附录C黄土地层的划分时代地层的划分说明全新世（Q4）黄土晚期(Qr)新黄土新近堆积黄土一般具湿陷性早期(QJ)黄土状土晚更新世（Q3）黄土马兰黄土中更新世（Q2）黄土老黄土离石黄土上部土层具湿陷性，部分土层高压力下具有湿陷性早更新世（QI）黄土午城黄土不具湿陷性附录D判别新近堆积黄土的规定D.O.1在现场鉴定新近堆积黄土，应符合下列要求：1堆积环境：a黄土地貌：黄土嫄、梁、齐的坡脚和斜坡后缘，一般为水的搬运作用或自然重力作用下的滑塌堆积；黄土冲沟及沟口处的洪积扇和山前坡积地带表层，一般为水的搬运作用，山间或黄土梁、郎之间凹地的表部。b冲积平原：被掩埋的沼泽洼地。C河流阶地：河道拐弯处的内侧，河漫滩及低阶地，一般为水的搬运作用。2颜色：灰黄、黄褐、棕褐，常相杂或相间。3结构：土质不均、松散、大孔排列杂乱，一般具水平层理。常混有岩性不一的土块，多虫孔和植物根孔。铳挖容易。4包含物：常含有机质，斑状或条状氧化铁；有的混砂、砾或岩石碎屑；有的混有砖瓦陶瓷碎片或朽木片等人类活动的遗物，在大孔壁上常有白色钙质粉末。在深色土中，白色物呈现菌丝状或条纹状分布；在浅色土中，白色物呈星点状分布，有时混钙质结核，呈零星分布。D.0.1新近堆积黄土的鉴别方法，可分为现场鉴别和按室内试验的指标鉴别。现场鉴别是根据场地所处地貌部位、土的外观特征进行。通过现场鉴别可以知道哪些地段和地层，有可能属于新近堆积黄土，在现场鉴别把握性不大时，可以根据土的物理力学性质指标作出判别分析，也可按两者综合分析判定。新近堆积黄土的主要特点是，土的固结成岩作用差，在小压力下变形较大，其所反映的压缩曲线与晚更新世（。3）黄土有明显差别。新近堆积黄土是在小压力下（O100kPa或5015OkPa）呈现高压缩性，而晚更新世（Q）黄土是在10020OkPa压力段压缩性的变化增大，在小压力下变形不大。D.O.2在现场鉴定新近堆积黄土，应符合下列要求：1堆积环境：a黄土地貌：黄土嫄、梁、郎的坡脚和斜坡后缘，一般为水的搬运作用或自然重力作用下的滑塌堆积；黄土冲沟及沟口处的洪积扇和山前坡积地带表层，一般为水的搬运作用，山间或黄土梁、崩之间凹地的表部。b冲积平原：被掩埋的沼泽洼地。C河流阶地：河道拐弯处的内侧，河漫滩及低阶地，一般为水的搬运作用。2颜色：灰黄、黄褐、棕褐，常相杂或相间。3结构：土质不均、松散、大孔排列杂乱，一般具水平层理。常混有岩性不一的土块，多虫孔和植物根孔。铳挖容易。4包含物：常含有机质，斑状或条状氧化铁；有的混砂、砾或岩石碎屑；有的混有砖瓦陶瓷碎片或朽木片等人类活动的遗物，在大孔壁上常有白色钙质粉末。在深色土中，白色物呈现菌丝状或条纹状分布；在浅色土中，白色物呈星点状分布，有时混钙质结核，呈零星分布。D.O.3当现场鉴别不明确时，可按下列试验指标判定：1在5015OkPa压力段变形较大，小压力下具高压缩性。2利用判别式判定R=-68.45e+10.98a-7.16+1.18wRo=-154.80当R>Ro时，可将改土判为新近堆积黄土。式中：e土的孔隙比a压缩系数（MPa/），宜取5015OkPa或0100kPa压力下的大值W土的天然含水量（）土的重度（kNm3）附录E黄土的承载力E.0.1黄土的承载力特征值氤，可根据土的物理、力学指标的平均值或建议值，按附表EOl-IE.0.13确定。附表EO1.l湿陷性黄土承载力特征值人k(kPa)x%)we'<1316192225221701601401201002518017015013011028200180160140120312202001801601403424022020018016037240220200180注：本表适用于晚更新世(Q3)、全新世(Q/)黄土，对天然含水量小于塑限含水量的土，宜按塑限含水量确定土的承载力特征值。附表E.0.1-2饱和黄土承载力特征值ak(kPa)W/W1.a-2(MPa'_0.81.01.20.1、180-0.2170160-0.3160150-0.41401301200.51301201100.61201101000.710090800.8-80700.9-70601.0-50注：当士的饱和度Sk70%80%时，亦可按此表查取承载力特征值。附表E0.13新近堆积黄土(Q42)承载力特征值.启k(kPa)wwa(MPa-0.50.70.90.21401301200.41301201100.6120HO1000.8110100901.010090801.280701.47060注：压缩系数a值，可取50kPa15OkPa或100kPa20OkPa压力下的大值。E.0.2利用静力触探比贯入阻力A,确定河谷低阶地的新近堆积黄±(Q42)的承载力特征值，可按附表E.0.2查得。附表E.0.2新近堆积黄土(Q,2)的承载力特征值Ak(kPa)PS(MPa)0.30.71.11.51.92.32.83.3启507090100120140160180E.0.3根据轻便触探锤击数确定新近堆积黄土(Q42)承载力特征值时，可按附表E.0.3查得。附表E.0.3新近堆积黄土(Q42)的承载力特征值,&k(kPa)Ni0(锤击71115192327fak8090100110120130附录F不同崩塌类型的崩塌稳定性计算方法F.0.1倾倒式崩塌倾倒式崩塌的不稳定土体上下各部分和稳定岩土体之间均有裂隙分开，一旦发生倾倒，将以A点为转点发生转动。检算时应考虑各种附加力的最不利组合。在雨季张开的裂隙可能为暴雨充满，应考虑静水压力；Vn度以上地震区，应考虑水平地震力作用。如不考虑其他力，则崩塌体的抗倾覆稳定性系数K可按下式计算。(E0.1)图FOl倾倒式崩塌一×i+F×-喈-10ftg+3F式中/静水压力(kN)；ho水位高，暴雨时等于岩体高(m)；h岩体高(m)；w水的重度：10(kN/m)；W崩塌体重力(kN)；F水平地震力(kN)；a转点A至重力延长线的垂直距离，这里为崩塌体宽的1/2(m)oF.0.2滑移式崩塌黄土滑移式崩塌有平面、弧形面、楔形双滑面滑动三种。这类崩塌的关键在于起始的滑移是否形成。因此，可按抗滑稳定性验算。F.0.3鼓胀式崩塌这类崩塌体下有较厚的软弱岩土层，常为断层破碎带、风化破碎岩体及黄土等。在水的作用下，这些软弱岩土层先行软化。当上部土体传来的压应力大于软弱岩土层的无侧限抗压强度时，则软弱岩土层被挤出，即发生鼓胀。上部土体可能产生下沉、滑移或倾倒，直至发生突然崩塌。因此，鼓胀是这类崩塌的关键。所以稳定系数可以用下部软弱岩土层的无侧限抗压强度(雨季用饱水抗压强度)与上部土体在软岩土顶面产生的压应力的比值来计算：式中W上部土体质量；A上部土体的底面积；R无下部软岩土在天然状态下的(雨季为饱水的)无侧限抗压强度。F.0.4错断式崩塌取可能崩塌的黄土48-CQ来分析。如不考虑水压力、地震力等附加力，在土体自重W作用下，与铅直方向成45。角的EC方向上将产生最大剪应力。如CD高为h,A。宽为外岩体重度为,则岩体AECo质量W=(-打，在岩体横截面/OG上的法向应力为(-)y,所以，在EC面上的最大剪应力丁最大为h-)o故土体的稳定系数K值可用土体的允许抗剪强度m与T最大的比值来计算:D图E0.4错断式崩塌(F.0.4)K=m=期y(2h-a)附录G不同滑面形态的边坡稳定性计算方法G.0.1对圆弧形滑面可采用简化毕肖普法，边坡稳定性系数可按式(G.0.1-1)计算：图Gol圆弧形滑面边坡计算示意-CiliCsiGiGbi-Uicosi)tani=(G.0.1-1)(Gi+Gbi')sini+QicosimQi=cosi+sn%n%(G.0.1-2)=wdwi+/IWi居(G.0.1-3)式中：Fs边坡稳定性系数；Ci第i计算条块滑面黏聚力(kPa)；i第，计算条块滑面内摩擦角(°);Ii第i计算条块滑面长度(m)；i第，计算条块滑面倾角(°),滑面倾向与滑动方向相同时取正值,滑面倾向与滑动方向相反时取负值;Ui第，计算条块滑面单位宽度总水压力(kN/m)；Gi第i计算条块单位宽度自重(kN/m)；Gbr第i计算条块单位宽度竖向附加荷载(kN/m)；方向指向下方时取正值，指向上方时取负值；Qi第i计算条块单位宽度水平荷载(kN/m)；方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值；鼠hw,i-l第i及第1.l计算条块滑面前端水头高度(m)；yw水重度，取IOkN11;i计算条块号，从后方起编；条块数量。G.0.2对平面滑动面，边坡稳定性系数可按式(Go21)计算：图G.0.2平面滑面边坡计算简图(G.0.2-2)(G.0.2-3)(G.0.2-1)R=(G+Gb)cosQsinVsinUtan+c1.T=(G+Gb)SinB+Qcos+VcosV=1Ywhl(G.0.2-4)U=whw1.(G.0.2-5)式中：T滑体单位宽度重力及其他外力引起的下滑力(kN/m)；R滑体单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力(kN/m)；c滑面的粘聚力(kPa)；滑面的内摩擦角(°);1.滑面长度(m)；G滑体单位宽度自重(kN/m)；Gb滑体单位宽度竖向附加荷载(kN/m)；方向指向下方时取正值，指向上方时取负值；&滑面倾角(°);U滑面单位宽度总水压力(kN/m)；V后缘陡倾裂隙面上的单位宽度总水压力(kN/m)；Q滑体单位宽度水平荷载(kN/m)；方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值；%后缘陡倾裂隙充水高度(m),根据裂隙情况及汇水条件确定。G.0.3对折线形滑动面可采用传递系数法隐式解，边坡稳定性系数可按下式计算(图G.0.3)Pn=O(G.0.3-1)Pi=Pi-1i-1+Ti-RJFs(G.0.3-2)IPi=CoS(-_1i)sin(Gi)taniFs(G.0.3-3)(G.0.3-4)Ti=(Gi+Gbi)SizIei+QCsRi-CiIi+(G»+GbDCOSet-QSinUitun(G.0.3-5)图GO3折线形滑面边坡传递系数法计算简图式中：Pn第条块单位宽度剩余下滑力(kN/m)；P1第i计算条块与第i+1计算条块单位宽度剩余下滑力(kN/m)；当PRO(Kn)时取P尸0；Ti-第i计算条块单位宽度重力及其他外力引起的下滑力(kN/m)；R1第i计算条块单位宽度重力及其他外力引起的抗滑力(kN/m)。m第M计算条块对第i计算条块的传递系数；其它符号同前。附录H单桩竖向承载力静载荷浸水试验要点H.0.1本试验要点适用于测试浸水条件下桩侧负摩阻力、中性点深度及桩周土饱和状态下单桩承载力。H.0.2试验浸水坑应符合下列规定：1浸水坑的平面尺寸（边长或直径）：如只测定桩周土饱和状态下的单桩竖向承载力，不宜小于5m；如需要测定桩侧负摩阻力和中性点深度，不宜小于自重湿陷性黄土层的深度，并不应小于IOmO2试坑深度不宜小于500mm,坑底面应铺10015Omm厚度的砂、石，在浸水期间，坑内水头高度不宜小于300mm。3可在试坑底面布置一定数量及深度的渗水孔，孔内应填满砂砾。【条文说明】H.0.2单桩竖向承载力静载荷浸水试验包括两种：一种仅测定桩周土饱和状态下的单桩竖向极限承载力；另一种除测定桩周土饱和状态下的单桩竖向极限承载力外，还可通过桩身内力测试测定桩侧负摩阻力和中性点深度。前者相对简单，可在工程中广泛实施，不要求桩周土发挥或完全发挥自重湿陷量，因此试坑面积可相对小些；后者测试的内容较为全面，要求浸水条件下自重湿陷量充分发挥才能测得相对准确的桩侧负摩阻力和中性点深度，依据现场试坑浸水试验经验，试坑平面尺寸需大于自重湿陷性黄土层厚度且大于IOm才能使得自重湿陷量充分发挥。H.0.3单桩竖向承载力静载荷浸水试验方法，可分为先湿法和后湿法。H.0.4采用先湿法进行单桩竖向承载力静载荷浸水试验，应符合下列规定：1加载前向试坑内浸水，连续浸水时间不宜少于IOdo过程中应记录桩顶附加沉降量，记录间隔不宜大于Ih;2桩周湿陷性黄土层达到饱和（饱和度不小于85%）,且桩顶附加沉降量稳定后，在继续浸水条件下对桩顶分级加载至极限荷载或设计荷载的2倍。H.0.5采用后湿法进行单桩竖向承载力静载荷浸水试验，应符合下列规定：1应在试坑浸水前，对桩分级加压至设计荷载；2在设计荷载下沉降稳定后，维持桩顶荷载不变，向试坑内浸水，连续浸水时间不宜少于IOd,过程中应记录桩顶附加沉降量；3桩周湿陷性黄土层达到饱和（饱和度不小于85%）,且桩顶附加沉降量稳定后，在继续浸水条件下对桩顶分级加载至极限荷载或设计荷载的2倍。【条文说明】H.0.3-H.0.5先湿法和后湿法单桩竖向承载力静载荷浸水试验均可测定桩周土饱和条件下的单桩竖向极限承载力，其区别主要在于先浸水还是先加载。浸水过程中，由于桩周土发生自重湿陷或软化，会导致桩身内力重新分布，可能会产生桩顶浸水附加沉降，该部分沉降应记录并表现在试验成果荷载-沉降曲线当中。H.0.6进行桩侧负摩阻力和中性点深度测试时，应符合下列要求：1宜在浸水试坑内设置观测自重湿陷的浅标点和深标点，实测自重湿陷下限深度；2中性点深度附近应埋设有桩身内力测试元件，当中性点深度难以预测时，宜采用线测法进行内力测试；3先湿法桩顶无荷载或后湿法桩顶维持设计荷载，试坑浸水期间，在桩侧负摩阻力值和中性点深度稳定后应暂时停止注水，继续测试负摩阻力和中性点深度不少于IOd,负摩阻力和中性点深度不再增大后，重新注水，继续对桩分级加载；4取试验过程中下拉荷载最大时对应的负摩阻力值和中性点深度作为实测值。【条文说明】H.0.6对桩侧负摩阻力和中性点深度测试提出了明确的试验要求，其理由如下：1已有试验表明，特别对大厚度自重湿陷性黄土和自重湿陷性黄土，现场浸水试验得到的自重湿陷土层厚度往往和根据室内试验结果确定的不一致，试验中实测自重湿陷下限深度，有助于验证试验成果可靠性，综合确定桩基设计时的中性点深度，积累相关经验。2所谓线测法桩身内力测试，是相对于采用传统点式传感器而言，能较为连续的获得桩身轴力的内力测试方法（如滑动测微技术），采用该测试方法有助于较准确确定中性点深度。3已有试验表明，由于试坑浸水过程中在土体内往往存在有孔隙水压力，土中的有效应力在浸水过程中往往并不最大的，因而桩侧最大负摩阻力以及自重湿陷沉降往往也并不是发生在浸水期末,而是在停水后一定时间。4单桩竖向承载力静载荷浸水试验中，负摩阻力和中性点都有一个发生发展的过程，一般下拉荷载最大时对应的桩侧负摩阻力和中性点深度均为最大。H.0.7基准桩或沉降观测基准点应设在浸水影响范围外。试桩和锚桩设置、开始试验时间、试验装置、量测沉降用的仪表，分级加载额定量，力口、卸载的沉降观测和单桩竖向承载力的确定等要求，应符合现行国家标准建筑地基基础设计标准GB50007的有关规定。桩顶附加沉降量的观测精度应不低于0.10mm。附录J垫层、强夯和挤密等地基的静载荷试验要点J.0.1在现场采用静载荷试验检验或测定垫层、强夯和挤密等方法处理的承载力及有关变形参数，应符合下列规定：1承压板应为刚性，其底面宜为圆形或方形。2对土（或灰土）垫层和强夯地基，承压板的直径（d）或边长（b）,不宜小于1m,当处理土层厚度较大时，宜分层进行试验。3对土（或灰土）挤密桩复合地基：1）单桩和桩间土的承压板直径，宜分别为桩孔直径的1倍和1.50倍。2）单桩复合地基的承压板面积，应为1根土（或灰土）挤密桩承载担的处理地基面积。当桩孔按正三角形布置时，承压板直径（d）应为桩距的1.05倍，当桩孔按正方形布置时，承压板直径应为桩距的1.13倍。3）多桩复合地基的承压板，宜为方形或矩形，其尺寸应按承压板下的实际桩数确定。【条文说明】J.0.1荷载的影响深度和荷载的作用面积密切相关。压板的直径越大，影响深度越深。所以本条对垫层地基和强夯地基上的载荷试验压板的最小尺寸作了规定，但当地基处理厚度大或较大时，宜分层进行试验。对于大桩距的挤密桩复合地基静载荷试验，宜采用单桩或多桩复合地基静载荷试验。如因故不能采用复合地基静载荷试验，且在当地有经验时，也可在桩顶和桩间土上分别进行试验。主要是因为桩距太大要求的承压板直径大，压板刚度难以满足要求，检测过程中承压板刚度不易满足刚性要求，检测结果易失真。J.0.2开挖试坑和安装载荷试验设备，应符合下列要求：1试坑底面的直径或边长，不应小于承压板直径或边长的3倍；2试坑底面标高，宜与拟建的建（构）筑物基底标高相同或接近；3应注意保持试验土层的天然湿度和原状结构；4承压板底面下应铺1020mm厚度的中、粗砂找平；5基准梁的支点，应设在压板直径或边长的3倍范围以外；6承压板的形心与荷载作用点重合。J.0.3加荷等级不宜少于IO级，总加载量不宜小于设计荷载值的2倍。J.0.4每加一级荷载的前、后，应分别测记1次压板的下沉量，以后每0.5Oh测记1次，当连续2h内，每Ih的下沉量小于0.1Omm时，认为压板下沉已趋稳定，即可加下一级荷载。且每级荷载的间隔时间不应少于2h。J.0.5当需要测定处理后的地基土是否消除湿陷性时，应进行浸水荷载试验，浸水前，宜加至1倍设计荷载，下沉稳定后向试坑内昼夜浸水，连续浸水时间不宜少于IOd,坑内水头不应小于200mm,附加下沉稳定，试验终止。必要时，宜继续浸水，再加1倍设计荷载后，试验终止。【条文说明】J.0.5处理后的地基土密实度较高，水不易下渗，可预先在试坑底部打适量的浸水孔，再进行浸水载荷试验。J.0.6当出现下列情况之一时，可终止加载：1承压板周围的土，出现明显的侧向挤出；2沉降S急聚增大，压力-沉降（ps）曲线出现陡降段；3在某一级荷载下，24h内沉降速率不能达到稳定标准；4s（的）0.06o当满足前三种情况之一时，其对应的前一级荷载可定为极限荷载。【条文说明】J.0.6对本条规定的试验终止条件说明如下：1为地基处理设计（或方案）提供参数，宜加至极限荷载终止；2为检验处理地基的承载力，宜加至设计荷载值的2倍终止。J.0.7卸荷可分为34级，每卸一级荷载测记回弹量，直至变形稳定。J.0.8处理后的地基承载力特征值，应根据压力（P）与承压板沉降量（三）的P-S曲线形态确定：1当p-s曲线上的比例界限明显时，可取比例界限所对应的压力；2当p-s曲线上的极限荷载小于比例界限的2倍时，可取极限荷载的一半；3当ps曲线上的比例界限不明显时，可按压板沉降（三）与压板直径（d）或宽度（b）之比值即相对变形确定:1）土垫层地基、强夯地基和桩间土，可取s/d或sb=0.010所对应的压力；2）灰土垫层地基，可取s/d或sb=0.006所对应的压力；3）灰土挤密桩复合地基，可取s/d或sb=0.006-0.008所对应的压力；4）土挤密桩复合地基，可取s/d或sb=0.010所对应的压力。按相对变形确定上述地基的承载力特征值，不应大于最大加载压力的l20【条文说明】J.0.8本条提供了三种地基承载力特征值的判定方法。大量资料表明，垫层的压力一沉降曲线一般呈直线或平滑的曲线，复合地基载荷试验的压力一沉降曲线大多是一条平滑的曲线，均不易找到明显的拐点。因此承载力按控制相对变形的原则确定较为适宜。本条首次对土（或灰土）垫层及桩、土分别试验的相对变形值作了规定。