嵌岩灌注桩承载力的探讨.pdf

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1、嵌岩灌注桩承载力的探讨梅瑞(南京江宁区住建工程设计审查中心，江苏南京211100)摘要：介绍了嵌岩灌注桩承栽力的计算．对嵌岩灌注桩的承栽特性、桩侧阻力与桩端阻力的关系、桩端阻力难以发挥的原因、施工中遇到的问题进行了探讨。关键词：嵌岩灌注桩；桩侧阻力；桩端阻力；摩擦桩；端承桩Abstract：Thispaperintroducescalculationofbearingcapacityonbocksocketedpiles．Thebearingcharacteristicsonbocksocketedpil

2、es，therelationshipofpilesideresistanceandendresistance，thereasonofdifficulitytoplayonpileendresisistance，andproblemsencounteredintheconstructionarediscussedonlocksocketedpiles．Keywords：bocksocketedpiles；pilesideresistance；pileendresistance；frictionpile；en

3、dbearingpile0引言随着国家经济的发展．高层建筑物和大型构筑物越来越多。单桩设计的承载力越来越高。为了满足设计桩基高承载力的要求．设计者不得不采取加大桩身截面、提高桩身混凝土强度的方法；另一方面，采取加大桩长、将桩基嵌入到基岩，即采用嵌岩灌注桩的方法。将灌注桩设计为嵌岩桩．可以充分利用基岩高承载力、低压缩性的特点，大幅度提高单桩承载力。降低建筑物的沉降。提高建筑物的抗震性能。但是．由于人们对嵌岩灌注桩的承载机理和荷载传递特性以及上覆土层情况认识不足．因而片面强调了嵌岩，增大嵌岩深度，甚至在基岩上

4、采用桩基扩大头的方法．但实验结果却使得设计并未达到预期的目的，同时给施工带来了诸多困难。给国家造成了经济损失。目前。国内外对大直径灌注桩是否嵌岩，嵌岩效果如何已做过许多试验研究。为满足高承载力设计要求，使得基础设计更加经济、安全、可靠。因此有必要针对嵌岩桩的承载性状以及设计施工中的问题进行讨论。1单桩承载力计算1．1《建筑桩基技术规范)(JGJ94—2008)单桩竖向承载力特征值计算公式如下：Q=争fikAp+Uqsikli打一桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数。与嵌岩深径比hr／d、岩石软硬程度和成桩工艺有关，

5、一般hr／d越大，毋越大。1．2《建筑地基基础设计规范))(GBS0007—2011)当桩嵌入完整基岩，桩长较短、嵌入较浅时：Ra=qpoAp1．3《公路桥涵地基与基础设计规范》【P】=(CM+C2Uh)·Ra1．4《铁路桥涵设计规范》[pl=R(C1A+C2观、从以上规范可看出．嵌岩桩的单桩承载力由两部分构成，一是桩侧总的摩阻力。另一个是嵌岩端的端阻力。表面上看。单桩的承载力由端阻力起控制作用。2嵌岩灌注桩的承载特性2．1嵌岩桩等价于非嵌岩桩．属于摩擦桩嵌岩灌注桩的设计．人们往往只考虑支承于基岩的桩端阻

6、力的作用．不论桩的长短或长径比的大小，在单桩承载力确定方法以及桩身配筋长度上。_-i孟材型垒幽—49—一律把嵌岩灌注桩作为端承桩处理。大量的实测资料表明，嵌岩灌注桩在大多数情况下属于摩擦桩而非端承桩。从图1可看出。(1)无论桩端是基岩层还是一般密实的粉砂层．桩身轴力随深度递减．嵌岩桩上覆土层的桩侧摩阻力与非嵌岩桩一样，在桩身受荷变形过程中．都被调动起来。桩侧摩阻力先发挥也容易发挥作用。N(kN、‘-)■岩簋NkkNj‘b】幸■■■图1桩身轴力随深度分布曲线(2)由于桩侧覆土层、风化岩层的强度特性不同。对桩

7、侧阻力韵贡献也不同．表现在二者荷载一深度曲线(Q—H)的斜率dQ／dH不同。显然，风化岩层的强度大大高于上覆土层．嵌岩段桩侧阻力较大，而上覆土层桩侧阻力较小。因此嵌岩段桩侧阻力对于分担荷载起到极其重要的作用。(3)无论桩端嵌入风化岩还是落人粉砂层，桩长达到一定深度后．桩端阻力都很小．桩端阻力均未完全发挥。国内外一些试验结果表明．当桩的长径比L／d=1～20时．嵌岩桩的端阻力占桩顶荷载比Qp／Q从100％降至30％；当L／d=20。60时。Qp／Q一般不超过30％，大部分在20％以下，个别只有5％，与此相应

8、的桩侧摩阻力比Qs／Q则随桩的长径比L／d的增大而增大。一般在70％以上。因此．当IJdt>40时，上覆土层较厚且强度较高。桩顶荷载基本由提供的桩侧摩阻力分担．传到嵌岩部分的力就很小。此时对于上覆土层深厚的大直径嵌岩桩与支承于砂层的非嵌岩灌注桩承载性一样．呈现摩擦性状。2．2嵌岩桩不同于非嵌岩桩．属于端承桩当桩的长径比L／d≤40．或上覆土层较薄且强度较低时。能提供的桩侧摩阻力有限．这时非嵌岩桩不能达到设计荷载要求．桩顶荷载必