巖石抗壓強(qiáng)度與地基承載力換算.doc

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巖石抗壓強(qiáng)度與地基承載力換算 （樁基與擴(kuò)大基礎(chǔ)） 隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)的進(jìn)程，我省高速公路也在日新月異的發(fā)展中，在我省高山丘嶺的特殊環(huán)境下，橋梁工程在高速公路中也占據(jù)主要的領(lǐng)域。 在橋梁工程的建設(shè)施工中，橋梁基礎(chǔ)是十分關(guān)鍵的部位，在設(shè)計(jì)和施工中都有相應(yīng)的嚴(yán)格要求，在設(shè)計(jì)圖紙中對(duì)地基承載力也有嚴(yán)格的控制，但有時(shí)施工中的特殊因數(shù)（比如：樁基孔深、涌水量大，試驗(yàn)人員無(wú)法到達(dá)孔底檢測(cè)，試驗(yàn)儀器在孔底無(wú)法操作等），就對(duì)孔底的地基承載力無(wú)法進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)。 此時(shí)，就可以從開(kāi)挖到設(shè)計(jì)嵌巖深度時(shí)開(kāi)挖出來(lái)的巖石作單軸極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，以換算地基承載力,從而得到相應(yīng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)。 在作單軸極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)之前，必須把開(kāi)挖出來(lái)的巖石切割成直徑為7~10cm，高度與直徑相同的立方體試件，再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，取其一組六個(gè)試件的平均值為該巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度的代表值（Ra）。 在已知巖石的單軸極限抗壓強(qiáng)度后，還必須了解施工中的幾個(gè)重要參數(shù)和設(shè)計(jì)圖紙中的幾個(gè)指標(biāo)，然后進(jìn)行換算： [P]=（C1A+C2Uh）Ra 式中： [P]— 單樁軸向受壓容許承載力（KPa） Ra— 天然濕度的巖石抗壓強(qiáng)度值（KPa） h— 為樁嵌巖深度（m），不包括風(fēng)化層 U— 樁嵌入基巖部分橫截面周長(zhǎng)（m） 對(duì)于鉆孔樁和管柱按設(shè)計(jì)直徑采用 A—樁底橫截面面積（m2）， 對(duì)于鉆孔樁和管柱按設(shè)計(jì)直徑采用 C1，C2根據(jù)清孔情況，巖石的破碎程度等因素而定的系數(shù) 條件 C1 C2 良好的 0.6 0.05 一般的 0.5 0.04 較差的 0.4 0.03 在貴州省崇溪河至遵義的高速公路上K70+310段，是一座320米裝配式預(yù)應(yīng)力砼空心板橋,下部構(gòu)造采用雙墩柱，基礎(chǔ)為直徑1.2米樁基，樁基設(shè)計(jì)要求嵌巖深度不低于3米，地基承載力要求≥3.5MPa，在開(kāi)挖終孔時(shí)嵌巖深度實(shí)測(cè)值為3.3米，巖石破碎程度一般，取其終孔時(shí)開(kāi)挖出的巖石，切割成777(cm)試件6個(gè)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)得天然濕度下的抗壓強(qiáng)度平均值為36.6MPa，對(duì)該樁基地基承載力換算為： [P]=（C1A+C2Uh）Ra =((0.51.13)+(0.043.773.3)) 36600 =38911(KPa) =38.9(MPa) 經(jīng)換算該孔樁樁基地基承載力為38.9MPa，大于設(shè)計(jì)值。 橋臺(tái)設(shè)計(jì)為重力式U型橋臺(tái)，基礎(chǔ)為擴(kuò)大基礎(chǔ)，地基承載力要求≥2.5MPa,對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ)地基承載力的換算，也要開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高取其具代表性巖石做抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，并且還要計(jì)算出相關(guān)的參數(shù)： ?a=ψr. ?rk 式中: ?a—巖石地基承載力特征值(KPa) ?rk—巖石飽和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(KPa) ψr—拆減系數(shù)根據(jù)巖體完整程度以及結(jié)構(gòu)面的間距、寬度、產(chǎn)狀和組合，由地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)，完整巖體取0.5，對(duì)較完整巖體可取0.2~0.5，破碎巖體可取0.1~0.2； ?rk=ψ.μ 式中： ?rk—巖石飽和時(shí)抗壓強(qiáng)度平均值 ψ—統(tǒng)計(jì)修正系數(shù) ψ=1-().δ 式中： ψ—為修正系數(shù) n—試樣個(gè)數(shù) δ—變異系數(shù) δ=s/μ 式中： s—標(biāo)準(zhǔn)差 μ—試驗(yàn)平均值 μ= s= 在基礎(chǔ)開(kāi)挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，取基底具代表性巖樣，巖樣試驗(yàn)中，試件尺寸為φ50mm100mm,經(jīng)過(guò)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)并得其結(jié)果分別為46.2MPa、43.8MPa 44.8MPa、 45.6MPa、 44.6MPa 計(jì)算: μ==44.75 s==1.031 δ=s/μ=0.023 ψ=1-().δ=0.981 ?rk=ψ.μ=43.9 ?amax=43.90.5=22.0 ?amix=43.90.2=8.80 ?a=(22.0+8.80)/2=15.4 根據(jù)換算求出擴(kuò)大基礎(chǔ)地基承載力15.4MPa大于設(shè)計(jì)值，由此可以得出該橋的樁基礎(chǔ)和橋臺(tái)擴(kuò)大基礎(chǔ)均能滿足設(shè)計(jì)要求。此時(shí)對(duì)基底持力層進(jìn)行釬探檢測(cè)，檢測(cè)基底下4m深度范圍內(nèi)均無(wú)空洞、破碎帶、軟弱夾層等不良地質(zhì)情況,則證明該橋地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。