关于嵌岩桩承载力的

关于嵌岩桩承载载力的探讨讨】1.概述建筑基桩穿穿过覆盖层层嵌入基岩岩中(嵌固于未未风化岩中中不小于00.5m))称为嵌岩岩桩。由于于基岩强度较高，压压缩性极小小，嵌岩桩桩能提供很很高的承载载力。同时时嵌岩桩沉沉降也很小小，建筑物物沉降在施工过程程中便可完完成。由于于嵌岩桩具具有这些优优点，因而而在工程设设计，尤其其是高层建建筑及大型型构筑物中中被广泛采采用。

在工程实实践中，有有些设计者者认为嵌岩岩桩均为端端承桩，只只具有端阻阻力，不考考虑土层侧侧阻力。这这种计算模模式与许多多工程实际际不符。其其实，对不不同的工程程地质条件件，桩的几几何尺寸及及成桩工艺，嵌岩岩桩表现出出不同的承承载性状。对对于桩端为为基岩，桩桩周土层为为不太弱的的情况且长长径比L/D＞35的嵌岩桩桩，桩侧阻阻力是不容容忽视的，这这一点已为为大量现场场试验结果果所证明。

2.嵌岩桩的承载性状由于嵌岩桩桩的荷载--沉降性状状受多种因因素影响，很很难作出准准确的预计计。因而我我们只能对对嵌岩桩的承承载性状进进行基本分析析。嵌岩桩桩的桩顶沉沉降主要由由二部分组组成：①桩身混凝凝土的弹性性压缩；②②桩底基岩岩的应变。这这二种分量量的相互关关系受荷载载传递机理理的支配。施施加在桩顶顶的荷载通通过桩端阻阻力和桩侧阻力传传递给桩周周的土体和和桩底的基基岩，(其中桩侧侧阻力包括括桩周土体体侧阻力和和嵌岩段侧侧阻力)桩底基岩岩和桩周土土体应变的的相对大小小，决定着着桩端阻力力和桩侧阻阻力的发挥挥程度。各各位移分量的大大小取决于于桩的几何何形状、荷荷载大小、成成桩工艺及及桩底基岩岩桩周土体体和桩身混混凝土的弹性模量量。

对对于嵌入软软质基岩，桩桩周为均匀匀硬土层且且长径比L/D较大的嵌嵌岩桩。桩桩侧阻和端端阻充分发发挥所需的极极限相对位位移同桩周周土体和桩桩底基岩的的强度有关关，强度越越高所需的的极限位移移越小，强强度越低则则所需的极极限位移越越大。当桩桩底基岩较较软，长径径比较大时时，桩顶荷荷载作用下下，桩身位位移相对较较大，桩周周土体强度度较高时，其其发挥极限限侧阻所需需位移相对对较小，故故桩侧阻力力首先达到极限值值。此时桩桩端阻力尚尚未达到极极限值。这这种嵌岩桩桩，其端阻阻只占桩总总承载能力力的一部分分。可称为为端承摩擦擦桩(侧阻占大大部分)或摩擦端端承桩(端阻占大大部分)。

对于于穿过均匀匀软土层嵌嵌入硬质基基岩中的嵌嵌岩桩，由由于桩底基基岩强度很很高，桩底底位移很小小，桩身位移也也不大，此此时，桩周周土体发挥挥极限侧阻阻所需相对对位移尚未未达到，桩桩侧阻力无无法充分发发挥。而硬硬质基岩所所需极限位位移能够达达到，使桩桩端阻力得得到充分发发挥。这种种嵌岩桩称称为端承桩桩。

实际际工程中的的情况远比比上述两种种情况复杂杂。嵌岩桩桩在不同地地质条件和和几何尺寸寸下，表现现端承和摩擦两两种不同的的承载性状状。

值值得注意的的是，嵌岩岩桩桩端嵌嵌岩段的单单位侧阻力力比土层高高得多。由由于该部分分侧阻的剪剪切破坏发生于桩-岩界面(对坚硬完完整岩体)或靠近桩桩侧表面的的岩体中(对软质或或风化破碎碎岩体)，主要表现为(a)岩体侧阻阻达到极限限所需的相相对位移比比土体小得得多；(b)在侧阻力力的作用下下完整基岩一般呈呈脆性破坏坏。表1给出部分分岩体的极极限侧阻所所需位移的的经验值。表11发挥极极限侧阻对对应的相对对位移〔3〕岩石名称破碎砂质粘土岩和细砂岩完整细砂岩完整石灰岩和花岗岩s(mm)43≤2从表1中可可以看出，在在相对位移移非常小的的情况下，桩桩端嵌岩段段的侧阻力力就可充分分发挥。所以在嵌嵌岩桩承载载力确定时时，应充分分考虑其承承载作用。

嵌岩桩的最佳嵌岩深度为3倍桩径，超过3倍桩径时，承载力增长不大。因其具有较高的承载力，桩身最小配筋率应不少于1%，砼强度等级应不低于C20。此外，成桩工艺对嵌岩的承载性能有重要影响。一般情况下，钻(冲)孔成桩过程中，孔底总会残留一部分沉渣形成可压缩性“软垫”，“软垫”的压缩增大了嵌岩桩桩体与岩(土)体的位移，使桩侧(桩身和嵌岩段)阻力得以充分发挥。增大了端阻充分发挥所需的极限位移。使嵌岩桩表现更多的摩擦桩性状。人工挖孔的嵌岩桩由于人工清底，在“干”作业情况一般无“软垫”现象，其承载性状只与地质条件和桩几何尺寸有关。

3.钻(冲)嵌岩桩的分类通常嵌岩桩桩可按基岩岩岩性，覆覆盖层土性性，桩长径径比L/D和成桩工工艺考虑其其端承和摩摩擦特性。

符合下列条件之一的嵌岩桩可按端承桩计算：

1.桩端持力层在中风化硬质岩(如花岗岩)和微风化软质岩(如砂岩)中，且长径比L/D≤10冲钻孔桩和长径比L/D≤12的人工挖孔桩。

2.当长径比L/D比较大，而桩侧处于沿海厚层或巨厚层软土中(如淤泥)其承载力主要靠嵌岩段侧阻和端阻承担的桩。

符合下列条件之一的嵌岩桩应考虑其摩擦桩特性：

1.当L/D≥40，嵌岩桩端在设计荷载下，其承载作用很小，上部荷载主要由桩侧摩阻承担，属于摩擦桩〔3〕。

2.对于L/D＞15-20的泥浆护壁冲钻孔嵌岩桩，无论是嵌入风化岩还是完整基岩中，其荷载传递具有一般摩擦桩的特性，即桩侧阻力先于端阻力发挥出来，桩端分担的荷载较小，属于摩擦桩〔3〕。

3.当混凝土桩的孔底沉碴厚度超过规范规定，因嵌岩桩存在“软垫”，桩的承载性状均成为摩擦桩或摩擦端承桩(当沉碴比较薄时)。

4.嵌岩桩承载力的确定根据《建筑筑桩基技术术规范》(JGJJ94-994)，嵌岩桩桩单桩竖向向极限承载载力标准值值，由桩周周土总侧阻，嵌岩岩段总侧阻阻和总端阻阻三部分组组成。Quk＝Qsk++Qrk+Qpk其中：Qsk＝＝uΣζsiqsikli为土土的总极限限侧阻力标标准值。

Qrk＝uζsfrchr为嵌岩岩段总极限限侧阻力标标准值。

Qpk＝ζpfrcAp为总极极限端阻力力标准值。

f1c为岩石饱和单轴抗压强度标准值。对桩端置于强风化岩中的嵌岩桩，由于强风化岩不能取样成型，其强度不能通过单轴抗压试验确定。强风化嵌岩段极限承载力可根据岩体的风化程度按砂土、碎石类土取值。

ζs、ζp--嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数，与嵌岩段深径比hr/d有关。可按表2选用表2嵌岩段侧侧阻和端阻阻修正系数数详见见〔2〕嵌岩深径比hr/d0.00.51234≥5侧阻修正系数ζs0.0000.0250.0550.0700.0650.0620.050端阻修正系数ζp0.5000.5000.4000.3000.2000.1000.000

对对于端承的的嵌岩桩，不不计承台-桩群-土的相互互作用产生生的群桩效效应。其桩桩竖向承载载力设计值R＝(Qrk+Qpk)/γp。

对于于考虑摩擦擦性状的嵌嵌岩桩群桩桩基础，由由于桩端持持力层为基基岩，其沉沉降量与单单桩相近，承承台土阻力小小到可忽略略不计。侧侧阻端阻的的群桩效应应也可忽略略不计，基基桩竖向承承载力设计计值。R＝Qsk/γs+((Qrk+Qpk)/γp(γs、γp取值见规规范)5.工程实例例1、某高高层建筑两两层地下室室、工程地地质情况及及桩基设计计参数见图图1。±0.000①杂填土-1.800m②淤泥qsk＝10KPa-16.000m③粉质粘土qsk＝35KPa-23.000m④含(碎)卵石细粉土qsk＝55KPa-36.000m⑤强风化花岗斑岩(土状)qsk＝60KPa-42.000m⑥强风化花岗斑岩(碎石状)qsk＝70KPa-46.0000m⑦中风化花岗斑岩qsk＝120KPaqpk＝7500KPa图1工程地质质情况(工程实例1)该工程采用用钻(冲)孔灌注桩桩，桩径Φ800，桩端持持力层为中中风化花岗岗斑岩，桩桩端进入中中风化岩0.5米以上，桩桩顶标高--8.0000米，实际桩桩长L＝38.55m，虽然然中风化花花岗岩基岩岩强度较高，但由由于桩的长长径比较大大(L/D＝48)，因此应应该考虑桩桩侧阻力，按按端承摩擦擦桩计算，若若按纯端承桩桩计算则基基桩竖向承承载力很低低，与实际际情况不符符。

本本工程桩周周长u＝2.5112m，桩桩端面积Ap＝0.50024m22

Qsk＝uΣqSIKLI＝2.5112×(110×8++35×77+55××13+660×6++70×44+1200×0.55)＝44655kN

QPK＝qPKAP＝75000×0.55024＝37688kN

QUP＝QSK+QPK＝44655+37668＝82333kN

设计计取单桩竖竖向极限承承载力标准准值QUK＝82000kN

单桩桩竖向承载载力设计值值R＝QSK/γS+(Qrkk+Qpk)/γp＝44655/1.667+3768//1.677＝49300kN设计取值R＝49000kN

桩基基施工后，经经静载试验验，实际单单桩竖向极极限承载力力标准值达达到设计要要求。

例2某工程程采用人工工挖孔桩，工工程地质情情况及桩基基设计参数数见图2。±0.000①杂填土-1.050②残积(砂质)粘性土qSK＝10KPa-8.500③强风化花岗岩qSK＝55KPaqPK＝2500KPa-12.00④中风化花岗岩图2工程地质质情况(工程实例2)桩径Φ10000，桩端持持力层为强强风化花岗岗岩，桩端端进入持力力层1.5米，桩端直直径D＝2000，桩长径比L/D＜10，且桩端端持力层强强度较高。故故应按端承承桩考虑。ψP＝(0.8/D)11/3＝(0.8//2)1//3＝0.744

QPK＝ψPQPKAP＝0.744×25000×3..14＝58100kN。设计取单桩桩竖向极限限承载力标标准值QUK＝Qpk＝58000kN

单桩竖向向承载力设设计值R＝QPK/γP＝58000/1.665＝35155kN设计取值R＝350