嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
□肇庆市肇通资产经营有限公司阎海鸿
摘要：针对现有桥梁规范中计算嵌岩桩的单桩轴向受压容许承载力的公式提出几个问题，同时提出了在不同条件下嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力更合理的计算方法，论述了建议方法的经济效益。
关键词：嵌岩桩侧阻力端阻力单轴极限抗压强度长径比
随着现代成桩工艺、桩体结构的检测技术与桩的承载力等方面的进步和提高，桩与桩基础得到越来越广泛的应用；当桥梁上部结构荷载较大，而适合作为持力层的岩层又埋藏较深或虽然可作为持力层的土层埋藏不深但其下又存在软弱下卧层，用天然浅基础不能满足结构物对地基强度、变形和稳定性方面的要求时，嵌岩桩作为桩基础的一种形式往往是常用的一种基础。
现行桥梁规范对嵌岩桩垂直承载力的计算，有很多值得探讨的地方。由于山区公路桥梁中所采用的嵌岩桩数量占了相当大的比例，从而积累了大量的实践经验，从这些嵌岩桩的试桩实验中得知，嵌岩桩的实际垂直极限承载力P j常常远大于规范中的计算值。
1 规范对嵌岩桩计算的规定
支承在基岩上或岩层中的单桩，其轴向受压容许承载力取决于桩底处岩石的强度和嵌入基岩的深度，可按下式计算：〔p〕＝（C1A+C2Uh）R a〔1〕（1）式中：
R a——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度（kPa），试件直径为7～10 cm，试件高度与试件直径相等；
h——桩嵌入基岩深度（m），不包括风化层；
U——桩嵌入基岩部分的横截面周长（m），按设计直径计算；
A——桩底截面面积（m2）；
C1、C2——根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数，按表1采用；
良好的0.60.05
一般的0.50.04
较差的0.40.03
注：①当h≤0.5 m时，C1采用表列数值的0.75倍，C2＝0；
②对于钻孔桩，C1、C2值取表值的0.8倍。
1.1 《规范》提出的公式（1）值得思考的几个问题
1.1.1 公式（1）中未考虑新鲜基岩以上覆盖层的侧阻力
显然，这对于埋置较深的桩基是不经济的。在清孔绝对干净，桩底处于理想支撑，桩底岩石完整且强度很高时，桩的竖向位移很微小，公式（1）合理的、适用的，但近年来大量的实践资料表明，当桩
的长径比L/d＞15～20的泥浆护壁钻(挖）孔嵌岩桩时，无论是嵌入风化岩还是完整的基岩中，其荷载传递都具有摩擦桩的特征，即桩侧阻力先于端阻力发挥出来，桩端分担的荷载并不大，属于摩擦桩。在一般情况下，其桩侧阻力的荷载都超过60％；当长径比L/d＞35时，在覆盖层不太软弱的情况下，其侧阻力分担的荷载将超过95％，端阻力分担的荷载不足5％，几乎可以忽略不计。这是由于对嵌岩桩而言，一方面，即使桩身不会下滑，但桩顶的弹性压缩变形是必然有的，即桩尖沉降△h＝0，桩身有弹性压缩△，桩顶沉降△
0＝△（见图1a），这个弹性压缩量△引发了桩周土体的剪应力τ，也即是土对桩
的摩阻力。剪应力与剪切变形成正比，表
层剪应力τ，底层剪应力τ＝0，呈三角
形分布（见图1b）。当荷载P增大时，
△逐渐增大，表层剪应力为τ达到极限值
〔τ〕。此时荷载仍由桩侧摩阻力承担（见
图1c）。如果荷载继续增大，则荷载增
大部分全部由桩尖岩体的支承力来承担，
直至达到桩尖土层的极限承载力〔P h〕，
软垫，致使桩底也会产生沉降，这一沉降和上述桩本身的压缩导致桩身与土体、嵌岩段桩身与岩体产生相对位移，从而产生侧阻力，而端阻力由于“软垫”效应，不能完全发挥出来；此外，桩身轴力Nz由于桩顶荷载在沿桩身向下传递的过程中，必须不断地克服桩侧阻力，从而使桩身轴力Nz随深度逐渐减小，传至桩底的轴力即桩底反力N L，等于桩顶荷载减去全部桩侧摩阻力。以上几点表明，不考虑桩的长径比，忽视桩侧阻力的作用是既不符合实际情况、又不经济的。〔2〕
1.1.2对公式（1）中“h”要求的理解
公式（1）中对“h”的要求是“桩嵌入基岩的深度，不包括风化层”，设计人员的一般理解是桩必须嵌入新鲜基岩，而不论其上面风化岩层的强度如何，这也是值得我们思考的问题。
对岩石按强度分类的规定（表2）可知，岩石极限抗压强度可相差6倍以上，有的强风化硬质岩（如花岗岩），其极限强度仍可超过10MPa而大于极软岩新鲜基岩的强度。说明一般硬质岩的微弱风化层、甚至强风化层的强度都相当高，不考虑这些层次的嵌岩深度，一律要求嵌入新鲜基岩显然是不尽合理的。在风化层很厚的情况下，嵌岩很深，必然导致工程量的增大、计算承载力〔p〕远小于实际极限承载能力Pj的情况出现。
表2. 岩石的分类
类
别
单轴极限抗压强度
（MPa）
硬质岩＞30
软质岩5～30
极软岩＜5
1.1.3 对公式（1）中“R a”的理解
公式〔1〕中对岩石单轴极限抗压强
度Ra的定义有欠缺，设计人员一般采用钻孔试件的平均强度值。然而，事实上，在岩石强度随深度而增加的情况下，会导致桩的计算承载能力偏低，从而影响桩长的确定。
2 建议的计算方法
以桩的长径比和桩尖岩石单轴极限强度来区别是否考虑上覆盖层的侧阻力（Q sk）及嵌岩段侧阻力（Q rk）问题。
（1）当桩尖岩石单轴极限抗压强度R a j≥10MPa，且L/d≤20时，不考虑上覆盖层的侧阻力及嵌岩段阻力，按嵌岩桩计算；当L/d＞20时，按嵌岩桩计算，不考虑上覆盖层的侧阻力，但必须考虑嵌岩段阻力；（2）当桩尖岩石单轴极限抗压强度R a j＜10 MPa，且L/d≤20时，按嵌岩桩计算，不考虑上覆盖层的侧阻力，但需考虑嵌岩段阻力；当L/d＞20时，原则上桩按摩擦桩计算，即既要考虑上覆盖层的侧阻力，又要考虑嵌岩段阻力，同时还需考虑端阻力（Q pk）。
此外，嵌岩深度h可包含岩石单轴极限抗压强度≥10 MPa的所有风化层，对于中小型桥梁，甚至包括强风化层。
3 实际应用时需注意的问题
对于特大跨径桥梁和重要大跨径桥梁的嵌岩桩，应避免将桩底设在强风化层上；对于存在冲刷作用的桥梁桩基，L（桩长）指最大冲刷线以下的桩长；当桩的嵌岩深度达到5d时，Q pk可不考虑。
各种情况下的计算公式
(1)当R a j≥10 MPa；L/d≤20时，按下式计算
〔p〕＝C1A R a1+C2U hR a2（2）
式中：
R a1——桩尖以下3～4倍直径深度内天然湿度基岩的单轴极限抗压强度平均值；
R a2——桩嵌岩部分天然湿度基岩单轴极限强度的按厚度加权平均值；
h——桩嵌岩部分天然湿度基岩单轴极限强度≥10 MPa的深度。
(2)当R a j≥10 MPa；L/d＞20时，按下式计算
〔p〕＝C1A R a1+C2U hR a2+ Q rk（3）Q rk＝1/2ULτp
式中：
Q rk——嵌岩段总极限侧阻力。
τp——风化岩限极摩阻力，文献﹝1﹞表4.3.2-1中取值，风化岩层一般采用160 KPa～400 KPa，偏安全的取小值。
L——桩嵌入风化层（包括强风化、中等风化）中的深度。
(3)当R a j＜10 MPa；L/d≤20时，按下式计算
〔p〕＝（C1A+C2U h）R a+ Q rk（4）
(4) 当R a j＜10 MPa；L/d＞20时，按下式计算
〔p〕＝Q s k+Q rk+Q pk（5）
Q s k＝U∑ζs iτs k i l i
Q r k＝Uζs h r R a
Q pk＝ζp R a A
式中：
Q s k、Q r k、Q pk——分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、总极限端阻力标准值；
ζs i——覆盖层第i层土的侧
阻力发挥系数；当桩端置于新鲜或微风化硬质岩中且桩底无沉渣时，对于粘性土、粉土，取ζs i＝0.8；对于砂类土及碎石类土，取ζs i＝0.7；对于其他情况，取ζs i＝1.0；
τs k i——桩周第i层土的极限侧阻力标准值（Kpa），按文献〔1〕表5.2.8-1中取值；
l i——桩穿越第i层土的厚度；
ζs——嵌层段侧阻力修正系数，与嵌岩深径比h/d有关，按表3取值；
ζp——端阻力修正系数，与嵌岩深径比h/d有关，按表3取值；
h r——等于h，桩身嵌岩（包括风化层）的深度，超过5d时，取h r＝5d。
表3. 嵌岩段侧阻和端阻修正系数
嵌岩深径比
hr/d
0.0 0.5 1 2 3 4 ≥5
侧阻力修正系数ζ0.00
0.02
5
0.05
5
0.07
0.06
5
0.06
2
0.05
端阻力修正系数ζ0.50
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
注：当嵌岩段为中等风化岩时，表中数值按0.9倍折减。其它符号同前。
4 建议计算方法的经济效益
4.1工程实例一
某高速公路沙湖互通立交L匝道LK0+619.52大桥，上部构造为:6x20+2x30+1x20 m 的预应力砼空心板与预应力砼箱梁组合桥，其2号桥墩为双柱双基式桥墩，桩径D＝1.4 m，桩长20 m，桩底岩石极限抗压强度Ra＝4.0 Mpa。单桩轴向受压承载力P＝4271 kN，按嵌岩桩设计（如图2），要求计算该桥桩的嵌岩深度及实际所需桩长。
(1)Ra＝4.0 MPa＜10 MPa；L/d＝14.29＜20；采用公式（4）计算：
〔P〕＝（C1A+C2U h）R a+ Q rk
＝（0.32×1.539+0.024×4.398h）×4000+0.5×4.398×3×300＝3949+422h
桩底最大垂直力为：
N max ＝4271+1/2（17+h）π×0.72×25 ＝4598+19h
即：3949+422h＝4598+19h
h＝1.61（m）
取h＝2.0 m，实际桩长为19 m。
(2)按桥规公式（1）计算：
〔P〕＝（C1A+C2U h）R a
＝（0.32×1.539+0.024×4.398×h）×4000
＝1970+422h
即：1970+422h＝4598+19h
h＝6.5（m）
取h＝7 m，实际桩长为24 m。
4.2 工程实例二
某山区公路九曲岭大桥，上部构造为15×30 m T梁，双柱双基式桥墩，桩径D ＝2.0 m，其3号桥墩的地质资料如图3所示，桩最大的竖向力为P＝14580 kN。
(1)按桥规公式（1）计算
按规范要求桩底应嵌入新鲜岩层，嵌岩深不小于0.50 m，本桥采用1.0 m。则桩的入土深度为：
L＝5+4+6+11+4+1＝31.0 m。
土内桩的自重为2435 kN。
〔P〕＝（C1A+C2U h）R a
＝（0.5×π+0.04×2×π×1）×62500
＝113900kN＞（14580+1/2×2435）
＝15797.5 kN
(2)按建议公式计算
因R a j≥10MPa；L/d＝17/2＝8.5＜20，所以采用公式（2）计算。
由于是大桥，桩尖应设在弱风化层上，嵌深不得小于一倍桩径，本桥采用2.0 m，桩的入土深度为：
L＝5+4+6+2＝17 m。
土内桩的自重1335 kN。
〔P〕＝C1A R a1+C2U hR a2
＝0.5×π×25000+0.04×2×π（6
×12500+2×25000）
＝70695kN＞（14580+1/2×1335）
＝15247.5 kN
实标本桥3号墩的桩长采用了17.0 m。
5 结语
实例一中按桥规计算所需桩长为24 m，用建议公式算只需19 m，桩长减少了5.0 m，通过反算，显然桩的承载力能满足要求；实例二中按规范要求所需要桩长为31 m，如采用建议公式计算，桩长只需17 m，减少了14 m，且桩的承载能力仍有很大的富裕。由此可见，在嵌岩桩设计时，根据实际桥型及地质情况，使用本文的建议公式，在满足桩的承载力的同时，能够大大地节省工程造价，取得良好的经济效益。■
参考文献：
[1] JTJ024-85.公路桥涵地基与基础设计规范.
[2] 凌治平.基础工程.人民交通出版社，1986.
关于嵌岩桩嵌岩深度的规定：
1 地基规范（GB5007-200
2 ）：嵌岩灌注桩嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化岩体的最小深度，不宜小于0.5m。
2 桩基规范（JGJ 94-2008）：对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。
钻孔灌注桩技术标准
钻孔灌注桩技术标准 一、检验 本条主要适用于以天然土层为地基持力层的浅基础，基槽检验工作应包括下列内容：1、应做好验槽准备工作，熟悉勘察报告，了解拟建建筑物的类型和特点，研究基础设计图纸及环境监测资料。当遇有下列情况时，应列为验槽的重点： （1)当持力土层的顶板标高有较大的起伏变化时； （2)基础范围内存在两种以上不同成因类型的地层时； （3)基础范围内存在局部异常土质或坑穴、古井、老地基或古迹遗址时； （4)基础范围内遇有断层破碎带、软弱岩脉以及湮废河、湖、沟、坑等不良地质条件时；（5)在雨季或冬季等不良气候条件下施工，基底土质可能受到影响时。 2、验槽应首先核对基槽的施工位置。平面尺寸和槽底标高的允许误差，可视具体的工程情况和基础类型确定。验槽方法宜使用袖珍贯入仪等简便易行的方法为主，必要时可在槽底普遍进行轻便钎探，当持力层下埋藏有下卧砂层而承压水头高于基底时，则不宜进行钎探，以免造成涌砂。当施工揭露的岩土条件与勘察报告有较大差别或者验槽人员认为必要时，可有针对性地进行补充勘察工作。 3、基槽检验报告是岩土工程的重要技术档案，应做到资料齐全，及时归档。 2、在压(或夯)实填土的过程中，取样检验分层土的厚度视施工机械而定，一般情况下宜按20～50cm分层进行检验。 3、本条适用于对淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基进行处理的检验。 复合地基的强度及变形模量应通过原位试验方法检验确定，但由于试验的压板面积有限，考虑到大面积荷载的长期作用结果与小面积短时荷载作用的试验结果有一定的差异，故需要再对竖向增强体及地基土的质量进行检验。对挤密碎石桩应用动力触探法检测桩身和桩间土的密实度。对水泥土搅拌桩、低强度素混凝土桩、石灰粉煤灰桩，应对桩身的连续性和材料进行检验。 4、预制打入桩、静力压桩应提供经确认的桩顶标高、桩底标高、桩端进入持力层的深度等。其中预制桩还应提供打桩的最后三阵锤击贯入度、总锤击数等，静力压桩还应提供最大压力值等。 当预制打入桩、静力压桩的入土深度与勘察资料不符或对桩端下卧层有怀疑时，可采用补勘方法，检查自桩端以上1m起至下卧层5d范围内的标准贯入击数和岩土特征。 5、混凝土灌注桩提供经确认的参数应包括桩端进入持力层的深度，对锤击沉管灌注桩，应提供最后三阵锤击贯入度、总锤击数等。对钻(冲)孔桩，应提供孔底虚土或沉渣情况
钻孔灌注桩施工技术要求
附件2： 钻孔灌注桩施工技术要求 一、施工平台 1、采用筑岛法施工，填料宜选用透水性好、易于压实的砂性土或碎石土，筑岛面积根据钻孔方法、选择的机具等确定，填筑高度应高于最高水位0.5～1.0m。 2、采用钢管桩等其它形式的施工平台，平台必须牢固稳定，能承受工作时所有静、动荷载，平台施工前需提供平台设计图纸及计算说明书，必要时组织专家论证，经总监办审核批复后方可施工，平台施工要按施工技术规的有关规定执行。 3、旱地施工平台应进行清理和整平，面积满足使用要求，地面为软土时应进行适当处理，确保施工机械运输作业安全。 4、需要进行软基处理或路基填筑施工的桥台，必须待软基处理或路基填筑完成后才能进行桩基施工。 二、护筒 1、护筒应采用厚度不小于3mm的钢板制作，径宜比桩径大20～40mm，护筒中心线应与桩中心线重合，平面位置偏差控制在5cm以，竖直度不大于1%。 2、采用挖坑埋设法安置护筒时，护筒低部和四周所填粘质土必须分层夯实。 3、护筒宜高出地面0.3m或水面1.0～2.0m，埋置深度宜为2～4m，特殊情况应适当加大埋深防止漏浆，以保证钻孔和砼灌注的顺利进行。 4、对于钢管桩或其它形式架设的水中平台，护筒应沉入局部冲刷面以下不小于1.0～1.5m，并采取措施固定牢固。
5、护筒连接处要求筒无突出物，应耐拉、压，不漏水。 三、泥浆 1、泥浆应选用优质粘土或膨润土配制，泥浆指标根据钻孔方法和地层情况，参照《公路桥涵施工技术规》第6.2.2条选定。 2、摩擦桩宜采用回旋钻机施工，并采用优良泥浆（如膨润土泥浆），泥浆比重不应大于1.13，减小孔壁泥皮厚度，保证桩基承载力的发挥。 3、储浆池和沉淀池应分别设置，储浆池的大小应满足钻孔和清孔过程中保持孔水头高度要求。钻渣和废弃泥浆应集中存放，妥善处理，避免污染环境。 四、钻孔 1、桩基施工前，应全面复查各墩、各桩基坐标及其各控制点高程，并复查净空要求，同时要求对工程地质勘查资料要进行详细的阅读和理解，掌握本工程围各种地层岩性的原岩特征、风化特征及物理力学性质，包括岩石名称、颜色、结构、主要矿物成分及岩石抗压强度等。 2、软土地段的钻孔，首先应进行地基加固，保证钻孔设备的稳定和钻孔孔位准确，再行钻孔。 3、钻机安装后应进行固定，保证底座和顶端应平稳，在钻进过程中不应产生位移和沉陷。 4、开钻前应对钻孔平面位置进行复测，冲击钻的钢丝绳、钻头中心及桩位中心要保持在同一垂直线上；回旋钻机的转盘要水平，立轴要垂直。护筒埋设前应设置交角不小于60°的桩位护桩，以便在钻进过程中随时检测桩中心位置。 5、采用冲击钻成孔过程中，应根据钻机的性能和对应地层岩性选择合
嵌岩桩桩底反射的正确辨认
嵌岩桩桩底反射的正确辨认 阎 鸣（青岛海地工程检测所 青岛 266071） 摘要：由于嵌岩桩测试反射波曲线含有入岩反射信息，使其桩底反射与摩擦桩或端承桩的桩底反射相比较，难以辨认，容易造成误判，产生不良后果。为此，本文着重论述了入岩较深的嵌岩桩的桩底反射。其意义是提高基桩检测水平，避免检测误判，准确评价成桩质量。 关键词： 嵌岩桩 入岩反射 桩底反射 正确辨认 1．前言 在基桩完整性检测中，只有先找到桩底的反射才能准确评价桩身质量。所以正确辨认桩底反射是判定桩身完整与否的前提。嵌岩桩是桩端嵌入基岩具有一定深度的大直径灌注桩，它主要用于高速公路和铁路的大型桥梁、高层建筑、重型厂房等建筑物的基础中。但是，由于在嵌岩桩的测试曲线中存在着较强的入岩反射，使其桩底反射与摩擦桩或端承桩的桩底反射相比难以辨认，所以，在检测入岩较深的嵌岩桩桩身完整性时，一些缺乏检测经验或测惯了摩擦桩或端承桩的检测人员，往往不能正确辨认它的桩底反射，导致桩身声速计算不准，缺陷位置判别有误。甚至使原来的合格桩成为桩长不够、桩底软弱、不满足设计要求的桩，施工无法正常进入下道工序。在有的地区，由于上述误判使得施工单位被迫补桩，造成不必要的经济损失和不良影响。 2．嵌岩桩测试曲线的特征 要正确辨认嵌岩桩的桩底反射，就应该了解嵌岩桩测试曲线的形成，掌握其特征。入岩较深的嵌岩桩测试曲线与摩擦桩或端承桩的测试曲线相比较有较大的区别，对于桩身结构完整的摩擦桩或端承桩，他们的测试曲线比较简单也比较相似，即在直达波与直达波相位相同的桩底反射波之间，曲线比较平缓没有明显的缺陷反射，如图1所示。然而，对于桩身结构完整，入岩较深的嵌岩桩的反射波曲线，在直达波与桩底反射波之间，曲 线并不平缓，因为在入射应力波（波前面为压缩应力波） 由软弱地层进入坚硬的岩层时，地层的波阻抗增大，使 得此处产生了一个非常明显的与直达波相位相反的“入 岩反射波”（即波前面为拉伸应力波），当压缩应力波进 入嵌入岩层中的桩身混凝土后，由于桩周岩层的密度相 对均匀，使得压缩应力波的阻抗相对减小，导致入岩反 射后的曲线从基线的上方降至基线以下，然后又缓慢地升至基线的附近。经大量测试发现，桩嵌入的岩层越硬，“入岩反射波”的幅值就越大，其后的负向跳动的幅值也就越大；桩嵌入的岩层越深，入岩反射后的曲线在基线下方传播的时间就越长。如图2、图3、图4所示。
桩基承载力计算公式(老规范)
一、嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力计算公式 采用嵌岩的钻（挖）孔桩基础，基础入持力层1～3倍桩径，但不宜小于1.00m，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.4条推荐的公式计算。 公式为：[P]=(c1A+c2Uh)Ra 公式中，[P]—单桩轴向受压容许承载力(KN)； Ra—天然湿度的岩石单轴极限抗压强度(KPa)，按表4.2 查取，粉砂质泥岩：Ra =14460KPa；砂岩：Ra =21200KPa h—桩嵌入持力层深度(m)； U—桩嵌入持力层的横截面周长(m)； A—桩底横截面面积(m2)； c1、c2—根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数。挖孔桩取c1=0.5，c2=0.04；钻孔桩取c1=0.4，c2=0.03。 二、钻（挖）孔桩单桩轴向受压容许承载力计算公式 采用钻（挖）孔桩基础，其单桩轴向受压容许承载力[P]建议按《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024—85第4.3.2条推荐的公式计算。 公式为：[]()R p A Ul Pσ τ+ = 2 1 公式中，[P] —单桩轴向受压容许承载力(KN)； U —桩的周长(m)； l—桩在局部冲刷线以下的有效长度(m)； A —桩底横截面面积(m2)，用设计直径(取1.2m)计算；
p τ— 桩壁土的平均极限摩阻力(kPa)，可按下式计算： ∑==n i i i p l l 11ττ n — 土层的层数； i l — 承台底面或局部冲刷线以下个土层的厚度(m)； i τ— 与i l 对应各土层与桩壁的极限摩阻力(kPa)，按表 3.1查取； R σ— 桩尖处土的极限承载力(kPa)，可按下式计算： {[]()}322200-+=h k m R γσλσ []0σ— 桩尖处土的容许承载力(kPa)，按表3.1查取； h — 桩尖的埋置深度(m)； 2k — 地面土容许承载力随深度的修正系数，据规范表 2.1.4取为0.0； 2γ— 桩尖以上土的容重(kN/m 3)； λ— 修正系数，据规范表4.3.2-2，取为0.65； 0m — 清底系数，据规范表4.3.2-3，钻孔灌注桩取为 0.80，人工挖孔桩取为1.00。
对钻孔灌注桩嵌岩深度的探讨
对钻孔灌注桩嵌岩深度的探讨 [摘要]对京珠高速公路广珠段（新隆至宫花）内的钻（冲）孔灌注桩进行了研究和探讨，并就其嵌岩深度提出了建议，对工程的施工和管理有一定的参考作用。 关键词钻孔灌注桩嵌岩深度 前言 钻（冲）孔灌注桩作为隐蔽工程，由于地质情况复杂多变或地质勘探不够充分，使实际钻（冲）孔时遇到的情况与原设计描述往往有较大的差异。正在施工中的京珠高速公路广珠段（新隆至宫花段，简称“京珠”）也遇到这种情况。从已施工的钻）（冲）孔桩的情况看，桩底标高比原设计超出2~18m的较为普遍，而依据设计单位的意见：超出1~3m时由总承包、总监办“技术部”派主管到现场鉴定；高度超出3m时，要由总承包、总监办领导到现场决定。从实施效果来看，这一做法操作性较差，给管理增加了难度；同时对桩基嵌岩深度的要求不够时确，也易造成意见分歧：从设计的角度考虑，桩基入岩越深越安全；从施工考虑，桩基入岩入越少，施工难度越小。如何解决这一分歧，并定出较易操作的终孔原则，是我们在工作中常考虑的问题。本人根据在“京珠”的施工情况，在此作上简单的探讨，以供同行们参考。 1设计资料介绍 “京珠”全线的桩基均按嵌岩桩设计，但从设计图纸可知，多数的桩基（L/D ＞15），属中长桩，桩基施工多采用泥浆护壁钻（冲）孔工艺；从地质勘探资料看，“京珠”地处珠江三角洲平原河网区，地表基岩自然露头较少，以花岗岩、片麻岩为主，含较厚的风化壳，上覆一定厚度的淤泥、（粘土）、砂和砂砾层。 2理论依据 桩基的受力情况，在荷载和自重作用下，桩基受村周土的摩阻力F1、村周嵌岩层的摩阻力F2及村底岩层的支承力R的共同作用。在何种状态下以何种力的作用为主，《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）中已有明确规定，即： 摩擦桩—考虑F1和村尘的极限承载力； 支承桩—考虑F2和R； 嵌岩桩—考虑基岩顶面处的弯矩。 那么，这些规定是否还有可以补可以补充的地方呢？有资料表时：对于桩长径比L/D＞15~20的钻（冲）孔灌注桩，特别是采用泥浆护壁钻孔的，只不要清底不是特别是采用泥浆护壁钻孔的，只要清底不是特别彻底，在较小位移（s＜2mm＝时，无论是嵌入风化岩还是完整的基岩中，桩侧摩阻力（F1、F2）先于桩端阻力R充分发挥出来，桩端阻力的发挥程度，则与桩的长径比、覆盖土层性质、嵌岩段岩生、成桩工艺等有关。从这一观点出发，当基岩顶面上覆盖层、嵌岩段层对桩周的摩阴力和桩底岩层对桩端的部分阻力，较之《规范》中支承桩、嵌岩桩计算时忽视覆盖层存在的观点更为合理些，而且桩基随着长径比的逐渐加大，桩端阻力会逐渐变小，嵌岩桩→支承包桩→摩桩得于逐渐转变。根据这个观点，可引出中长桩单桩轴向受压容许承载力[P]的表达式： [P]=F1+F2+K-1R （1） 式中：F1、F2、R均按《规范》中摩擦桩、支承桩的内容定义，分别为覆盖层、嵌岩段岩层对桩的摩阻力及桩端阻力；K为折减系数，在3~5范围内取值（L/D 较小时取低值，L/D较大时取高值）。所以公式（1）又可表达为：
嵌岩桩承载力的影响因素分析及嵌岩深度的探究
嵌岩桩承载力的影响因素分析及嵌岩深度的探究 【摘要】嵌岩桩所处的土层岩层复杂、桩身混凝土质量的不稳定和施工工艺的多样，导致嵌岩桩承载性能复杂，因而也使得人们对嵌岩桩的破坏机理和承载性状的认识不能达成共识和统一。本文就简单从嵌岩桩的桩长、桩径、桩体模量、持力层性状、桩底沉渣、粗糙度等因素对嵌岩桩承载力进行分析，并对嵌岩深度做简单探究，以求对施工方面能起到一定的理论支持作用。 【关键词】嵌岩桩承载力影响因素嵌岩深度 【Abstract 】Rock-socketed pile soil strata in the complex, pile body concrete quality stability and the construction technology of diversity, cause rock-socketed pile bearing performance complex, making people of rock-socketed piles of failure mechanism and characters of bearing can be reached consensus know and unity. This paper from the simple rock-socketed pile pile length, pile diameter, the pile modulus, include the character, the pile bottom settlings, roughness and factors of rock-socketed pile bearing capacity is analyzed, and the depth of rock-socketed do simple explore and try to construction can play a certain role of theoretical support. 【Key Words 】rock-socketed, pile bearing capacity factors, rock-socketed depth 目前在施工方面存在以下误区，即一方面不管嵌岩桩长细比的大小、上覆土层的土性、沉渣厚度等，一律将嵌岩桩视为端承桩进行设计；另一方面盲目增加嵌岩深度不考虑基岩的力学性状而采用扩底，结果延长了工期、增加了施工难度，同时由于嵌岩桩单桩承载力高，造价也较高，因此此造成的浪费是惊人的，简单从嵌岩桩的桩长、桩径、桩体模量、持力层性状、桩底沉渣、粗糙度等因素对嵌岩桩承载力进行分析，并对嵌岩深度做简单探究，以求对施工方面能起到一定的理论支持作用。 一、嵌岩桩承载力影响因素分析 1、嵌岩桩的桩长和桩径对嵌岩桩受力性状的影响 从力学稳定性上来讲，嵌岩桩的桩长和桩径主要影响嵌岩桩的长细比，长细比越小，嵌岩桩的承载能力越强，嵌岩桩的整体稳定性越好，一般情况下通过增大桩径来提高嵌岩桩的承载力。 2、嵌岩桩的桩体模量对嵌岩桩受力性状的影响
嵌岩桩终孔判定及桩底持力层补强的探讨_吴宏林
的规章制度要求，督促施工单位做好安全围蔽、设置交通警戒标志和安全标志，要求施工单位加强施工安全检查并且责任到人，进入施工现场人员必须配置安全防护用品，同时检查施工用电设施，对不符合规范的，要求施工单位马上整改。同时针对工程制作、安装施工中存在的问题，项目监理部通过口头通知、书面通知和会议纪要等多种形式予以制止和纠正，经检查，所有要求施工单位整改的项目，施工单位基本上都已经按监理要 求及时进行了整改，效果良好。在工程施工的近一年时间里，经业主、质监、设计、施工和监理各单位的共同努力，工程施工得到了各方面的一致好评。项目监理部在监理过程中，也有效地控制了工程质量、进度和投资，做好了信息、合同、安全管理工作，并有效地协调解决了施工过程中出现的一系列问题，为工程创优打下了坚实的基础。■ （作者单位 广州港水运工程监理公司） ２４ ２００６／８ 珠江水运 摘要：结合实际工程的现场经验，简单介绍桩基终孔的判定及误判后缺陷桩桩底持力层补强的处理。 关键词：嵌岩桩终孔判定缺陷桩补强高压旋喷压浆目前，嵌岩桩成孔施工过程中的终孔入岩判定问题，尚无统一的固定标准可循，因地因人而异的情况较为普遍。现结合某公路改建工程的桩基施工实例，对嵌岩桩终孔判定及桩底持力层补强作一些初步探讨。 一、嵌岩桩终孔常规判定方法 钻冲孔常规的终孔判断，目的是保证桩支承在设计要求的持力层上，并满足《公路桥涵地基基础设计规范》（ＪＴＪ０２４－８５）要求的不小于０．５ｍ的嵌岩深度。 １．工程桩成孔时，应将其与勘查报告标明的持力层标高核 对无误后才能终孔。每根工程桩成孔时，应对相邻的工程桩位的桩端深度差异进行分析，若遇异常应查明原因，方可终孔。 ２．岩样鉴别的方法是：泥浆返上地面的岩样是各地质层的 显示，可将岩样与地质勘探孔岩芯或照片进行对比。通过对照钻探资料对岩土成分的描述，观察渣色、形状、质感、矿物成分、数量、强度（手掰）等鉴别。钻渣是岩土层尤其是砂砾、残积土、强风化岩土、中微风化岩土鉴别的主要依据。采用反循环工艺成孔时，一旦确认达到设计岩层，应由此标高继续下钻（至少 １００ｍｍ～３００ｍｍ清孔取样一次），达到嵌岩深度后再次取样鉴 别，确认各层次取样相同方可终孔。 ３．钻进速度及钻进阻力。钻机在不同土层中钻进，由于岩 土结构、矿物成分、力学参数等条件不同，岩层钻进速度及阻力等出现差异。在一个桩位钻进中，观察钻速、阻力的变化可以大 致确定岩土层变化，结合柱状图和地质剖面图，就可以大致确定岩土层分界。采用无钻杆加压的回旋式钻机、笼式钻头，若钻进时效≤１００ｍｍ／ｈ，持力层已为稳定的强风化花岗岩层；若钻进时效≤５０ｍｍ／ｈ，持力层已为稳定的中等风化花岗岩层。采用走管式自由落体冲击成孔桩机，若钻进时效≤１００～１５０ｍｍ／ｈ，持力层已为稳定的强中等风化花岗岩层。 ４．钻孔泥浆循环。泥浆循环是冲钻孔施工的一项重要技术 措施，目的是保持孔壁稳定，还可以挟带钻渣。在钻进中，被破坏岩的各成分混于浆中，引起泥浆颜色、稠度变化。观察泥浆变化虽然间接，但结合引用的地质柱状图对桩穿土层顺序、标高的信息，也是鉴别岩土的重要信息。 ５．对与相邻桩基终孔相差极大时，可换上取岩芯钻头钻取 桩底岩芯，验证桩端岩面是否为设计要求的持力层上。亦可采用探地雷达，用物探方法探明桩下是否有孤石，并了解其部位、大小。 二、嵌岩桩常规终孔存在的问题 复杂地层中，岩层面起伏变化剧烈，尤其是残积土和强风化岩层中有孤石、软硬夹层，强风化、中等风化岩层裂隙发育时，常规的终孔判定方法常有失误。 １．勘察报告对岩层风化等级定性有偏差。因目前划分岩石 风化程度的定量指标及科学方法不多，掌握尺度准则不一，有时仅凭某项指标就确定其风化程度。如强风化花岗岩的野外特征是“裂隙很发育，岩体破碎，岩体被切割成２～２０ｃｍ的岩块”，中等风化花岗岩的野外特征是“风化裂隙发育，岩体被切割成２０～５０ｃｍ的岩块” ，但有些岩石芯样破碎程度属于强风化岩，坚□吴宏林 嵌岩桩终孔判定及桩底持力层补强的探讨 DOI:10.14125/https://www.360docs.net/doc/1f17398570.html,ki.zjsy.2006.08.012
摩擦桩,嵌岩桩,支撑桩的区别
摩擦桩，嵌岩桩，支撑桩的区别： 原来桩只分为支撑桩和摩擦桩，后来才有嵌岩桩。 如果桩穿过并支撑在各种压缩土层时，主要依靠桩侧土的摩阻力支撑垂直荷载，这样的桩就称为摩擦桩。主要用于岩层埋置很深的地基。桩穿过较松软的土层，柱底支撑在岩层或硬土层等实际非压缩土层时，基本依靠柱底土层抵抗力支撑垂直荷载，这样的桩称为嵌岩桩。嵌岩桩承载力较大，较安全可靠，基础沉降也较小。 支撑桩我感觉可理解为嵌岩桩！ 所谓支承桩是指桩端进入桩基持力层，进入持力层的深度根据设计要求或按规范要求。嵌岩桩是指桩端嵌入岩面的桩基持力层，因根据设计要求，如穿过强风化、弱风化、岩面嵌入，与岩层紧密结合，形成嵌岩桩。 摩擦桩通常只考虑桩侧摩阻力D*H*τ；狭义的端承桩就是只考虑桩端反力的作用即A*σ；而嵌岩桩除了要考虑A*σ，还要考虑桩侧摩阻力D*H*τ。有了这个计算原则，就可以判定桩的设计类型了，如果桩周约束很强，且桩底支承很差，那就是摩擦桩了；反之是端承桩；介于之间的按嵌岩桩设计！ 1、属于哪类桩：关于桩的承载类型，在新的桩基规范（JGJ 94—2008）中第11页，第3.3.1.1条“按承载性状分类“中有明确说明（与老规范第3.2.1.1条相同）；对于嵌岩桩，至今我还没有看到比较明确的界定。JGJ 84—92标准中说：桩的下部有相当一段长度浇筑于坚硬岩层中的钻孔灌注桩；刘金砺在他的著着中认为是：桩端穿过土层嵌入基岩中的桩,在老桩基规范第3.3.4条和新的桩基规范第13页第3.3.3.6条中有一些相关内容。从以上来看，总的概念就是：桩端穿过土层嵌入基岩中的桩就是嵌岩桩。对此我有不同看法，我在和老桩基规范主要起草人、嵌岩桩的主要研究者黄求顺先生面对面的讨论嵌岩桩的有关问题时，也讨论过这一问题。 2、施工桩基的实际承载类型，还要结合施工实际情况确定，不能简单套用规范。例如：人
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题 □肇庆市肇通资产经营有限公司阎海鸿 摘要：针对现有桥梁规范中计算嵌岩桩的单桩轴向受压容许承载力的公式提出几个问题，同时提出了在不同条件下嵌岩桩单桩轴向受压容许承载力更合理的计算方法，论述了建议方法的经济效益。 关键词：嵌岩桩侧阻力端阻力单轴极限抗压强度长径比 随着现代成桩工艺、桩体结构的检测技术与桩的承载力等方面的进步和提高，桩与桩基础得到越来越广泛的应用；当桥梁上部结构荷载较大，而适合作为持力层的岩层又埋藏较深或虽然可作为持力层的土层埋藏不深但其下又存在软弱下卧层，用天然浅基础不能满足结构物对地基强度、变形和稳定性方面的要求时，嵌岩桩作为桩基础的一种形式往往是常用的一种基础。 现行桥梁规范对嵌岩桩垂直承载力的计算，有很多值得探讨的地方。由于山区公路桥梁中所采用的嵌岩桩数量占了相当大的比例，从而积累了大量的实践经验，从这些嵌岩桩的试桩实验中得知，嵌岩桩的实际垂直极限承载力P j常常远大于规范中的计算值。 1 规范对嵌岩桩计算的规定 支承在基岩上或岩层中的单桩，其轴向受压容许承载力取决于桩底处岩石的强度和嵌入基岩的深度，可按下式计算：〔p〕＝（C1A+C2Uh）R a〔1〕（1）式中： R a——天然湿度的岩石单轴极限抗压强度（kPa），试件直径为7～10 cm，试件高度与试件直径相等； h——桩嵌入基岩深度（m），不包括风化层； U——桩嵌入基岩部分的横截面周长（m），按设计直径计算； A——桩底截面面积（m2）； C1、C2——根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的系数，按表1采用； 良好的0.60.05 一般的0.50.04 较差的0.40.03 注：①当h≤0.5 m时，C1采用表列数值的0.75倍，C2＝0； ②对于钻孔桩，C1、C2值取表值的0.8倍。 1.1 《规范》提出的公式（1）值得思考的几个问题 1.1.1 公式（1）中未考虑新鲜基岩以上覆盖层的侧阻力 显然，这对于埋置较深的桩基是不经济的。在清孔绝对干净，桩底处于理想支撑，桩底岩石完整且强度很高时，桩的竖向位移很微小，公式（1）合理的、适用的，但近年来大量的实践资料表明，当桩
桩基础作业(承载力计算)-附答案
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
大直径嵌岩桩施工勘察孔深的确定
大直径嵌岩桩施工勘察孔深的确定 一、概述 近几年随着经济的高速发展，城市土地资源的稀缺，越来越多的建构筑物需要在各类基岩裸露或埋藏较浅的地区进行开发建设，而在此地区，大直径嵌岩桩基础有较广泛的应用。我国幅员辽阔，地质地貌类型多样，对于一些特殊基岩埋藏区，如岩溶、孤石发育区，桩基开挖前需要进行施工勘察，以查明桩底的详细地质情况。 根据统计资料，我国碳酸盐岩裸露分布区面积约130km2，埋藏分布区面积约70km2，花岗岩类岩石出露面积约86km2，连同埋藏分布区面积也在100km2以上，二者分布面积合计达我国疆域面积的1/3。因此，在这些地区进行的大直径嵌岩桩施工勘察工作有着广阔的前景。 二、嵌岩桩施工勘察孔深确定的一般性原则 施工勘察的中心问题，就是对勘察钻孔深度的确定。一般来说，钻孔深度d 由岩面深度d0、嵌岩深度h、桩底稳定层厚度d1、抗冲切/倾覆调整深度d2及桩顶预留浮动深度d3加和而成，即： d=d0+h+d1+d2+d3
（1）岩面深度d0一般为中～微风化基岩的稳定岩面，随钻孔实际情况确定；孤石、溶洞、互层发育的地区，d0应为穿过上述不稳定体的稳定岩层顶面。对于一桩多孔的施工勘察，d0应取各孔稳定岩面深度的最大值，并应考虑孔口高程的起伏影响。 （2）嵌岩深度h可按《建筑桩基技术规》第3.3.3第二条规定：“对于嵌岩桩，嵌岩深度应综合荷载、上覆土层、基岩、桩径、桩长诸因素确定；对于嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d 且不小于0.5m，倾斜度大于30%的中风化岩，宜根据倾斜度及岩石完整性适当加大嵌岩深度；对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。” （3）桩底稳定层厚度d1按《岩土工程勘察规》4.9.4条规定：“勘探孔的深度应符合下列规定：……对大直径桩，不得小于5m……对嵌岩桩，应钻入预计嵌岩面以下3～5d，并穿过溶洞、破碎带，到达稳定地层。”但该规描述略有模糊，后附条文说明亦未予以说明。《高程建筑岩土工程勘察规》4.2.3条的2到5款
嵌岩桩的最小桩长问题
嵌岩桩的最小桩长问题 ——答〈嵌岩桩竖向承载力规范计算方法的讨论》读者问 博主按：近日接到拙文读者的电邮，就嵌岩桩的最小桩长问题进行探讨，特将该读者的电 邮和本人的答复帖上，以期抛砖引玉，使这个问题越辩越明。 mr6847 的电邮（2011/11/17 ）: 有幸拜读了您二位发表在建筑结构技术通讯》上的嵌岩桩竖向承载力规范计算方法的讨论”，感觉所涉范围全面，分析深刻有独立见解，使我受益良多。现有一事在我们这里还存在异议，即嵌岩桩的桩长，一方认为只要桩嵌入完整岩层内1d以上既是桩，而不必考虑总桩长是否够6d或6m （依据为规范承载力计算公式及一些嵌岩桩实验背景资料）；令一方则认为总桩长必须够6d或6m ,否则就不是桩，承载力就要折减（依据来自于传统上对桩的认识）。请不吝赐教，谢谢。 此致敬礼 Kingckong 的答复(2011/11/22 ):
1、首先感谢您对拙文的关注，也很好奇想了解您是来自什么地区的。因为有些地区是不可能采用嵌岩桩的（如上海规范地基基础设计规范》DGJ08-11-2010里面就没有嵌岩桩承载力计算的内容）。 2、您提的问题，本质上就是嵌岩桩究竟要符合哪些基本条件才能体 现出桩的工作特征，可以按嵌岩桩的规范公式估算承载力，而不满足的话就只能按浅基础的模型计算地基承载力。 3、由于桩与浅基础的承载和破坏机理不同，因而承载力的计算模式也不一样，计算结果自然就有很大的差别了。您提的问题，迄今为止前人没有进行过系统研究，因此应该说是没有唯一的答案，因为它涉及的影响因素很多，包括所采用的嵌岩桩承载力规范公式的类型、基岩的性质（软岩还是硬岩、完整程度如何等）、上覆土层的情况、桩身强度（受桩身材料强度和施工质量控制）等。不信的话，不妨在baidu或google输入最小桩长”、嵌岩桩最小桩长”等关键字进行搜索，您就会发现对此问题是众说纷纭。这也没什么好奇怪的，因为人对客观事物的认知能力是有限的，对影响因素众多的复 杂事物更是如此。
嵌岩桩施工技术
上海宝钢集团马迹山矿石中转港扩建工程Ⅱ标段 嵌岩桩施工技术 摘要：在上海宝钢集团马迹山矿石中转港扩建工程Ⅱ标段施工中采用人造基床作为钢套筒稳桩措施，解决了外海裸露基岩上进行嵌岩桩施工的难题。文中还重点对嵌岩桩施工中的钻机平台、成孔成桩及施工注意事项等作了详细总结。 关键词：稳桩；嵌岩桩；施工技术 1、概况 上海宝钢集团马迹山矿石中转港扩建工程Ⅱ标段位于浙江省舟山市嵊泗县马迹山岛宝钢马迹山港区，该工程为新建长535米、宽20米的5万吨级和1万吨级装船泊位各一个以及长728.1米高架皮带机廊道、转运站、变电所等。结构形式采用高桩梁板式和高桩墩式相结合。合同工期为05年12月28日至07年9月26日。嵌岩桩主要分布在装船码头D型墩台：墩台截面尺寸为23m×16m×3m，桩基为6根、直径2.8m嵌岩桩；21#廊道B 型墩台：墩台截面尺寸为6.5m×9.9m×2m，桩基为4根、直径1.5m嵌岩桩；12#转运站：桩基为15根、直径2m嵌岩桩；5#变电所：直径为6根、直径2m嵌岩桩以及导管架基础，直径为4根、直径2m嵌岩桩。 嵌岩桩工程数量统计表 工程水域最高潮位为3.41m，最低潮位为-2.62m。波浪以风浪为主，纯风浪频率为
69.18%，涌浪频率为30.82%，波高大于2m的波浪均为涌浪为主的混合浪形式出现。涌浪集中出现在SE-S-SW向，其中12月～翌年5月以S-SW向涌浪出现频率为主，6～11月则以SE向涌浪为主，其中8月份SE向涌浪频率达43.55%。潮流属于非正规半日浅海潮流，基本为往复流，涨潮实测最大流速为1.38m/s，落潮实测最大流速为1.92m/s。 工程区域岩土层主要为第四纪全新世与晚更新世松散堆积层和晚侏罗纪火山岩及其风化层，根据各层岩土的地质特征共划分为8个地基土层，16个亚层。强风化层以灰绿、褐黄色为主，较硬。该层一般呈碎块石状。实测标贯击数一般为21～50击，局部大于50击或远远大于50击。中等～微风化层以灰绿、灰白色为主，坚硬。节理裂隙不甚发育，岩石断面新鲜，岩芯较完整。嵌岩桩处特征断面图如图一、图二所示。 21#廊道直径1500mm嵌岩桩（图一）
嵌岩桩的最小桩长问题
嵌岩桩的最小桩长问题 ——答《嵌岩桩竖向承载力规范计算方法的讨论》读者问 博主按：近日接到拙文读者的电邮，就嵌岩桩的最小桩长问题进行探讨，特将该读者的电邮和本人的答复帖上，以期抛砖引玉，使这个问题越辩越明。 mr6847的电邮（2011/11/17）： 有幸拜读了您二位发表在《建筑结构·技术通讯》上的“嵌岩桩竖向承载力规范计算方法的讨论”，感觉所涉范围全面，分析深刻有独立见解，使我受益良多。现有一事在我们这里还存在异议，即嵌岩桩的桩长，一方认为只要桩嵌入完整岩层内1d以上既是桩，而不必考虑总桩长是否够6d或6m（依据为规范承载力计算公式及一些嵌岩桩实验背景资料）；令一方则认为总桩长必须够6d或6m，否则就不是桩，承载力就要折减（依据来自于传统上对桩的认识）。请不吝赐教，谢谢。 此致敬礼 Kingckong的答复（2011/11/22）：
1、首先感谢您对拙文的关注，也很好奇想了解您是来自什么地区的。因为有些地区是不可能采用嵌岩桩的（如上海规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010里面就没有嵌岩桩承载力计算的内容）。 2、您提的问题，本质上就是嵌岩桩究竟要符合哪些基本条件才能体现出桩的工作特征，可以按嵌岩桩的规范公式估算承载力，而不满足的话就只能按浅基础的模型计算地基承载力。 3、由于桩与浅基础的承载和破坏机理不同，因而承载力的计算模式也不一样，计算结果自然就有很大的差别了。您提的问题，迄今为止前人没有进行过系统研究，因此应该说是没有唯一的答案，因为它涉及的影响因素很多，包括所采用的嵌岩桩承载力规范公式的类型、基岩的性质（软岩还是硬岩、完整程度如何等）、上覆土层的情况、桩身强度（受桩身材料强度和施工质量控制）等。不信的话，不妨在baidu或google输入“最小桩长”、“嵌岩桩最小桩长”等关键字进行搜索，您就会发现对此问题是众说纷纭。这也没什么好奇怪的，因为人对客观事物的认知能力是有限的，对影响因素众多的复杂事物更是如此。
1.工法内容--全套管嵌岩钻孔灌注桩施工施工工法
全套管嵌岩钻孔灌注桩施工施工工法 中交四航局第一工程有限公司 中交第四航务工程局有限公司 潘建谋黄国忠林冠桥杨振湘杨光彩 1.前言 桩基础是目前基础施工中的主要形式，具有承载力大、刚度大、造价低等优点被广泛应用。但其施工环保措施难以保证，成桩过程容易对周边建筑及原有地层造成破坏，影响周边建筑，存在很多未知性和高风险性。如何减少对周围环境的污染及噪音对周边居民的影响，提高质量,加快成桩速度是桩基施工亟待解决的难题。 由中交第四航务工程局有限公司承建的澳门轻轨C370项目，桩基设计直径为 Ф1200mm，Ф1500mm两种，项目施工位于澳门沊城填海区，地质情况复杂，基岩起伏大、岩面倾斜 角度大，基岩最深位置达到-68m，最浅位置仅为-2.0m。桩基施工采用澳门《基础设计指引》和《建筑桩基技术规范》标准，要求施工界面取芯“零”沉渣及噪音污染小工艺，要求所有桩基均嵌入 50～100MPa微风化岩达2～4m，施工技术要求高、难度大。针对以上特点、难点中交第四航务工程 局有限公司及中交四航局第一工程有限公司通过技术创新，采用搓管机将钢护筒埋设到岩面持力层利用蛤式抓斗取土RCD机磨岩的工艺，解决了上述技术难题。 依托本工法开发的“一种大型钢筋笼专用吊具系统”、“一种钢筋笼悬挂装置”二项专利技术获国家 实用新型专利；“全套管嵌岩钻孔灌注桩施工关键技术” 于2016年7月通过中国公路建设行业协会组织的鉴定，该研究成果总体上达到了“国内先进”水平，并获得2016年度获协会科学技术奖“三等奖”。 本工法已成功应用于澳门轻轨C370项目1标段和2标段桩基施工，实现了良好的经济效益和 社会效益。 2.工法特点 2.1环保性能好。采用搓管机将钢护筒埋设到岩面持力层利用蛤式抓斗取土，渣土可直接利用回填路基，RCD机磨岩钻进，振动小，噪音低，对周边居民噪音影响小。 2.2全套管钢护筒埋至岩面，孔壁不会产生坍落，成孔直径标准。 2.3成桩质量好。采用全套管护壁施工，气举反循环清孔彻底，速度快，砼灌注质量有保障。 2.4机械化施工，速度快，成本低。采用搓管机将钢护筒，利用蛤式抓斗取土，RCD机磨岩，气举反循环机清孔，桩基施工过程均采用机械化，机械化施工程度高，有利于降低成本。 3.运用范围 本工法适用于不同地质条件下的桩基施工，特别适用于对减少周边建筑物及原有地层扰动的桩基施工。 4.工艺原理 全套管嵌岩钻孔灌注桩施工机械主要有搓管机、蛤式抓斗、RCD磨岩机、气举反循环设备组成。
关于桥梁桩基入岩及终孔判别原则的说明
关于桥梁桩基入岩及终孔判别原则的说明岳望高速公路第二合同段线路长度约47.11Km，沿线所经地理区域众多，地质情况变化较大。为保证桥梁桩基础施工后的稳固、耐久性,满足其传承桥梁荷载的要求，特制定入岩及终孔原则如下。 一、摩擦桩： 摩擦桩一般情况下钻进到桩基设计深度后，即可终孔。但必须注意以下两点： 1、摩擦桩终孔时，桩底应保持一定厚度的持力层。 2、开孔前，一定要测量复核实际地面标高，如果桩顶设计标高高于地面标高，将导致桩身入土长度不足，应及时通知设计单位进行设计参数调整。 二、端承桩： 端承桩的终孔判断，目的是保证桩支承在设计要求的持力层上，并满足《公路桥涵地基基础设计规范》(JTJ 024—85)要求的不小于0.5m 的嵌岩深度。本项目按照设计图纸要求，钻进到设计标高，并进入中风化岩层2D后即可终孔。此处需要特别注意，通常设计单位还需要同时考量桩基的入岩深度。只有两者条件同时满足，方可确认桩基施工满足设计要求。现场施工中需要对入岩层标高和入中风化岩层标高两个数据进行重点观察及碴样留存，为设计单位判断入岩和终孔提供现场依据。另考虑桩基的长短不一，地质的复杂性、地勘报告的准确性、覆盖层的厚度不均等因素，入岩及终孔判别方法及要求如下：1、桩基成孔后，如实际岩样、深度与地勘资料相差不大，驻地办监理现场验孔后，按设计桩长进行施工。 2、桩基开始钻进后，要实时记录地质情况，在岩性（包括风化程度）
变化时必须分层留样，并与设计地质资料进行对比。岩样鉴别的方法是：泥浆返上地面的岩样是各地质层的显示，可将岩样与地质勘探孔岩芯或照片进行对比。通过对照钻探资料对岩土成分的描述，观察渣色、形状、质感、矿物成分、数量、强度(手掰)等鉴别。钻渣是岩土层尤其是砂砾、残积土、强风化岩土、中微风化岩土鉴别的主要依据。采用反循环工艺成孔时，一旦确认达到设计岩层，应由此标高继续下钻(至少100mm-300mm清孔取样一次)，达到嵌岩深度后再次取样鉴别，确认各层次取样相同方可终孔。 3、钻进速度及钻进阻力。钻机在不同土层中钻进，由于岩土结构、矿物成分、力学参数等条件不同，岩层钻进速度及阻力等出现差异。在一个桩位钻进中，观察钻速、阻力的变化可以大致确定岩土层变化，结合柱状图和地质剖面图，就可以大致确定岩土层分界。通常采用自由落体冲击成孔桩机，若钻进时效≤100～150mm／h，持力层应已为稳定的强中等风化花岗岩层。钻进速度计算应以扣除辅助工作时间后的纯钻时间统计。需要特别注意，凭钻进时效能区分岩层坚硬程度，但难分清孤石或是硬夹层、岩体破碎或风化程度，有时会将强风化岩层误判为中等风化岩层，从而引发质量问题或质量事故。 4、钻孔泥浆循环。泥浆循环是冲钻孔施工的一项重要技术措施，目的是保持孔壁稳定，还可以挟带钻渣。在钻进中，被破坏岩的各成分混于浆中，引起泥浆颜色、稠度变化。观察泥浆变化虽然间接，但结合引用的地质柱状图对桩穿土层顺序、标高的信息，也是鉴别岩土的重要信息。 5、复杂地层的岩石风化程度和岩层面起伏状况，是一般的地质剖面图难以表示的。这就是同一承台下各桩长度相差数米，同一根大直径
[广东]大桥嵌岩桩基工程施工方案(循环钻孔灌注桩)15628
桩基础施工方案 一、概述 东涌大桥桩基础采用钻孔灌注桩，共有84根桩，其中水中桩为24根，陆地桩为60根。其中水中桩主桥主墩8#、9#各12根Φ1.60m桩基；陆地桩7#、10#副墩各6根Φ1.30m桩基。桩长约52m～54m；引桥共有48根桩，其中φ1.5m桩36根，φ1.3m桩12根。所有桩基础均为嵌岩桩，嵌入微风化岩2~3米，桩身强度为C30混凝土。 桩基础施工分为岸上和水中两部分，岸上桩采用常规的钻桩工艺，水中桩则通过搭设的钢平台进行施工。 桩基地质特征：根据钻探揭露，沿线分布较为广泛的软土地基，各地层主要组成自上而下依次为：填筑土、耕土、淤泥、亚粘土、粉砂、中粗砂，下伏基岩为白垩系泥质粉砂岩。 鉴于本项目沿线浅部为巨厚层流塑状软土，强度低流变性强，成桩过程应注意防止缩径，或桩孔口地面震陷。桩基施工时应加强防护措施。 二、桩基础施工组织及施工程序 本工程两个施工段桩基础同时施工，水中墩先施工钢平台12*26m*2个，再在每个钢平台上布置2台钻机进行冲桩施工，钢平台做栈桥24*5m至岸边，陆上墩在平整场地后进行施工。为配合桩基施工，主桥桩基础施工配2艘起重船和运输船，主桥陆上桩基础配2台汽车吊，解决钢筋笼吊、运及安装，解决材料及机械运输。 引桥自北岸向南岸施工。桥台在软基完成后方可进行钻孔。桩基施工原则上每二墩配备一台桩机，桥台独立安排一台桩机施工，南北两岸引桥各计划配备6台桩机进行桩基础的施工。 桩基础施工计划于2008年3月15日到2008年8月15日完成。 三、桩基础施工的主要方法 1、施工准备工作 由于本工程地质淤泥及砂土层比较厚，桩基的质量直接影响整个工程施工质量。
嵌岩桩、端承桩、摩擦桩专业知识
嵌岩桩、端承桩、摩擦桩区别 基桩按照《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008规定分类 1 按承载性状分类： 1)摩擦型桩：（广中江-泥岩、碳质页岩等软质岩中的桩均定为摩擦桩，母岩强度小于20MPa较软中风化（如泥质粉砂岩）中的桩也定为摩擦桩） 摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩侧阻力承受，桩端阻力小到可忽略不计； 端承摩擦桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。 2）端承型桩：（广中江-母岩强度不小于20MPa较硬中风化岩（如变粉质砂岩、砾岩、花岗岩）中的桩定为嵌岩桩） 端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载由桩端阻力承受，桩侧阻力小到可忽略不计； 摩擦端承桩：在承载能力极限状态下，桩顶竖向荷载主要由桩端阻力承受。 2 按成桩方法分类： 1）非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩； 2）部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型钢桩； 3）挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。 3 按桩径（设计直径d）大小分类： 1）小直径桩：d ≤250mm； 2）中等直径桩： 250mm< d <800mm； 3）大直径桩： d ≥800mm。 桩基础根据其在土中受力情况不同,可分为端承桩和摩擦桩。端承桩是穿过软弱土层而达到深层坚实土的一种桩,上部结构荷载主要由桩尖阻力来承担; 摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩,上部结构荷载要由桩尖阻力和桩身侧面与土之间的摩擦力共同来承担。 建筑基桩穿过覆盖层嵌入基岩中(嵌固于未风化岩中不小于0.5m)称为嵌岩桩。由于基岩强度较高，压缩性极小，嵌岩桩能提供很高的承载力。同时嵌岩桩沉降也很小，建筑物沉降在施工过程中便可完成。由于嵌岩桩具有这些优点，因而在工程设计，尤其是高层建筑及大型构筑物中被广泛采用。 在工程实践中，有些设计者认为嵌岩桩均为端承桩，只具有端阻力，不考虑土层侧阻力。这种计算模式与许多工程实际不符。其实，对不同的工程地质条件，桩的几何尺寸及成桩工艺，嵌岩桩表现出不同的承载性状。对于桩端为基岩，桩周土层为不太弱的情况且长径比L/ D＞35的嵌岩桩，桩侧阻力是不容忽视的，这一点已为大量现场试验结果所证明。 2.嵌岩桩的承载性状 由于嵌岩桩的荷载--沉降性状受多种因素影响，很难作出准确的预计。因而我们只能对嵌岩桩的承载性状进行基本分析。嵌岩桩的桩顶沉降主要由二部分组成：①桩身混凝土的弹性压缩；②桩底基岩的应变。这二种分量的相互关系受荷载传递机理的支配。施加在桩顶的荷载通过桩端阻力和桩侧阻力传递给桩周的土体和桩底的基岩，(其中桩侧阻力包括桩周土体侧阻力和嵌岩段侧阻力)桩底基岩和桩周土体应变的相对大小，决定着桩端阻力和桩