五、土工结构

1、 五、土工结构、边坡、基坑与地下工程 5.1 压实填土的质量主要控制哪些指标？ 答：根据建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)规定：压实填土地基质量主要控制压缩系数c和含水量(Wopt2%)其值如下：压实填土地基质量控制值 表 1结构类型填土部位压实系数c控制含水量(%)砌体承重结构和框架结构在地基主要受力层范围内0.96Wop2在地基主要受力层范围以下0.930.96排架结构在地基主要受力层范围内0.940.97在地基主要受力层范围以下0.910.93注：压实系数为土的控制干密度，d与最大干密度dmax的比值，Wop为最优含水量，以百分数表示。公路路基设计规范对路基压实填土做出如下规定：1高

2、速公路、一级公路路基填料最小强度和填料最大粒径应符合表2的规定，其它等级公路可参照表2采用。 表2 项目分类路基底面以下深度(cm)填料最小强度(CBR)(%)块料最大粒径(cm)高速公路、一级公路其它等级公 路填方路基上路床下路床上路堤下路堤030308080150150以下8543643210101515零填及路堑路床0308610注： 当路床填料CBR值达不到表列要求时，可采取掺石灰或其它稳定材料处理。 其它公路辅筑高级路面时，应采用高速公路、一级公路的规定值。 粗粒土(填石)填料的最大粒径，不应超压实层厚度的2/3。2 压实与压实度 填方路基应分层铺筑，均匀压实。路基压实度应符合表3的

3、规定。 路基压实度(重型)表3填挖类型路基底面以下深度(cm)压 实 度 (%)高速公路、一级公路其它等级公路填方路基上路床0309593下路床30809593上路堤801509390下路堤150以下9090零填及路堑路床0309593 注： 表列数值系按公路土工试验规程重型击实试验法求得的最大干密度的压实度。 当其它等级公路修建高级路面时，其压实度应采用高速公路、一级公路的规定值； 特殊干旱或特殊潮湿地区，压实度标准可根据试验路资料确定或较表列数值降低23个百分点。(2) 填方路基与构造物衔接时，路基压实度应符合表3的规定。(3) 填石路基的压实要求，应符合公路路基施工技术规范规定或通过试验

4、确定。(4) 天然稠度小于1.1、液限大于40、塑性指数大于18的粘质土，用作高速公路、一级公路和二级公路上路床的填料时，应采用各种措施使其压实度达到表3中的规定；上述土用于下路床及上、下路堤的填料时，当进行处治或采用重型压实标准确有困难时，可采用轻型压实标准，其压实度不低于表4的规定。路基压实度(轻型)表4填挖类型路基底面以下深度(cm)压 实 度 (%)高速公路、一级公路其它等级公路填方路基上路床03095下路床30809895上路堤801509590下路堤1509090零填及路堑路床03095注： 表列数值系按公路土工试验规程轻型击实试验法求得的最大干密度的压实度。铁路路基设计规范(TB

5、10001-99)第条规定：基床以下部位填料的压实度，对细粒土和粗粒土中的黏砂、粉砂，应采用压实系数或地基系数作为控制指标；对粗粒土(黏砂、粉砂除外)，应采用相对密度或地基系数作为控制指标；对碎石类土和块石类混合料，应采用地基系数作为控制指标。其值不应小于表5的规定值。 基床以下部位填料的压实度 表5填 筑部 位 填料类别 铁路等级压实指标细粒土和黏砂、粉砂细砂、中砂、粗砂、砾砂砾石类碎石类块石类混合料级级、级不浸水部分压实系数kh0.860.81地基系数k30(MPa/cm)0.70.60.70.80.81.0相对密度Dr0.650.65浸水部分及桥涵缺口压实系数kh0.890.86地基系数

6、k30(MPa/cm)0.80.70.81.01.01.2相对密度Dr0.70.7 5.2 压实填土的最优含水量与最大干密度宜用什么方法确定？答：压实填土的最大干密度和最优含水量应采用击实试验确定(请参阅击实试验的有关内容)。5.3 利用压实填土作地基时，对填料有哪些要求？答：建筑地基基础设计规范(GBJ7-89)第条规定，利用压实填土作地基时，不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀性土以及有机物含量大于8%的土作填料；当填粒内含有碎石土时，其粒径不宜大于200mm。若填料的主要成分为易风化的碎石土时，应加强地面排水和表面覆盖等措施。公路路基规范(JTJ013-95)第3.3.1.13.3.1.3规定

7、： 填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。砾(角砾)类土、砂类土应优先选作路床填料，土质较差的细粒土可填于路堤底部。用不同填料填筑路基时，应分层填筑，每一水平层均应采用同类填料。 泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土及易溶盐超过允许限量的土，不得直接用于填筑路基。冰冻地区上路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。强风化岩石及浸水后容易崩解的岩石不宜作为浸水部分路堤填料。细粒土作填料，当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时，应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。 桥涵台背和挡土墙墙背填料，应优先选用内摩擦角值较大的砾(角砾)类土、砂类土填筑。铁路路基设计规范(TB10001-99):

8、 路填基床以下部位填料，宜选用A、B、C组填料，当选用D组填料时应采取加固或改良措施。 路堤浸水部位的填料，宜选用渗水土填料，当采用细砂、粉砂作填料时，应采取措施防止振动液化。附：按填料性质及适用性分为下列五组(岩块、粗粒土和细粒土的分类见附录C) A组优质填料。包括硬块石，级配良好和细粒土含量小于15%的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土、砾砂、粗砂、中砂。 B组良好填料。包括不易风化的软块石(胶结物为硅质或钙质)，级配不良的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土、砾砂、粗砂、中砂，细粒土含量在15%30%的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土和细砂、黏砂、砂粉土、砂黏土。C组一般填料

9、。包括易风化的软块石(胶结物为泥质)，细粒土含量在30%以上的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土和粉砂、粉土、粉黏土。D组不宜使用的差质填料。包括强风化及全风化的软块石、黏粉土和黏土。E组严禁使用的劣质填料。包括有机土。5.4 影响边坡稳定性的主要因素有哪些？对各种不同的边坡(粘性土、碎石土、黄土、填土、岩石)在分析其稳定性时，应各自特别注意哪些因素？答：影响边坡稳定性的主要因素有(工程地质手册P559P560)。1 岩土的性质：包括岩土的坚硬(密实)程度、抗风化和抗软化能力，抗剪强度，颗粒大小、形状以及透水性能等。2 岩层结构及构造：包括节理、劈理、裂隙的发育程度及分布规律，结构面胶结情

10、况以及软弱面、破碎带的分布与斜坡的相互关系，下伏岩土面的形态和坡向、坡度等。3 水文地质条件：地下水埋藏条件，流动、潜蚀情况以及动态变化等。4 风化作用：风化作用对斜坡的影响为：(1) 风化作用使岩土的强度减弱，裂隙增加，影响斜坡的形状和坡度，使地面水易于侵入，改变地下水的动态等。(2) 沿裂隙风化时，可使岩土体脱落或沿斜坡崩塌、堆积、滑移等。5 气候作用：岩土风化速度、风化层厚度以及岩石风化后的机械变化和化学变化(矿物成分的改变)，均与气候有关。6 地震作用：地震作用除了岩土体受到地震加速度的作用而增加下滑力外，在地震作用下，岩土中的孔隙水压力增加和岩土体强度降低都对斜坡的稳定不利。7 地貌

11、因素：斜坡的高度、坡度和形态是影响斜坡稳定性的重要因素。8 其他因素：如水文以及人为活动等。斜坡稳定性因素的分析1 粘性土类斜坡：均一的粘性土类斜坡的稳定性，主要决定于粘性土的性质(密度、湿化性、抗剪强度)、地下水及地表水的活动。当为双层或多层结构时，还决定于层面的性质和软弱夹层的分布情况。当有裂隙存在时，裂隙的分布规律和发良程度，对斜坡稳定也有影响。2 碎石类斜坡：其稳定性取决于碎石粒径大小的和形态，胶结情况和密实程度。在山区碎石类土一般均含有粘性土或粘性土夹层，其稳定性主要取决于粘性土性质与地下水活动情况。当粘性土或碎石类土与其基岩接触构成斜坡时，其稳定性决定于接触面的形状、坡度大小、地下

12、水在接触面的活动以及基岩面的风化情况。3 黄土类斜坡：其稳定性取决于土层的密实程度和地层年代、成因，不同时期黄土的接触情况，地形地貌和水文地质条件，黄土本身陷穴、裂隙发育程度，主要力学指标的变化幅度，气候条件，地震影响以及河流冲刷等因素。4 岩石类斜坡：其稳定性主要取决于结构面的性质及空间的组合；结构体的性质及其立体形式。用结构面分析岩石类斜坡的稳定性时，应注意下列问题：(1) 软弱结构面：有些结构面上的物质软弱破碎，含泥物质及水理性质不良的粘土矿物，在水的作用下，抗剪强度低，对岩体稳定性影响最大，应予充分注意，对其矿物物质组成应进行分析。(2) 有些结构面延展性强，在一定工作范围内切割整个岩

13、体，对稳定性影响较大。而另一些结构面比较短小，互相不连贯，岩体强度有一部分仍受岩石强度控制，稳定性较好。(3) 结构面的密集程度、平直程度及光滑度或起伏差，都应予以研究和注意，以便区别各类结构面的力学特性，为确定强度参数提供依据。对压实类填土边坡，在分析其稳定性时应注意：压实填土的类别；压实系数；边坡高度。对填土边坡，在分析其稳定性时应注意，填土的性质、年代、厚度及填土的c、值，地下水位情况等。5.5 边坡稳定性评价有哪些方法？对非岩质边坡来说，哪些土性指标是起决定作用的？答：边坡稳定性评价方法有(请参阅工程地质手册P561584)1 工程地质类比法2 查表法3 图解法4 计算法对于非岩质边坡

14、来说，土性指标c、值对边坡稳定性起决定作用。5.6 为什么挡土墙应设置泻水孔？为什么墙后填土宜选择透水性较强的填料？答：设计排水孔和选择透水性较强的填料其目的在于排水，消除静水和动水压水，保证挡土墙的稳定。5.7 对于重力试挡土墙，应从哪些方面来验算其稳定性？验算时除了土性指标和几何参数外，还需要哪两项重要的系数。答：应从抗滑和抗倾覆两方面验算其稳定性，其计算公式见(GBJ7-89)第条。验算时除了土性指标和几何参数外，还需要土对挡土墙墙背的摩擦角和土对挡土墙基底的摩擦系数(第条)。5.8 深基坑开挖与支护对于勘察工作有哪些要求？勘察工作要特别注意哪些问题？建筑基坑支护技术规程(第条)1 在主

15、体建筑地基的初步勘察阶段，应根据岩土工程条件，搜集工程地质和水文地质资料，并进行工程地质调查，必要时可进行少量的补充勘察和室内试验，提出基坑支护的建议方案。2 在建筑地基详细勘察阶段，对需要支护的工程宜按下列要求进行勘察工作：(1) 勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的12倍范围内布置勘察点，当开挖边坡外无法布置勘探点时，应通过调查取得相应资料。对于软土，勘察范围尚宜扩大；(2) 基坑周边勘探点的深度应根据基坑支护结构设计要求确定，不宜小于1倍开挖深度，软土地区应穿越软土层；(3) 勘探点间距应视地层条件而定，可在1530m内选择，地层变化较大时，应增加

16、勘探点，查明分布规律。3 场地水文地质勘察应达到以下要求：(1) 查明开挖范围及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况，查明各含水层(包括上层滞水、潜水、承压水)的补给条件和水力联系；(2) 测量场地各含水层的渗透系数和渗透影响半径；(3) 分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，提出应采取的措施。4 岩土工程测试参数宜包含下列内容：(1) 土的常规物理试验指标；(2) 土的抗剪强度指标；(3) 室内或原位试验测试土的渗透系数；(4) 特殊条件下应根据实际情况选择其它适宜的试验方法测试设计所需参数。5 基坑周边环境勘察查应包括以下内容： (1) 查明影响范围内建(构)

17、筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状；(2) 查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和性状；(3) 查明场地周围和邻近地区地表水汇流、排泻情况，地下水管渗 漏情况以及对基坑开挖的影响程度；(3) 查明基坑四周道路的距离及车辆载重情况。6 在取得勘察资料的基础上，针对基坑特点，应提出解决下列问题的建议： (1) 分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质；(2) 地下水的控制方法及计算参数；(3) 施工中应进行的现场监测项目；(4) 基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。5.9 深基坑支护有哪些类型和方式？它们各自的选用

18、条件是什么？支护结构选型表结 构 型 式适 用 条 件排桩或地下连续墙1 适于基坑侧壁安全等级一、二、三级2 悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3 当地下水位高于基坑底面时,宜采取降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙水泥土墙1 基坑侧壁安全等级宜为二、三级2 水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3 基坑深度不宜大于6m土钉墙1 基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2 基坑深度不宜大于12m3 当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施逆作拱墙1 基坑侧壁安全等级宜为二、三级2 淤泥和淤泥质土场地不宜采用3 拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84 基坑深度不宜大于12m5 当地下水位

19、高于基坑底面时，应采取降水或截水措施放坡1 基坑侧壁安全等级宜为三级2 施工场地应满足放坡条件3 可独立或与上述其他结构结合使用4 当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施5.10 基坑支护结构设计应考虑哪两种极限状态？包括哪些具体内容？答：基坑支护结构设计应考虑：承载能力极限状态；正常使用极限状态。 承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏； 正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应按下列规定进行计算和验算：1 基坑支护结构均应进

20、行承载能力极限状态的计算，计算内容应包括：(1) 根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；(2) 基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算； (3) 当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。2 对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。3 地下水控制计算和验算 (1) 抗渗透稳定性验算； (2) 基坑底突涌稳定性验算；(4) 根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算。5.11 与基坑支护设计有关的土性参数有哪些？其中的哪些最重要？答：w、c、k，其中最重要的为c、5.12 主动土压力静止土压力和被动土压力，各自产生

21、的条件是什么？影响土压力计算的因素有哪些？答：静止土压力是指支挡结构未发生横向位移或绕墙踵转动变形时墙后土体施于挡土墙的压力。主动土压力是指支挡结构产生背离土体的横向位移或绕墙踵转动变形时，墙背土体施于挡墙的土压力。被动土压力是指支挡结构产生指向土体位移或绕墙踵转动时墙背填土施于挡墙的压力。影响土压力的因素有：土体的c、；挡土墙本身的特征(如墙背垂直或俯斜、墙背光滑或粗糙等)；地下水、超载情况；挡土墙的位移情况5.13 作用于支护结构的土压力，怎样采用土层抗剪强度指标标准值按理论公式分层计算，列出主动土压力系数、主动土压力强度、被动土压力系数和被动土压力强度的计算公式，并进行分析对比。答：请参

22、考工程地质手册P790P791假设条件挡土墙背垂直；墙后填土表面水平；挡土墙背面光滑，即不考虑挡土墙与土间的摩擦力。5.14 分析地下水、地面超载和土层不同性质对土侧压力的影响。答：请参考工程地质手册P792页5.15 对于地下水位以下的土层，什么情况下可采用水土分算方法？什么情况下宜采用水土合算的方法？对抗剪强度指标有什么不同要求？答：对于砂土及碎石土宜采用水土分算方法，对粉土及粘性土宜采用水土分算的方法。c、应为三轴试验的CU值，当有可靠经验时可采用直剪试验的c、值，对砂土及碎石土采用经验值，对粉土及粘性土采用三轴试验的CU值。5.16 工程降水应满足哪些要求？井点降水有哪些类型？它们适用条件是什么？答：工程降水应满足支护结构及基坑开挖的要求，应根据场地工程地质条件，水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析确定。井点降水的类型及适用条件见岩