2013修改第7章岩石地基工程
第7章 岩石地基工程
第7章岩石地基工程§7.1 概述所谓岩石地基，是指建筑物以岩体作为持力层的地基。
人们通常认为在土质地基上修建建筑物比在岩石地基上更具有挑战性，这是因为在大多数情况下，岩石相对于土体来说要坚硬很多，具有很高的强度以抵抗建筑物的荷载。
例如，完整的中等强度岩石的承载力就足以承受来自于摩天大楼或大型桥梁产生的荷载。
因此，国内外基础工程的关注重点一般都在土质地基上，对于岩石地基工程的研究相对来说就少得多，而且工程师们都倾向认为岩石地基上的基础不会存在沉降与失稳的问题。
然而，工程师们在实际工程中面对的岩石在大多数情况下都不是完整的岩块，而是具有各种不良地质结构面，包括各种断层、节理、裂隙及其填充物的复合体，称之为岩体。
同时岩体还可能包含有洞穴或经历过不同程度的风化作用，甚至非常破碎。
所有这些缺陷都有可能使表面上看起来有足够强度的岩石地基发生破坏，并导致灾难性的后果。
由此，我们可以总结出岩石地基工程的两大特征：第一，相对于土质地基，岩石地基可以承担大得多的外荷载；第二，岩石中各种缺陷的存在可能导致岩体强度远远小于完整岩块的强度。
岩体强度的变化范围很大，从小于5MPa到大于200MPa 都有。
当岩石强度较高时，一个基底面积很小的扩展基础就有可能满足承载力的要求。
然而，当岩石中包含有一条强度很低且方位较为特殊的裂隙时，地基就有可能发生滑动破坏，这生动地反映了岩石地基工程的两大特征。
由于岩石具有比土体更高的抗压、抗拉和抗剪强度，因此相对于土质地基，可以在岩石地基上修建更多类型的结构物，比如会产生倾斜荷载的大坝和拱桥，需要提供抗拔力的悬索桥，以及同时具有抗压和抗拉性能的嵌岩桩基础。
为了保证建筑物或构筑物的正常使用，对于支撑整个建筑荷载的岩石地基，设计中需要考虑以下三个方面的内容：(1)基岩体需要有足够的承载能力，以保证在上部建筑物荷载作用下不产生碎裂或蠕变破坏；(2)在外荷载作用下，由岩石的弹性应变和软弱夹层的非弹性压缩产生的岩石地基沉降值应该满足建筑物安全与正常使用的要求；(3)确保由交错结构面形成的岩石块体在外荷载作用下不会发生滑动破坏，这种情况通常发生在高陡岩石边坡上的基础工程中。
水利水电工程单元工程施工质量验收评定标准
——地基处理与基础工程
2013年6月27日
1
本标准的主要内容
一、章节设置情况
第1章——第3章为共性内容，土建标准总体上相同，对不同点 做简单介绍。 第4章：灌浆工程——岩石地基帷幕灌浆、岩石地基固结灌浆、 覆盖层地基灌浆、隧洞回填灌浆、钢衬接触灌浆、劈裂灌浆 第5章：地基防渗墙工程——混凝土防渗墙、高压喷射灌浆防 渗、水泥土搅拌防渗墙、振动沉模（切槽）防渗墙 第6章：地基排水工程——排水孔排水、管（槽）网排水、褥 垫排水 第7章：地基加固工程——振冲法地基加固、 强夯法地基加固、 钻孔灌注桩地基加固 第8章：锚喷支护和预应力锚索加固工程
2.0.2 工序 按施工的先后顺序将单元工程划分成的若干个具体 施工过程或施工步骤。对单元工程质量影响较大的 工序成为主要工序。
2.0.3 主控项目 对单元工程的功能起决定作用或对安全、卫生、 环境保护有重大影响的检验项目。 2.0.4 一般项目 除主控项目外的检验项目。
3.1.1 单元工程划分应符合下列要求： 1 分部工程开工前应由建设单位或监理单位组织 设计、施工等单位，根据本标准要求，共同划分单 元工程。 2 建设单位应根据工程性质和部位确定重要隐蔽 单元工程和关键部位单元工程。 3 单位工程划分结果应书面报送质量监督机构备 案。 3.1.2 根据施工过程质量控制的需要，单元工程以 及单元工程中的孔（桩、槽），分为划分工序和不 划分工序两种，其施工质量评定应按照本标准相关 章节规定执行。
二、第3章部分内容
第3.1.2条，地基与基础处理单元工程施工质量验收评定相 对比较复杂，涵盖的工程情况较多，按照“过程控制”原 则，不同类型的工程，施工工序差别较大，总体分以下几 种情况进行： 一是一个单元工程中包含一定数量的单孔（桩、槽）， 如帷幕灌浆、排水孔、钻孔灌注桩、振冲碎石桩等，应先 进行单孔（桩、槽）的施工质量评定。而有的单孔（桩、 槽）施工包含几个重要工序，钻孔灌注桩，必须先进行工 序评定，有的单孔（桩、槽）施工工序不易划分，如振冲 碎石桩，则按检验项目直接进行单孔（桩、槽）评定。然 后根据单元工程中单孔质量的合格率评定单元工程，这是 地基工程中所特有的一个验收评定内容。
7 岩石地基工程
岩石力学
第七章：岩石地基工程Rock Foundation Engineering
均布荷载作用下的地基中应力分布。
部分的荷载，其应力水平将远远高于下层岩体。
成层岩石地基：
、可压缩介质的
、上部岩层加权
、对全部由压缩
层组成的折减；、数值方法计算。
0.1-0.2
0.2-0.5
0.5
<0.15
0.35-0.150.55-0.350.75-0.55>0.75完整性指数
极破碎破碎
较破碎
较完整
完整完整程度等级r
ϕ
处于双向应力作用下，而区处于单向应力作用下。
由此可以得到地基的容许承载力为：
7.3.7 双层岩石地基承载力
冲切破坏：当H/B较小且下层岩石压缩性较大时可能发生；可采用下层软弱岩体注浆得到方法。
折断破坏：H/B较小且下层为岩
体具有明显的塑性性质；
弯曲破坏：H/B较大且下层岩体
压缩性大。
后两种破坏验算主要考虑上层岩石的抗拉强度。
) cosα。
9.岩石地基工程
g = 1＋
E (1 − v 2 )k n S
（ 9.4 ）
v ⎞ 1 ⎤ ⎛ ⎛ E ⎞ ⎡ 2(1＋v) h= ⎜ ＋ ⎟ ⎟ ⎢ ⎥＋2⎜ g－ 2 ks S ⎦ ⎝ 1－v ⎠ ⎝ 1－v ⎠ ⎣ E
（ FL-3 ）； S 为不连续面的平均间距。
（ 9.5 ）
在 上 式 中 ， E 和 v 分 别 为 岩 石 本 身 的 弹 性 模 量 和 泊 松 比 ； kn 和 ks 为 不 连 续 面 的 法 向 刚 度 和 切 向 刚 度 应用方程式（ 9.3 ）至式（ 9.5 ），可计算任意倾斜于层面方向的线荷载作用下的等辐射应力线。 值得注意的是，在所有关于等辐射应力轨迹线的方程式中，除了确定轨迹线的哪些部分是位于地面 内的这一问题之外，地表面的倾斜度并不影响答案。图 9.6 和图 9.7 分别是用模型试验结果和式 （ 9.3 ）～（ 9.5 ）得出计算结果。 该计算所考虑的节理性质是：节理的闭合在大小上等于岩石的压缩，即 E ／ (1 － v2 ) ＝ kn S ；而沿 节理面的滑移是岩石在平行于节理方向的剪切位移的 5.63 倍，即 E ／ [2(1 － v 2 )] ＝ 5.63 kn S 。采用 v ＝ 0.25 ，可得 g ＝ 2 和 h ＝ 4.45 。用模型研究求得的等主应力线和用方程式（ 9.3 ）算得的等主应力线在 形状上的一致，表明位于成层的、片状的或有规则节理的岩石之上的基脚所引起的地基应力是能够
图 9.2
岩石上基脚的破坏模式
(a) 、 (b) 和 (c) 由于基脚下开裂扩展和压碎引起的破坏发展过程； (d) 由于岩石空隙的坍陷引起的冲压破坏； (e) 剪切破坏
9.2
岩石地基应力
当岩基呈弹性状态时，基脚附近的位移和应力可以用弹性理论进行计算；或应用数值模拟技术， 例如有限单元法。 下面利用弹性理论研究岩石地基的应力，考虑一个线荷载（单位长度上的力），垂直作用在均 质、弹性、各向同性的半无限体的表面上，如图 9.3a 所示。所描述的问题是一个平面应变问题，它 意味着荷载 P 在垂直于纸面的方向是无限延伸的。由 P 产生的主应力都位于通过 P 的作用点的各条 线上（亦即在介质内由极坐标 r 和 θ定位的点子上），如图 9.3 所示。沿任一半径方向（ θ为常数）作 用的正应力都是一个主应力，并且等于
完整版)《建筑地基基础设计规范》
完整版)《建筑地基基础设计规范》上的建筑物，应按变形控制设计原则，满足使用功能要求。
第5章“地基基础设计的计算方法”之强制性条文：第5.2.1条：地基基础设计中，应根据地基土和岩石的性质和特点，选择合适的承载力计算方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
第6章“地基基础设计的变形计算”之强制性条文：第6.2.1条：地基基础设计中，应根据地基土和岩石的变形特点，选择合适的变形计算方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
第7章“地基基础设计的稳定性计算”之强制性条文：第7.2.1条：地基基础设计中，应根据地基土和岩石的稳定性特点，选择合适的稳定性计算方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
第8章“地基基础设计的施工及验收”之强制性条文：第8.2.1条：地基基础施工前，应进行地基土和岩石的勘察和试验，确定地基的性质和特点，制定合理的施工方案和验收标准。
第9章“地基基础设计的监测与检测”之强制性条文：第9.2.1条：地基基础施工后，应进行地基的监测和检测，及时发现和解决地基问题，确保建筑物的安全和稳定。
第10章“特殊地基基础设计”之强制性条文：第10.2.1条：特殊地基基础设计中，应根据地基的特殊性质和特点，选择合适的设计方法和参数，确保设计的合理性和安全性。
新规范于2002年4月1日开始实施，取代了原规范（GBJ7-89）。
新规范共有27条强制性条文，分别分配在第3章至第10章中。
新规范明确了地基基础设计中承载力极限状态和正常使用极限状态的使用范围和计算方法，并强调按变形控制设计的原则，满足建筑物使用功能的要求。
同时，对岩石分类和地基土的冻胀分类进行了细化，并增加了有限压缩层地基变形和回弹变形计算方法、岩石边坡支护设计方法、复合地基设计方法、基坑工程设计方法、地基基础检测与监测内容。
取消了壳体基础设计的规定。
新规范第1.0.2条明确规定了地基基础设计必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则，精心设计。
第7章 岩石地基工程
第7章岩石地基工程 (243)§7.1 概述 (243)§7.2 岩石地基的变形和沉降 (244)7.2.1 岩石地基中的应力分布 (244)7.2.2 岩石地基的沉降 (248)§7.3 岩石地基的承载力 (254)7.3.1 规范方法 (254)7.3.2 破碎岩体的地基承载力 (255)7.3.3 具有埋深的基础 (256)7.3.4 承载力系数 (257)7.3.5 边坡岩石地基 (258)7.3.6 缓倾结构面岩石地基的承载力 (259)7.3.7 双层岩石地基承载力 (260)7.3.8 岩溶地基承载力 (262)§7.4 岩石地基的稳定性 (264)7.４.1 岩基的抗滑稳定 (264)7.4.2 岩基的加固措施 (266)习题 (266)第7章岩石地基工程§7.1 概述所谓岩石地基，是指建筑物以岩体作为持力层的地基。
人们通常认为在土质地基上修建建筑物比在岩石地基上更具有挑战性，这是因为在大多数情况下，岩石相对于土体来说要坚硬很多，具有很高的强度以抵抗建筑物的荷载。
例如，完整的中等强度岩石的承载力就足以承受来自于摩天大楼或大型桥梁产生的荷载。
因此，国内外基础工程的关注重点一般都在土质地基上，对于岩石地基工程的研究相对来说就少得多，而且工程师们都倾向认为岩石地基上的基础不会存在沉降与失稳的问题。
然而，工程师们在实际工程中面对的岩石在大多数情况下都不是完整的岩块，而是具有各种不良地质结构面，包括各种断层、节理、裂隙及其填充物的复合体，称之为岩体。
同时岩体还可能包含有洞穴或经历过不同程度的风化作用，甚至非常破碎。
所有这些缺陷都有可能使表面上看起来有足够强度的岩石地基发生破坏，并导致灾难性的后果。
由此，我们可以总结出岩石地基工程的两大特征：第一，相对于土质地基，岩石地基可以承担大得多的外荷载；第二，岩石中各种缺陷的存在可能导致岩体强度远远小于完整岩块的强度。
建筑工程岩石地基处理方案
建筑工程岩石地基处理方案一、前言岩石地基是指土壤质地中含有大量岩石碎石的地基。
在建筑工程中，岩石地基处理是非常重要的一环，直接关系到建筑的稳固性和安全性。
岩石地基处理方案需要全面考虑地质条件、土壤特性、工程用途等多方面因素，才能确定合适的处理方法。
本文将就建筑工程中岩石地基处理的相关问题进行分析和探讨，介绍岩石地基的特点及处理方案的制定，旨在为相关工程提供指导和参考。
二、岩石地基的特点1. 岩石地基的构成岩石地基由岩石、砾石、砂土等组成，具有高强度、不易变形的特点。
同时，岩石地基中的岩石和砾石对于建筑工程承载能力有着相当大的影响。
2. 岩石地基的地质条件岩石地基地质条件复杂，其地质构造、地层形成、断裂构造、岩溶地质等都会对地基工程产生重要影响。
因此，岩石地基的地质条件需要通过详细的勘察和分析来评估。
3. 岩石地基的处理难度由于岩石地基的坚硬程度，处理难度相对较大。
同时，岩石地基中的裂缝、空洞、砂砾仍然会对地基的承载能力和安全性造成影响。
以上是岩石地基的主要特点，这些特点直接影响到岩石地基的处理方案的确定。
三、岩石地基处理方案的制定1. 岩石地基勘察和分析在进行岩石地基处理方案的制定过程中，首先需要进行岩石地基的勘察和分析。
勘察需要了解地下水位、地层构造、岩石类型、裂缝分布、地基处理情况等信息。
根据岩石地基的具体情况，制定相应的处理方案。
2. 岩石地基处理方法根据岩石地基的特点，处理方法主要包括挖台基、打桩、锚固等。
挖台基是将地基表层的岩石和砂土挖掉，然后进行夯实、加固，以保证地基的平整度和承载能力。
打桩是通过钻孔、注浆、锤击等方式将桩基打入岩石中，以强化地基的承载能力。
锚固是利用钢筋或钢丝绳等材料，将其固定在岩石内，以提高地基的稳定性和承载能力。
3. 岩石地基处理材料在进行岩石地基处理时，需要选用适当的处理材料，包括胶凝材料、填充材料和加固材料等。
这些材料需要具有优良的抗压强度、耐水性、耐腐蚀性等性能，以保证地基的稳定性和安全性。
岩体力学-第7讲-岩石地基工程
岩基处理方法
• (1) 采用挖、掏、填（回填混凝土）的处理岩
基内断层、软弱带或局部破碎带； • (2) 采用固结灌浆以加强岩体的整体性，可使 基岩整体弹性模量提高1~2倍，可控制基岩变 形，并提高岩基强度（承载力）； • (3)增加基础开挖深度或采用锚杆与插筋等方法 提高岩体的力学强度。
岩溶地基处治措施
• 详细的工程勘察
• • • • 梁板跨越 换填 强夯 桩基础
主要内容
岩石地基工程概述
岩基变形与沉降
岩基承载力确定
岩基稳定性分析
岩石地基加固
岩基抗滑稳定
• 坝基失稳的三种情况 • 第一种：岩基中的岩体强度远远大于坝 体混凝土强度，同时岩体坚固完整且无 显著的软弱结构面。这时大坝的失稳多 半是沿坝体与岩基接触处产生，这种破 坏形式称为表层滑动破坏。石地基加固
为什么要讨论岩基应力？
• 一是将地基中的应力水平与岩体强度比
较，以判断是否已经发生破坏；
• 二是利用地基中的应力水平计算地基的
沉降值。
集中荷载作用下均质各向同性岩石地基
3 5
z
3P z 2 R P 2 P 2
3P 2 z
2
1 [1 ( ) ] 2 2
《建筑地基基础规范》方法
f a r f rk
• f a ——岩石地基承载力特征值（kPa）；
• f rk ——岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa）；
• r ——折减系数，根据岩体完整程度以及结构
面的间距、宽度、产状和组合，由地区经验确
定。无经验时，对完整岩体可取0.5；对较完整 岩体可取0.2~0.5；对破碎岩体可取0.1~0.2。
《地基基础规范1~4章)(2013)
第二章
术语和符号
2.1.4 重力密度(重度) gravity density unit weight 单位体积岩土所承受的重力，为岩土的密度 与重力加速度的乘积。
2.1.5 岩体结构面 rock discontinuity structural plane 岩体内开裂的和易开裂的面。如层面、节理、 断层、片理等。又称不连续构造面。
6. 增加当地基中下卧岩面为单向倾斜，岩面坡度大于10%，
基底下的土层厚度大于1.5m的土岩组合地基设计原则； 7. 增加岩石地基设计内容； 8. 增加岩溶地区场地根据岩溶发育程度进行地基基础设计的 原则；
主要修订
9. 增加复合地基变形计算方法；
10. 增加扩展基础最小配筋率不应小于0.15%的设计要求； 11. 增加当扩展基础底面短边尺寸小于或等于柱宽加2倍基础 有效高度的斜截面受剪承载力计算要求； 12. 对桩基沉降计算方法，经统计分析，调整了沉降经验系数；
建筑地基基础设计规范 1、什么是标准、规范、规程？
2、区别标准、规范、规程中的不同情况
对重复性事物和概念 所做的统一规定，它 各部委授权主管机构 要严格遵守的条文 是以科学技术和实践 各部委授权主管机构 制定的针对勘察、规 经验的综合成果为基 制定的对具体技术要 划、设计、施工中的 应该遵守的条文 础，作为共同遵守的 求、实施程序和方法 技术要求和方法所做 准则和依据。 所做的系列规定 —— 允许这样做的条文 的系列规定 ——具有 涉及的范围较单一、 范围广、通用性强的 3、地基和基础设计的重要性特点。 较具体、专用性强。
地基基础设计等级
设计 等级
表3.0.1
建筑和地基类型
重要的工业与民用建筑物 30 层以上的高层建筑 体型复杂，层数相差超过10 层的高低层连成一体建筑物 大面积的多层地下建筑物（如地下车库、商场、运动场等） 对地基变形有特殊要求的建筑物 甲级 复杂地质条件下的坡上建筑物（包括高边坡） 对原有工程影响较大的新建建筑物 场地和地基条件复杂的一般建筑物 位于复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程 开挖深度大于15m 的基坑工程 周边环境条件复杂、环境保护要求高的基坑工程
岩石地基处理技术规范
岩石地基处理技术规范地基处理对于建筑工程的稳定性和安全性至关重要。
特别是在面对岩石地基时，需要采取特定的技术规范来处理。
本文将介绍岩石地基处理的一些关键技术规范，并探讨其在建筑工程中的重要性。
一、岩石地基处理技术规范的背景和意义1. 背景岩石地基是一种坚固，具有较高承载能力的地基类型。
然而，即使在岩石地基上，地基处理仍然是必要的。
因为岩石地基中存在着裂隙、节理和不均匀的构造，这些因素会对地基的整体稳定性产生影响。
2. 意义岩石地基处理技术规范的制定和遵守，可确保建筑工程在岩石地基上的安全性和稳定性。
规范化的处理方法可以减少地震、滑坡和其他地质灾害对建筑物的影响。
此外，岩石地基处理技术规范还有助于优化地基施工过程，提高施工效率和质量。
二、岩石地基处理技术规范的内容和要求1. 剖面调查与分析在开展岩石地基处理之前，必须进行详细的剖面调查与分析。
这包括对岩石地层、岩土性质和裂隙结构等进行综合评估。
通过对地质构造的研究，可以确定相应的处理方法和工艺。
2. 岩石地基处理方法针对不同的岩石地基情况，采取合适的处理方法是至关重要的。
（1）地质抢注和预处理：在选择适当施工方法之前，需要进行地质勘探和抢注，并对岩石地基进行预处理，以减少地质灾害的发生。
（2）爆破与钻孔：岩石地基处理中常用的方法是通过爆破或钻孔来破坏岩层，以形成均匀的地基。
（3）高压注浆：高压注浆可以填充岩石地基的裂隙，提高地基的整体稳定性和承载能力。
3. 施工质量监督与验收岩石地基处理施工过程中，必须进行严格的质量监督与验收。
监督包括岩石地基处理的施工过程、材料选择和施工质量的检查。
验收包括对施工结果的综合评估和验收报告的编制。
三、岩石地基处理技术规范的重要性1. 提高工程安全性岩石地基处理技术规范的遵守可以提高工程的稳定性和安全性。
通过预处理和合理的施工方法，可以减少岩石地基引起的意外事故和灾害风险。
2. 保证工程质量遵循岩石地基处理技术规范，可以确保工程施工质量。
表1.3岩石地基开挖单元工程施工质量验收评定表
岩石地基开挖单元工程施工质量验收评定表
单位工程名称
单元工程量
分部工程名称
施工单位
单元工程名称、部位
施工日期
年月日~年月日
项次
工序名称、编号
工序质量验收评定等级
主要工序
1
岩石地基开挖工序（编号）
一般工序
1
，其中优良工序占%，且主要工序达到等级。
注2：本表所填“单元工程量”不作为施工单位工程量结算计量的依据。
单元质量等级评定为：
（签字，加盖公章）年月日
监理单位复核意见
经抽查并查验相关检验报告和检验资料，各工序施工质量全部合格，其中优良工序占%，且主要工序达到等级。
单元工程质量等级评定为：
（签字，加盖公章）年月日
注1：对重要隐蔽单元工程和关键部位单元工程的施工质量验收评定应有设计、建设等单位的代表签字，具体要求应满足SL 176的规定。
工程中非岩石和岩石地基处理技术
工程中非岩石和岩石地基处理技术下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, suchas educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!工程中非岩石和岩石地基处理技术在工程施工中，地基处理是至关重要的一环。
7.第七章岩石地基工程_岩石力学
第7章 岩石地基工程 加拿大特朗斯康谷仓
原因： 地基事先未进行调查，据邻 近结构物基槽开挖试验结果， 计算地基承载力应用到此谷 仓。1952年经勘察试验与计 算，地基实际承载力远小于 谷仓破坏时发生的基底压力。 因此， 谷仓地基因超载发生强度破 坏而滑动。 处理： 事后在下面做了七十多个支撑于基岩上的混凝土墩，使用 388个50t千斤顶以及支撑系统，才把仓体逐渐纠正过来， 但其位置比原来降低了４米。
水泥土墙
Mar , 2007
Faculty of Civil Engineering, Chongqing University
6
第7章 岩石地基工程
灌注桩排桩
Mar , 2007
Faculty of Civil Engineering, Chongqing University
7
第7章 岩石地基工程
把
代入可得
ur
1 1 ,w 2G r 2G z
2 c
2 1 2 2 r 2 , , z 2 , zr rz r r r z rz
如果 c 0 ，可以得出应力分量的表达式：
在一个问题中，如果位移势函数存在，要求
岩石地基上的基础类型
(a)墙下无大放脚基础
(b)预制柱的岩石杯口
(c)锚杆基础
(d)嵌岩桩基础
Mar , 2007
Faculty of Civil Engineering, Chongqing University
3
第7章 岩石地基工程
基坑支护方案选择的依据
基坑开挖深度； 工程地质与水文地质； 基坑等级（邻近环境）； 土方开挖方法； 地下水处理； 支护工程造价
地质学基础第七章岩体
19/49
流变性:
指在恒定条件下，应力或变形随时间而变化的特性。 蠕变(creep):
在一定应力下,变形随时间 持续增长。 松弛(relaxation):
在变形保持一定时,应力随 时间逐渐减小。
图 7—8 不同应力条件下岩体的蠕变曲线
20/49
强度特性
最主要是抗剪强度
m
cm
图 7—12 岩体抗剪强度包络线 1－结构面强度线；2－岩块强度线；3－岩体强度包络线变化范围
36/49
当结构面走向与边坡走向成直交时，稳定坡角最大，可 达90°；当结构面走向与边坡走向平行时，稳定坡角最 小，即等于结构面的倾角。
图 7—23 结构面走向与边坡走向成直交
图 7—24 结构面走向与边坡走向平行
37/49
2. 力学讨论
滑动面上岩体的内摩擦角
滑动面上岩体的粘聚力
K F Ntg cL G costg cL
结构分析图解法——赤平极射投影
图 7—15 赤平极射投影原理
图 7—16
图 7—17
32/49
表 7—12
图 7—18 吴尔夫投影网
图 7—19
33/49
(一) 一组结构面的分析
1.结构分析
①当岩层（结构面）的走向与边 坡的走向一致时：
边坡的投影为弧AMC
J1与坡面AC倾向相反 ，边坡稳定。 J2与坡面AC倾向相同 ，但其倾角
内部因素（岩石的地质特征）
• 矿物成分 • 结构 • 构造
外部因素
• 水的作用 • 风化作用
8/49
3.岩石的工程性质评述
岩浆岩
• 深成侵入岩具结晶结构，晶粒粗大均匀，力学强度 高。一般是良好的建筑地基和天然建筑石材。但由于 多种矿物结晶组成，抗风化能力较差。 • 浅成侵入岩特别是脉状岩体穿插于不同的岩石中， 易蚀变风化，使其强度降低、透水性增大。 • 喷出岩若具有气孔构造、流纹构造及发育有原生裂 隙，透水性较大。多呈岩流状产出，岩体厚度小，岩 相变化大，对地基均一性和稳定性影响大。
岩石地基工程之五建筑物岩石地基
一级建筑物:必须通过现场原型桩的静荷载试验确定;
二级建筑物：可通过现场原型桩的静荷载试验确定，也 可参照地质条件相同的试桩资料，进行类比分析后确定;
三级建筑物：可直接通过理论计算确定。
1)采用静荷载试验确定嵌岩桩极限承载力
嵌岩桩静荷载试验的试桩数不得少于3根，当试桩的 极限荷载实测值的极差不超过平均值的30%时，可取 其平均值作为单桩极限承载力标准值。
式中：ζp为端阻力分布修正系数，参考下表;Ap为桩 端截面面积。
复杂地质条件下的岩石地基
1、岩土混合地基
岩土混合地基是指在地基的主要受力层范围内有层石 和土，而且层石和土在平面和空间分布很不均匀的地 基。
这是在山区建筑中常见的一种地基。根据地基中主要 受力层范围内的岩土组成情况，可以分为：下卧基岩 面倾斜的地基、石芽密布的地基、大块孤石或个别石 芽出露的地基。第一类在云南、贵州、四川、广西等 省（区）尤其多见，第二类及第三类中的个别石芽出 露的地基是岩溶现象的反映，所以在贵州、云南、广 西等地较为普遍，第三类中的大块孤石地基常出现在 山前洪积层、冲积层、坡积层或冰碛层中，所以在西 南各省以及广西等地也较为常见。
式中： 为R t 锚杆的抗拔力;d为锚杆孔的直径; l为锚杆 的有效锚固长度，必须大40d;f为砂浆与岩石间的粘 结强度设计值(MPa)，当水泥砂浆强度为M30时，f 值可按下表取用:
2)锚杆基础中单根锚杆承受的荷载
锚杆基础中每根锚杆分担的拉拔力设计值Q t （kN）按
下式验算:
Qti
F n
Mx yi yi2
Rrk rfrkUrhr
式中：ζr为嵌固力分布修正系数，按下表取用； f为rk 岩石
饱和单轴抗压强度标准值； U为r 嵌岩部分桩的周长;
岩石地基基础设计要求.doc
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岩石地基基础设计要求
岩石地基基础设计要求具体内容是什么，下面下面为大家解答。
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011中第6.5节规定
6.5.1岩石地基基础设计应符合下列规定：
1、置于完整、较完整、较破碎岩体上的建筑物可仅进行地基承载力计算；
2、地基基础设计等级为甲、乙级的建筑物，同一建筑物的地基存在坚硬程度不同，两种或多种岩体变形模量差异达2倍及2倍以上，应进行地基变形验算；
3、地基主要受力层深度内存在软弱下卧岩层时，应考虑软弱下卧岩层的影响进行地基稳定性验算；
4、桩孔、基底和基坑边坡开挖应控制爆破，到达持力层后，对软岩、极软岩表面应及时封闭保护；
5、当基岩面起伏较大，且都使用岩石地基时，同一建筑物可以使用多种基础形式；
6、当基础附近有临空面时，应验算向临空面倾覆和滑移稳定性。
存在不稳定的临空面时，应将基础埋深加大至下伏稳定基岩；亦可在基础底部设置锚杆，锚杆应进入下伏稳定岩体，并满足抗倾覆和抗滑移要求。
同一基础的地基可以放阶处理，但应满足抗倾覆和抗滑移要求；
7、对于节理、裂隙发育及破碎程度较高的不稳定岩体，可采用。
岩石地基勘察深度
6.2.4 岩石地基详细勘察的勘探深度，应根据建筑物特征和岩石质量等级分别按表6.2.4-1、6.2.4-2、6.2.4-3确定，并满足下列规定：
1 勘探深度应能控制地基主要受力层，对强风化、极破碎岩体尙应控制变形计算深度，对仅有地下室的裙房可控制到1倍基础宽度，且不应少于3米；
2 有外倾结构面需进行地基稳定性验算的斜坡地段，应控制到满足验算的要求深度；
3 控制性勘探孔加深的深度应满足下列规定：
1）破碎岩、断层破碎带、软质岩、极软岩和软硬互层场地一级建筑物和12层（含12层）以上的二级建筑物为5～6m，12层以下的建筑物为
3～5层，三级建筑物为2～3m；
2）较完整以上的坚硬岩、较硬岩和完整的较软岩，一级建筑物和12层（含12层）以上的二级建筑物为3～5m；12层以下的二级建筑物为2～3m，
三级建筑物为1～ 2m。
2在验算深度内遇软质岩、极软岩和破碎岩时应穿透;
3 B-基础宽度，D-桩墩基底直径。
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岩溶地基处理方法
岩溶地基处理方法岩溶地基处理方法1 岩溶地基处理的一般原则(1)重要建筑物宜避开岩溶强烈发育区；(2)当地基含石膏、岩盐等易溶岩时，应考虑溶蚀继续作用的不利影响；(3)不稳定的岩溶洞隙应以地基处理为主，并可根据其形态、大小及埋深，采用清爆换填、浅层楔状填塞、洞底支撑、梁板跨越、调整柱距等方法处理(4)岩溶水的处理宜采取疏导的原则；(5)在未经有效处理的隐伏土洞或地表塌陷影响范围内不应作天然地基。
对土洞和塌陷宜采用地表截流、防渗堵漏、挖填灌填岩溶通道、通气降压等方法进行处理，同时采用梁板跨越。
对重要建筑物应采用桩基或墩基；(6)应采取防止地下水排泄通道堵截造成动水压力对基坑底板、地坪及道路等不良影响以及泄水、涌水对环境的污染的措施；(7)当采用桩(墩)基时，宜优先采用大直径墩基或嵌岩桩，并应符合下列要求：1)桩(墩)以下相当桩(墩)径的3倍范围内，无倾斜或水平状岩溶洞隙的浅层洞隙，可按冲剪条件验算顶板稳定；2)桩(墩)底应力扩散范围内，无临空面或倾向临空面的不利角度的裂隙面可按滑移条件验算其稳定；3)应清除桩(墩)底面不稳定石芽及其间的充填物。
嵌岩深度应确保桩(墩)的稳定及其底部与岩体的良好接触。
按照岩溶地基处理的一般原则，对岩溶水的处理宜采取的原则。
A、堵截；B、疏导；C、排干；D、降水；答案：B【例题31】按照岩溶地基处理的一般原则，当采用桩基时，宜优先采用A、大直径嵌岩桩；B、中小型灌注桩；C、CFG桩、D、水泥土桩；答案：A2 岩溶的处理(1)地基不均性的处理：参见地基处理有关部分的叙述。
(2)洞隙塌滑不稳定的处理1)结构措施关于总平面布置及竖向设计等方面的建筑措施，可参照“场地宏观评价”的有关内容。
在结构措施中，应选用有利于与上部结构共同工作，并可适应小范围塌落变位、整体性好的基础形式，如配筋的十字交叉条基、筏基、箱基等，同时采取必要的结构加强措施，如砖石结构加强圈梁设置、单层厂房基础梁与柱连成整体，并加强柱间支撑系统等。
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例：图所示大 坝的基础下存 在软弱夹层及 一条大断层。 当水库充水后， 坝基承受倾斜 荷载，产生了 坝基沿AC滑移， 或三角形ABC 部分的岩体向 下游滑移的可 能。
一、基坝接触面或浅层的抗滑稳定 （以稳定系数 K 为评价指标） （一）不考虑基坝与岩面间的粘结力 • 稳定系数为 f V
s
Ks
• 地基处于极限平衡状态时，所能承受的 荷载即为极限承载力。 • 在保证地基稳定的条件下，建筑物的沉 降量不超过容许值时，地基单位面积上 所能承受的荷载即为设计采用的容许承 载力。
较均质、 坚硬岩体
应力水 平较小 开裂
冲切
多孔隙 岩体
应力水 平较大
压碎
剪切
节理、弱 软岩体
应力水 平大
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ劈裂
• 7.3.1规范方法 • 按《建筑地基基础规范》（GB500072002）
H
0
式中： V -垂直作用力之和，包括坝基水压； f H -水平力之和； -摩擦系数。 （二）考虑基坝与岩面间的粘结力 • 稳定系数为
0
Ks
0 A f 0 V
H
式中： 0 -接触面上的粘结力或混凝土与岩石面 间的粘结力； A-底面积。 • 上述是一粗略分析，以致KS选用较大值。美国垦 务局推荐，在坝工上采用的稳定系数为4，以作 为最高水位、最大扬压力与地震力的设计条件。 二、岩基深层的抗滑稳定 （一）单斜滑移面倾向下游 • 稳定系数为
圆形刚性基础
二、成层岩石地基
几种特殊情况下的岩石地基计算方法（7－7a,b,c,d,e,f）
三、横观各向同性岩石地基
几种研究成果。
第三节岩石地基的承载力
岩基的承载能力与岩基的系列破坏模式相 关，变形又与岩性、结构面的产状与分布 相关。
一、岩基破坏模式
1、开裂 较均质岩体、坚硬、应力水平较小 2、压碎 应力较大 3、劈裂 应力大 4、冲切 多孔隙岩体 5、剪切 节理、弱软岩体（滑移体） 6、直面滑动
f 0 V cos U H sin CL H cos V sin
（三）双滑移面 • 稳定系数为：
Ks
f 2 R sin V2 cos R cos V2 sin
式中： R－抗力。 根据按力的平衡原理求得：
H cos f1 sin V V1 sin f1 cos R cos f1 sin
7.2 岩石地基的变形和沉降
7.2.1 岩石地基中的应力分布
1.半无限体垂直边界上作用一集中力的弹性理 论解 (布辛涅斯克，1886)
P 3rz 2 rz 5 2 R P 2 zr 2 1 2 r [ 5 ] 2 R R( R z ) P 1 z (1 2 )[ 3 ] 2 R( R z ) R r r 0 3P z 3 3P z 5 2 2 R 2z 1 5 r 2 2 [1 ( ) ] 2
（1）在绝对位移或下沉量直接使基础沉降， 改变了原设计水准的要求； （2）因岩基变形各点不一，造成了结构上各 点间的相对位移。
岩石地基的沉降分为以下三种类型： 1、岩石本身的变形、结构面的闭合与变形以及 少数粘土夹层压缩三个部分组合形成的地基沉 降。 2、岩石块沿结构面的剪切滑动产生的地基沉降。 3、与时间有关的沉降。 对较为复杂的地基条件，采用数值计算方法。 一）弹性岩石地基
一、均质地基
计算基础的沉降可用弹性理论解法。对于 几何形状、材料性质和荷载分布都是不均 匀的基础，则用有限元法分析其沉降量是 比较准确的 。 按弹性理论求解各种基础的沉降，仍采用 布辛涅斯克的解来求。当半无限体表面上 对于圆形和矩形基础，则在均布荷载半无限 体表面处(z=0)的沉降量为
v
Cd qB(1 2 ) E
f 1 , f 2 －为AB及BC滑移面上的摩擦系数。
－岩石的内摩擦角
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7.3.2破碎岩体的地基承载力
同楔体破坏分析，主动区，被动区。 7.3.3具有埋深的基础
7.3.5边坡岩石地基 地基容许承载力计算公式直接给出。 7.3.6缓倾结构面岩石地基的承载力 同倾斜岩体。 7.3.7双层岩石地基承载力 三种破坏模式：冲切破坏、折断破坏和弯 曲破坏。 破坏形式取决于上下岩体的强度性质和H/B 7.3.8岩溶地基承载力 通过勘查查明建筑场地的岩溶发育和分布。
土地基上基础类型
• 岩石地基设计中需要考虑： 1、基岩体需要有足够的承载能力； 2、外荷载作用下，由岩石的弹性变形和软 弱夹层的非弹性压缩产生的岩石沉降应 满足建筑物安全与正常使用的要求； 3、岩石边坡地基基础工程中，不会发生滑 动破坏。
• 目前对无埋深岩石地基的利用，主要有 以下几方面： • 1、墙下无大放脚基础； • 2、预制柱直接插入岩体； • 3、锚杆基础； • 4、嵌岩桩基础。
z
3p 2z 2
2 a
r cos 5 ddr
0 0
式中 a圆形荷载面的半径
2、双层地基
3.横观各向同性岩石地基
结构均匀分布的半平面岩体有倾斜荷载作用时。
7.2.2 岩石地基的沉降
岩基上基础的沉降主要是由于岩基内岩 层承载后出现的变形引起的。对于一般的 中小工程来说，沉降变形较小。但是，对 于重型结构或巨大结构来说，则产生较大 变形。岩基的变形有两方面的影响：
在此基础上合理进行建筑场地选择。 对于承载力不足的岩溶地基，可以采取工 程措施，主要有：梁板跨越和换填两大 类。对于规模较大的洞穴，可以采用桩 基础进行处理。
第四节 岩石地基的稳定性
当基岩受到有水平方向荷载作用后，由于 岩体中存在节理以及软弱夹层，因而增加了 基岩的滑动的可能。许多实践证明，对于大 多数岩体并承受倾斜荷载的地基来说，地基 的破坏往往由于岩基中存在软弱夹层，使地 基中一部分的岩体沿着软弱夹层产生水平剪 切滑动。 目前评价岩体抗滑稳定，一般仍采用稳 定系数分析法。
2.线荷载作用下岩基内的应力
2P 2 2 x sin cos z 2P z cos4 z 2P xz sin cos3 z 2P r cos2 z t 0
3. 半无限体的表
f 0 V cos U H sin CL Ks H cos V sin
式中：U－坝底扬压力；C－粘结力。 • 当U、C为零时，
Ks f 0 V cos H sin H cos V sin
（二）单斜滑移面倾向上游 • 稳定系数为：
Ks
第七章 岩石地基工程
• • • • • 授课内容: 1、概述 2、岩石地基的变形和沉降 3、岩石地基的承载力 4、岩石地基的稳定性
• 7.1概述 岩石地基是建筑物以岩石作为持力层的地 基。 岩石地基的特征： 1、相对土地基可以承担大得多的外荷载。 2、岩石中各种缺陷可能导致岩体强度远远 小于完整岩石。岩体强度的变化范围很 大，从小于5MPa，到大于200MPa都有。
面承受着面荷载 岩体内一点的应力 可用圆形均布荷载 作用下的基岩中产 生的应力为例来讨论。 在圆形均布荷载P作 用下，岩基表面以下M 点深度z处的垂直压力 z 可用
布辛涅斯克的解经过积分求得。这时，作 用在微面积上的集中力为 dp prddr 则得
d z 3dp cos5 3p 3p cos5 dA cos5 rddr 2z 2 2z 2 2z 2