当采用m法时,水平反力系数kh由下式计算得到:
其中:
土的水平反力系数的比例系数 [kN/m4]
计算点距地面的深度 [m]
由上式可以看出,水平反力系数kh随深度线性增加。
土的水平反力系数的比例系数m宜按桩的水平载荷试验及地区经验取值,缺少试验和经验时,建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012建议可按下列公式计算:
其中:
土的黏聚力 [kPa]
土的内摩擦角 [°]
vb
当指数 n = 0.5时,即为c法,a = c (kN/m3.5)。
当指数 n = 0时,即为K法,a = K (kN/m3)。
显然,n = 1时,即为m法。
表B.0.1 较完整岩层的单轴极限抗压强度和地基系数K(K法)的对应值(铁路路基支挡结构设计规范 TB 10025-2006(2009局部修订版))
单轴极限抗压强度(kPa)
竖直方向地基系数K0(MN/m3)
水平方向地基系数K(MN/m3)
10 000
100 ~ 200
60 ~ 160
15 000
250
150 ~ 200
20 000
300
180 ~ 240
30 000
400
240 ~ 320
40 000
600
360 ~480
50 000
800
480 ~ 640
60 000
1200
720 ~ 960
80 000
1500 ~ 2500
900 ~ 2000
注:
1. K = (0.6 ~ 0.8)K0
2. 同《滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ 0219-2006)》表C.3。
表B.0.2 抗滑桩地基系数K(K法)及地层物理力学指标(铁路路基支挡结构设计规范 TB 10025-2006(2009局部修订版))
地层种类
内摩擦角
地基系数K(MN/m3)
弹性模量E0(kPa)
泊松比ν
细粒花岗岩、正长岩
辉绿岩、玢岩
80°以上
2000 ~ 2500
2500
5430 ~ 6900
6700 ~ 7870
0.25 ~ 0.30
0.28
中粒花岗岩
粗粒正长岩、坚硬白云岩
80°以上
1800 ~ 2000
5430 ~ 6500
6560 ~ 7000
0.25
坚硬石灰岩
坚硬砂岩、大理岩
粗粒花岗岩、花岗片麻岩
80°
1200 ~ 2000
4400 ~ 10 000
4600 ~ 5430
5430 ~ 6000
0.25 ~ 0.30
较坚硬石灰岩
较坚硬砂岩不坚硬花岗岩
75° ~ 80°
800 ~ 1200
4400 ~ 9000
4460 ~ 5000
5430 ~ 6000
0.25 ~ 0.30
坚硬页岩
普通石灰岩
普通砂岩
70° ~ 75°
400 ~ 800
2000 ~ 5500
4400 ~ 8000
4600 ~ 5000
0.15 ~ 0.30
0.25 ~ 0.30
0.25 ~ 0.30
坚硬泥灰岩
较坚硬页岩
不坚硬石灰岩
不坚硬砂岩
70°
300 ~ 400
800 ~ 1200
1980 ~ 3600
4400 ~ 6000
1000 ~ 2780
0.29 ~ 0.38
0.25 ~ 0.30
0.25 ~ 0.30
0.25 ~ 0.30
较坚硬泥灰岩
普通页岩
软石灰岩
65°
200 ~ 300
700 ~ 900
1900 ~ 3000
4400 ~ 5000
0.29 ~ 0.38
0.15 ~ 0.20
0.25
不坚硬泥灰岩
硬化黏土
软片岩
硬煤
45°
60 ~ 120
30 ~ 500
10 ~ 300
500 ~ 700
50 ~ 300
0.29 ~ 0.38
0.30 ~ 0.37
0.15 ~ 0.18
0.30 ~ 0.40
密实黏土
普通煤
胶结卵石
掺石土
30° ~ 45°
30 ~ 60
10 ~ 300
50 ~ 300
50 ~ 100
50 ~ 100
0.30 ~ 0.37
0.30 ~ 0.40
注:此表同《建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2012)》条文说明13.2.5表1;同《公路路基设计规范(JTG D30-2015)》条文说明5.7.5表5-5;同《滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ 0219-2006)》表C.1。
表B.0.3 抗滑桩随深度增加的土质地基系数m(m法)(铁路路基支挡结构设计规范 TB 10025-2006(2009局部修订版))
土的名称
竖直方向地基系数m0(MN/m4)
水平方向地基系数m(MN/m4)
0.75<IL<1.0的软塑黏土及粉土;淤泥
1 ~ 2
0.5 ~ 1.4
0.5<IL<0.75的软塑粉质黏土及黏土
2 ~ 4
1 ~ 2.8
硬塑粉质黏土及黏土;细砂和中砂
4 ~ 6
2 ~ 4.2
坚硬的粉质黏土及黏土;粗砂
6 ~ 10
3 ~ 7
砾砂;碎石土、卵石土
10 ~ 20
5 ~ 14
密实的大漂石
80 ~ 120
40 ~ 84
注:
1. IL为土的液性指数,其土质地基系数m0和m的值,相应于桩顶位移0.6 ~ 1.0cm。
2. 此表同《公路路基设计规范(JTG D30-2015)》条文说明5.7.5表5-4;同《滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ 0219-2006)》表C.2。
表 5.7.5 地基水平抗力系数的比例系数m值(建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008)
地基土类别
预制桩、刚桩
m(MN/m4)
相应单桩在地面处水平位移(mm)
灌注桩
m(MN/m4)
相应单桩在地面处水平位移(mm)
淤泥;淤泥质土;饱和湿陷性黄土
2 ~ 4.5
10
2.5 ~ 6
6 ~ 12
流塑(IL>1)、软塑(0.75<IL≤1)状黏性土;e>0.9粉土;松散粉细砂;松散、稍密填土
4.5 ~ 6.0
10
6 ~ 14
4 ~ 8
可塑(0.25<IL≤0.75)状黏性土、湿陷性黄土;e=0.75~0.9粉土;中密填土;稍密细砂
6.0 ~ 10
10
14 ~ 35
3 ~ 6
硬塑(0<IL≤0.25)、坚硬(IL≤0)状黏性土、湿陷性黄土;e<0.75粉土;中密的中粗砂;密实老填土
10 ~ 22
10
35 ~ 100
2 ~ 5
中密、密实的砂砾、碎石类土
100 ~ 300
1.5 ~ 3
注:
1. 当桩顶水平位移大于表列数值或灌注桩配筋率较高(≧0.65%)时,m值应适当降低;当预制桩的水平向位移小于10mm时,m值可适当提高;
2. 当水平荷载为长期或经常出现的荷载时,应将列表数值乘以0.4降低采用;
3. 当地基为可液化土层时,应将表列数值乘以下表5.3.12中相应的系数ψl。
表 5.3.12 土层液化影响折减系数ψl(建筑桩基技术规范 JGJ 94-2008)
λN = N/Ncr
自地面算起的液化土层深度dL(m)
ψl
λN ≤0.6
dL ≤10
10< dL ≤20
1/3
0.6< λN ≤0.8
dL ≤10
10< dL ≤20
1/3
2/3
0.8< λN ≤1.0
dL ≤10
10< dL ≤20
2/3
1.0
注:
1. N为饱和土标贯击数实测值;Ncr为液化判别标贯击数临界值。
2. 对于挤土桩当桩距不大于4d,且桩的排数不少于5排、总桩数不少于25根时,土层液化影响折减系数可按表列值提高一档取值;桩间土标贯击数达到Ncr时,取ψl = 1。
参考文献:
建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-2012。
铁路路基支挡结构设计规范 TB 10025-2006(2009局部修订版)