桥梁嵌岩桩承载力研究.pptVIP

计算机科学与工程学院 * 桥梁嵌岩桩承载力研究 龚维明 教授 * 土木工程学院 * 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/d5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。 * 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。 * 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。 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。 * 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 —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； —根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5.3.4采用； —桩端截面面积（m2），对于扩底桩，取扩底截面面积 : 　　　　 * —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； —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； —各土层或各岩层部分的桩身周长（m）； —桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层和全风化层； m —岩层的层数，不包括强风化层和全风化层； —覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端 确定：当2MPa≤ 15MPa时， ；当15MPa≤ 30MPa时， ；当30MPa时， ； * —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。 * 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。 * 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。 * （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 * （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 * 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Ra≤15MPa时， ζs=0.8； 当Ra＝15～30时， ζs=0.5； 当Ra 30MPa时， ζs=0.2。 * 相同的系数c1和c2 2）嵌岩段侧阻和端阻系数分析 * 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。 * 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。 * 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：①淤泥质土，埋深0～-39.7m；②粉质粘土，埋深