GEO5用户手册岩土经验参数汇总（四）
本文主要汇总浅基础和深基础设计中涉及到经验参数。
注：浅基础设计包括：弹性地基梁分析、筏基有限元分析和扩展基础设计。深基础设计包括单桩设计、群桩设计、微型桩设计和桩基静力触探分析。
计算地基承载力的参数
计算岩石地基竖向承载力的参数
岩体损伤系数D 的建议值
岩体描述 | D的建议值 |
岩体，完整的高强度岩石， 用爆炸方法或开敞式TBM挖掘 | 0 |
岩体，岩石质量差，干扰较小的机械开挖 | 0 |
岩体，岩石质量差，机械开挖，显著的底鼓，开挖顺序的临时倒置或水平开挖 | 0,5 |
岩体，岩石质量很差，不稳定，围岩局部破坏（3 m内围岩） | 0,8 |
岩石边坡或岩石露头，控制爆破处理 | 0,7 |
岩石边坡或岩石露头，产生一定扰动的爆破处理 | 1,0 |
露天矿山，爆破法开挖 | 1,0 |
露天矿山，机械开挖 | 0,7 |
来自「理论 – 地基承载力分析– 计算地基承载力的参数」
单轴抗压强度 σc, 泊松比 ν 和 岩石重度 γ
岩石强度 | 岩石类型（例子） | 单轴抗压强度 | 泊松比 ν | 岩石容重 |
极坚硬岩石 | 非常坚硬 、完整的岩石， 高强度的石英岩、玄武岩以及其他极为坚硬的岩石 | >150 | 0,1 | 28,00 - 30,00 |
很坚硬岩石 | 很坚硬的花岗岩、石英岩、斑岩、石英板岩，很坚硬的砂岩和石灰岩 | 100 - 150 | 0,15 | 26,00 - 27,00 |
坚硬岩石 | 坚固密实的花岗岩， 很坚硬的砂岩和石灰岩，硅质铁岩脉，坚硬的布丁岩，很坚硬的铁矿石，坚硬的方解石，不是很坚硬的花岗岩，坚硬的砂岩，大理岩，白云岩， 黄铁矿 | 80 - 100 | 0,20 | 25,00 - 26,00 |
较坚硬岩石 | 普通砂岩，中等硬度铁矿石，砂质页， 片岩 | 50 - 80 | 0,25 | 24,00 |
中等坚硬岩石 | 坚硬泥岩，不是很坚硬的砂岩和方解石，软的片岩，不是很坚硬的页岩，密实的泥灰岩 | 20 - 50 | 0,25 – 0,30 | 23 - 24,00 |
较软岩石 | 软的片岩，软的石灰岩，白垩岩，岩盐，冻土， 无烟煤，普通泥灰岩， 受扰动的砂岩，软的板岩以及土壤骨料 | 5 - 20 | 0,3 – 0,35 | 22,00 –26,00 |
软弱岩石 | 压实粘土，坚硬土（残积层土质结构) | 0,5 - 5 | 0,35 – 0,40 | 22,00 - 18,0 |
来自「理论 – 地基承载力分析– 计算地基承载力的参数」
土重法（中国规范 DL/T 5219-2014）
中国规范 DL/T 5219 - 2014（架空送电线路基础设计技术规定）- 表 6.3.1-1 土重法临界深度hc
土的名称 | 土的天然状态 | 基础上拔临界深度hc | |
圆形底 | 方形底 | ||
砂类土、粉土 | 密实 ~ 稍密 | 2,5D | 3,0B |
粘性土 | 坚硬 ~ 硬塑 | 2,0D | 2,5B |
可塑 | 1,5D | 2,0B | |
软塑 | 1,2D | 1,5B | |
注 1：长方形底板，当长边L'和短边B之比不大于3时，按圆形底计算hc，且D=0.6*(B+L')。 |
来自「理论 – 地基承载力分析– 上拔稳定分析」
美国规范NAVFAC DM 7.2
承载力系数 Nq
内摩擦角 φ[°] | 26 | 28 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |
预制桩（driven piles）承载力系数Nq | 10 | 15 | 21 | 24 | 29 | 35 | 42 | 50 | 62 | 77 | 86 | 120 | 145 |
灌注桩（bored piles）承载力系数Nq | 5 | 8 | 10 | 12 | 14 | 17 | 21 | 25 | 30 | 38 | 43 | 60 | 72 |
来自「理论 – 单桩设计– 竖向承载力」
侧向土压力系数K 的推荐值
桩型 | 承压桩的K值 | 抗拔桩的K值 |
H型钢桩（Driven H-piles） | 0,5 – 1,0 | 0,3 – 0,5 |
挤土桩（圆形或方形）（Driven displacement piles ） | 1,0 – 1,5 | 0,6 – 1,0 |
楔形挤土桩（Driven displacement tapered piles） | 1,5 – 2,0 | 1,0 – 1,3 |
水冲沉桩（Driven jetted piles） | 0,4 - 0,9 | 0,3 - 0,6 |
灌注桩（直径小于70cm）（Bored piles） | 0,7 | 0,4 |
来自「理论 – 单桩设计– 竖向承载力」
桩与桩周土间摩擦角
桩与桩周土间摩擦角δ[˚]
桩身材料 | δ[˚] |
钢材 | 20 |
木材 | 0,75φ |
混凝土 | 0,75φ |
其中：φ-桩周土的内摩擦角
来自「理论 – 单桩设计– 竖向承载力」
桩与桩周土间粘结系数
粘结系数α 的推荐值
桩身材料 | 土体稠度 | 不排水抗剪前度 | 粘结系数α[-] |
木材或混凝土 | 流塑 | 0 - 12 | 0,00 - 1,00 |
软塑 | 12 - 24 | 1,00 - 0,96 | |
可塑 | 24 - 48 | 0,96 - 0,75 | |
硬塑 | 48 - 96 | 0,75 - 0,48 | |
坚硬 | 96 - 192 | 0,48 - 0,33 | |
钢材 | 流塑 | 0 - 12 | 0,00 - 1,00 |
软塑 | 12 - 24 | 1,00 - 0,92 | |
可塑 | 24 - 48 | 0,92 - 0,70 | |
硬塑 | 48 - 96 | 0,70 - 0,36 | |
坚硬 | 96 - 192 | 0,36 - 0,19 |
来自「理论 – 单桩设计– 竖向承载力」
有效应力法
承载力系数
承载力系数Np 和βp 的推荐取值范围（Fellenius, 1991）
土体类型 | φef | Np | βp |
黏土 | 25 – 30 | 3 – 30 | 0,23 - 0,40 |
粉土 | 28 – 34 | 20 – 40 | 0,27 - 0,50 |
砂土 | 32 – 40 | 30 – 150 | 0,30 - 0,60 |
砾石 | 35 - 45 | 60 - 300 | 0,35 - 0,80 |
来自「理论 – 单桩设计– 竖向承载力」
依据Masopust 法计算桩基沉降
普通岩石和软弱岩石的割线模量Es
h (m) | d (m) | ||||||||
0,6 | 1,0 | 1,5 | |||||||
R3 | R4 | R5 | R3 | R4 | R5 | R3 | R4 | R5 | |
1,5 | 50,3 | 28,2 | 20,2 | 72,3 | 35,0 | 24,7 | 85,5 | 33,5 | 22,3 |
3,0 | 64,5 | 43,1 | 30,8 | 105,5 | 57,3 | 41,0 | 138,3 | 58,8 | 41,2 |
5,0 | - | 58,2 | 41,3 | - | 75,3 | 54,8 | - | 87,9 | 63,7 |
10,0 | - | 87,5 | 61,6 | - | 114,5 | 83,2 | - | 133,0 | 97,0 |
来自「理论 – 单桩设计– 沉降」
无黏性土的割线模量Es
h (m) | d (m) | ||||||||
0,6 | 1,0 | 1,5 | |||||||
Id | |||||||||
0,5 | 0,7 | 0,9 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | 0,5 | 0,7 | 0,9 | |
1,5 | 11,0 | 13,7 | 28,3 | 12,8 | 15,8 | 30,6 | 13,0 | 15,3 | 29,0 |
3,0 | 15,5 | 20,2 | 44,5 | 18,4 | 25,0 | 47,8 | 19,4 | 24,5 | 52,5 |
5,0 | 18,8 | 26,6 | 56,1 | 22,8 | 32,5 | 69,1 | 24,5 | 36,0 | 78,2 |
10,0 | 23,8 | 36,6 | 72,1 | 29,8 | 47,8 | 93,4 | 32,6 | 54,0 | 107,3 |
来自「理论 – 单桩设计– 沉降」
黏性土的割线模量Es
h (m) | d (m) | |||||
0,6 | 1,0 | 1,5 | ||||
Ic | ||||||
0,5 | ≥ 1,0 | 0,5 | ≥ 1,0 | 0,5 | ≥ 1,0 | |
1,5 | 6,9 | 13,2 | 7,9 | 13,4 | 8,6 | 12,3 |
3,0 | 10,0 | 22,0 | 12,5 | 23,9 | 13,7 | 23,0 |
5,0 | 12,5 | 31,2 | 15,9 | 35,4 | 18,4 | 36,7 |
10,0 | 15,5 | 44,3 | 21,3 | 51,3 | 24,6 | 57,4 |
来自「理论 – 单桩设计– 沉降」
依据Poulos 法计算桩基沉降
割线模量 Es
不同岩土体类型的割线模量Es建议值如下表（Gopal Ranjan et. Rao, 2000）：
岩土体类型 | 土体的稠度或密实度 | Modulus |
淤泥 | 流塑 | 0,2 – 2 |
黏土 | 流塑 | 2 – 15 |
软塑 | 5 – 25 | |
可塑 | 15 - 50 | |
硬塑 | 50 - 100 | |
坚硬 | 25 - 250 | |
砂土 | 松散 | 7 - 21 |
中密 | 10 – 24 | |
密实 | 48 – 80 | |
砂砾石 | 中密 | 50 – 145 |
密实 | 100 – 190 |
来自「理论 – 单桩设计– 沉降」
水平承载力 - 弹性地基 (p-y 曲线法)
线性分布水平反力系数
Bowles 系数k 的建议值[MN/m3]
密实砂砾石 | 220 - 400 |
中密砾石 | 155 - 300 |
级配中等的砂土 | 110 - 280 |
细砂 | 80 - 200 |
硬黏土 | 60 - 220 |
饱和硬黏土 | 30 - 110 |
塑性黏土 | 40 - 140 |
饱和塑性黏土 | 10 - 80 |
软黏土 | 2 - 40 |
来自「理论 – 单桩设计– 水平承载力-弹性地基（p-y曲线法）」
水平反力系数 - 捷克规范CSN 73 1004
无黏性土水平压缩模量nh 的建议值如下表：
土体类型 | nh [MN/m3] | ||
相对密实度 ID [-] | 0.3 | 0.5 | 0.9 |
干砂和干砾石 | 2.5 | 7.0 | 18.0 |
来自「理论 – 单桩设计– 水平承载力-弹性地基（p-y曲线法）」
水平反力系数 - Matlock/Reese 法
无黏性土水平压缩模量nh 的建议值如下表：
土体类型 | nh [MN/m3] |
干砂和干砾石 |
|
湿砂和湿砾石 |
|
来自「理论 – 单桩设计– 水平承载力-弹性地基（p-y曲线法）」
桩的承载力计算
桩侧阻力修正系数ALPHA_s
据欧洲规范EN 1997-2 和荷兰规范NEN 6743，内置了该系数的经验值
对砂土和砂砾，桩侧阻力修正系数的建议值
成桩工艺 | NEN 6743 | EN 1997-2 |
预制混凝土打入桩或钢桩（prefabricated driven piles or steel piles） | 0,010 | 0,010 |
法兰基灌注桩（Franki piles） | 0,014 | 0,012 |
打入木桩（driven wooden piles） | 0,012 | 0,012 |
振动沉管灌注桩（vibrating or vibropressed） | 0,012 | 0,012 |
现浇螺旋桩（cast in place screw piles） | 0,009 | 0,009 |
预制螺旋桩（prefabricated screw piles） | 0,009 | 0,009 |
二次注浆现浇螺旋桩（cast in place screw piles with additional grouting） | 0,006 | 0,006 |
二次注浆预制螺旋桩（prefabricated screw piles with additional grouting） | 0,006 | 0,006 |
钢管桩（steel tubular piles） | 0,0075 | 0,0075 |
长螺旋压灌桩（Continuous Flight Auger piles (CFA)） | 0,006 | 0,006 |
灌注桩或膨润土悬浮液护壁成孔灌注桩（bored piles or piles sheeted by bentonite suspense） | 0,006 | 0,006 |
钢管护壁成孔灌注桩（bored piles with steel casing） | 0,005 | 0,005 |
对于粗颗粒砂土或砾石，无论依据哪个规范，以上各值还需乘以一个折减系数。对粗颗粒砂土，折减系数取0.75，对砾石，折减系数取0.5。
对于泥炭土，取αs = 0。
来自「理论 – 桩的承载力计算– 桩侧阻力修正系数ALPHA-s」
对于黏土和粉土，依据欧洲规范EN 1997-2，αs 的推荐值如下表所示：
土体类型 | qc [MPa] | αs [-] |
黏土 | > 3 | < 0,030 |
黏土 | < 3 | < 0,020 |
粉土 | < 0,025 |
来自「理论 – 桩的承载力计算– 桩侧阻力修正系数ALPHA-s」
对于黏土和粉土，依据荷兰规范NEN 6743，αs 的推荐值如下表所示：
qc [MPa] | αs [-] |
> 1 | 0,035 |
< 1 | 0,0 深度小于等于五倍桩径 |
0,025 深度大于五倍桩径，小于等于二十倍桩径 | |
0,035 深度大于二十倍桩径 |
来自「理论 – 桩的承载力计算– 桩侧阻力修正系数ALPHA-s」
分析方法为LCPC (Bustamante 理论)，αs 的建议值
LCPC (Bustamante) 土体类型 | 锥尖阻力 | αs | αs | 单位极限桩侧阻力 |
黏土 | < 1 | 0,033 | 0,033 | 15 |
1 < qc < 5 | 0,025 | 0,011 | 35 | |
5 < qc | 0,017 | 0,008 | 35 | |
砂土 | qc< 5 | 0,010 | 0,008 | 35 |
5 < qc < 12 | 0,010 | 0,005 | 80 | |
12 < qc | 0,007 | 0,005 | 120 |
来自「理论 – 桩的承载力计算– 桩侧阻力修正系数ALPHA-s」
桩端阻力修正系数ALFA_p
荷兰规范NEN 6743 或欧洲规范EN 1997-2，系数αp 的取值
成桩工艺 | αp [-] |
预制混凝土打入桩或钢桩（prefabricated driven piles or steel piles） | 1,0 |
法兰基灌注桩（Franki piles） | 1,0 |
打入木桩（driven wooden piles） | 1,0 |
振动沉管灌注桩（vibrating or vibropressed） | 1,0 |
现浇螺旋桩（cast in place screw piles） | 0,9 |
预制螺旋桩（prefabricated screw piles） | 0,8 |
二次注浆现浇螺旋桩（cast in place screw piles with additional grouting） | 0,9 |
二次注浆预制螺旋桩（prefabricated screw piles with additional grouting） | 0,8 |
钢管桩（steel tubular piles） | 1,0 |
长螺旋压灌桩（Continuous Flight Auger piles (CFA)） | 0,8 |
灌注桩或膨润土悬浮液护壁成孔灌注桩（bored piles or piles sheeted by bentonite suspense） | 0,5 |
钢管护壁成孔灌注桩（bored piles with steel casing） | 0,5 |
来自「理论 – 桩的承载力计算– 桩端阻力修正系数ALFA-p」
LCPC 或Schmertmann 作为分析方法时，系数αp 的值由锥尖阻力qc 反算得到
不同qc 值下的αp 建议值
LCPC (Bustamante) 土体类型 | 锥尖阻力 | αp | αp |
黏土 | < 1 | 0,04 | 0,50 |
1 < qc < 5 | 0,35 | 0,45 | |
5 < qc | 0,45 | 0,55 | |
砂土 | qc < 12 | 0,40 | 0,50 |
13 < qc | 0,30 | 0,40 |
来自「理论 – 桩的承载力计算– 桩端阻力修正系数ALFA-p」
标准贯入试验（SPT）
上覆有效应力校正系数
类型 | 固结类型 | 相对压实度 lp [%] | 校正系数 CN |
类型 1 - EN ISO 22476-3 (Tab. A2) | 正常固结 | 40 - 60 |
|
类型 2 - EN ISO 22476-3 (Tab. A2) | 60 - 80 | 60 - 80 |  |
类型 3 - EN ISO 22476-3 (Tab. A2) | 超固结 | - |
|
类型 4 - EN ISO 22476-3 | 正常固结砂土 | - |
|
类型 5 - FHWA (1998), Peck (1974) | - | - |
|
来自「理论 – 原位测试– 标准贯入试验（SPT）」
扩展阅读：
