《规范讲课嵌岩桩》PPT课件

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1、桥梁嵌岩桩承载力研究SoutheastUniversity龚维明教授Friday,October08,2021土木工程学院10/8/20211.前言传统观念一直把嵌岩桩作为端承桩来设计，完全不考虑其桩侧阻力。大量的实测资料表明，嵌岩桩即使是在无覆盖层条件下或长径比L/d<5的短桩，也并非一律是端承桩。忽视上覆土层侧摩阻力和嵌岩段岩层侧摩阻力，把桩端嵌入微风化程度以上的基岩，套用规范盲目加深嵌岩深度或扩大桩端尺寸，无助于调动基岩的承载能力，却造成浪费并增加施工的难度。10/8/20211.前言随着对嵌岩桩承载性状的深入研究，人们逐渐认识

2、到，嵌岩桩的侧阻力不可忽视，有时甚至成为平衡外荷载的主要反力，即嵌岩桩也可能成为摩擦桩或端承摩擦桩。由于嵌岩桩受力机制复杂，现阶段尚未认识清楚，导致了设计人员设计过于保守。10/8/20212.嵌岩桩的定义岩石为颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙的岩体。岩石的风化程度分为未风化、微风化、中等风化、强风化、全风化5个等级。国外学者多认为：只要桩端嵌入岩体中，不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何，都称为嵌岩桩。国内：《建筑桩基技术规范》规定桩端嵌入中等风化程度以上岩层的桩称之为嵌岩桩。《公路桥涵地基与基础设计规范》隐含的定义是：桩端嵌入微

3、风化岩或新鲜基岩中的桩称之为嵌岩桩。本研究认为：桩端支承于中等风化程度以上岩层的桩就可称其为嵌岩桩,不包括嵌入全风化、强风化岩情况。10/8/20213.嵌岩桩承载力的现行计算方法《建筑地基基础设计规范》规定当桩端嵌入“完整及较完整的硬质岩”中时，按下式估算承载力：1)只计桩端阻力规定“桩周边嵌岩最小深度为0.5m”以确保桩端与岩体面接触。对于嵌入破碎岩和软质岩石中的桩，单桩竖向承载力按摩擦桩计算。10/8/2021《公路桥涵地基与基础设计规范》对单桩容许承载力按下式计算：2）只计嵌岩部分的侧阻力和端阻力hr—桩嵌入基岩深度，不包括风

4、化层；Ra—岩石天然湿度的单轴抗压强度;c1、c2—根据清孔情况、岩石破碎程度定的系数10/8/2021《铁路桥涵设计规范》规定，嵌入新鲜岩石层内的桩轴向容许承载力：R—岩石试块单轴极限强度；h—自新鲜岩面（平均高程）算起的嵌入深度；c1、c2—据岩石层破碎程度和清孔情况规定。10/8/2021《建筑桩基技术规范》（征求意见稿）按下式计算：3）考虑土层的侧阻力、嵌岩段侧阻力和端阻力10/8/20214.嵌岩桩承载力计算方法通过151根试桩，提出嵌岩桩承载力计算方法—单桩轴向受压承载力容许值（kN）。桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时

5、，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑；—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5.3.4采用；—桩端截面面积（m2），对于扩底桩，取扩底截面面积:10/8/2021—桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），黏土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当小于2MPa时按摩擦桩计算；—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，按表5.3.4采用；—各土层或各岩层部分的桩身周长（m）；—桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层和全风化层；m—岩层的层数，不包括强风化层和全风化层；—覆盖层土的侧阻力

6、发挥系数，根据桩端确定：当2MPa≤<15MPa时，；当15MPa≤<30MPa时，；当>30MPa时，；10/8/2021—各土层的厚度（m）；—桩侧第i层土的侧阻力标准值（kPa），宜采用单桩摩阻力试验值，当无试验条件时，对于钻（挖）孔桩按本规范表5.3.3-1选用，对于沉桩按本规范表5.3.3-4选用；n—土层的层数，强风化和全风化岩层按土层考虑。10/8/2021嵌岩桩上覆土层侧阻力值Qs采用下式表示：1）土层侧阻系数分析qsk—土层极限侧阻力标准值的加权平均值；qsik—第i层土的极限侧阻力标准值；hs—土层厚度；U—嵌岩桩

7、穿越土层部分的截面周长。10/8/2021上覆土层发挥系数ζs采用下式计算：嵌岩桩上覆土层侧阻力由土层极限侧阻力和发挥系数决定。土层极限侧阻力通常有勘察报告提供。土层侧阻发挥系数受桩长、桩径、成桩工艺响。10/8/2021（1）挖孔嵌岩桩依据29根试桩,可求得具有95%保证率的土层侧阻系数10/8/2021（2）钻孔嵌岩桩依据软岩嵌岩桩26根试桩，可求得具有95%保证率的土层侧阻系数依据硬岩嵌岩桩7根试桩，可求得具有95%保证率的土层侧阻系数10/8/2021由上述计算结果，可以保守估计覆盖土层的侧阻力发挥系数；当Ra≤15MPa时，

8、ζs=0.8；当Ra＝15～30时，ζs=0.5；当Ra>30MPa时，ζs=0.2。10/8/2021参照《公路桥涵地基与基础设计规范》采用相同的系数c1和c22）嵌岩段侧阻和端阻系数分析10/8/2021注：（1）当