嵌岩桩
2019/11/12
4.结论
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。
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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
• li —各土层的厚度(m); • qik —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。
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1)土层侧阻系数分析 嵌岩桩上覆土层侧阻力值Qs采用下式表示:
•
frk =10MPa<15MPa,取0.8。
• li 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。
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• qik 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,①土层取20 kPa,②土层 取55kPa。
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• 计算公式
Ra
c1 Ap
f rk
u
m i=1
c2i hi
f rki
1 2
su
n i=1
li qik
上述公式中参数取值如下:
c1 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 0.75×0.6×0.8=0.36 。
c2i为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的
国外认为:只要桩端嵌入岩体中,不论岩体的风 化程度如何、坚硬性如何,都称为嵌岩桩。
桩端支承于中等风化程度以上岩层的桩就可称其 为嵌岩桩,不包括嵌入全风化、强风化岩情况。
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3.嵌岩桩承载力计算方法
通过151根试桩,提出嵌岩桩承载力计算方法
[Ra ]
c1 Ap
frk
u
m i 1
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。
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上覆土层发挥系数ζs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。
c2i hi
f rki
1 2
su
n i 1
li qik
• Ra —单桩轴向受压承载力容许值(kN)。
桩身自重与置换土重(当自重计入浮力时,置换土
重也计入浮力)的差值作为荷载考虑;
• c1 —根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发
挥系端截面面积(m2),对于扩底桩,取扩底截面 面积
土木工程学院
桥梁嵌岩桩承载力研究
2019/11/12
龚维明 教授
2019年11月12日
1.前言
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/d<5的短桩,也并非一律是端承桩。 忽视上覆土层侧摩阻力和嵌岩段岩层侧摩阻力,把 桩端嵌入微风化程度以上的基岩,套用规范盲目加 深嵌岩深度或扩大桩端尺寸,无助于调动基岩的承 载能力,却造成浪费并增加施工的难度。
第i层岩层的侧阻发挥系数,查表取
0.75×0.05×0.8=0.03 。
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• hi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。
• frk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 frk小于
2MPa时按摩擦桩计算。
• s 为覆盖层土的侧阻力发挥系数,由于2MPa≤
* 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。
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1.前言
随着对嵌岩桩承载性状的深入研究,人们逐渐认 识到,嵌岩桩的侧阻力不可忽视,有时甚至成为 平衡外荷载的主要反力,即嵌岩桩也可能成为摩 擦桩或端承摩擦桩。
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2.嵌岩桩的定义
岩石为颗粒间连接牢固、呈整体或具有节理裂隙 的岩体。岩石的风化程度分为未风化、微风化、 中等风化、强风化、全风化5个等级。
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• frk —桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值(kPa),黏土 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;
• c2i —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,按表5.3.4采用;
• u —各土层或各岩层部分的桩身周长(m);
• hi —桩嵌入各岩层部分的厚度(m),不包括强风化层
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(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
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(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7根试桩,可求得具有95%保证率 的土层侧阻系数
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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;
和全风化层; • m —岩层的层数,不包括强风化层和全风化层;
• s —覆盖层土的侧阻力发挥系数,根据桩端 frk 确定:当
2MPa≤ frk<15MPa时, s 0.8;当15MPa≤ frk<30MPa 时, s 0.5 ;当>30MPa时, s 0.2 ;
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当Ra≤15MPa时, ζ s=0.8; 当Ra=15~30时, ζ s=0.5; 当Ra >30MPa时, ζ s=0.2。
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2)嵌岩段侧阻和端阻系数分析
相同的系数c1和c2
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• 注:(1)当入岩深度小于或等于0.5m时,c1 乘以0.75的折减系数,c2 =0; (2)对于钻孔桩,系数 c1 、c2 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,c1 、c2 应分别乘以0.75的折减系数。
• 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:①淤泥 质土,埋深0~-39.7m;②粉质粘土,埋深 -39.7~-59m;③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。
• 结合上述参数可以求解嵌岩钻孔桩单桩承载力如 下:
Ra 0.36 3.1421.02 / 4 10000 3.1421.0 0.031.5 10000 0.5 0.8 3.1421.0
(20 39.7 55 20.9) 6684.29kN