巖石地基中嵌巖樁的設(shè)計(jì)及施工注意問題

巖石地基中嵌巖樁的設(shè)計(jì)及施工注意問題摘要：結(jié)合工程實(shí)例，介紹的設(shè)計(jì)計(jì)算，檢測(cè)及施工注意事項(xiàng)總同行參考關(guān)鍵詞：嵌巖樁；嵌巖深度，樁側(cè)負(fù)摩阻力嵌巖樁的檢測(cè)嵌巖樁具有單樁承載力特征值高、抵御水平抗震性能較好、沉降較小、群樁效應(yīng)較低等優(yōu)點(diǎn)，成為廣大山區(qū)巖體地基上高層建筑重要的基礎(chǔ)型式。其承載性狀也一直是國內(nèi)外學(xué)術(shù)界，工程界尤為關(guān)注的熱點(diǎn)之一。最初將之當(dāng)作端承樁設(shè)計(jì)，不僅使單樁承載力未得到充分的發(fā)揮，而且使樁數(shù)大幅度增加，近十余年嵌巖樁工程和試驗(yàn)研究積累了更多資料，對(duì)其承載性狀的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深化，因此《建筑樁技術(shù)規(guī)范》規(guī)范也對(duì)嵌巖樁單獨(dú)給出了單獨(dú)的嵌巖樁單樁豎向極限承載力計(jì)算公式及檢測(cè)方法等，使得嵌巖樁在各個(gè)行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，在基巖埋深較淺的地區(qū)，采用大直徑的嵌巖樁經(jīng)濟(jì)效益尤其明顯。嵌巖樁的持力層選擇及嵌巖深度巖石的顆粒間連接牢固、呈整體或具有節(jié)理裂隙的巖體。巖石的風(fēng)化程度分為未風(fēng)化、微風(fēng)化、中等風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化5各等級(jí)。國外認(rèn)為：只要樁端樁嵌入巖體中，不論巖體的風(fēng)化程度如何、堅(jiān)硬性如何，都稱為嵌巖樁，但我國嵌巖樁定義為嵌入未風(fēng)化、微風(fēng)化、中等風(fēng)化的巖石才可，不包括強(qiáng)風(fēng)化、全風(fēng)化的情況，要求比國外嚴(yán)格，安全更有保證。根據(jù)持力層基巖性質(zhì)也可分為軟巖嵌巖樁和硬巖嵌巖樁。嵌巖深度在嵌巖樁計(jì)算中是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，長涇比越大樁底承擔(dān)的荷載越小。在一些工程中，為了確保樁承載力、減少建筑物沉降，對(duì)于大噸位嵌巖樁的嵌巖深度應(yīng)通過計(jì)算確定，同事滿足構(gòu)造要求。嵌巖樁傾斜的完整的和較完整巖的全斷面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，傾斜度大于30%的中風(fēng)化巖，宜根據(jù)傾斜度及巖石完整性適當(dāng)加大嵌巖深度；嵌入平整、完整的堅(jiān)硬和較堅(jiān)硬巖的深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。施工時(shí)應(yīng)結(jié)合相鄰基礎(chǔ)基底標(biāo)高控制基礎(chǔ)埋置深度，相鄰兩樁的樁端高差應(yīng)小于其水平凈距（若有擴(kuò)大頭，則為擴(kuò)大頭間凈距）；樁凈距小于2D或2.5m時(shí)必須采用跳槽開挖。.此外在樁底3d范圍內(nèi)應(yīng)無軟弱夾層，斷裂帶，洞穴和空隙分布，尤其是柱下布樁荷載很大的柱下單樁更為如此。嵌巖樁的設(shè)計(jì)規(guī)范在計(jì)算嵌巖樁單樁豎向極限承載力時(shí)包括樁周土總極限側(cè)阻力和嵌巖段總極限阻力，當(dāng)中風(fēng)化或者強(qiáng)風(fēng)化巖層以上的土層較薄所以嵌巖段總極限阻力和總極限側(cè)阻力懸殊較大，因此我個(gè)人此時(shí)一般在計(jì)算單樁豎向極限承載力時(shí)僅考慮嵌巖段總極限阻力，但在場(chǎng)地中風(fēng)化或者強(qiáng)風(fēng)化巖層以上有較厚土層時(shí)樁周土總極限側(cè)阻力計(jì)算值較大，此時(shí)必須考慮該側(cè)阻，工程實(shí)例如下：1.1工程地質(zhì)概況某重慶工程為地下一層，地上28層，抗震設(shè)防烈度：6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組，建筑場(chǎng)地類別為：II類，結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，主要土層情況如下：素填土：根據(jù)重慶地區(qū)同類素填土，為新近填土，壓縮性較大，地基承載力特征值及變形值應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)確定。填土層的負(fù)摩阻力系數(shù)取0.25粉質(zhì)粘土：土層較薄，分布零星，強(qiáng)度較低。。屬中等壓縮性硬塑狀粉質(zhì)粘土。根據(jù)《工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(DBJ50-043-2005)及結(jié)合重慶地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，粉質(zhì)粘土地基極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk取180kPa。頁巖：中風(fēng)化頁巖天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為15.98Mpa，為較軟巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為W級(jí)砂巖：中風(fēng)化砂巖天然單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為24.66Mpa，為較軟巖，巖體較完整，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為W級(jí)。由于第一層素填土土層較厚，最厚處有30m深，平均厚度在15米，因此該嵌巖樁計(jì)算要特別注意的負(fù)摩阻力對(duì)樁的單樁豎向極限承載力抵消，計(jì)算時(shí)單樁承載力應(yīng)為上部承載力標(biāo)準(zhǔn)值加該樁負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值。計(jì)算步驟如下：鉆孔樁灌注.材料：混凝土等級(jí)：C50；鋼筋保護(hù)層厚度：50mm；.樁直徑為1000mm，擴(kuò)底直徑為1300mm，每邊擴(kuò)出尺寸150mm，基礎(chǔ)嵌入完整中風(fēng)化巖層深度詳2000m(僅舉一個(gè)樁進(jìn)行計(jì)算)，要求單樁豎向承載力特征值為13500KN.要求持力層為中風(fēng)化泥巖或砂巖的樁。樁豎向承載力特征值計(jì)算1.3.1根據(jù)規(guī)范樁基技術(shù)規(guī)范的5.3.9計(jì)算單樁豎向承載特征值長徑比hr/d=1.538;嵌巖端側(cè)阻綜合系數(shù)和端阻綜合系數(shù)Zr=1.06;因本工程為干作業(yè)成樁(清底干凈)所以Zr乘1.2的增大系數(shù)，1.2Zr=1.272;結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)二1.0，單樁豎向極限承載力標(biāo)準(zhǔn)值Quk=26980KN單樁豎向承載特征值二Quk/2=13490KN1.3.2樁側(cè)負(fù)摩阻力及其引起的下拉荷載根據(jù)規(guī)范樁基技術(shù)規(guī)范的5.4.4計(jì)算樁側(cè)負(fù)摩阻力，（1） 0,ri=ZyeAze+1/2yiAzi 求出由土自重引起的樁周層土平均豎向有效應(yīng)力Or1=0.5x16x30=240,（2） Qs1n=&nioi=0.25x240=60Kpa（3） 樁側(cè)負(fù)摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值Q=30x3.1416x30=2827KN注：由于該場(chǎng)地為30m的人工回填土，未壓實(shí)，所以沒有考慮中性點(diǎn)，按最不利的全長均為付摩阻力進(jìn)行計(jì)算，偏于保守，1.3.3最終單樁承載力特征值為13490-2872=10618KN。嵌巖樁的檢測(cè)3.1嵌巖樁在成孔完成后對(duì)持力層的檢測(cè)可按《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》3.3.4條執(zhí)行，由于嵌巖樁承載力較大，試驗(yàn)的噸位過大，不適宜采用豎向抗壓靜載試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)收承載力的檢測(cè)，因此規(guī)范也給出了對(duì)于端承型大直徑灌注樁，當(dāng)受設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)條件限制無法檢測(cè)單樁豎向抗壓承載力時(shí)，可采用鉆芯法測(cè)定樁底沉渣厚度并鉆取樁端持力層巖土芯樣檢驗(yàn)樁端持力層，該種方法可以在成孔完成后，對(duì)巖層采用超前鉆取樣，判斷持力層巖石的單軸抗壓強(qiáng)度及樁底節(jié)d且不小于5m深度范圍內(nèi)有無空洞、破碎帶、軟弱夾層等不良地質(zhì)條件。由于樁承載力較大，樁的數(shù)量較少，為保證樁的可靠性且檢測(cè)費(fèi)用不高，所以我個(gè)人建議檢測(cè)的比例要比規(guī)范規(guī)定的不應(yīng)少于總樁數(shù)的10砒高至50%或更多。3.2嵌巖樁成樁完成后，選用鉆芯法或聲波透射法對(duì)部分受檢樁進(jìn)行樁身完整性檢測(cè)。抽檢數(shù)量不應(yīng)少于總樁數(shù)的10%，本次檢測(cè)的樁與成樁前的檢測(cè)部重復(fù)。。嵌巖樁的施工注意事項(xiàng)4.1現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)應(yīng)確定該樁周圍的樁底高程，在保證和周邊樁能滿足剛性角要求的前提下確定該樁樁長再施工。4.2成孔完成后，應(yīng)及時(shí)配合檢測(cè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)等單位對(duì)孔底進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收完成后因及時(shí)封閉，防止巖層風(fēng)化，承載力發(fā)生變化。4.3在檢測(cè)單位提供孔底巖層單軸抗壓強(qiáng)度報(bào)告后，滿足設(shè)計(jì)要求承載力再行澆筑樁體，澆筑前應(yīng)注意：（1）樁底進(jìn)行清底，確保樁底成渣厚度滿足規(guī)范要求。（2）清底完成后用C30細(xì)石混凝土將探孔灌實(shí)，并對(duì)孔底進(jìn)行封閉，確保封底成功后再行澆筑（3）澆筑時(shí)要采用導(dǎo)管澆筑，導(dǎo)管下口至孔底的距離一般為5?40cm，導(dǎo)管埋入砼深度不小于1.0m。不可再孔后直接澆筑，容易產(chǎn)生混凝土離析現(xiàn)象（4）澆筑