中美欧岩土勘察标准对比课件

2022-7中美欧岩土勘察标准对比技术中心

杨坡

目录1岩土技术标准2阶段、等级与布置3岩土名称分类4CPT岩土技术标准国家规范标准颁发部门特点中国《岩土工程勘察规范》、《建筑地基基础设计规范》、《土的工程分类》《土工试验方法标准》建设部，交通运输部、地方政府等适用于除水利工程、铁路、公路和桥隧工程以外的工程建设岩土工程勘察，规范中表现出了多条强制性条文，规定了不同建筑物必要的工作量和工作方法，容易导致大量的重复性工作；而对于具有特殊条件的区域，虽然满足规范条文的要求，能通过审查，但缺乏必要的补充工作，评价结果未必准确，会降低勘察成果的质量，容易产生偏差。整体上实用性强，各规范独立，强调经验公式及参数，易操作上手AmericanASTM、AASHTO、USArmyCorpsofEngineers美国材料和试验协会、美国国家公路与运输协会、美国陆军工程兵团勘察方面的规范主要来自于两大体系，一是美国国家公路与运输协会AASHTO的标准规范;另一部分来自于美国材料与试验协会ASTM的规范体系。ASTM是一套简明实用和国际认可的标准，除美国外，世界上许多国家也采用该标准，该规范体系庞大，每种方法独立成规范手册，但可操作性差，EuropeanEurocode7的EN1997-1/EN1997-2(Geotechnicaldesign)、及支撑性的次级规范ENISO欧洲标准委员会、ISO技术委员会EC7第一部分基本规定(EN1997—1)，是岩土工程设计的基础;第二部分工程勘查和测试(EN1997—2)主要是针对岩土工程勘察和试验，包括场地勘察的规划和报告;常用室内试验和原位试验的要求;试验结果的评定;岩土参数及系数值的来源。偏理论概念，强调原理把控，缺乏经验公式及参数，但灵活，可个性化设计，可操作性一般红色为常用规范，本次对比主要是针对这三种规范展开阶段等级划分及勘探孔布置国家阶段划分勘察等级勘探孔孔深勘探孔间距中国《岩土工程勘察规范》可研-初勘-详勘-施工勘察（备选）分甲乙丙三级初勘根据工程重要性等级给出孔深范围，详勘根据荷载影响深度确定根据地基条件给出范围值American（ASTMD240）未划分不分级根据荷载影响深度确定孔深未做要求，合理即可European(EN1997-2)初步勘察-设计勘察-控制勘察不分级附录B中根据不同结构形式给出最小值附录B中给出范围值国标初勘间距及孔深国标详勘间距及孔深国内勘察孔深及间距规定较具体，实施性较强，易上手确定，但同时由于强制性条文规定，间距和深度过于保守，易造成浪费。阶段等级划分及勘探孔布置国家阶段划分勘察等级勘探孔孔深勘探孔间距中国《岩土工程勘察规范》可研-初勘-详勘-施工勘察（备选）分甲乙丙三级初勘根据工程重要性等级给出孔深范围，详勘根据荷载影响深度确定根据地基条件给出范围值American（ASTMD240）未划分不分级根据荷载影响深度确定孔深未做要求，合理即可European(EN1997-2)初步勘察-设计勘察-控制勘察不分级附录B中根据不同结构形式给出最小值附录B中给出范围值欧标提出一般的勘察要求，设计人员需针对不同条件，结合自身工程经验给出具体计划，可操作性一般。美标仅提出简要原则要求，可操作性差。EN1997-2勘探孔间距EN1997-2勘察阶段划分EN1997-2附录B勘探孔孔深阶段等级划分及勘探孔布置欧标提出一般的勘察要求，设计人员需针对不同条件，结合自身工程经验给出具体计划，可操作性一般。美标仅提出简要原则要求，可操作性差。EN1997-2勘察阶段划分阶段等级划分及勘探孔布置欧标附录B给出了不同建筑物的钻孔布置EN1997-2勘察钻孔布置岩土名称分类中国AmericanEuropean规范《岩土工程勘察规范》ASTMD2487-11/ASTMD2488-09/ASTMD3282-09EN1997-2/ENISO14688-1/ENISO14688-2定名依据粒径、塑性指数、有机质含量、液限粒径及级配、液限、有机质含量、塑性指数粒径及级配、含水率、液限、有机质含量粗粒土碎石土：粒径大于2mm占比大于50％，并根据颗粒形状进一步划分为块石、圆砾、角砾等6类Gravel:保留在4号筛子（4.75mm）占比大于50％，并根据夹含砂土及黏土颗粒划分cleangravels和gravelswithfines,再根据颗粒级配Cc及Cu进一步划分为well-gradedgravel,poorlygradedgravel,siltygravel,clayeygravel大于0.063mm小于63mm的粒径其占比范围，划分为6类砂土：粒径大于2mm的颗粒质量不超过总质量的50％，粒径大于0.075mm的颗粒质量超过总质量50％的土，并在根据75μm、250μm、0.5mm含量划分为粗砂细砂粉砂等5类Sand：保留在200号筛子（75μm）占比大于50％，通过4号筛子（4.75mm）占比大于50％，再根据粒径小于75μm的含量小于5％、5~12％，大于12％三个级别结合Cc及Cu值划分18类将粒径小于0.063mm颗粒含量小于6％、6~15％、大于15％三个级别，在根据Cc值细分为11类细粒土粉土： 粒径大于0.075mm的颗粒质量不超过总质量的50％，且塑性指数等于或小于10的土Siltsandclays:通过200号筛子（75μm）占比大于50％，并根据液限50％及有机质含量、塑性指数PI及塑性图A划分为CL、ML、OL、CH、MH、OH6类仅通过液塑限值对细粒土的可塑性进行分类，划分为无塑性土、低塑性土、中等塑性、高塑性4个等级10个类别黏性土：塑性指数大于10，且小于或等于17的土，应定名为粉质黏土；塑性指数大于17的土应定名为黏土岩土定名依据岩土的分类是土质本身工程特性及地基设计的基础，虽然土力学理论是共用的，但是目前中欧美岩土分类仍存在一定差异岩土名称分类共同点：均把粒径组成作为粗粒土定名依据，宏观上保持一致，把土颗粒分了巨粒、粗粒和细粒三大类，但是微观上存在着区别；不同点：粒径界限范围有区别，国标定为巨粒土，美标及欧标可能仍是粗粒，国标定名为碎石土的，美标可能定名为砂土，国标定名为粉土黏土的，欧标可能定为砂土。国标和欧标针对粗粒土是以某一范围的粒径数量占统治地位（50％以上），就以其命名，以至于剩下的粒径是什么，国标并不作为命名依据，欧标会考虑其他粒径成分进一步命名；美标除了占比要求小（12％）以外，对夹含物也作为定名的依据，美标关于砂土的划分是平等原则，也更加详细。国标《岩土勘察规范》对粗粒土的分类不考虑级配，但评价时会考虑，当1<Cc<3,且Cu＞5时为级配良好，美标是1<Cc<3,且Cu＞6时为级配良好，欧标分的较细，见上表。欧标粗粒土级配评价中美欧岩土粗粒土定名对比中美欧对细粒土的区分是依据土中含水率的高低分为流动状态、可塑状态、半固状态。区分这三种状态的的界限含水率为液限（国标为WL、美标是LL、欧标是IL）、

塑限WP，液限与塑限的差值国标为塑性指数Ip，美标为PI,欧标为Ip。国标及美标均按这三项指标进行分类，中美A线斜率一致，规定A线上半区为黏土，下半区为粉土，B线左区为为低液限土，右区为高液限土。中美欧共同点表现在：①A线斜率一致，均为0.73（wl-20），规定A线上半区为黏土，下半区为粉土；②将塑性指数4~7定为黏土-粉土过渡区；③中美存在B线，B线左区为为低液限土，右区为高液限土；④美欧存在U线，但U线斜率不一致；中美欧不同点表现在：①塑性图分类中，国标将塑性图分为4个区，美标划分为5个区，欧标则划分为9个区，欧标针对细粒土的划分比中美更为详细。②国标没有U线界限，欧标没有B线界限。岩土名称分类中美欧岩土细粒土定名岩土名称分类国标《岩土工程勘察规范》岩土定名国标《土的工程分类》岩土定名国标《岩土工程勘察规范》与《土的工程分类》岩土定名有区别，后者分的较细，比较接近美标，但是工程界普遍以前者分类为准。美标ASTMD2487-11岩土定名美标ASTM标准对粗粒土，尤其是砂土的划分比中欧更为详细岩土名称分类ASTMD2487-11岩土定名岩土名称分类欧标BSENISO14688-2岩土定名岩土名称分类中美欧不同点表现在：①塑性图分类中，国标将塑性图分为4个区，美标划分为5个区，欧标则划分为9个区，欧标针对细粒土的划分比中美更为详细。②国标没有U线界限，欧标没有B线界限。岩土状态分类对于砂土密实度的评价，欧洲标准是根据相对密实度ID来进行砂土密实度的划分,而中国岩土工程勘察规范是根据现场标准贯入试验锤击数N确定的。但欧洲标准采用的相对密实度进行砂土密实度的评价需要用无扰动样进行试验，取样比较困难，而且最大和最小孔隙比不容易获得，故容易产生误差。中国规范采用原位标准贯入试验锤击数进行划分，可以一定程度上避免采样的扰动，且相对较为简便。稠度指数IC=(wl-w)/(wl-wp)对于细粒土的状态，国标对于粉土主要考虑孔隙比e按密实度进行划分，对于黏性土主要是按液性指数IL进行划分。而BSENISO14688—2(2004)中对于细粒土主要依据稠度指数IC进行划分。从液性指数和稠度指数的表达式可以看出IL和IC的区别，IC越大，IL则越小，欧洲标准中“很软”状态对应的IC＜0.

25与中国规范的“流塑”状态对应的IL＞1.0相当，但IC是以0.25递增的，而中国规范可塑状态是IL为0.25～0.75，间隔了0.5欧标ENISO液性指数IL=(w-wp)/(wl-wp)CPTCPTThereisnorestrictionforthesleevefrictionofthesubtractioncone.

Theonlyrestrictionisthetotalforceonthepenetrometer.FortheUKit

isbesttousesubtractionconesbecauseasleevefrictionhigherthan

1MPaiscommon,especiallyinverystiffclay。Conepenetrometerscanbedividedinto

subtractioncones

andcompressioncones.Asubtractionconemeasuresthetotalforceonthepenetrometer(sleeve+tip)andthetipresistance.ThesleevefrictioniscalculatedbysubtractingthetipresistancefromthetotalforceAcompressionconemeasuresthetipresistanceandthesleevefrictionseparately.Thisresultsinalowermaxvalue(1MPa)forthesleevefriction.探头介绍CPTCPT可以快速获取场地土的工程性能，确定地基的均匀性和地层分界面，其次可以通过相关关系确定土体的不排除抗剪强度Cu，进而确定地基强度和变形特性。该方法适用于软土和粉土砂土层，不适宜在砾石和岩石中测试。CPT32~3532~35贯入速度均为1.2m±0.3/min，读数采集间隔不一样，国标规定0.1m或0.2m，欧美是0.02或0.05m10cm²是国际通用标准，国内广泛使用的广泛性而言，依次是15cm²,10cm²，而20cm²的使用很少，仅特殊情况下使用，整体而言，前两种探头所测结果差异不大，而20cm²的结果差异较大，一般情况下面积越小，深度越大。静探对比规格欧美静探型号解读CPT欧美标准参数修正CPT国标参数修正欧标BSEN1997-2上海静探规程工程地质手册CPT不排水抗剪强度Cu欧标BSEN-1997-2CPT估算砂性土摩擦角φ静探和标贯的关系曲线国标静探估算砂土内摩擦角