规范讲课嵌岩桩.ppt

桥梁嵌岩桩承载力研究 龚维明 教授 * 土木工程学院 Date 1.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/d30MPa时， ； Date 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。 Date 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嵌岩桩穿越土层部分的截面周长。 Date 上覆土层发挥系数s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。 Date （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 Date （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 依据硬岩嵌岩桩桩7根试桩试桩 ，可求得具有95%保证率 的土层侧阻系数 Date 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Ra15MPa时， s=0.8； 当Ra1530时， s=0.5； 当Ra 30MPa时， s=0.2。 Date 参照公路桥涵地基与基础设计规范采用相同 的系数c1和c2 2）嵌岩段侧阻和端阻系数分析 Date 注：（1）当入岩深度小于或等于0.5m时， 乘以0.75的折减系数， 0； （2）对于钻孔桩，系数 、 值应降 低20采用；桩端沉渣厚度t应满足以下要 求：d 1.5m时，t 50mm；d 1.5m时，t 100mm； （3）对于中风化层作为持力层的情况 ， 、 应分别乘以0.75的折减系数。 Date 5.结论 结合国内外研究资料可以认为： 1 桩端支承于中等风化程度以上岩层的桩就可称为 嵌岩桩,不包括嵌入全风化、强风化岩情况。 2 非嵌岩部分的侧摩阻力不可忽视。 3 不同成孔方式的嵌岩桩，其承载性能也有差异。 4 按基岩性质将桩分为软岩嵌岩桩和硬岩嵌岩桩。 Date 二、支承在基岩上或嵌入基岩内桩 的受压承载力容许值计算 资料：安阳地区通化大桥Sz2号采用钻孔灌 注桩试桩，桩径为1m，桩长60.5m，桩身 混凝土强度等级C40，地质情况为：淤泥 质土，埋深0-39.7m；粉质粘土，埋深 -39.7-59m；全、强风化基岩，中风化 凝灰岩。桩嵌岩持力层为中风化凝灰岩， 岩层较完整，深度1.5m，岩石饱和单轴抗 压强度标准值10MPa。 Date 计算公式 上述公式中参数取值如下： 为清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻 发挥系数，查表取 。 为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的 第i层岩层的侧阻发挥系数，查表取 。 Date 为桩嵌入各岩层部分的厚度（m），取1.5m， 不包括强风化层和全风化层。 为岩石饱和单轴抗压强度标准值取10，粘土质 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。 为覆盖层土的侧阻力发挥系数，由于2MPa 10MPa15MPa，取0.8。 为各土层的厚度，本例分别取39.7m,20.9m； 实际工程中应严格取承台底面或局部冲刷线以下 的土层厚度。 Date 为桩侧第i层土的侧阻力标准值（kPa），宜采 用单桩摩阻力试验值。由于无试验条件时，钻（ 挖）孔桩按表选用，土层取20 kPa，土层取 55kPa。 结合上述参数可以求解嵌岩钻孔桩单桩承载力如 下： * 桩身自重标准值与置换土重标准值（当桩重计入浮力时 ，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑。 Date 三、当河床岩层有冲刷时，桩基嵌 入基岩的有效深度计算 资料：宁川某水文站超声波水位计水位塔基础圆 形灌注桩打在岩石上时，为保证水位计的安全， 需对桩基入岩深度进行有效计算。 书中采用的计算公式 Date 为在基岩顶面处的弯矩（kNm），本例 中取600 kNm 。 为岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa ），粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标 准值，本例取4000kPa。 d为桩身直径，取 0