第27卷 第2期四川建筑科学研究
2001年6月BU I LD I N G SC IEN CE R ESEA RCH O F S I CHUAN
27
现有规范确定岩基承载力的三种方法之评述
宋建波1, 彭盛恩2
(1. 成都理工大学环境与土木工程学院, 四川成都 610059; 2. 中国建筑西南勘察院, 四川成都 610011)
摘 要:在系统分析岩基承载力影响因素的基础上, 对现有规范确定岩基承载力的三种方法给予了评述, 并对承载力确定工作提出了几点建议。
关键词:岩基; 承载力; 影响因素
中图分类号:TU 471 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2001) 02-0027-03
1 引言
相对强度决定着岩基破坏的形态, 也决定着承载力的大小。
(3) 建筑物与岩体结构的尺寸关系:主要指建筑物宽度
岩石地基有两个显著的特点:(1) 岩基承载力明显高于土质地基; (2) 地基岩体的强度明显低于均质岩石。由于岩石能够承受较高的压力和剪力, 能承受一定的拉应力作用, 具有强度高、变形小等特点, 且在自然界中广泛存在, 因而, 它是岩土工程师首选的最优天然地基。但在漫长的地质历史长河中, 由于多期的建造和构造等内外地质营力的复杂作用, 现存于地表的岩体具有不连续、非均质和各向异性等固有特性, 且受到水、温度、应力场综合影响。岩基强度受控于岩体结构、岩石强度、场地地形、基础旁侧荷载等诸多因素, , 维艰。
, 响因素的基础上, 常规方法, 即依据岩石风化程度、原位荷载试验和岩石单轴抗压试验的确定方法给予评述, 并对工程中承载力确定工作提出几点建议。
2 岩基承载力的影响因素
与结构面间距的关系, 也是一个必须考虑的重要因素。它影响着岩基中破坏区的形状, 从而, 显著影响着岩基承载力的大小。
(4) 场地地形:对承载力的影响相当明显, 也较易理解。
。
(, 旁侧荷载限
, 从而, 使承载力显著提高。这点对岩基, 也可反映在基础埋深范围内岩体自重对承载力的影响上。
(6) 地应力:对承载力的影响表现在三方面[1]:①自重作
用下, 由泊松效应和流变作用产生的水平应力, 使岩体承受侧限围压的作用, 从而, 约束了岩基水平变形。②围压大小决定着岩体强度受结构影响的程度。当作用力与侧压力之比小于3时, 岩体强度不受结构面与作用力方向之间关系的影响; 当侧压力为作用力的1 5时, 结构面对承载力的影响甚为明显。③地应力的大小和方向对承载力的影响也不一样。若建筑物所受的作用力方向与地应力的最大主应力方向一致, 岩基承载力将降低; 若建筑物所受的作用力方向与最小主应力方向一致, 由于岩体周围的侧压力较大, 则可提高岩基承载力[1]。
(7) 基础尺寸和形状:①基础宽度的影响:一般说来, 基
岩体是由岩块和结构面组成的有机复合体, 其强度特征严格受控于岩块和结构面的强度。研究表明, 岩基因承载力不足引起的破坏形式相当复杂。若以上硬下软的近似水平的双层岩基进行研究, 上覆岩层多产生冲切、皱曲、弯曲和弹性破坏四种模式; 下伏岩层以剪切、劈裂、单轴压缩三种模式产生破坏。而下伏岩层的破坏对各向同性、均质岩基也是适用的[1～3]。可见, 作为地质体的岩基的破坏和承载力也是受到诸多因素影响和控制的。
(1) 岩体结构:主要受结构面的种类、规模、方位、间距、闭
础宽度越大, 岩基承载力越高; 但当基础的宽度达到某一数值后, 承载力不再随基础宽度的增加而增大
。②基础形状的影响:可由土力学中H ansan 根据基础形状对极限承载力的修正看出, 这点对岩基承载力同样适合。
(8) 地基变形:岩基变形是岩块、结构面弹塑性变形和岩
合度等结构参数的影响。它不仅控制着岩体的强度和变形特征, 而且控制和影响着岩基的破坏模式。在曼彻斯特、纽约的建筑规范中[3], 除根据岩石强度划分了三类岩石的承载力值外, 还以钻孔岩芯的RQD 值描述了结构面密度对岩基承载能力的影响, 即当RQD >90%, 未减少; 当RQD =50%～90%, 约减至
0125～0. 7; 当RQD
(2) 岩石强度:是影响岩基承载力的重要指标, 现有规范
块运动的综合结果。一般说来, 岩基的压缩性很小, 有的甚至认为不可压缩。但对于压缩性较高的岩体, 在评价地基承载力时, 应考虑地基变形(包括不均匀变形) 的影响。它是考虑容许变形确定岩基承载力的关键。
收稿日期:2000211210
作者简介:宋建波(1972-) , 男, 工学博士, 现为成都理工大学博士后, 主要从事工程地质和岩土工程方面的教学和研究。
应用的由单轴抗压强度确定岩基承载力的方法正是这点的反映。更重要的是, 强度不同的岩石互成层状时, 上下岩层的
28 四川建筑科学研究 第27卷
承载力设计值, 可根据室内饱和单轴抗压强度, 按下式计算:
f =Υf
rk
3 现有工程规范确定岩基承载力方法存在的若干问题
实际工程中, 尤其是场地勘察阶段, 岩基承载力的确定直接为工程设计服务。承载力确定的精确程度对工程造价、建筑物的安全都有重要影响。目前, 工程领域确定岩基承载力是以试验确定为主、经验判断为辅的, 主要有以下三种方法。
3. 1 根据岩石风化程度确定承载力的标准值
(1)
式中 f 为岩基承载力设计值(kPa ) ; f rk 为岩石饱和单轴抗
压强度的标准值(kPa ) ; Υ为折减系数, 微风化岩石取0. 20～
0. 33, 中等风化岩石取0. 17～0. 25(具体折减方法参见原规
范) 。
该规范附录九还规定, 岩石饱和单轴抗压强度标准值
f
rk
在地表或近地表的条件下, 坚硬的岩石矿物因为温度、氧气、水溶液、生物等自然条件的变化, 而在原地发生物理、化学变化, 从而形成松散堆积物的过程叫风化作用。它可表现为单纯机械破碎, 也可表现为通过化学反应而使岩体矿物分解。根据风化作用的因素和性质, 可把风化作用分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三大类型。
(GBJ 7-89) [4]推荐按岩石的《建筑地基基础设计规范》
的计算公式为
f
rk
=u fr -1. 645Ρfr (2)
式中 u fr 为岩石单轴抗压强度的平均值; Ρfr 为岩石单轴抗压强度统计的标准差。
由上可见, 用于合格人工材料的强度标准值的计算公式
(2) 不适用于变异性很大的天然岩石地基。式中的f rk 是对
岩体的力学作用机理
取决于岩体结构、岩性及应力状态, 而试验室所得到的结果显然不能反映这些因素的影响。且折减系数Υ的取值往往带有过多的人为因素, 即使对同一类型、同一条件、同一环境的地基岩体, Υ值, 有时甚至会[6]。, 尚难十分准确89。
软硬和风化程度来确定承载力的标准值(见表1) 。这种方法确定岩基承载能力的关键在于对风化程度判别的准确程度。而这是一项经验性很强的工作, 因此, 该方法只能作为辅助的判别方法。对于强风化岩石, 由于采样进行室内试验很困难, 而原位荷载试验常会因岩石受到人为扰动和浸水软化等影响试验结果, 此时, 可用该方法与原位测试手段(如圆盘荷载试验、重型动力触探等) 相结合, 标准值[1]。
表189]
风化程度
硬质岩石软质岩石
强风化500～1000200～500
～700～1200
弱风化 kPa
≥4001500～2000
是最新颁布的勘察规范。规范规定[5]:岩, 应按下式计算:
f
k
=Χf m s -(3)
式中 f m 为岩土参数的平均值; Χs 为统计修正系数, 可按式
(4) 估算。
Χs =1±
n
3. 2 根据岩石单轴抗压试验确定承载力
+
n 2
该方法确定岩基承载力的过程是在室内压力机上对勘探取得的岩石试件作无侧限破坏试验, 测出岩石的单轴抗压强度, 进而通过对若干试验指标进行统计来确定地基岩石单轴极限抗压强度的标准值。将试验标准值适当折减, 则可求得岩基承载力的设计值。由于这种方法取样简单, 室内试验效率高, 试验费用比较便宜, 取得的承载力指标通常能够满足所有二级建筑及部分荷载不大的一级建筑对承载力的要求。因此, 它是目前工业与民用建筑岩基勘察中应用最为广泛的试验方法。但采用这种方法时, 对试验指标的统计却存在较大的分歧, 并造成实际应用中的技术混乱现状。这种分歧和混乱不仅使基层勘察技术人员在同一标准面前无所适从, 更使质量监督部门缺乏统一的质量监控准则[6]。
目前, 国内涉及由岩石单轴抗压强度确定承载力的国家
(GBJ 7-89, 简称规范有《建筑地基基础设计规范》“89地基) [4]和(GB 50021-949, 简称规范”《岩土工程勘察规范》“94) [5]。勘察规范”两部规范对确定岩石地基承载力的计算公式
∆(4)
“94勘察规范”的公式虽然正确地考虑了作为地质体的岩基有别于人工材料的特点, 将样本容量n 纳入了标准值计算的变量, 在理论上较“89地基规范”有大的改进, 但工程界认为
, 该规范在实际应用中存在两个基本问题[6]:①样本容量的含义不确切; ②分项系数∆取值无处查询。因而, 未得到较广泛的推广和应用。
3. 3 根据原位荷载试验确定岩基承载力
该方法是通过刚性或柔性承压板将荷载加在岩基表面, 以测得其承载能力的一种方法。试验地点要保证以下两点, 然后按照试验规范绘制变形曲线, 并确定岩基的极限承载力和容许承载力。
(1) 受压方向与建筑物基岩实际受力方向一致, 且尽可
能清除试验范围内受扰动的岩体。
(2) 放置承压板处的岩石表面要加凿、磨平, 岩面起伏差
不超过5mm 。当岩体因破碎而达不到要求时, 应尽可能加凿、磨平或用砂浆填平。放置承压板处以外的岩体表面应大致平整, 无松动岩块和碎石。
确定岩基承载力的各方法中, 原位荷载试验最为准确可靠。它可在原位直接确定承载力、变形模量、弹性模量等参
及其理论依据都有显著差异, 都在不同程度上存在着不足和缺憾。
(1) “89地基规范”
[4]
“89地基规范”规定:对微风化及中等风化岩石地基
2001N o . 2 宋建波, 等:现有规范确定岩基承载力的三种方法之评述 数, 能取得充分发挥岩石地基承载能力、作出经济合理的地基基础设计的良好效果。但这种试验方法对设备的要求高, 试验周期长、费用比较大。因此, 目前国内勘察市场上除少数单柱荷载以数十兆牛计的一级建筑外, 其它荷载不太大的一级建筑和二级建筑勘察时均很少采用这种昂贵的试验方法。
目前, 用原位荷载试验确定岩基承载力的方法在南京、深圳和广州等地积累了较丰富的经验。一般说来, 对于中～微风化岩基, 试验受到周围环境的影响较小, 因而, 试验的结果稳定可靠, 可直接作为基础设计的依据; 对于强风化的岩基, 由于浸水后其承载力明显降低, 若试验时不能采取可靠的防水措施, 则试验结果偏差较大。因此, 设计时应考虑实际施工时的排水条件。
另外, 该方法的圆盘荷载试验, 不能完全反映地基岩体的承载性能, 这主要是因为圆盘荷载试验采用直径为58c m 的圆盘进行测试, 仍不能避免尺寸效应的影响。日本本州2四国桥梁局[7]采用2m ×2m ×3m 的混凝土块体, 对广岛某大桥桥基的风化花岗岩进行了大规模的荷载试验, 实测的岩基的变形与线性、非线性有限元模拟的结果相当吻合, 测得的极限承载力与承载力公式计算值也高度一致。此实例说明, 采用大规模现场试验才是正确确定岩基承载力的有效手段。
4 结论和建议
[6]
2
9
制。因此, 在工程实践中, 建议基于详细的地质勘察资料, 综合考虑以上因素, 在判断其可能产生破坏形式的基础上, 确定承载力的大小。
(2) 当前土木工程界依据岩石风化程度、原位荷载试验
和岩石单轴抗压试验确定承载力的三种常规方法, 很难完全反映出岩基的力学特点, 更难全方位地考虑众多影响因素, 不能准确确定实际承载力, 从而对工程的整体稳定性、技术先进性和经济合理性造成不必要的威胁和损失。
(3) 作为国家建设指导性文件, 现有规范无疑是针对整
个国家或本地实际情况提出的。但若能综合考虑岩基承载力的众多影响因素, 在判断其可能破坏模式的基础上, 辅以理论验证, 将使规范更加完善。参考文献:
[1] 宋建波. 剪切破坏模式下岩基极限承载力确定方法[D ]. 昆明
理工大学博士学位论文, 1999.
[2] Bell F G . Engineering in Rock M asses [M ]. Butter wo rth
H einem ann , O xfo rd , U . K . , 1992.
[3] W yllie D C . Foundati on on Rock [M ]. Chapm an and H all , L on 2
don , U . K . , 1992.
[4] GBJ 89, [S ]. 北京:中国建筑工业出
版社, .
] [S ]. 北京:中国建筑工业出
.
[6] 江级辉. 岩石地基承载力统计计算的若干问题[J ]. 重庆建筑大
本文针对岩体的固有特性, 素, 尽评述, :
(1) 、岩体结构、
学学报, 1997, (2) .
[7] O sam u Yo sh ida , Sh igeke Yam amo to . Study on the physical na 2
ture of rock m ass by large model in 2situ test[J]. Internati onal conference of rock m echanis m , 1995, 972100.
场地地形、基础旁侧荷载、地应力、基础形状等诸多因素控
D iscussion on m ethods determ i n i ng bear i ng capac ity i n eng i neer i ng standards
12
SON G J ian 2bo , PEN G Sheng 2en
(1. Chengdu U niv . of T ech . , Chengdu 610059, Ch ina ; 2. Southw est Invest . Inst . , Chengdu 610011, Ch ina )
Abstract :O n the basis of analyzing the facto rs influencing the bearing capacity , the au tho rs evalu 2ate th ree k inds of m ethods deter m in ing the bearing cap acity in engineering , and give som e advice . Key words :rock foundati on ; bearing cap acity ; influencing facto rs
第27卷 第2期四川建筑科学研究
2001年6月BU I LD I N G SC IEN CE R ESEA RCH O F S I CHUAN
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现有规范确定岩基承载力的三种方法之评述
宋建波1, 彭盛恩2
(1. 成都理工大学环境与土木工程学院, 四川成都 610059; 2. 中国建筑西南勘察院, 四川成都 610011)
摘 要:在系统分析岩基承载力影响因素的基础上, 对现有规范确定岩基承载力的三种方法给予了评述, 并对承载力确定工作提出了几点建议。
关键词:岩基; 承载力; 影响因素
中图分类号:TU 471 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2001) 02-0027-03
1 引言
相对强度决定着岩基破坏的形态, 也决定着承载力的大小。
(3) 建筑物与岩体结构的尺寸关系:主要指建筑物宽度
岩石地基有两个显著的特点:(1) 岩基承载力明显高于土质地基; (2) 地基岩体的强度明显低于均质岩石。由于岩石能够承受较高的压力和剪力, 能承受一定的拉应力作用, 具有强度高、变形小等特点, 且在自然界中广泛存在, 因而, 它是岩土工程师首选的最优天然地基。但在漫长的地质历史长河中, 由于多期的建造和构造等内外地质营力的复杂作用, 现存于地表的岩体具有不连续、非均质和各向异性等固有特性, 且受到水、温度、应力场综合影响。岩基强度受控于岩体结构、岩石强度、场地地形、基础旁侧荷载等诸多因素, , 维艰。
, 响因素的基础上, 常规方法, 即依据岩石风化程度、原位荷载试验和岩石单轴抗压试验的确定方法给予评述, 并对工程中承载力确定工作提出几点建议。
2 岩基承载力的影响因素
与结构面间距的关系, 也是一个必须考虑的重要因素。它影响着岩基中破坏区的形状, 从而, 显著影响着岩基承载力的大小。
(4) 场地地形:对承载力的影响相当明显, 也较易理解。
。
(, 旁侧荷载限
, 从而, 使承载力显著提高。这点对岩基, 也可反映在基础埋深范围内岩体自重对承载力的影响上。
(6) 地应力:对承载力的影响表现在三方面[1]:①自重作
用下, 由泊松效应和流变作用产生的水平应力, 使岩体承受侧限围压的作用, 从而, 约束了岩基水平变形。②围压大小决定着岩体强度受结构影响的程度。当作用力与侧压力之比小于3时, 岩体强度不受结构面与作用力方向之间关系的影响; 当侧压力为作用力的1 5时, 结构面对承载力的影响甚为明显。③地应力的大小和方向对承载力的影响也不一样。若建筑物所受的作用力方向与地应力的最大主应力方向一致, 岩基承载力将降低; 若建筑物所受的作用力方向与最小主应力方向一致, 由于岩体周围的侧压力较大, 则可提高岩基承载力[1]。
(7) 基础尺寸和形状:①基础宽度的影响:一般说来, 基
岩体是由岩块和结构面组成的有机复合体, 其强度特征严格受控于岩块和结构面的强度。研究表明, 岩基因承载力不足引起的破坏形式相当复杂。若以上硬下软的近似水平的双层岩基进行研究, 上覆岩层多产生冲切、皱曲、弯曲和弹性破坏四种模式; 下伏岩层以剪切、劈裂、单轴压缩三种模式产生破坏。而下伏岩层的破坏对各向同性、均质岩基也是适用的[1～3]。可见, 作为地质体的岩基的破坏和承载力也是受到诸多因素影响和控制的。
(1) 岩体结构:主要受结构面的种类、规模、方位、间距、闭
础宽度越大, 岩基承载力越高; 但当基础的宽度达到某一数值后, 承载力不再随基础宽度的增加而增大
。②基础形状的影响:可由土力学中H ansan 根据基础形状对极限承载力的修正看出, 这点对岩基承载力同样适合。
(8) 地基变形:岩基变形是岩块、结构面弹塑性变形和岩
合度等结构参数的影响。它不仅控制着岩体的强度和变形特征, 而且控制和影响着岩基的破坏模式。在曼彻斯特、纽约的建筑规范中[3], 除根据岩石强度划分了三类岩石的承载力值外, 还以钻孔岩芯的RQD 值描述了结构面密度对岩基承载能力的影响, 即当RQD >90%, 未减少; 当RQD =50%～90%, 约减至
0125～0. 7; 当RQD
(2) 岩石强度:是影响岩基承载力的重要指标, 现有规范
块运动的综合结果。一般说来, 岩基的压缩性很小, 有的甚至认为不可压缩。但对于压缩性较高的岩体, 在评价地基承载力时, 应考虑地基变形(包括不均匀变形) 的影响。它是考虑容许变形确定岩基承载力的关键。
收稿日期:2000211210
作者简介:宋建波(1972-) , 男, 工学博士, 现为成都理工大学博士后, 主要从事工程地质和岩土工程方面的教学和研究。
应用的由单轴抗压强度确定岩基承载力的方法正是这点的反映。更重要的是, 强度不同的岩石互成层状时, 上下岩层的
28 四川建筑科学研究 第27卷
承载力设计值, 可根据室内饱和单轴抗压强度, 按下式计算:
f =Υf
rk
3 现有工程规范确定岩基承载力方法存在的若干问题
实际工程中, 尤其是场地勘察阶段, 岩基承载力的确定直接为工程设计服务。承载力确定的精确程度对工程造价、建筑物的安全都有重要影响。目前, 工程领域确定岩基承载力是以试验确定为主、经验判断为辅的, 主要有以下三种方法。
3. 1 根据岩石风化程度确定承载力的标准值
(1)
式中 f 为岩基承载力设计值(kPa ) ; f rk 为岩石饱和单轴抗
压强度的标准值(kPa ) ; Υ为折减系数, 微风化岩石取0. 20～
0. 33, 中等风化岩石取0. 17～0. 25(具体折减方法参见原规
范) 。
该规范附录九还规定, 岩石饱和单轴抗压强度标准值
f
rk
在地表或近地表的条件下, 坚硬的岩石矿物因为温度、氧气、水溶液、生物等自然条件的变化, 而在原地发生物理、化学变化, 从而形成松散堆积物的过程叫风化作用。它可表现为单纯机械破碎, 也可表现为通过化学反应而使岩体矿物分解。根据风化作用的因素和性质, 可把风化作用分为物理风化作用、化学风化作用和生物风化作用三大类型。
(GBJ 7-89) [4]推荐按岩石的《建筑地基基础设计规范》
的计算公式为
f
rk
=u fr -1. 645Ρfr (2)
式中 u fr 为岩石单轴抗压强度的平均值; Ρfr 为岩石单轴抗压强度统计的标准差。
由上可见, 用于合格人工材料的强度标准值的计算公式
(2) 不适用于变异性很大的天然岩石地基。式中的f rk 是对
岩体的力学作用机理
取决于岩体结构、岩性及应力状态, 而试验室所得到的结果显然不能反映这些因素的影响。且折减系数Υ的取值往往带有过多的人为因素, 即使对同一类型、同一条件、同一环境的地基岩体, Υ值, 有时甚至会[6]。, 尚难十分准确89。
软硬和风化程度来确定承载力的标准值(见表1) 。这种方法确定岩基承载能力的关键在于对风化程度判别的准确程度。而这是一项经验性很强的工作, 因此, 该方法只能作为辅助的判别方法。对于强风化岩石, 由于采样进行室内试验很困难, 而原位荷载试验常会因岩石受到人为扰动和浸水软化等影响试验结果, 此时, 可用该方法与原位测试手段(如圆盘荷载试验、重型动力触探等) 相结合, 标准值[1]。
表189]
风化程度
硬质岩石软质岩石
强风化500～1000200～500
～700～1200
弱风化 kPa
≥4001500～2000
是最新颁布的勘察规范。规范规定[5]:岩, 应按下式计算:
f
k
=Χf m s -(3)
式中 f m 为岩土参数的平均值; Χs 为统计修正系数, 可按式
(4) 估算。
Χs =1±
n
3. 2 根据岩石单轴抗压试验确定承载力
+
n 2
该方法确定岩基承载力的过程是在室内压力机上对勘探取得的岩石试件作无侧限破坏试验, 测出岩石的单轴抗压强度, 进而通过对若干试验指标进行统计来确定地基岩石单轴极限抗压强度的标准值。将试验标准值适当折减, 则可求得岩基承载力的设计值。由于这种方法取样简单, 室内试验效率高, 试验费用比较便宜, 取得的承载力指标通常能够满足所有二级建筑及部分荷载不大的一级建筑对承载力的要求。因此, 它是目前工业与民用建筑岩基勘察中应用最为广泛的试验方法。但采用这种方法时, 对试验指标的统计却存在较大的分歧, 并造成实际应用中的技术混乱现状。这种分歧和混乱不仅使基层勘察技术人员在同一标准面前无所适从, 更使质量监督部门缺乏统一的质量监控准则[6]。
目前, 国内涉及由岩石单轴抗压强度确定承载力的国家
(GBJ 7-89, 简称规范有《建筑地基基础设计规范》“89地基) [4]和(GB 50021-949, 简称规范”《岩土工程勘察规范》“94) [5]。勘察规范”两部规范对确定岩石地基承载力的计算公式
∆(4)
“94勘察规范”的公式虽然正确地考虑了作为地质体的岩基有别于人工材料的特点, 将样本容量n 纳入了标准值计算的变量, 在理论上较“89地基规范”有大的改进, 但工程界认为
, 该规范在实际应用中存在两个基本问题[6]:①样本容量的含义不确切; ②分项系数∆取值无处查询。因而, 未得到较广泛的推广和应用。
3. 3 根据原位荷载试验确定岩基承载力
该方法是通过刚性或柔性承压板将荷载加在岩基表面, 以测得其承载能力的一种方法。试验地点要保证以下两点, 然后按照试验规范绘制变形曲线, 并确定岩基的极限承载力和容许承载力。
(1) 受压方向与建筑物基岩实际受力方向一致, 且尽可
能清除试验范围内受扰动的岩体。
(2) 放置承压板处的岩石表面要加凿、磨平, 岩面起伏差
不超过5mm 。当岩体因破碎而达不到要求时, 应尽可能加凿、磨平或用砂浆填平。放置承压板处以外的岩体表面应大致平整, 无松动岩块和碎石。
确定岩基承载力的各方法中, 原位荷载试验最为准确可靠。它可在原位直接确定承载力、变形模量、弹性模量等参
及其理论依据都有显著差异, 都在不同程度上存在着不足和缺憾。
(1) “89地基规范”
[4]
“89地基规范”规定:对微风化及中等风化岩石地基
2001N o . 2 宋建波, 等:现有规范确定岩基承载力的三种方法之评述 数, 能取得充分发挥岩石地基承载能力、作出经济合理的地基基础设计的良好效果。但这种试验方法对设备的要求高, 试验周期长、费用比较大。因此, 目前国内勘察市场上除少数单柱荷载以数十兆牛计的一级建筑外, 其它荷载不太大的一级建筑和二级建筑勘察时均很少采用这种昂贵的试验方法。
目前, 用原位荷载试验确定岩基承载力的方法在南京、深圳和广州等地积累了较丰富的经验。一般说来, 对于中～微风化岩基, 试验受到周围环境的影响较小, 因而, 试验的结果稳定可靠, 可直接作为基础设计的依据; 对于强风化的岩基, 由于浸水后其承载力明显降低, 若试验时不能采取可靠的防水措施, 则试验结果偏差较大。因此, 设计时应考虑实际施工时的排水条件。
另外, 该方法的圆盘荷载试验, 不能完全反映地基岩体的承载性能, 这主要是因为圆盘荷载试验采用直径为58c m 的圆盘进行测试, 仍不能避免尺寸效应的影响。日本本州2四国桥梁局[7]采用2m ×2m ×3m 的混凝土块体, 对广岛某大桥桥基的风化花岗岩进行了大规模的荷载试验, 实测的岩基的变形与线性、非线性有限元模拟的结果相当吻合, 测得的极限承载力与承载力公式计算值也高度一致。此实例说明, 采用大规模现场试验才是正确确定岩基承载力的有效手段。
4 结论和建议
[6]
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制。因此, 在工程实践中, 建议基于详细的地质勘察资料, 综合考虑以上因素, 在判断其可能产生破坏形式的基础上, 确定承载力的大小。
(2) 当前土木工程界依据岩石风化程度、原位荷载试验
和岩石单轴抗压试验确定承载力的三种常规方法, 很难完全反映出岩基的力学特点, 更难全方位地考虑众多影响因素, 不能准确确定实际承载力, 从而对工程的整体稳定性、技术先进性和经济合理性造成不必要的威胁和损失。
(3) 作为国家建设指导性文件, 现有规范无疑是针对整
个国家或本地实际情况提出的。但若能综合考虑岩基承载力的众多影响因素, 在判断其可能破坏模式的基础上, 辅以理论验证, 将使规范更加完善。参考文献:
[1] 宋建波. 剪切破坏模式下岩基极限承载力确定方法[D ]. 昆明
理工大学博士学位论文, 1999.
[2] Bell F G . Engineering in Rock M asses [M ]. Butter wo rth
H einem ann , O xfo rd , U . K . , 1992.
[3] W yllie D C . Foundati on on Rock [M ]. Chapm an and H all , L on 2
don , U . K . , 1992.
[4] GBJ 89, [S ]. 北京:中国建筑工业出
版社, .
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.
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本文针对岩体的固有特性, 素, 尽评述, :
(1) 、岩体结构、
学学报, 1997, (2) .
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场地地形、基础旁侧荷载、地应力、基础形状等诸多因素控
D iscussion on m ethods determ i n i ng bear i ng capac ity i n eng i neer i ng standards
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SON G J ian 2bo , PEN G Sheng 2en
(1. Chengdu U niv . of T ech . , Chengdu 610059, Ch ina ; 2. Southw est Invest . Inst . , Chengdu 610011, Ch ina )
Abstract :O n the basis of analyzing the facto rs influencing the bearing capacity , the au tho rs evalu 2ate th ree k inds of m ethods deter m in ing the bearing cap acity in engineering , and give som e advice . Key words :rock foundati on ; bearing cap acity ; influencing facto rs