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岩石地基承载力特征值的确定

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岩石地基承载力特征值的确定

摘要：近些年来，西部地区基建工程飞速发展，降低工程造价是项目建设过程中的重点，在勘察过程中确定岩石地基承载力特征值是其中重要一环。岩土工程勘察过程中确定岩石地基承载力的方法有多种，诸如工程地质类比法、室内试验法、载荷试验法等，如何运用这些方法确定岩石地基承载力特征值成为项目节约基础工程造价的关键。

关键词：岩土工程勘察；岩石地基承载力特征值；确定方法

引言

岩石地基承载力特征值是岩土工程勘察报告的核心参数，其建议取值更是岩土工程勘察工作的关键，其值大小将影响项目基础工程造价的高低。如何通过已有的勘察方法，科学合理地提供岩石地基承载力特征值是岩土工程勘察一个重要课题。

1.工程概况

贵阳市某项目，位于观山湖区，南接观山湖区林城东路中段，西邻省博物馆，东临联通大厦。拟建工程总建筑面积为 51000㎡，总投资额约7.5亿元，其中贵州省图书馆异地建设项目建筑面积为36000平方米，贵阳市少儿图书馆建筑面积15000平方米。拟建物采用框架结构，层数为-1+4F～-3+7F,设计±0.000为1299.00m，最大柱荷载为22000KN/柱。

2.工程地质条件

2.1自然气候

按照贵州省工程建设地方标准《贵州省建筑气象标准》，该场地冬春两季为半干旱亚热带北方气候，夏季为湿润气候，年平均气温15.3℃，1月平均气温4.9℃，7月平均气温24.0℃，极端最高39.5℃，最低-7.8℃，年平均降水量1174.7mm，年平均风速2.2米/秒，全年以北东风为主，年平均相对湿度77%，自然地理气候良好。

2.2地形地貌

拟建场地位于贵阳观山湖区野鸭乡养马村，南临林城东路，勘察场区地形地貌为溶蚀—侵蚀低中山地貌，场地由北至南逐渐降低，南侧道路标高1285.90～1283.30m，高差约2.50m；场地原为农耕用地，本次勘察前部分已经过平场，场地地面高程1279.00～1313.00m，高差34m。

2.3地质构造

场区处于扬子准地台，地质构造较复杂。根据调查，场区内未发现规模较大的区域性活断层。拟建场地下伏基岩节理裂隙发育，为三叠系中统花溪组（T2h）泥质白云岩，呈单斜状产出，基岩产状100°∠15°；根据现场开挖揭露及周边露头，场地岩层层面平直光滑，见岩屑夹泥充填，结合状况分离，结合程度差；场地内岩体节理、裂隙发育，存在两组正交节理J1和J2，J1产状为30°∠85°，J2产状为120°∠85°，岩屑夹泥充填，结合状况分离，结合程度差。局部地段发育溶洞、溶蚀裂隙、溶沟、溶槽等岩溶形态，性能影响较大。岩体总体呈较破碎，层状结构，场地内无区域活断层通过。

2.4场地岩土体构成

场地岩土体构成自上而下依次为：素填土、红粘土、强风化泥质白云岩、中风化泥质白云岩。

1）素填土（Q4ml）：杂色，由红粘土、碎石构成，碎石成份主要为泥质白云岩、泥岩，含量约30%，为近期场平时抛填，填筑时间约1个月，未完成自重固结，建筑性能差，分布不连续，厚0.20～6.60m，平均厚度1.05m。

2）红粘土（Q4el+dl）：残、坡积成因，棕红、褐黄色，呈硬塑至可塑状，偶见裂隙，小于1条/m，呈致密状结构，含铁锰质结核、也有残余风化岩屑，分布不连续，厚度0.30～9.00m，平均厚度2.84m。 3）强风化泥质白云岩（T2h）：灰黄色，岩体保持原始产状，但被风化淋滤，严重软化，胶结力很弱，易钻进，风化强烈，节理裂隙发育，岩芯采取率约为0-30%，岩体质量RQD指标为0%。分布于基岩浅部，厚0.50～17.80，平均厚度3.65m。根据声波测试报告及《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009版）附录A表A.0.1和表A.0.2，强风化单元其完整系数平均值为0.29，岩体基本质量等级Ⅴ级。

4) 中风化泥质白云岩（T2h）：浅灰色，岩体节理裂隙较发育，少量砂状，岩芯采取率30％～60％，RQD值一般仅为10%～40%，根据声波测试报告中风化岩体纵波波速值及岩块纵波波速值计算其完整系数平均值为0.45，岩体较破碎。岩石单轴抗压指标在14.6～23.2MPa之间，标准值为17.675MPa，岩石坚硬程度为较软岩，岩体基本质量级别为Ⅳ类 。

3.岩石地基承载力特征值的确定方法

1)工程地质类比法

分析岩土工程地质条件、周边环境条件，利用相似性原理确定岩石地基承载力特征值。

搜集相邻场地勘察资料《贵州省博物馆新馆岩土工程勘察报告》，根据已有经验确定拟建场地承载力特征值fa=2100kPa

2）室内试验法

2.1饱和单轴抗压强度试验

在钻探过程中取其岩样20件进行饱和单轴抗压强度试验，参考饱和单轴抗压强度及结果确定岩石饱和单轴抗压强度标准值frk，过程如下。

ψ=1-(1.704/√n+4.678/n2)=0.949

frk=ψ*frm=0.949*18.63=17.675MPa 根据钻孔超声波测试报告，岩体完整程度为较破碎，取中风化泥质白云岩取其折减系数φr=0.15，采用《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）公式5.2.6计算，过程如下。

fa=φr* frk=0.15*17.675MPa=2652kPa

2.2岩块点荷载试验

取其岩块60块，进行岩块点荷载试验，经过换算得到RC=22.82*I0.75s(50),计算出frm=22.917MPa

根据钻孔超声波测试报告，岩体完整程度为较破碎，取中风化泥质白云岩取其折减系数φr=0.15，采用《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）公式5.2.6计算，过程如下。

fa=φr* frk=0.15*22.917MPa=3290kPa

3）岩基静载荷试验

在场地内选择3个点具有代表性试验点作岩基载荷试验，该试验点为中风化泥质白云岩，根据试验成果及P～S曲线图，分析岩石地基静载试验的成果见静载试验成果表，由岩基载荷试验得出的地基承载力特征值为fa=3600kPa。

岩基静载荷试验成果表 表2.3

岩性 试点编号 试验终止荷载（kPa） 极限荷载（kPa） 承载力特征值（kPa） 地基承载力特征值（kPa）

中风化JZ-1 12000 10800 3600 3600 泥质白云岩 JZ-2 13200 12000 4000

JZ-3 13200 12000 4000

说明：1、各试点试验至最后一级荷载时，沉降量读数不断变化，压力无法向上施加而终止加荷。

2、以各点终止加载前一级荷载为极限荷载，除以3的安全系数作为各测点岩基承载力特征值。

通过上述四种方法，得到中风化泥质白云岩地基承载力特征值四个数值，综合现场实际情况、岩体实际结构特征、节理裂隙发育情况、受构造、风化、破碎和溶蚀程度等影响因素后综合确定中风化泥质白云岩地基承载力特征值建议取值为fa=3000kPa。

4.结语

通过以上方法，综合得到岩石地基承载力特征值fa=3000kPa，比相邻建筑物（贵州省博物馆新馆）的岩石地基承载力特征值fa=2100kPa提高了约43%，由此带来的经济效益无可比拟。不但节约了项目基础工程造价，并且该项目已运行1年多，工程安全性可靠。

参考文献

[1]李世柏,关国杰.地基承载力确定方法与岩土参数问题探讨[J].电力勘测设计,2020(08):75-80. [2]康朝勇.基于复杂地质条件的岩石地基承载力特征值fa确定[J].山西建筑,2018,44(14):73-74.

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深层地基土承载力特征值如何确定-天津勘察设计协会

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附件：

岩土工程勘察专业有关技术问题的

解释说明之三

一、岩土工程勘察等级划分

1、岩土工程勘察项目规模等级划分执行《工程勘察资质标准》；对市政工程尚应执行《市政工程勘察规范》。

2、《高层建筑岩土工程勘察标准》中特级勘察等级的划分，执行与否均可，但符合特级勘察等级的项目工作量布置应满足该标准。

3、将液化等级为中等-严重的场地判定为一级场地（复杂场地）的规定暂不执行。

二、勘察工作量的布置

勘察工作量的布置原则上执行《天津市岩土工程勘察规范》DB/T29－247的规定。同时强调或统一以下内容。

（一）勘探孔的布置

1、采取土试样和进行原位测试的勘探孔数量不应少于勘探孔总数的1/2，钻探取土试样孔的数量不应少于勘探孔总数的1/3。

2、控制性勘探孔

a）5-7层民用建筑物，采用浅基础时，必须布置控制性勘探孔，用于变形计算。

b）8层及以上属于高层建筑，无论采用浅基础、桩基础，均应布置控制性勘探孔。 2 c）按《建筑地基基础设计规范》需进行变形验算的其他建（构）筑物，应布置控制性勘探孔。

d）“主楼与裙楼和外扩地下室一同考虑”仅指孔位布置，孔深应视需要确定，主楼需进行沉降计算时，裙房也应布置控制性勘探孔。

e）控制性勘探孔比例不应少于勘探孔总数的1/3 ，且控制性勘探孔应布置为取土试样孔。

3、每一工程地质单元用于液化判别的标贯孔数量应不少于3个且不少于布置标贯孔总数的1/3；处于存在液化土层的古河道上的建筑群，每栋建筑应有1个孔进行液化土的判别。

4、剪切波速孔的数量问题

a）对单幢建筑（包括抗震设防甲类建筑，抗震设防乙类建筑，层数超过10层或高度超过24m的抗震设防丙类、丁类多层建筑），剪切波速孔数量不应少于2个。

b）对小区中处于同一地质单元内的密集建筑群，剪切波速孔数量可适当减少，但每幢高层建筑和大跨空间结构的波速孔数量不得少于1个。

c）当位于同一个地质单元的密集建筑群相邻建筑的勘探孔可相互借用时，借用点所布置的波速孔亦可相互借用。

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一、案例分析题（每题的四个备选答案中只有一个符合题意）

1．在某地层中进行钻孔压水试验，钻孔直径为0.10m，试验段长度为5.0m，位于地下水位以下，测得该地层的P～Q曲线如图所示，试计算该地层的渗透系数与下列哪项接近？（注：1m水柱压力为9.8kPa）（ ）

题1图

A．0.052m/d

B．0.069m/d

C．0.073m/d

D．0.086m/d

答案：D

解析：根据《工程地质手册》（第五版）第1246页。

q＝Q3/（L·P3）＝25/（5.0×1.0）＝5Lu＜10Lu，满足。

地下水位位于试验段以下，且压水试验P～Q曲线为B（紊流）型，用第一阶段压力和流量计算：

H1＝P1/10＝300/9.8＝30.6m，Q1＝12.5L/min＝12.5×10－3×1440＝18m3/d

2．某边坡高度为55m，坡面倾角为65°，倾向为NE59°，测得岩体的纵波波速为3500m/s，相应岩块的纵波波速为5000m/s，岩石的饱和单轴抗压强度Rc＝45MPa，岩层结构面的倾角为69°，倾向为NE75°，边坡结构面类型与延伸性修正系数为0.7，地下水影响系数为0.5，按《工程岩体分级标准》（GB/T

50218—2014）用计算岩体基本质量指标确定该边坡岩体的质量等级为下列哪项？（ ）

A．Ⅴ

B．Ⅳ

C．Ⅲ

D．Ⅱ

答案：B

解析：根据《工程岩体分级标准》（GB/T 50218—2014）第4.2节、5.2节。

①完整性指数

Kv＝（vpm/vpr）2＝（3500/5000）2＝0.49

②基本质量指标BQ计算

Rc＝45MPa＜90Kv＋30＝90×0.49＋30＝74.1MPa，取Rc＝45MPa

Kv＝0.49＜0.04Rc＋0.4＝0.04×45＋0.4＝2.2，取Kv＝0.49

BQ＝100＋3Rc＋250Kv＝100＋3×45＋250×0.49＝357.5 ③BQ修正及岩体质量等级确定

各类地基承载力特征值

各类地基承载力特征值

各类地基承载力特征值

地基承载力特征值是指地基在特定条件下所能承受的最大荷载，它是设计和施工过程中必须考虑的重要参数。不同类型的地基具有不同的承载力特征值，下面将对各类地基的承载力特征值进行详细介绍。

一、岩石地基

岩石地基是指在一定深度范围内存在着坚硬的岩石层，并且这些岩石层具有足够的强度和稳定性来支撑建筑物。由于岩石本身就具有较高的强度和刚度，因此其承载力特征值比其他类型的地基要高得多。

1. 岩石单轴抗压强度

岩石单轴抗压强度是指在单轴压缩试验中，岩石样品在垂直于加载方向上所能承受的最大应力。该参数通常用来评估岩石地基的强度和稳定性。

2. 岩石剪切强度

岩石剪切强度是指在剪切试验中，岩石样品在垂直于加载方向上所能承受的最大剪切应力。该参数通常用来评估岩石地基的稳定性和变形特性。

3. 岩石压缩弹性模量

岩石压缩弹性模量是指在压缩试验中，岩石样品在垂直于加载方向上所产生的应变与其所受应力之比。该参数通常用来评估岩石地基的变形特性和刚度。

二、粉土地基

粉土地基是指由细颗粒的黏土和粉末状的细颗粒物质组成的土层，其承载力特征值相对较低，因此需要采取一定的加固措施。

1. 粉土极限承载力

粉土极限承载力是指在不发生塑性变形时，单位面积上所能承受的最大荷载。该参数通常用来评估粉土地基的强度和稳定性。

2. 粉土剪切强度

粉土剪切强度是指在剪切试验中，单位面积上所能承受的最大剪切应力。该参数通常用来评估粉土地基的稳定性和变形特性。

3. 粘聚力

粘聚力是指在不发生塑性变形时，单位面积上所能承受的剪切应力。该参数通常用来评估粉土地基的强度和稳定性。

三、砂土地基

砂土地基是指由颗粒较大的石英砂和细颗粒物质组成的土层，其承载力特征值相对较高，但也需要采取一定的加固措施。

1. 砂土极限承载力

砂土极限承载力是指在不发生塑性变形时，单位面积上所能承受的最大荷载。该参数通常用来评估砂土地基的强度和稳定性。

地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系

地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系

在工程地质领域中，地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系是一个极为重要且复杂的课题。地基承载力特征值是指地基基层承载能力的一个评价指标，而岩石抗压强度则是岩石抗压破坏的最大抗压强度。它们之间的关系不仅涉及到地基工程的安全和稳定性，同时也对地质灾害防治和工程设计具有重要的指导意义。

我们来看地基承载力特征值与岩石抗压强度的直接关系。地基承载力特征值是指在一定面积的范围内，地基基层所能承受的最大承载能力。而岩石抗压强度是指岩石材料在抗压作用下的最大承载能力。显然，地基承载力特征值与岩石抗压强度之间是存在一定关系的，在一定程度上它们会相互影响。当地基基层中含有高抗压强度的岩石材料时，地基承载力特征值会相应增加，因为岩石材料的高抗压强度可以提高地基基层的承载能力。

然而，地基承载力特征值与岩石抗压强度之间的关系并不是简单的线性关系，它还受到许多其他因素的影响。地基的实际承载能力除了取决于岩石抗压强度外，还和地层的厚度、地下水位、地下水的渗透性、地基土的工作状态等因素有着密切的联系。要全面准确地评价地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系，我们需要综合考虑各种因素的影响。

对于地基工程设计来说，深入理解地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系对于保障工程的安全与稳定性至关重要。只有科学合理评估地基承载力特征值和岩石抗压强度之间的关系，才能避免地基沉降过大、结构失稳等问题的发生，保障工程的长期安全运行。

地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系是一个复杂而又重要的课题，它不仅关乎地基工程的安全与稳定性，同时也对地质灾害防治和工程设计具有重要的指导意义。在日常工作中，我们应该注重岩石抗压强度的测试与评价，并结合地质勘察资料进行综合分析，以期更科学地评估地基承载力特征值和岩石抗压强度之间的关系，从而为工程设计和施工提供可靠的依据。

希望通过这篇文章的阐述，你对地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系有了更加深刻的理解。相信在今后的工作中，你会更加注重地基工程的安全与稳定性，科学合理地评估地基承载力特征值和岩石抗压强度之间的关系，为工程建设保驾护航。地基承载力特征值与岩石抗压强度的关系是地质工程中一个非常重要的课题。在地质勘察和工程设计中，地基承载力特征值和岩石抗压强度的准确评估对于工程安全和稳定性至关重要。我们需要进一步深入分析这一关系，以便更好地指导地基工程设计和施工。