規(guī)范講課嵌巖樁

橋梁嵌巖樁承載力研究

SoutheastUniversity龔維明

教授

Monday,July3,2023土木工程學(xué)院7/3/20231.前言

傳統(tǒng)觀念一直把嵌巖樁作為端承樁來設(shè)計(jì)，完全不考慮其樁側(cè)阻力。大量的實(shí)測資料表明，嵌巖樁即使是在無覆蓋層條件下或長徑比L/d<5的短樁，也并非一律是端承樁。忽視上覆土層側(cè)摩阻力和嵌巖段巖層側(cè)摩阻力，把樁端嵌入微風(fēng)化程度以上的基巖，套用規(guī)范盲目加深嵌巖深度或擴(kuò)大樁端尺寸，無助于調(diào)動(dòng)基巖的承載能力，卻造成浪費(fèi)并增加施工的難度。7/3/20231.前言

隨著對嵌巖樁承載性狀的深入研究，人們逐漸認(rèn)識到，嵌巖樁的側(cè)阻力不可忽視，有時(shí)甚至成為平衡外荷載的主要反力，即嵌巖樁也可能成為摩擦樁或端承摩擦樁。由于嵌巖樁受力機(jī)制復(fù)雜，現(xiàn)階段尚未認(rèn)識清楚，導(dǎo)致了設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)過于保守。7/3/20232.嵌巖樁的定義

巖石為顆粒間連接牢固、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個(gè)等級。國外學(xué)者多認(rèn)為：只要樁端嵌入巖體中，不論巖體的風(fēng)化程度如何、堅(jiān)硬性如何，都稱為嵌巖樁。國內(nèi)：《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》規(guī)定樁端嵌入中等風(fēng)化程度以上巖層的樁稱之為嵌巖樁?！豆窐蚝鼗c基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》隱含的定義是：樁端嵌入微風(fēng)化巖或新鮮基巖中的樁稱之為嵌巖樁。本研究認(rèn)為：樁端支承于中等風(fēng)化程度以上巖層的樁就可稱其為嵌巖樁,不包括嵌入全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖情況。

7/3/20233.嵌巖樁承載力的現(xiàn)行計(jì)算方法

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定當(dāng)樁端嵌入“完整及較完整的硬質(zhì)巖”中時(shí)，按下式估算承載力：

1)只計(jì)樁端阻力

規(guī)定“樁周邊嵌巖最小深度為0.5m”以確保樁端與巖體面接觸。對于嵌入破碎巖和軟質(zhì)巖石中的樁，單樁豎向承載力按摩擦樁計(jì)算。

7/3/2023

《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》對單樁容許承載力按下式計(jì)算：

2）只計(jì)嵌巖部分的側(cè)阻力和端阻力

hr—樁嵌入基巖深度，不包括風(fēng)化層；Ra—巖石天然濕度的單軸抗壓強(qiáng)度;c1、c2—根據(jù)清孔情況、巖石破碎程度定的系數(shù)

7/3/2023《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，嵌入新鮮巖石層內(nèi)的樁軸向容許承載力：

R—巖石試塊單軸極限強(qiáng)度；

h—自新鮮巖面（平均高程）算起的嵌入深度；

c1、c2—據(jù)巖石層破碎程度和清孔情況規(guī)定。

7/3/2023《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）按下式計(jì)算：

3）考慮土層的側(cè)阻力、嵌巖段側(cè)阻力和端阻力

7/3/20234.嵌巖樁承載力計(jì)算方法

通過151根試樁，提出嵌巖樁承載力計(jì)算方法—單樁軸向受壓承載力容許值（kN）。樁身自重與置換土重（當(dāng)自重計(jì)入浮力時(shí)，置換土重也計(jì)入浮力）的差值作為荷載考慮；—根據(jù)清孔情況、巖石破碎程度等因素而定的端阻發(fā)揮系數(shù)，按表采用；—樁端截面面積（m2），對于擴(kuò)底樁，取擴(kuò)底截面面積:

7/3/2023—樁鞋端巖秤石飽少和單裳軸抗績壓強(qiáng)仙度標(biāo)鍬準(zhǔn)值敘（k犁Pa已），士黏土以質(zhì)巖棵取天引然濕柳度單陡軸抗狐壓強(qiáng)需度標(biāo)治準(zhǔn)值榨，當(dāng)?shù)∮谏?M抗Pa芒時(shí)按群摩擦得樁計(jì)愚算；—根撲據(jù)清緩孔情秋況、矩巖石錯(cuò)破碎進(jìn)程度朵等因感素而疑定的獻(xiàn)第i層巖開層的她側(cè)阻圖發(fā)揮央系數(shù)幣，按棟表采護(hù)用；—各麗土層乘或各查巖層玩部分昏的樁高身周坑長（績m）凍；—樁倦嵌入罵各巖定層部冶分的爬厚度問（m那），協(xié)不包眨括強(qiáng)格風(fēng)化吐層和道全風(fēng)闊化層居；m—巖益層的稀層數(shù)青，不忠包括漲強(qiáng)風(fēng)死化層為和全火風(fēng)化謙層；—覆蓋巾層土召的側(cè)飲阻力謎發(fā)揮躍系數(shù)趣，根需據(jù)樁團(tuán)端紅確定批：當(dāng)野2M北Pa萌≤啊<釋15煌MP稈a時(shí)戰(zhàn)，道；當(dāng)紛15隱MP袖a≤晴<領(lǐng)30米MP患a時(shí)均，朵；當(dāng)環(huán)>3準(zhǔn)0M壤Pa城時(shí)，版；6/臟26遇/2描02胞3—各嗽土層眾的厚毒度（趟m）緩；—樁勿側(cè)第i層土冊的側(cè)盾阻力陳標(biāo)準(zhǔn)號值（繩kP野a）班，宜蔥采用臂單樁被摩阻傭力試熔驗(yàn)值寄，當(dāng)暈無試甩驗(yàn)條淚件時(shí)荷，對范于鉆蔽（挖竄）孔資樁按鈔本規(guī)帳范表稠選用咽，對許于沉頌樁按祝本規(guī)拆范表葵選用杏；n—土狀層的雹層數(shù)溪，強(qiáng)贈(zèng)風(fēng)化膝和全建風(fēng)化連巖層奸按土槍層考落慮。6/弟26搭/2僵02乳3嵌巖苗樁上輩覆土鋤層側(cè)糧阻力碼值Q特s采引用下酸式表斯示：1）究土層堡側(cè)阻項(xiàng)系數(shù)轉(zhuǎn)分析qsk—土垮層極矛限側(cè)寨阻力荷標(biāo)準(zhǔn)史值的痕加權(quán)民平均搞值；qsi模k—第臘i層奧土的瞎極限征側(cè)阻器力標(biāo)寨準(zhǔn)值胖；hs—土搜層厚歡度；U—嵌腹巖樁嶺穿越萌土層飽部分賽的截?fù)Q面周遵長。6/組26妙/2偏02彎3上覆沖土層糧發(fā)揮蜓系數(shù)ζs采用撕下式恢計(jì)算摟：嵌巖寬樁上鄉(xiāng)豐覆土團(tuán)層側(cè)梨阻力蟻由土腿層極確限側(cè)喚阻力榜和發(fā)監(jiān)揮系攔數(shù)決從定。土層睛極限冰側(cè)阻汁力通蛙常有釋勘察訴報(bào)告摧提供苗。土層眉側(cè)阻瓜發(fā)揮匯系數(shù)秀受樁態(tài)長、龜樁徑減、成柴樁工鮮藝響春。6/俊26條/2約02短3（1顫）挖攻孔嵌叢巖樁依據(jù)段29降根試甲樁,絡(luò)可求售得具鞏有9國5%徑保證鵲率的灘土層牌側(cè)阻系貫數(shù)6/汽26礦/2海02包3（2鋸）鉆弦孔嵌念巖樁依據(jù)繳軟巖棉嵌巖騾樁2乎6根點(diǎn)試樁悶，可些求得舞具有打95吹%保亂證率齒的土揀層側(cè)統(tǒng)阻系本數(shù)依據(jù)硬巖困嵌巖找樁7郊根試小樁，可求供得具彎有9脈5%自保證記率的雹土層母側(cè)阻館系數(shù)6/狼26及/2平02喬3由上哨述計(jì)亡算結(jié)卡果，兩可以怖保守暈估計(jì)廁覆蓋里土層慢的側(cè)痕阻力腥發(fā)揮犯系數(shù)超；當(dāng)R粉a≤榨15算MP抗a時(shí)瀉，ζs=0既.8鋸；當(dāng)R例a＝班15弄～3部0時(shí)麗，ζs=0賽.5庭；當(dāng)R缸a都>3招0M昌Pa障時(shí)，ζs=0晝.2碑。6/瀉26煙/2陸02臣3參照渣《公健路橋偶涵地閣基與鞠基礎(chǔ)護(hù)設(shè)計(jì)訴規(guī)范卻》采捷用相與同的械系數(shù)c1和c22）并嵌巖尋段側(cè)犬阻和淹端阻傲系數(shù)鞠分析6/稠26產(chǎn)/2繳02居3注：失（1嫂）當(dāng)?shù)兹霂r魯深度濕小于員或等拖于0恨.5葛m時(shí)績，轎乘以教0.幅75殺的折層減系牧數(shù)，右＝0疑；（2挨）對著于鉆促孔樁廣，系本數(shù)鐵、捧值赤應(yīng)降圈低2勁0％抽采用習(xí)；樁扯端沉歐渣厚菊度t應(yīng)滿福足以慢下要割求：d≤1擋.5伶m時(shí)蛋，t≤5您0m討m；d>1幸.5射m時(shí)初，t≤1雙00甘mm烈；（3乖）對媽于中庭風(fēng)化子層作逮為持凈力層壁的情蘋況，疏、貝應(yīng)分稀別乘枯以0伙.7糧5的聲折減肌系數(shù)忠。6/公26窯/2瓜02核35.尊結(jié)論結(jié)合敏國內(nèi)槳外研指究資練料可掠以認(rèn)憂為：1不樁端領(lǐng)支承湊于中等種風(fēng)化程度逐以上鳥巖層努的樁佛就可耍稱為嵌巖竿樁,孔不包午括嵌泰入全遇風(fēng)化貝、強(qiáng)肢風(fēng)化皇巖情床況。2電非嵌配巖部騰分的蘇側(cè)摩怖阻力拼不可姥忽視泳。3魄不同瓶成孔前方式鉛的嵌灘巖樁記，其策承載話性能忌也有妙差異撇。4若按基拉巖性邪質(zhì)將哪樁分遺為軟犬巖嵌蛛巖樁辱和硬革巖嵌償巖樁儀。6/雙26壞/2億02拳3二、圣支承峽在基蜓巖上貌或嵌告入基貍巖內(nèi)禾樁的喪受壓病承載純力容縮慧許值強(qiáng)計(jì)算資料草：安芬陽地破區(qū)通倉化大涉橋S鍋z2蓮號采愿用鉆驅(qū)孔灌通注樁浸試樁春，樁珠徑為濤1m漁，樁窯長6咬0.革5m沫，樁質(zhì)身混浮凝土懸強(qiáng)度殃等級懸C4逆0，賽地質(zhì)黎情況候?yàn)椋鹤g①淤汪泥質(zhì)別土，客埋深弓0～循-3絹9.閥7m傭；②蛾粉質(zhì)濫粘土度，埋屠深-虧39權(quán).7餐～-鞏59愧m；屈③全站、強(qiáng)余風(fēng)化?；鶐r鹽，中熔風(fēng)化詠凝灰嬌巖。侍樁嵌淹巖持績力層愁為中姿風(fēng)化患凝灰強(qiáng)巖，囑巖層徐較完元整，孤深度皮1.肅5m添，巖醒石飽聲和單科軸抗啊壓強(qiáng)說度標(biāo)簡準(zhǔn)值倡10涂MP挨a。6/邊26城/2械02招3計(jì)算兇公式上述布公式合中參轉(zhuǎn)數(shù)取篇值如烤下：為清駱孔情腎況、洲巖石局破碎堪程度五等因身素而戲定的喝端阻戚發(fā)揮謀系數(shù)唱，查鏈表取臉。為根傳據(jù)清鵝孔情理況、吹巖石膛破碎征程度屠等因序素而桂定的艷第i層巖紗層的宮側(cè)阻雁發(fā)揮丑系數(shù)獄，查紗表取。6/私26訂/2慶02均3為樁創(chuàng)嵌入重各巖尾層部除分的挪厚度嫩（m愈），漿取1律.5飄m，至不包去括強(qiáng)吳風(fēng)化嫁層和蛛全風(fēng)挎化層艦。為巖羊石飽勸和單預(yù)軸抗曬壓強(qiáng)梳度標(biāo)臣準(zhǔn)值概取1斗0，同粘土桌質(zhì)巖兩取天材然濕臭度單減軸抗酸壓強(qiáng)遼度標(biāo)姐準(zhǔn)值蔬，當(dāng)磁小亮于2壯MP腸a時(shí)寫按摩扇擦樁盤計(jì)算印。為覆藥蓋層柔土的員側(cè)阻遷力發(fā)暈揮系頃數(shù)，小由于浮2M申P(guān)a佛≤漠＝湊10調(diào)MP侮a<玻15滾MP棍a，伐取0帆.8杰。為各爽土層衫的厚稈度，哲本例白分別倉取3片9.蔬7m鑒,2卸0.還9m顧；實(shí)咸際工靠程中趙應(yīng)嚴(yán)津格取斬承臺臭底面映或局棚部沖懸刷線蝴以下喊的土恭層厚紐奉度。6/頓26寸/2價(jià)02昆3為樁今側(cè)第i層土笨的側(cè)愈阻力殖標(biāo)準(zhǔn)續(xù)值（狼kP虹a）貸，宜闖采用鼠單樁駱摩阻荷力試般驗(yàn)值生。由爸于無暴試驗(yàn)鋼條件透時(shí)，鋤鉆（搏挖）者孔樁娃按表訪選用叫，①抄土層頌取2鉛0節(jié)kP北a，韻②土窗層取壁55崖kP值a。結(jié)合額上述休參數(shù)蜘可以漢求解動(dòng)嵌巖縮慧鉆孔該樁單紙樁承板載力柴如下壓：*蛾樁身慮自重述標(biāo)準(zhǔn)臂值與倉置換呈土重括標(biāo)準(zhǔn)列值（猜當(dāng)樁睬重計(jì)梢入浮震力時(shí)者，置決換土胞重也的計(jì)入究浮力紐奉）的物差值昆作為鹽荷載申考慮倚。6/顫26灣/2蠅02右3三、證當(dāng)河衡床巖許層有允沖刷運(yùn)時(shí)，做樁基穿嵌入圾基巖盒的有吹效深醉度計(jì)膏算資料慈：寧惠川某刑水文爸站超