地基土抗剪强度指标Cφ值的确定及地基钎探方案.docx
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地基土抗剪强度指标Cφ值的确定及地基钎探方案
地基土抗剪强度指标C、φ值的确定
1.抗剪强度的物理意义及基本理论
土在外力作用下在剪切面单位面积上所能承受的最大剪应力称为土的抗剪强度。
土的抗剪强度是由颗粒间的内摩察力以及由胶结物和水膜的分子引力所产生粘聚力共同组成。
在法向应力不大时，抗剪强度与法向应力的关系近似为一条直线，这就是抗剪强度的库仑定律。
S=c+σtanφ
2.抗剪强度的试验方法
2.1室内剪切试验
包括直接剪切试验和三轴剪切试验，主要适用于粘性土和粉土，砂土可按要求的密度制备土样。
2.2除土工试验以外其他确定抗剪强度C、Φ值的方法
2.2.1根据原位测试数据确定抗剪强度C、Φ值的经验方法
（1）动力触探
沈阳地区《建筑地基基础技术规范》（DB21-907-96）资料（深度范围不大于15m）
砂土、碎石土内摩察角标准值Φk
重型动力触探N63.5
（修正后）
内摩察角标准值Φk（度）
卵石
圆砾、砾砂
中、粗砂
粉、细砂
2
34.5
31.5
28.5
21.0
4
35.5
32.5
29.5
23.0
6
36.4
33.4
30.4
25.0
8
37.5
34.4
31.4
27.0
10
38.4
35.4
32.4
29.0
12
39.4
36.4
33.4
30.0
14
40.0
37.4
34.4
31.0
16
41.3
38.3
35.3
32.0
18
42.3
39.3
36.3
33.0
20
43.3
40.3
37.3
34.0
25
45.7
42.7
39.7
—
30
48.2
45.2
42.2
—
（2）标准贯入试验
国外砂土N与Φ的关系经验关系式主要有Dunhan、大崎、Peck、Meyerhof等研究的经验公式，见《工程地质手册》（第四版）P193。
经试算（详见国外砂土标贯击数N与内摩察角Φ的关系（按公式计算））采用Φ值进行承载力特征值fak计算时，对于粉、细砂采用Φ=（12N）0.5+15，对于中、粗、砾砂采用Φ=0.3N+27计算出的数值实际能较为吻合（N为经杆长修正后的标贯击数）。
根据计算成果，N与Φ的对应关系见下表：
N与内摩察角Φ（度）的经验关系表
土类
N
4
6
8
10
12
15
20
25
30
40
50
粉、细砂
21.9
23.5
24.8
26.0
27.0
28.4
30.5
32.3
34.0
36.9
39.5
中、粗砾砂
28.2
28.8
29.4
30.0
30.6
31.5
33.0
34.5
36.0
39.0
42.0
（3）静力触探试验
《工程地质手册》（第四版）P210，砂土的内摩察角可根据静力触探参照下表取值。
砂土的内摩察角Φ
Ps（MPa）
1
2
3
4
5
11
15
30
Φ（度）
29
31
32
33
34
36
37
39
2.4.2根据现场剪切试验确定抗剪强度C、Φ值
该方法成本较高，一般很少采用，主要用于场地稳定性评价，见《工程地质手册》（第四版）P234。
粗粒混合土的抗剪强度C、Φ值通过现场剪切试验确定。
3.岩土体抗剪强度指标的经验数据
3.1土的抗剪强度指标经验数据
（1）砂土的内摩察角与矿物成分和粒径的关系
矿物成分
具有下列粒径（mm）时的内摩察角φ（°）
2~1
1~0.5
0.5~0.25
0.25~0.1
0.06~0.01
云母
28
26
17.5
19
27
长石
39
17
棱角石英
66
56
46
27
15
浑圆石英
61
27
28
18.5
（2）不同成因粘性土的力学性质指标
土类
承载力
（kPa）
压缩模量（MPa）
粘聚力
（kPa）
内摩察角
（°）
下蜀系（老）粘性土
300~800
＞15
40~100
22~30
一般粘性土
100~450
4~15
10~50
15~22
新近沉积粘性土
80~140
2~7.5
10~20
7~15
淤泥或淤泥质土
30~110
1~6
5~15
4~10
云贵红粘土
100~320
5~16
30~80
5~10
3.2岩石的抗剪强度指标经验数据
岩石名称
地质年代
饱和抗压强度
（MPa）
摩察系数
f
粘聚力c
（kPa）
花岗岩
燕山期
160
0.70
31
角闪花岗岩
白垩纪
106.5
0.57
花岗闪长岩
三叠纪
116.1
0.64
5
辉绿岩
170
0.45
云母石英片岩
前震旦纪
113
0.55
28
千枚岩
前震旦纪
8.9
0.78
25
大理岩
前震旦纪
63.7
0.60
51
石英砾岩
泥盆纪
126.2
0.69
10
石英砂岩
震旦纪
165.8
0.49
54
白云质泥灰岩
奥陶纪
87.2
0.67
5
薄层灰岩
奥陶纪
106.3
0.75
22
鲕状灰岩
奥陶纪
87.8
0.70
23
泥灰岩
石炭纪
128.3
0.60
21
石英砂岩
寒武纪
68.1
0.54
13
砂岩
寒武纪
108.9
0.82
2
中粒砂岩
寒武纪
39.9
0.75
3
砂质页岩
侏罗纪
104.4
0.69
0.39
页岩
侏罗纪
43.8
0.70
47
3.3岩石结构面的抗剪强度指标经验数据
（1）岩体结构面的抗剪强度指标宜根据现场原位试验确定。
试验应符合现行国家标准《工程岩体试验方法标准》GB/T50266的规定。
当无条件进行试验时，对于二、三级边坡工程可按下表和反算分析等方法综合确定。
结构面类型
结构面结合强度
内摩察角φ（°）
粘聚力c（kPa）
硬性结构面
1
结合好
＞35
＞0.13
2
结合一般
35～27
0.13～0.09
3
结合差
27～18
0.09～0.05
软弱结构面
4
结合很差
18～12
0.05～0.02
5
结合极差（泥化层）
根据地区经验确定
注：
a无经验时取表中的低值；b极软岩、软岩取表中较低值；c岩体结构面连通性差取表中的高值；d岩体结构面浸水时取表中较低值；e临时性边坡可取表中高值；f表中数值已考虑结构面的时间效应。
（2）岩体结构面的结合程度可按下表确定。
结合好
张开度小于1mm，胶结良好，无充填；
张开度1~3mm，硅质或铁质胶结
结合一般
张开度1~3mm，钙质胶结；
张开度大于3mm，表面粗糙，钙质胶结
结合差
张开度1~3mm，表面平直，无胶结；
张开度大于3mm，岩屑充填或岩屑夹泥质充填
结合很差、结合极差（泥化层）
表面平直光滑、无胶结；
泥质充填或泥质夹岩屑充填，充填物厚度大于起伏差；
分布连续的泥化夹层；
未胶结的或强风化的小型断层破碎带
（3）边坡岩体性能指标标准值可按地区经验确定。
对于破坏后果严重的一级边坡应通过试验确定。
（4）岩体内摩擦角可由岩块内摩擦角标准值按岩体裂隙发育程度乘以下表所列的折减系数确定。
边坡岩体特征
内摩察角的折减系数
边坡岩体特征
内摩察角的折减系数
裂隙不发育
0.90～0.95
裂隙发育
0.80～0.85
裂隙较发育
0.85～0.90
碎裂结构
0.75～0.80
（5）边坡岩体等效内摩擦角按当地经验确定。
当无经验时，可按下表取值。
边坡岩体类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
等效内摩察角φ（°）
≥70
70～60
60～50
50～35
注：
a边坡高度较大时宜取低值，反之取高值；坚硬岩、较硬岩、较软岩和完整性好的岩体取高值，软岩、极软岩和完整性差的岩体取低值；b临时性边坡取表中高值；c表中数值已考虑时间效应和工作条件等因素。
（6）土质边坡按水土合算原则计算时，地下水位以下的土宜采用土的自重固结不排水抗剪强度指标；按水土分算原则计算时，地下水位以下的土宜采用土的有效抗剪强度指标。
地下室地基钎探
专
项
施
工
方
案
2015年09月13日
地基钎探专项施工方案
一、编制依据
1.1、成都市成华区双桥子（1宗）新建商品住宅、商品用房、绿化工程及附属设施项目（二标段）基础平面图。
1.2、本工程地质勘探由四川省川建勘察设计院负责并出据工程编号：
2015-003的详细勘察<<岩土工程勘察报告>>。
1.3、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013。
1.4、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002。
1.5、《基土钎探工艺标准》GY103-1996。
二、工程概况
2.1、工程基本情况
序号
项目
内容
1
工程名称
成都市成华区双桥子（1宗）新建商品住宅、商品用房、绿化工程及附属设施项目
2
工程地址
双桂路与双成二路交汇处
3
建设单位
华润置地（成都）发展有限公司
4
设计单位
成都基准方中建筑设计有限公司
5
监理单位
四川精正建设管理咨询有限公司
7
勘察单位
四川省川建勘察设计院
8
施工单位
新八建设集团有限公司
2.2、工程概况
本工程的主楼（6、7、13#楼）范围采用筏板基础，筏板厚度2.3m、2.3m、2m，以处理的复合地基为持力层，其承载力特征值不小于640kPa、640kPa、560KPa，商业及地下室采用筏板（400mm）及柱下独立基础，筏板独立基础以松散卵石层作为地基持力层（图中注明除外）,其承载力特征值不小于200kPa。
2.3、地形地貌
2.3.1、地形
拟建场地地貌单元属岷江水系Ⅱ级阶地。
场地内有大量建筑垃圾、砖瓦、混凝土块及废弃建筑物基础分布，北侧有两段围墙尚未拆除。
勘察期间测得场地勘探点孔口地面标高498.49m～500.61m，高差2.12m，地形较平坦。
2.3.2、地层构成
根据本次勘察资料，场地上覆第四系人工填土（Q4ml），其下由第四系上更新统河流冲洪积（Q3al+pl）成因的粉质粘土、砂、卵石组成，下伏白垩系上统灌口组泥岩（K2g）。
地层从上至下描述如下：
2.3.1第四系全新统人工填土（Q4ml）
（1）杂填土：
褐灰、褐黄色等；松散；干燥～稍湿；由混凝土块、砖瓦、卵石、炭渣等建筑垃圾组成，含少量粘性土，系新近填土，堆积时间1～5年。
该层场地内均有分布，层厚0.60m～3.10m。
（2）素填土：
褐黄、褐灰色；松散～稍密；稍湿；以粘性土为主，含少量杂质及植物根系，堆填时间在5～8年。
该层场地内均有分布，厚0.40m～2.50m。
2.3.2第四系上更新统河流冲洪积层（Q3al+pl）
（3）粉质粘土：
黄褐色，硬塑～坚硬。
含较多铁锰质氧化物，夹有少许青灰色、灰白色高岭土条带。
该层在场地内均有分布，层厚2.10m～7.00m。
（4）粉土：
黄褐色；稍密～密实；湿～很湿。
含铁锰质、氧化铁和少许云母碎片。
该层在场地内卵石层顶部普遍分布，厚度变化较大，层厚0.50m～2.90m。
（5）细砂：
褐灰、褐黄色，湿，松散；以长石、石英颗粒为主，含少量云母粉和暗色矿物，局部混有少量卵石及圆砾。
呈层状分布于卵石层顶板上，在局部地段呈粉土薄层状。
层厚0.40m～3.50m。
（6）中砂：
褐灰、褐黄色，湿～饱和，稍密；以长石、石英为主，含少量粘性土。
呈透镜状分布于卵石层中，层厚0.40m～3.00m。
（7）卵石：
褐黄、黄灰色等，湿～饱和。
主要以花岗岩、砂岩及石英岩等组成，强～微风化，一般粒径2～10cm，大者可达20cm以上，隙间充填砂、圆砾等；卵石层顶板埋深6.40m～11.30m，标高487.12m～492.85m。
据N120动探试验，卵石层密实度可分为松散、稍密、中密及密实四个亚层：
①松散卵石：
褐黄色、褐灰色；排列十分混乱，绝大部份不接触；卵石含量50～55%；层厚0.50m～3.20m；
②稍密卵石：
褐黄、黄灰色；排列混乱，大部分不接触；卵石含量55～60%；层厚0.50m～4.70m；
③中密卵石：
褐黄、黄灰色；呈交错排列，大部分接触；卵石含量60～70%；层厚0.50m～4.10m；
④密实卵石：
褐黄、黄灰色；呈交错排列，连续接触；卵石含量70～85%；层厚0.60m～7.20m。
2.3.3白垩系上统灌口组（K2g）
（8）泥岩：
紫红、砖红色，强～中风化，泥质胶结，泥质结构，中～厚层状构造，以粘土矿物为主，岩层倾角近于水平。
泥岩顶板埋深一般13.30m～17.00m，标高482.69m～486.22m，高差3.70m。
根据泥岩风化程度及力学特征划分为强风化泥岩和中风化泥岩：
①强风化泥岩：
风化裂隙较发育，组织结构大部分破坏，岩块浸水迅速软化、崩解，岩芯呈块状或碎石状，强风化厚度为1.50m～5.80m，变化较大。
②中风化泥岩：
岩芯多呈短柱状或柱状，组织结构部分破坏，风化裂隙较发育。
勘察深度范围内未发现空洞、破碎带及软弱夹层等；本次钻探深度未揭穿。
地层分布情况详见附录2《工程地质剖面图》及附录3《钻孔柱状图》。
2.3.4、地下水及降水设计
场地地下水类型属第四系孔隙潜水类型，砂、卵石层为主要含水层，补给来源主要为大气降水，水位变化受季节影响，年变化幅度在1.0m左右。
勘察期间处于枯水期末，由于受邻近场地施工降水影响，实际量测钻孔稳定水位10.80m～13.10m，稳定水位标高485.89m～488.31m。
根据成都地区水文地质资料结合本工程场地地下水埋藏条件，该场地年最高潜水位标高在494.50m左右，该区域卵石层渗透系数K=18m/d左右。
场地环境类别为Ⅱ类，强透水层。
建议本工程地下室抗浮设计水位按494.50m考虑。
三、施工准备
3.1、材料及主要机具
钎杆：
10磅重锤、Ø202.10M长度钢钎（或钢筋），其他：
麻绳或铅丝、梯子（凳子）、手推车、和钢卷尺等。
3.2、作业条件
3.2.1、基土已挖至基坑（槽）底设计标高，表面应平整，轴线及坑（槽）宽、长均符合设计图纸要求。
3.2.2、根据设计图纸绘制钎探孔平面布置图。
3.2.3、夜间施工时，应有足够的照明设施，并要合理地安排钎探顺序，防止错打或漏打。
3.2.4、钎杆上预先划好30cm横线。
3.2.5、经过处理的地基（复合地基）不需要钎探，复合地基出具承载力实验报告。
3.3、作业条件
⑴、基土已挖至设计基槽底标高，表面应平整，轴线及坑宽、长均符合设计图纸要求。
⑵、根据设计图纸绘制钎探孔位平面布置图（详见附件一）。
⑶、要求钎探前，将所有轴线及基础的定位尺寸线放出，放出后再进行钎孔布置放线。
⑷、对于筏板基础基坑要求全部钎探，独立柱基坑钎五点，其它无基础部位无需钎探。
⑸、钎探孔位平面布置图放线并撒白灰点。
⑹、钎杆自下而上每隔100mm做一刻痕。
⑺、钎探孔的排列方式采用梅花型排列方式，间距2.00m，孔深1.8m。
（参见地基质量验收规范表A.2.4确定）
⑻、夜间施工时，应有足够的照明设施，并要合理地安排打钎顺序，防止错打或漏打。
⑼、钎探点布置到位后，相关栋号负责人或工长、质量检查人员验收合格；报监理单位现场查验后，即可进行钎探作业。
四、操作工艺
4.1、工艺流程
4.2、按钎探孔位置
钎探孔位平面布置图分区放线，用白灰放出分区控制线，孔位要撒上白灰点，并在孔位上盖砖，砖上应按钎探点布置要求编号。
4.3、就位打钎
将触探杆尖对准孔位，再把穿心锤套在钎杆上，扶正钎杆，拉起穿心锤，使其自由下落，锤落距500mm，把钎杆垂直打入土层中。
4.4、记录锤击数
钎杆每步打入土层100~300mm，每孔分六步打入土层，打钎记录人员在《地基钎探记录》详附件二中认真记录每步击打的锤数。
钎探深度为1.8m（参见地基质量验收规范表A.2.4确定）。
4.8、整理记录
按孔顺序编号，将锤击数填入统一表格内，字迹清楚，经过监理单位、施工单位工程技术负责人、质量检查人员、打钎人员签字后归档。
钎探中若有异常情况，要填写在备注栏内。
归档钎探记录表必须使用黑色签字笔填写，不可有改动迹象。
五、质量标准
5.1、保证项目
钎探深度必须符合规定要求，锤击数记录准确，不得作假钎。
5.2、允许偏差项目
孔位要准确，钎孔不得遗漏。
六、成品保护
钎探完毕后，应做好标记，保护好钎杆，未经质量检查人员、有关工长复验及有关部门验收。
七、应注意的事项
⑴、雨、冬期施工：
基土受雨后，不得进行钎探。
⑵、为防止钎孔的位置、打钎的力度、钎孔的深度产生错乱，要求打钎人员应尽量保持稳定，轻易不要临时抽点人员或频繁换人。
⑶、打钎工作进行前，一定要对打钎人员进行交底，提出打钎质量和生产安全的具体要求。
⑷、如打钎进行不下去时，应请示有关工长，适当移位打钎，不得不打钎而任意填写锤击数。
⑸、记录和平面布置图的整理：
1、钎探孔位平面布置图上，遇有特殊地质情况，注明过硬或过软孔号的位置，把枯井或坟墓等尺寸画上，以便勘察设计人员或有关部门验槽时分析处理。
2、在记录表上用有色铅笔或符号将不同（锤击数）的孔位分开。
⑹、严格按照钎探孔位平面布置图的布孔位置打钎，所增加的钎孔应及时将钎孔标识在钎探孔位平面布置图纸上。
⑺、将钎探点平面布置图上的钎孔与记录表上的钎孔先行对照，发现错误及时修补或补打。
八、安全文明施工
⑴、认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，进入施工现场必须遵守施工现场安全管理制度，佩戴安全帽，严禁吸烟，提高职业健康安全意识。
⑵、操作人员要专心施工，扶锤人员与扶钎杆人员要密切配合，以防出现意外事故。
⑶、施工过程中操作人员上下基槽使用专用马道，不得随意攀爬边坡。
附件一：
钎点平面布置图（尺寸以基础平面布置图为准）
附件二：
地基钎探记录
编号
T0605
工程名称
钎探日期
年月日
套锤重
自由落距
钎径
顺序号
各步锤击数
cm
0～10
cm
10～20
cm
20～30
cm
30～40
cm
40～50
cm
50～60
cm
60～70
cm
70～80
cm
80～90
备注
施工单位结论
专业工长（施工员）
记录人
项目专业质检员:
项目专业技术负责人
监理（建设）单位意见
专业监理工程师:
建设单位专业技术负责人
升级会员 