土体抗剪强度指标的选用及各种规范的对比

土体抗剪强度指标的选用

一、土强度指标

在深基坑设计中，土压力的计算是支护设计的基础依据和关键所在，而在土压力计算中，土体的粘聚力c、内摩擦角Φ又是最基本的参数。例如，同一种饱和粘性土，在固结排水和固结不排水试验中就表现出不同的摩擦角，而在不固结不排水试验中，内摩擦角为零。

在进行土强度指标试验时，分为三种情况考虑，即三轴的不固结不排水剪（UU），固结不排水剪（CU）及固结排水剪（CD），与其相对应的直接剪切试验分别为快剪，固结快剪和慢剪。

有人将直剪试验的固结快剪说成是固结不排水试验，将快剪称为不排水试验，也是错误的。

对于粘性土，很快的剪切速度对于粘土确实限制了排水，其固结快剪指标往往与三轴固结不排水试验相近；

但是对于粉土、砂土来说，固结快剪和固结不排水可能就完全不同。由于直剪试验上下盒之间存在缝隙，对于渗透系数比较大的砂土，即便在快剪过程中，这种缝隙也足以排水。因此，对于砂土而言，固结快剪、快剪试验得到的指标基本上就是有效应力指标。把三轴固结不排水试验指标和固结快剪指标不加区别是错误的。

二、各种规范对土压力计算参数的规定

各种规范中关于土压力的计算参数的规定五花八门：

1、建设部行业标准《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）

对于砂性土，采用水土分算，取土的固结不排水抗剪强度指标或者固结快剪强度指标计算；对于粘性土及粉性土，采用水土合算，地下水以下取饱和重度和总应力固结不排水（固结快剪）抗剪强度指标计算。

水土合算，采用固结快剪峰值强度指标有争议。

2、冶金工业部标准《建筑基坑工程技术规范》（YB9258－97）

一般情况宜按照水土分算原则计算，有效土压力取有效应力抗剪强度指标指标，粘性土无条件取得有效应力强度指标时，可采用固结不排水（固结快剪）指标代替。

当具有地区工程实践经验时，对粘性土也可采用水土合算原则，取总应力固结不排水抗剪强度指标计算。

3、《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）

对于砂性土，宜按照水土分算原则计算，对粘性土宜按照水土合算的原则计算。对于饱和粘性土，用在“自重应力预固结的不固结不排水三轴试验（UU）确定抗剪强度指标”。

4、上海市《基坑工程设计规程》（DBJ08－61－97）

按水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标，其中计算点处的总应力抗剪强度指标，按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。对粘性土，有工程经验时可按水土合算计算，采用经验土压力系数。

解释：水土合算不采用直剪固结快剪指标。

5、上海市工程建设规范《地基基础设计规范》（DGJ08－11－1999）

推荐采用水土分算原则，土的抗剪强度指标采用计算点处土的内摩擦角、粘聚力直剪固结快剪试验的峰值平均值确定。

6、浙江省标准《建筑基坑工程技术规程》（DB33/T1008-2000）

按照浙江基坑规范5.1.3规定：侧压力应根据不同类型土层、排水条件分别采用采用以下方法计算。

a、对淤泥、淤泥质土，应采用土的不排水试验强度指标和饱和重度按水土合算计算侧压力。

b、对砂性土，应采用有效应力强度指标和土的有效重度按水土分算原则计算侧压力。

c、对粉性土、粘性土等，宜采用有效应力强度指标和土的有效重度按水土分算原则计算。有工程经验时，也可采用三轴固结不排水试验总应力强度指标按水土合算原则计算侧压力。

7、深圳市标准《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》（SJG 05－96）

对粘土采用快剪或者三轴不固结不排水（UU）试验指标，对饱和软粘土，

对砂土，粉土采用直剪固结快剪或者三轴固结不排水试验强度指标。在进行快剪或者不固结不排水时，应在自重应力下预固结后，再进行剪切。

二、各种规范对基坑稳定性计算参数的规定

各种规范的规定方法如下表所示：

表1 各规范推荐采用的土层抗剪强度指标调查表