(6) 根据文[ 2 ]在特软泥质粉砂岩 ( f rk = 018 MPa) 所做的试桩资料 ,其实测的桩侧极限摩阻力 qs 比桩基 规范式 (51211123) 估算的 qs 大 7～9 倍 ;相应的极限端 阻力 qp 则大 211～215 倍 。可见规范公式对特软岩估
图 2 主要土层的桩侧 、桩端阻力及相对位移的关系曲线
验结果 ,在填土中除设护壁外 ,还在护壁内设计隔板 ,
9
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
使桩身与护壁隔开 ,并在各土层分界面处埋设钢筋计 , 以测出各测点的应力和应变 。各试桩的试验参数见表 3 ,试验结果见表 4 。
Discussion f or the Bearing Capacity Selection of Rock Socketed Piles/ Shi Feng1 ,Chen Xiaoxian1 ,Xu Guoping1 ,Wang Jiehui2 ( 1. Fujian Building Science Research Institute , Fuzhou 350025 , China ; 2. Branch Courts in Fuzhou of Chongqing University Architecture Designing Institute ,Fuzhou 350013 ,China) Abstract :Based on the static loading tests on rock socketed piles in which the stain gauges were mounted at the top and the interfaces of soil strata ,the behaviors of skin resistance and toe resistance are analyzed. The results of the test ,the values suggested in the investigation report and calculating values are compared and the effects of rocky character ,depth of rock socketed are discussed. The coefficients for calculating the bearing capacity of rock socketed piles are presented. Keywords :artifical rock socketed piles ;skin resistance ;toe resistance
第 35 卷 第 12 期
建 筑 结 构
2005 年 12 月
嵌岩桩承载力取值的探讨
施 峰 陈孝贤 许国平
王界辉
(福建省建筑科学研究院 福州 350025) (重庆大学建筑设计院福州分院 350013)
[ 提要 ] 通过在人工挖孔嵌岩桩桩顶 、桩端及桩周各主要土层的分界面埋设钢筋计的静荷载试验 ,分析了嵌 岩桩侧阻力 、端阻力的变化规律 。并对实测结果与勘察报告建议值以及规范计算值进行了比较 ,探讨了岩性 、 嵌岩深度等对承载力的影响 ,提出了计算嵌岩桩承载力所需系数的取值 。 [ 关键词 ] 人工挖孔嵌岩桩 桩侧阻力 桩端阻力
2 000～ 2 200 kPa ; 中 风 化 钙 质 粉 砂 岩 分 别 为 180 ～ 200 ,3 500 ～ 4 000 kPa 。根 据《建 筑 桩 基 技 术 规 范》 (J GJ 94 —94) [1]中式 (51211123) , (51211124) 估算的中 、 微风化钙质粉砂岩的 qs , qp 见表 2 。
各试桩的试验参数
桩号 桩长
桩端持力层
Hr
(m)
(m)
T1 318 强风化泥质粉砂岩 310
T2 619 强风化泥质粉砂岩 214
T3 810 中风化钙质粉砂岩 116
T4 1317 中风化钙质粉砂岩 116
T5 1011 强风化炭质粉砂岩 812
T6 1012 强风化炭质粉砂岩 310
注 :各桩桩径均为 800 mm 。
1 勘察报告及桩基规范提供的设计参数 拟建场地为一山坳地带 ,拟建物为 13 幢 17 ～18
层的高层建筑群 ,基础采用人工挖孔嵌岩桩 。根据地 质勘察报告 , 场地岩土层自上而下 为 : 1) 杂 填 土 , 厚 0140～10150m ;2) 粘性土或砂卵石 ,厚 0100～3130m ; 3) 残积土 ,厚 0165～14135m ;4) 强～中风化泥质粉砂 岩 ,厚 0180 ～14170m ; 5) 强～中风化炭质粉砂岩 , 厚 0100～21140m ;6) 中～微风化钙质粉砂岩 ,厚 0100～ 4150m ,未揭穿 。局部地段尚有强～中风化构造角砾 岩 。根据岩石的抗压试验报告 ,各类岩石的抗压强度 标准值 f rk见表 1 。
性 、嵌径比等 ,提出适宜的折减系数 ,以获得较为接近 实际的 qs 和 qp 值 。 4 工程桩检测结果
根据静载试验结果 ,桩基设计时取中风化钙质粉 砂岩的 qs = 670kPa , qp = 6 140 kPa ,强风化泥质粉砂岩 的 qs = 200 kPa , qp = 3 000 kPa 。根据设计要求 ,随机 选取 5 根工程桩采用高应变动力检测法进行单桩承载 力检测 。各试桩的试验参数及根据现场实测曲线采用
端阻力 侧阻力 端阻力 (kN) (kN) P ( %)
①
②
③
qp (kPa) ①②③
T1 4146 1 516 1 384 52130 ≥173 — — ≥2 672 — —
T2 5147 1 528 1 472 50190 238 — — ≥2 965 — —
T3 5173 3 166 6 334 33130 227 — ≥669 — — ≥5 451
最大试验荷载 P ,且有较大的提高空间 。 (2) 实测的各试桩桩身轴力传递特性分布见图 3 ,
从图中可以看出 , 以强风化泥质粉砂岩 为 持 力 层 的 T1 , T2 桩 ,在最大试验荷载作用下 ,虽然其桩顶沉降才 5mm 左右 , 但桩端承载力分别达到最大试验荷载的 5213 %和 5019 % ; 以中风化钙质粉砂岩为持力层的 T3 , T4 桩 ,在最大试验荷载的作用下 ,桩端承载力仅占 桩顶荷载的 3313 %和 3611 % ,说明桩侧嵌岩段的摩阻 力占了相当大的比例 。同样是以强风化炭质粉砂岩为 持力层 的 嵌 岩 深 度 达 310m 的 T6 桩 与 嵌 岩 深 度 达 812m 的 T5 桩 相 比 , 桩 侧 阻 力 从 4317 % 提 高 到 6816 % ,说明嵌岩深度对提高桩侧摩阻力具有相当大 的作用 。
各试桩有关参数及检测结果
表5
桩号
74 # 78 # 101 # 113 # 271 #
桩长 ( m)
9181 10177 8102 5199 9164
扩大头直径 ( mm) 1 300 1 200 1 200 1 400 1 600
单桩承载力 特征值 (kN)
4 700 4 300 4 000 5 300 5 800
10 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
图 3 各试桩桩身轴力传递特性轴力分布
算的 qs 和 qp 均偏小 。 (7) 根据上述情况 ,桩基规范有必要根据不同的岩
(3) 从表 4 可见 ,强风化泥质粉砂岩和强风化炭质 粉砂岩的桩侧阻力和桩端阻力较为接近 。表明当其抗 压强度相近时 ,其侧阻力和端阻力也接近 。在最大荷 载作用下 ,其侧阻力为勘察报告的 2 倍 ,而端阻力则为 勘察报告的 115 倍 。
(4) 从表 3 ,4 的 T5 桩资料中可以看到 ,即使 Hr/ d = 10125 ,其桩端阻力仍占最大荷载的 3114 %。故不 能笼统地认为嵌岩桩 Hr/ d ≥5 时 , qp 就等于零 。
各类岩石的抗压强度标准值 f rk ( MPa)
表1
岩石名称 泥质粉砂岩 炭质粉砂岩 构造角砾岩 钙质粉砂岩
强风化 中风化 微风化 新 鲜
8122 26158
— —
6156 20186
— —
9137 21103
— —
Байду номын сангаас
18122 36163 72130 95110
勘察报告推荐的极限侧阻力标准值 qs 和极限端 阻力标准值 qp : 强风化泥质粉砂岩分别为 90 ～110 ,
T4 13119 3 426 6 074 36110 220 — ≥425 — — ≥6 335
T5 4127 1 615 3 535 31140 ≥150 ≥270 — — ≥3 212 —
T6 4136 1 689 1 311 56130 — ≥206 — — ≥3 278 —
注 : ①为强风化泥质粉砂岩 , ②为强风化炭质粉砂岩 , ③为中风 化钙质粉砂岩 。
3 场地嵌岩桩承载力的讨论 (1) 由于试验条件的限制 ,试验均未做到极限值 ,
且在最大荷载作用下各试桩桩顶沉降都很小 ,图 1 中 的 Q2s 曲线均为缓变形 ,未出现突变 。主要土层的桩 侧阻 、端阻力及相对位移的关系曲线见图 2 。从图 2 可 看出 ,仅强风化泥质粉砂岩桩侧阻力达到极限状态 ,其 余岩层桩侧阻力和桩端阻力随着相对位移增加仍在不 断增加 ,尚未达到极限状态 。因此 ,单桩承载力均大于
qp 3612 2819 2117 1415 712
0
注 : Hr 为嵌岩深度 , d 为桩径 。