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公路桥涵地质勘察手册1 桥梁涵洞分类和桥涵设计洪水频率据公路桥涵设计通用规范（JTG0602004）桥梁涵洞分类及桥涵设计洪水频率分别如表1-1和表1-2。表1-1 桥梁涵洞分类桥涵分类多孔跨径总长L(m)单孔跨径Lk(m)特大桥>1000>150大桥100100040150中桥301002040小桥830520涵洞/<5习惯上，铁路部门将墩高大于50米桥墩称作高墩；城市桥梁将墩高大于30米的桥墩称高墩。公路桥梁抗震设计细则（JTG/TB02-01-2008）墩高大于40米应作专门设计。表1-2 桥涵设计洪水频率公路等级特大桥大桥中桥小桥涵洞及小型排水构造物高速公路1/3001/1001/1001/1001/100一级公路1/3001/1001/1001/1001/100二级公路1/1001/1001/1001/501/50三级公路1/1001/501/501/251/25四级公路1/1001/501/501/25不作规定2 地基的容许承载力已在前面的有关项目中列出，此不详述。3 桩基础是贵州最常用的桥梁基础形式。建筑桩基技术规范（JGJ94-2008）：小桩d250mm，中等直径桩d250800mm，大直径桩d800mm；L/d80称为细长桩。桩长小于6米的通常称为短桩或墩。3.1 摩擦桩及摩擦端承桩的容许承载力3.1.1 公路桥涵地基与基础设计规范：钻（挖）孔灌注摩擦桩单桩轴向受压承载力容许值Ra按下列公式计算： 式中：Ra单桩轴向受压承载力容许值（kN），桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重计入浮力）的差值作为荷载考虑。 u 桩的周长（m）。 Ap桩端截面面积（m2）。 n 土的层数。 li 承台底面或局部冲刷线以下各土层的厚度（m），扩孔部分不计。 qik 与对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值（kPa），宜采用单桩摩阻力试验确定，当无试验条件时，可按表3-1选用。 qr 桩端处土的承载力容许值（kPa）。当持力层为砂土、碎石土时，若计算值超过下列值，宜按下列值采用：粉砂1000kPa；细砂1150kPa；中砂、粗砂、砾砂1450kPa；碎石土2750kPa fa0桩端处土的承载力基本容许值（kPa）。 h 桩端的埋置深度（m）。对于有冲刷的桩基，埋深由一般冲刷线起算；对无冲刷的桩基，埋深由天然地面线或实际开挖后的地面线起算；h计算值不大于40m，当大于40m时，按40m计算。 k2 容许承载力随深度的修正系数。根据桩端处持力层土类按表3.2-2取值。 2 桩端以上各土层的加权平均重度（kN/m3）。若持力层在水位以下且不透水时，不论桩端以上土层的透水性如何，一律取饱和重度；当持力层透水时则水中部分取浮重度。 修正系数，按表3-2取值。m0清底系数，如表3-3。表3-1土 类 土 类 中密炉渣、粉煤灰4060中砂中密4560粘性土流塑IL>12030密实6080软塑0.7513050粗砂、砾砂中密6090可塑、硬塑00.755080密实90140硬塑IL 080120圆砾、角砾中密120150粉土中密3555密实150180密实5580碎石、卵石中密160220粉砂、细砂中密3555密实220400密实5570漂石、块石400600表3-2l/d4202025>25透水性土0.700.700.850.85不透水性土0.650.650.720.72 表3-3t/d0.30.10.701.0注： t、d分别为桩底沉渣厚度和桩的直径； d1.5时，t300mm；d1.5时，t500mm且0.1t/d0.3。该规范对于桩基础还有以下规定： 在同一桩基中，除特殊设计外，不宜同时采用摩擦桩和端承桩；不宜采用直径不同、材料不同和桩端深度相差过大的桩。 对于具有下列情况的大桥、特大桥，应通过荷载试验确定单桩承载力； a. 桩的入土深度远超过常用桩； b. 地质情况复杂，难以确定桩的承载力； c. 有其他特殊要求的桥梁用桩。 钻孔桩设计直径不宜小于0.8m；挖孔桩直径或最小边宽不宜小于1.2m；钢筋砼管桩直径可采用0.40.8m，管壁最小厚度不宜小于80mm。 钻（挖）孔桩、沉桩桩身砼强度不应低于C25，管桩填心砼强度不应低于C15。 摩擦桩中的钻（挖）孔桩，中距不应小于桩径的2.5倍。支承或嵌固在基岩中的钻（挖）孔桩，中距不应小于桩径的2倍。钻（挖）孔扩底灌注桩，中距不应小于1.5倍扩底直径或扩底直径加1m，取较大者。关于土的物理力学特征在新规范中没有列出，表3-4以老规范附录二资料列出供参考。表3-4土类孔隙比e天然含水量W()塑限含水量wp()容重( kN/m3)计算的粘聚力c(kPa)计算的内摩擦角()砂类土粗砂0.40.50.50.60.60.715181922232520.519.519.0000424038中砂0.40.50.50.60.60.715181922232520.519.519.0000403836细砂0.40.50.50.60.60.715181922232520.519.519.0000383632粉砂0.50.60.60.70.70.815181922232520.519.519.0532363428亚 砂 土0.40.50.50.60.60.71518192223259.421.020.019.56523028270.40.50.50.60.60.71518192223259.512.421.020.019.5753252423粘 土0.40.50.50.60.60.70.70.8151819222325262912.51421.020.019.519.02515105242322210.50.60.60.70.70.80.80.90.91.0192223252629303435401518.420.019.519.018.518.03515108522212019180.60.70.70.80.80.90.91.0232526293034354018.522.419.519.018.518.040252010201918170.70.80.80.90.91.026293034354022.526.419.018.517.56030251817160.80.90.91.13034354026.530.418.517.5653516153.1.2 建筑地基基础设计规范、建筑桩基技术规范当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时：式中： 桩身周长（m） 桩侧第层土的极限侧阻力的标准值(kPa),若无当地经验时，可按表3-5取值 li桩侧第层土层厚度（m） qpk桩端土极限端阻力标准值(kPa) ，若无当地经验时，可按表3-6取值 A0桩端面积(m2)表3-5土的名称土的状态混凝土预制桩泥浆护壁钻(冲)孔桩干作业钻孔桩填土223020282028淤泥142012181218淤泥质土223020282028黏性土流塑 IL > 1244021382138软塑0.75 < IL 1405538533853可塑 0.50 < IL 0.75557053685366硬可塑 0.25 < IL 0.50708668846682硬塑 0< IL 0.25869884968294坚硬 IL 0981059610294104红黏土0.7<aw11332123012300.5<aw0.7327430703070粉土稍密e > 0.9264624422442中密0.75 e 0.9466642624262密实e < 0.75668862826282粉细砂稍密10 < N 15244822462246中密15 < N 30486646644664密实N > 30668864866486中砂中密15 < N 30547453725372密实N > 30749572947294粗砂中密15 < N 30749574957698密实N > 30951169511698120砾砂稍密5 < N63.5 1570110509060100中密(密实)N63.5 > 15116138116130112130圆砾、角砾中密、密实N63.5 > 10160200135150135150碎石、卵石中密、密实N63.5 > 10200300140170150170全风化软质岩30 < N 501001208010080100全风化硬质岩30 < N 50140160120140120150强风化软质岩N63.5 > 10160240140200140200强风化硬质岩N63.5 > 10200300160240160260注：a. 对于尚未完成自重固结的填土和以生活垃圾为主的杂填土，不计算其侧阻力； b. aw为含水比，aw=w/wL，w为土的天然含水量，wL为土的液限； c. N为标准贯入击数；N 63.5为重型圆锥动力触探击数； d. 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩系指其母岩分别为frk15mpa、frk>30mpa的岩石。表3-6土名称桩型土的状态混凝土预制桩桩长l(m)泥浆护壁钻（冲）孔桩桩长l(m)干作业钻孔桩桩长l(m)L99<l1616<l30l>305l<1010l<1515l<3030l5l<1010l<1515l黏性土软塑0.75IL121085065014001200180013001900150250250300300450300450200400400700700950可塑0.50IL0.758501700140022001900280023003600350450450600600750750800500700800110010001600硬可塑0.25IL0.50150023002300330027003600360044008009009001000100012001200140085011001500170017001900硬塑0IL0.252500380038005500550060006000680011001200120014001400160016001800160018002200240026002800粉土中密0.75e 0.9950170014002100190027002500340030050050065065075075085080012001200140014001600密实e<0.7515002600210030002700360036004400650900750950900110011001200120017001400190016002100粉砂稍密10<N15100016001500230019002700210030003505004506006007006507505009501300160015001700中密密实N>151400220021003000300045003800550060075075090090011001100120090010001700190017001900细砂中密、密实N>152500400036005000440060005300700065085090012001200150015001800120016002000240024002700中砂400060005500700065008000750090008501050110015001500190019002100180024002800380036004400粗砂570075007500850085001000095001100015001800210024002400260026002800290036004000460046005200砾砂中实、密实N>1560009500900010500140020002000320035005000圆砾、角砾N63.5>10700010000950011500180022002200360040005500碎石、卵石N63.5>108000110001050013000200030003000400045006500全风化软质岩30<N50400060001000160012002000全风化硬质岩30<N50500080001200200014002400强风化软质岩N63.5>10600090001400220016002600强风化硬质岩N63.5>107000110001800280020003000注：a. 砂土和碎石类土中桩的极限端阻力取值，宜综合考虑土的密实度、桩端进入持力层的深径比hd/d，土愈密实，hd/d愈大，取值愈高； b. 预制桩的岩石极限端阻力指桩端支承于中、微风化基岩表面或进入强风化岩、软质岩一定深度下极限端阻力； c. 全风化、强风化软质岩和全风化、强风化硬质岩指其母岩分别为frk15MPa、frk>30MPa的岩石。根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系，确定大直径桩（d800mm），单桩竖向极限承载力标准值时，可按下式计算： 式中： 、大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，如表3-7；表3-7土类别粘性土、粉土砂土、碎石类土sip注：D 桩端直径；d 桩身直径；qsik同表3-5。 qpk桩径为800mm桩底土的极限端阻力标准值可采用深层载荷板试验确定；当不能进行深层载荷板试验时，对于干作业挖孔桩（清孔干净，D=800mm），可按表3-8取值（kPa）。表3-8土名称状 态粘性土0.25 < IL 0.750 < IL < 0.25IL 080018001800240024003000粉土0.75< e 0.9e 0.751000150015002000砂土、碎石类土密实度稍 密中 密密 实粉 砂5001000800110012002000细 砂70011001200180020002500中 砂100020002200320035005000粗 砂120022002500350040005500砾 砂140024002600400050007000圆砾、角砾160030003200500060009000卵石、碎石2000300033005000700011000注：a. 进入持力层深度hbD 取上表低值 Dhb4D 取上表中值 hb4D 取上表高值b. 砂土密实度可根据标贯击数评定；N10为松散， 1015为稍密，1530为中密，N>30为密实。c. 当桩的长径比l/d8时，qpk宜取较低值。d. 当对沉降要求不严时，qpk可取高值。单桩竖向承载力，k-安全系数，取k=2。3.1.3 贵州建筑地基基础设计规范，摩擦端承桩： 式中：Ra 桩的竖向承载力特征值qpa、qsia 桩端端阻力、桩侧阻力特征值，由当地静荷载试验结果统计分析确定 Ap 桩底端横切面面积 up 桩身周长 li 第i层岩土厚度3.1.4 重庆市建筑地基基础设计规范，单轴竖向承载力特征值Ra按下式计算： 式中：Rsa 桩侧土总摩阻力特征值 si大直径桩侧阻效应系数。桩径小于800mm时取1.00；大于800mm时，对粘性土、粉土取1.00，对砂土、碎石土类取 第i层土的摩阻力折减系数。土质地基上的非端承桩取1.0，岩石地基上的机械成孔端承桩（含嵌岩桩）：对于粘性土取0.6，对非粘性土取0.5 i 第i层土层中桩身周长 li 第i层土层中桩的长度 fsia 第i层土的摩阻力特征值。按工程地质勘察报告提供的极限摩阻力标准值乘以0.5取用。初步设计时，可按表3-9取值。当有扩大头时，其扩大头斜角部分及以上2m范围内不计桩侧土摩阻力。表3-9土类碎石(圆砾、角砾)碎石、卵石粘 性 土 IL>1.00.751.00.500.750.250.5000.250fsia (kPa)609080200101717242432323939444449土类红粘土aw粉土e0.751.00.250.75>0.90.90.7<0.7fsia 6151535112020303040土类粉细砂中砂粗砂砾砂稍密中密密实中密密实中密密实中密、密实fsia 11202030304025363645374747585867注：a. 土层中粒径为300400mm的漂石、块石，含量占4050时，fsia 可取300kPab. 砂土可根据密实度选用其大值或小值c. 圆砾、角砾、碎石土可根据密实度及填充料选用大值或小值 Rpc 桩端承载力特征值 p 桩端阻尺寸效应系数。桩端持力层为基岩的取1.0；其他情况时，桩直径小于800mm时取1.0，大于800mm时，对粘性土取；对砂土、碎石类土取，D为桩端直径 c 工作条件系数。人工挖孔桩c1.0，机械成孔灌注桩c0.8 Ap桩端横切面积 fa 桩端地基承载力特征值3.1.5 高层建筑岩土工程勘察规范（JGJ722004）：嵌岩灌注桩的岩石极限侧阻力，极限端阻力如表3-10。表3-10岩石风化程度岩石饱和单轴极限抗压强度MPa岩体完整程度岩石极限侧阻力qsir(kPa)岩石极限端阻力qpr(kPa)中等风化5 15(软岩)破碎3008003000900015 30(较软岩)较破碎8001200900018000微未风化30 60(较硬岩)较完整12002000180003600060 90(坚硬岩)完整2000280036000500003.2 端承桩及摩擦端承桩的容许承载力3.2.1 公路桥涵地基与基础设计规范：支承在基岩上或嵌入基岩的钻（挖）孔桩、沉桩的单桩轴向受压容许承载力Ra可按下式计算：式中：frk桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa）。粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当frk 小于2MPa时按摩擦桩计算（为第i层的frk值） m 岩层的层数，不包括强风化和全风化层hi桩嵌入基岩深度（m），不包括强风化层覆盖层土的侧阻力发挥系数。根据桩端frk确定如表3-11岩石桩端阻发挥系数；岩石侧阻发挥系数，根据清孔情况及岩石破碎程度确定，其取值如表3-12。表3-11frks215MPa0.81530MPa0.5>30MPa0.2 表3-12岩层情况完整、较完整0.60.05较破碎0.50.04破碎、极破碎0.40.03注：当h 0.5米时，采用上列数值0.75倍，0钻孔桩，、均降低20使用；桩端沉渣厚度t应满足以下要求：d 1.5m时，t 50mm；d1.5m时，t 100mm。以中风化层作持力层的，、均应采用0.75折减系数。3.2.2 建筑桩基技术规范：嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值 土的总极限侧阻力标准值 嵌岩段总极限阻力标准值式中：u 桩身周长(m) s覆盖层土的侧阻力发挥系数桩周第层土的极限侧阻力，无当地经验值时，可根据成桩工艺按表3-5取值 li 第 i层土厚度(m) frk岩石饱和单轴抗压强度标准值，粘土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值 桩底端横切面积(m2) t桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数，与嵌岩深径比hr /d 、岩石软硬程度和成桩工艺有关，可按表3-13采用。表3-13嵌岩深径比hr/d00.51.02.03.04.006.07.08.0极软岩、软岩0.600.800.951.181.351.481.571.631.661.70较硬岩、硬岩0.450.650.810.901.001.04-注: 表中数值适用于混浆护壁成桩，对于干作业成桩（清底干净）和混浆护壁成桩后注浆，r应去表列数值的1.2倍。 极软岩、软岩指frk15Mpa，较软岩、坚硬岩指frk30Mpa，介于二者之间的，可内插取值。 当岩面倾斜时，hr值以坡下方嵌岩深度为准；当hr/d为非表列值时，r可内插取值。3.2.3 贵州建筑地基基础设计规范，硬质岩石上的端承桩，桩的竖向承载力特征值为 式中： 桩端岩石承载力特征值 桩底端横切面面积3.2.4 重庆市建筑地基基础设计规范采用天然地基或加固地基虽然满足建筑物对地基承载力要求或变形要求，但不满足建筑物整体抗倾覆、抗滑移、抗浮要求时，可以考虑采用桩基础。稳定性验算应符合下列要求：倾覆稳定性验算：Mk/Mg 1.6滑移稳定性验算： Qk/Qh 1.3抗浮稳定性验算： Fk/Ff 1.1Mk、Qk、Fk分别为作用在基础上的抗倾覆力矩、抗滑动力矩和抗浮力；Mg、Qh、Ff分别为作用在基础上的倾覆力矩、滑动力矩和浮力当墙下条形基础嵌入中、微风化基岩，基础嵌岩深度不小于基础宽度时，地基承载力可考虑岩体对基础的嵌固作用。地基地竖向承载力特征值可按下式计算： 式中： n嵌岩深度与基础宽度之比嵌岩深度大于一倍桩径的嵌岩桩，嵌岩部分承载力特征值可按下式计算： 式中：考虑嵌固力影响后的承载力综合系数，如表3-14、3-15。表3-14 圆柱桩承载力综合系数123451.1051.2101.3151.4201.525n深径比 hr嵌岩深度 d桩径注：a. 若n不为整数时，值可按线形插值计算b. 人工挖孔桩，表中系数可提高20，机械成孔嵌岩桩，表中系数提高10表3-15 矩形桩承载力综合系数12345a/b11.1001.2001.3001.4001.5000.91.0951.1901.2851.3801.4750.81.0901.1801.2701.3601.4500.71.0851.1751.2551.3401.4250.61.0801.1601.2401.3201.4000.51.0751.1501.2251.3001.375a矩形桩截面短边尺寸 b矩桩截面长边尺寸注：a. 若n不为整数时，值可按线形插值计算b. 人工挖孔桩，表中系数可提高20位于基岩上的端承桩（含嵌岩桩）符合下列条件之一时，在设计中应考虑负摩阻力影响：a、桩穿越新近填土、欠固结土、膨胀土等；b、桩穿越较厚的软弱土层，且附近场地地面进行大面积堆载或填土时；c、由于地下水位降低使桩周土中有效应力增大，并产生显著压缩沉降时。岩基上桩的负摩阻力计算详见该规范附表J。地基承载力按下式计算： 式中：kf单桩承受的负摩阻力（kN） 结构重要性系数。详见表3-16。 Nk相应荷载效应标准组合时，桩顶轴向压力值（kN）。 Rpa桩端承载力特征值（kN）。表3-16综合等级安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件不应小于1.1安全等级为一级或设计使用年限为50年及以上的结构构件不应小于1.0安全等级为一级或设计使用年限为5年以下的结构构件不应小于0.9