嵌岩桩基承载力计算
嵌岩桩单桩承载力计算
嵌岩桩单桩承载力计算嵌岩桩是一种常用的基础工程结构，用于承受建筑物或其他结构的荷载和抵抗下沉。
嵌岩桩的承载力计算是评估桩基承载性能和确定合适桩基尺寸的关键步骤。
本文将介绍嵌岩桩单桩承载力计算的方法和步骤。
嵌岩桩的承载力计算可以使用多种方法，其中包括静力法、动力法和经验法。
在计算之前，需要对桩基所处的地层和岩层进行详细的地质勘探和岩石力学性质测试，以获取必要的参数和数据。
静力法是最常用的一种计算嵌岩桩承载力的方法。
其基本原理是根据桩身埋入岩层的深度和桩侧摩阻力的大小来计算承载力。
具体步骤如下：1.静负荷试验：根据设计要求，在嵌岩桩处施加静力载荷，记录不同载荷下的桩沉降和桩身竖向和水平方向的应变。
这些数据将用于计算桩的侧摩阻力的大小。
2.摩阻力计算：静负荷试验结果可以用来确定桩侧摩阻力的大小。
常用的方法有半经验公式法、皮尔森法和阿伯特法等。
这些方法根据桩侧摩阻力和桩身埋入深度之间的关系，以及侧摩阻力潜在产生的机制，进行参数拟合，并计算出摩阻力的大小。
3.桩端阻力计算：桩端的承载力是嵌岩桩的另一个重要参数。
常用的计算方法有桩尖阻力计算法、桥梁法和弯曲截面法等。
这些方法要考虑桩端的摩擦力和桩尖的抗剪强度，以及桩的侧面积分效应，计算出桩端的承载力。
4.承载力计算：综合考虑桩侧摩阻力和桩端阻力的大小，可以计算出嵌岩桩的承载力。
常用的计算公式有楼氏公式、安藤公式和岩石承载力公式等。
这些公式根据桩的几何形状和土木结构特性，以及地层和岩体的物理力学性质，进行参数拟合，并计算出桩的承载力。
静力法计算嵌岩桩承载力的过程较为复杂，需要根据具体条件和要求进行细致的设计和计算。
为了提高计算的准确性和可靠性，可以使用数值模拟方法和有限元分析等辅助手段。
除了静力法，动力法也是一种常用的计算嵌岩桩承载力的方法。
动力法通过分析桩周土体与桩基之间的相互作用，以及振动信号的传播和衰减规律，计算桩的受力状态和承载能力。
动力法包括动力触探法、动力试验法和地震波反射法等，适用于复杂地层和高岩石承载力的情况。
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是一种常见的地基处理方法，用于增加土壤的承载力和稳定性。
在工程实践中，嵌岩桩的承载力分析计算是非常重要的，它可以帮助工程师确定嵌岩桩的尺寸和数量，以确保其在实际工程中能够发挥预期的作用。
本文将介绍嵌岩桩的承载力分析计算方法，并以一个实际工程案例为例进行详细说明。
一、嵌岩桩的承载力嵌岩桩是一种通过将桩嵌入坚硬的岩石中来提高桩基承载力的方法。
在进行嵌岩桩承载力分析计算之前，首先需要了解嵌岩桩的承载机制。
嵌岩桩的承载力主要包括桩端摩阻力、桩侧摩阻力和桩身抗压强度等几个方面。
1. 桩端摩阻力嵌岩桩的桩端摩阻力是指桩端与岩石之间的摩擦力，它是嵌岩桩承载力的主要组成部分。
桩端摩阻力的大小取决于桩端与岩石之间的摩擦系数和桩端的有效面积，通常可以通过下面的公式进行计算：Qb = Kb * Ab * σbQb为桩端摩阻力，Kb为桩端摩阻系数，Ab为桩端的有效摩擦面积，σb为岩石的有效抗压强度。
3. 桩身抗压强度嵌岩桩的承载力还受到桩身抗压强度的限制，通常可以通过下面的公式进行计算：Qc为桩身抗压承载力，Ac为桩身的截面积，σc为岩石的允许抗压强度。
以上三个部分组成了嵌岩桩的总承载力，通过合理地计算和设计，可以确保嵌岩桩在实际工程中能够安全可靠地发挥作用。
进行嵌岩桩承载力分析计算时，通常需要按照以下步骤进行：1. 确定岩石的力学性质首先需要对岩石的力学性质进行详细的调查和分析，包括岩石的抗压强度、抗剪强度以及岩石中可能存在的裂缝和夹层等情况。
这些参数将直接影响到嵌岩桩的承载力。
2. 确定桩的形式和尺寸根据实际工程的要求，确定嵌岩桩的形式和尺寸，包括桩端形式、截面形状和尺寸等。
这些参数将直接影响到桩端摩阻力和桩侧摩阻力的大小。
根据桩端与岩石之间的摩擦系数和桩端的有效面积，计算桩端摩阻力。
通常可以通过有限元分析、现场试验或经验公式来确定桩端摩阻系数和有效摩擦面积。
6. 综合计算嵌岩桩的总承载力将桩端摩阻力、桩侧摩阻力和桩身抗压承载力综合起来，得到嵌岩桩的总承载力。
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是指在岩石中进行预埋或打孔安装的桩基，它具有承载力大、稳定性好等特点，被广泛应用于桥梁、码头、大型工业厂房等工程中。
而嵌岩桩的承载力分析计算是评估桩基能否承受设计荷载的关键步骤，本文将对嵌岩桩承载力分析计算进行简要介绍。
一、嵌岩桩承载力计算原理嵌岩桩的承载力主要包括两部分：侧摩阻力和端阻力。
侧摩阻力是指桩体周围岩石对桩体施加的侧向阻力，端阻力是指岩石对桩底部施加的阻力。
通常情况下，嵌岩桩的承载力是由侧摩阻力和端阻力共同作用而形成的，因此承载力的计算需要考虑这两部分。
1. 侧摩阻力计算侧摩阻力是嵌岩桩承载力的主要组成部分之一，其计算通常采用莫尔-库仑法则。
莫尔-库仑法则是描述侧面土体与桩体之间作用的一种理论，其公式如下：F = τs · AsF为侧摩阻力，τs为土体与桩体之间的摩擦系数，As为桩体周围受力面积。
侧摩阻力计算通常需要考虑土体的力学性质、桩体的形状和尺寸等因素，并且需要根据实际情况进行合理的假设和计算。
Qb = α · Nq为了更直观地理解嵌岩桩承载力的计算方法，我们通过一个实际的案例来进行说明。
假设某桥梁的设计荷载为1000kN，岩石的桩端抗剪强度指标Nq为20MPa，土体与桩体之间的摩擦系数τs为0.6，桩体周围受力面积As为10m²，岩石对桩体的作用系数α为0.8。
我们可以计算侧摩阻力和端阻力的大小：侧摩阻力：F = 0.6 × 10 = 6kN端阻力：Qb = 0.8 × 20 = 16kN然后，我们可以计算嵌岩桩的总承载力：强度折减系数Υs = 1.0（常见）强度折减系数Υb = 1.0（常见）嵌岩桩的承载力为22kN，可以满足设计荷载的需求。
四、总结通过上述实例，我们可以看到嵌岩桩承载力的计算非常重要，它涉及到土体与岩石的力学性质、桩体的形状和尺寸等因素。
在实际工程中，需要对这些因素进行合理的假设和计算，以保证嵌岩桩的安全稳定运行。
嵌岩桩基承载力计算
单桩竖向承载力标 准值Ra
Kn 2735 4082 5878 3102 4847 6980 3853 6021 8670 4023 6286 9052
2、天然单轴抗压强度标准值18MPa (岩石取饱和抗压强度标准值，黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值)
钻孔嵌岩桩基础计算书（不扩底，直接加大入岩深度）
桩编号
嵌岩 桩身 深径 直径d 比
hr/d
岩石天然 单轴抗压 强度标准
frk
嵌岩 段侧 阻和 端阻 综合 系数 ζr
嵌岩段总 极限阻 Qrk=ζ
单桩竖向 承载力特
征值 Ra=Quk/K
桩砼标号
r*Ap*frk/ =(Qsk+Qr
1000
k)/2
mm mm Mpa
8670
C30
14.3
ZJ10 800 3
13 1.35 8817
4409
C30
14.3
ZJ11 1000 3
13 1.35 13777
6888
C30
14.3
ZJ12 1200 3
13 1.35 19839
9919
C30
14.3
说明：1、上表只能修改黄色部分，其余部分不能修改。红色部分为计算结果。
桩身强度 =0.7*fc*(π *D02/4+D0*B)/ 1000/1.25
ZJ5 1000 1
13 0.95 9695
4847
C30
14.3
ZJ6 1200 1
13 0.95 13960
6980
桩基承载力计算公式
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，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)，按表查取，粉砂质泥岩：Ra =14460KPa；砂岩：Ra =21200KPah—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=，c2=；钻孔桩取c1=，c2=。
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第条推荐的公式计算。
公式为：[]()RpAUlPστ+=21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，据规范表取为；2γ— 桩尖以上土的容重(kN/m 3)； λ— 修正系数，据规范表，取为； 0m — 清底系数，据规范表，钻孔灌注桩取为，人工挖孔桩取为。
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 =21200KPah—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：[]()RpAUlPστ+=21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(m 2)，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。
大直径扩底嵌岩桩承载力分析计算
岩土工程 地基基础文章编号:１００９￣６８２５(２０２０)１６￣００５１￣０３大直径扩底嵌岩桩承载力分析计算收稿日期:２０２０￣０５￣０８ :北京市级大学生创新训练项目资助(Ｃ２０１８０６０８１)作者简介:徐㊀薇(１９８９￣)ꎬ女ꎬ博士ꎬ讲师徐㊀薇㊀方显轮(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院ꎬ北京㊀１０００８３)摘㊀要:基于６００ｍ深圳平安大厦最大直径８.０ｍꎬ扩底９.５ｍ的超大直径嵌岩桩承载力进行了数值分析计算ꎬ考虑桩周岩层差异性㊁桩 岩相互作用和桩端爆破施工工艺㊁岩体参数的影响ꎬ建立了超大直径嵌岩桩承载力数值计算模型ꎬ现场实测结果对比验证了数值计算结果的合理性ꎮ有关结果为类似工程提供参考ꎮ关键词:大直径嵌岩桩ꎬ承载力ꎬ轴力曲线ꎬ数值计算中图分类号:ＴＵ４７３文献标识码:Ａ１㊀概述随着经济建设的发展ꎬ高层建筑在越来越多的城市里涌现ꎮ大直径桩因其承载力高㊁抗震效果好而经常在超高层建筑中采用ꎮ国内外规范如ＪＧＪ９４ ２００８建筑桩基技术规范[１]㊁ＡＡＳＨＴＯＬＲＦＤＢｒｉｄｇｅＤｅｓｉｇｎＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ(８ｔｈＥ￣ｄｉｔｉｏｎ)[２]是把直径是否超过０.８ｍ作为判断是否为大直径的标准ꎮ我国ＪＴＧＦ５０ ２０１１公路桥涵施工技术规范[３]定义桩径２.５ｍ以上为大直径桩ꎮ但是现阶段ꎬ许多高层建筑中所采用的桩基直径多大于这些规范的规定ꎮ如广州西塔采用了直径４.８ｍ的嵌岩桩ꎻ深圳华润湾商业中心最大桩基直径４.５ｍ[４￣６]ꎮ本研究基于的项目深圳平安大厦更采用了直径８.０ｍꎬ扩底９.５ｍ和直径５.７ｍ扩底７.０ｍ两种直径的桩基ꎮ由于目前的设计计算仍然沿用传统规范的设计方法ꎬ现有的技术水平也无法对桩基进行现场承载力测试试验ꎮ因此ꎬ为了更好的获得这类桩基承载力变化规律ꎬ本文以深圳平安大厦项目超大直径扩底嵌岩桩为背景ꎬ展开数值计算分析ꎬ为今后类似工程提供有利的参考ꎮ２㊀工程概况深圳平安大厦位于深圳市福田区ꎬ总高度为６００ｍꎬ１１８层ꎬ为华南地区第一高楼ꎮ基坑工程总共占地面积约为２万ｍ２ꎬ基坑底板深度３３.８ｍ~３９.５ｍꎮ施工过程中ꎬ基坑开挖至底部后再开挖桩基础ꎬ采用嵌岩桩的设计方法ꎬ桩径从１.７ｍ~８.０ｍ不等ꎮ其中支撑 巨型框架 核心筒 外伸臂 体系的为８根直径８.０ｍꎬ扩底９.５ｍ(图１中Ｚ代表 桩 ꎬＡ类桩)㊁１６根直径５.７ｍꎬ扩底７.０ｍ(图１中Ｂ类桩)的超大直径扩底嵌岩桩ꎬ桩长范围２５ｍ~３５.５ｍꎮ抗压桩承载力设计值如表１所示ꎬ设计承载力远远高于传统的大直径桩ꎮ场地内地层起伏较大ꎬ桩周岩层由全风化~微风化花岗岩组成ꎮ因此ꎬ必须考虑岩层的差异性对超大直径扩底嵌岩桩承载力的影响ꎮ表１㊀抗压桩承载力设计值桩型桩身等直径段直径/ｍ扩底段直径/ｍ承载力设计值Ｑ/ｋＮ承载力特征值Ｒ/ｋＮＺＡ８.０９.５９.５４ˑ１０５７.０８ˑ１０５ＺＢ５.７７.０４.８４ˑ１０５３.８４ˑ１０５图1超大直径扩底嵌岩桩及深基坑示意图171.3m116.8m84.8mZA6ZA5ZA7ZA4ZA3ZA8ZA1ZA2CJ6CJ7CJ9CJ1CJ11CJ13CJ8CJ2CJ10CJ5CJ4ZB1ZB4ZB5ZB2ZB6ZB7ZB3超大直径扩底嵌岩桩基坑支撑体系筏板底相对标高-29.8m３㊀数值分析３.１㊀基本假定由于超大直径嵌岩桩与岩层接触面积远大于中小直径桩ꎬ因此ꎬ桩周岩体的强度㊁不连续面分布情况㊁矿物组成以及岩体的各项异性等因素对桩基承载力的影响和变化情况远大于传统的中㊁小直径嵌岩桩ꎮ为了更好的反映岩石参数的影响ꎬＥ.Ｈｏｅｋ和Ｅ.Ｔ.Ｂｒｏｗｎ在１９８０年基于大量的现场岩体试验和岩石三轴试验结果ꎬ提出了适用于工程岩体的Ｈｏｅｋ￣Ｂｒｗｏｎ强度准则ꎮ经过多年的发展ꎬ目前使用最多的是Ｈｏｅｋ￣Ｂｒｗｏｎ２００２准则[７]ꎮ计算公式如下:σ１＝σ３＋σｃ(ｍｂσ３σｃ＋ｓ)ａ(１)ｍｂ＝ｅｘｐ(ＧＳＩ－１００２８－１４Ｄ)ｍｉ(２)ｓ＝ｅｘｐ(ＧＳＩ－１００９－３Ｄ)(３)１５ ㊀㊀㊀㊀第４６卷第１６期２０２０年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山西建筑ＳＨＡＮＸＩ㊀ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ.４６Ｎｏ.１６Ａｕｇ.㊀２０２０ａ＝０.５＋１６[ｅｘｐ(－ＧＳＩ/１５)－ｅｘｐ(－２０/３)](４)其中ꎬσ１为最大主应力ꎻσ３为最小主应力ꎻσｃ为完整岩石的单轴抗压强度ꎻｍｉꎬｓ均为经验参数ꎬ反映岩石软硬程度ꎮＤ的取值为０~１ꎬ０说明施工中未扰动ꎬ１说明完全扰动ꎮ根据Ｈｏｅｋ￣Ｂｒｗｏｎ２００２准则ꎬ在强度较差岩体里采用人工或机械开挖ꎬＤ取０.５ꎻ当大范围的爆破开挖时ꎬＤ取１ꎮ基于此ꎬ本计算采用ＦＬＡＣ３Ｄ软件进行分析计算ꎬ在模型计算中假定如下:１)采用１/２轴对称模型进行单桩竖向承载力作用分析ꎬ桩身和桩周岩土体均采用实体单元建模ꎻ２)基于桩身在实际受力中的承载力情况ꎬ采用弹塑性模型ꎻ桩周强风化岩体采用Ｍｏｈｒ￣Ｃｏｕｌｏｍｂ模型ꎮ考虑到岩层差异性的影响ꎬ中风化和微风化岩体采用Ｈｏｅｋ￣Ｂｒｏｗｎ准则ꎬ基于岩体条件和现场施工方法对准则中参数进行修正ꎻ３)为了考虑桩和岩体界面相互作用关系ꎬ在两者界面间设置Ｇｏｏｄｍａｎ接触面单元ꎮ３.２㊀模型网格的建立单桩竖向承载力计算时ꎬｘ和ｙ方向扩至２０倍桩半径ꎬｚ方向扩至１０倍桩长ꎬ以消除边界效应的影响ꎮ计算桩基模型大小同设计ꎬ并按实际施工情况进行逐级加载ꎮ单桩三维计算模型如图２所示ꎮN图2单桩计算三维模型３.３㊀模型参数的选取基于现场勘查报告和室内试验的结果ꎬ计算中场地内各岩层的力学参数如表２所示ꎮ现场施工中采用人工挖孔的方法ꎬ对于岩层强度高的桩端则采用先现场爆破后人工机械挖孔的方法ꎮ综合考虑ꎬ在中风化和微风化花岗岩岩层中ꎬ采用Ｈｏｅｋ￣Ｂｒｗｏｎ２００２准则时ꎬ综合考虑本计算模型Ｄ取０.５ꎮ经计算得到的模型计算参数和接触面参数如表２ꎬ表３所示ꎮ表２㊀大直径扩底嵌岩桩数值计算参数花岗岩岩层名称单轴抗压强度/ＭＰａ弹性模量ＭＰａ泊松比内摩擦角(ʎ)内聚力ＭＰａ强风化￣１５.０１３００.２７２８０.０５强风化￣２１０.０２５００.２７２９０.０５中风化￣１２６.７９１６４００.２５１２０.１２中风化￣２３６.６０２５５００.２５１８０.２１微风化￣１５９.４１７７０００.２０４６０.６２微风化￣２８８.１９１２５２００.２０５８１.０２３.４㊀模型加载模型建立完成并赋参后先进行自重平衡计算ꎬ随后进行地层初始位移场清零ꎻ第二步按现场施工工序进行桩体的开挖和浇筑ꎬ计算完成后进行第二次位移场清零ꎻ第三步进行逐级加载至承载力设计值ꎮ如桩周土体无明显塑性区或桩顶未发生突变ꎬ继续计算至桩顶沉降出现突变或桩顶沉降达不合理范围时ꎮ表３㊀桩接触面参数接触面土/岩层Ｋｎ/ＭＰａ ｍ－１Ｋｓ/ＭＰａ ｍ－１内聚力/ＭＰａ内摩擦角/(ʎ)强风化￣１１００１０００.０２１６.８强风化￣２１７０１７００.０３１７.４中风化￣１４００４０００.０５７.３中风化￣２８００８０００.０８１０.９微风化￣１２０００２００００.１２２３.１微风化￣２３０００３００００.２０２９.１４㊀计算结果分析４.１㊀桩顶沉降变化规律本项目在２０１４年１２月１５日主塔楼结构全部封顶ꎬ施工过程中在桩周布置了沉降监测点ＪＣ(如图１所示)ꎮ限于篇幅ꎬ以ＺＡ３桩为例ꎬ对应现场施工荷载加载级数ꎬ现场沉降监测结果与数值计算结果如图３所示ꎮ两者吻合较好ꎬ计算结果准确可靠ꎮ图3大直径扩底嵌岩桩桩端沉降监测图5-5-10-15-20-25沉降/mm2013.5.42013.11.202014.6.82014.12.252013.8.122014.2.282014.9.16日期/年.月.日桩ZA3现场监测桩顶沉降桩ZA3数值计算桩顶沉降４.２㊀荷载—沉降曲线分析荷载 沉降曲线可反映桩在受力和荷载传递过程中位移变化关系ꎮ选取不同桩径㊁相同桩长的两根桩的曲线进行对比分析ꎮ桩ＺＡ３和桩ＺＢ２桩径分别为８.０ｍ(扩底９.５ｍ)和５.７ｍ(扩底７.０ｍ)ꎬ桩长均为持力层为微风化花岗岩￣２ꎮ在相同荷载作用下ꎬ两根桩的荷载 沉降曲线均无明显拐点ꎬ桩径较小的嵌岩桩沉降远大于桩径大的大直径嵌岩桩ꎮ另一方面也反映了增大桩径有利于提高桩基总承载力(见图４)ꎮ图4不同桩径的桩顶荷载—位移曲线01×1062×1063×1064×106桩顶荷载/kN-20-40-60-80-100-120-140-160-180桩顶沉降s/mm桩ZB2桩ZA3４.３㊀轴力和侧摩阻力分布选取桩长较长的ＺＡ１(３５.５ｍ)为例ꎬ在逐级加载下ꎬ分析其轴力和侧摩阻力的变化规律ꎬ桩基轴力见图５ꎮ桩体等直径段轴力逐渐减小ꎬ桩身仍起到传递荷载的作用ꎮ但在桩身轴力在扩底斜直线段这一位置处逐渐增大ꎬ分析原２５ 第４６卷第１６期２０２０年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山西建筑㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀因是由于扩底引起桩端截面面积的增大而导致轴力变大ꎮ在扩底处的等直径段ꎬ桩身轴力又表现和上部等直径段一致ꎬ即逐渐减小ꎮ上部荷载越大ꎬ这种现象就越明显ꎮ图5桩ZA1轴力分布1×1062×1063×1064×106桩顶荷载桩身轴力N /kN 2.0×105kN 5.1×105kN 9.5×105kN 20×105kN 30×105kN0510152025303540桩身z /m 扩底处桩周侧摩阻力分布如图６所示ꎮ随着上部荷载的增大ꎬ岩体强度高的岩层侧摩阻力也越大ꎬ与普通大直径嵌岩桩变化规律一致ꎮ但是在扩底斜线段出现了负摩阻力ꎮ分析原因是在加载过程中ꎬ随着桩身侧摩阻力沿深度不断发挥作用时ꎬ桩身的竖向应力对应不断减小ꎬ但是由于扩底导致桩体轴力在扩底范围内不断增大ꎬ进而导致了负摩阻力的产生ꎮ上部荷载越大ꎬ这种现象就越明显ꎮ图6桩ZA1侧摩阻力分布桩顶荷载2.0×105kN 5.1×105kN 9.5×105kN 20×105kN 30×105kN扩底处-2.0×1030.0 2.0×103 4.0×103 6.0×103桩身侧摩阻力q s /kN 0510152025303540桩身z /m ４.４㊀荷载分担比仍以ＺＡ１为例ꎬ各级荷载下不同岩层内和桩端㊁桩侧荷载分担比如图７所示ꎮ随着加载的进行ꎬ桩端阻力所占的比例从６５％提高到７５％ꎬ侧摩阻力所占比例从加载初期的３５％减小至２５％ꎮ中风化和微风化花岗岩为主要侧摩阻力的提供者ꎬ而强风化花岗岩的承载力影响几乎可以不考虑ꎮ因此ꎬ对于这类超大直径桩来说ꎬ如果桩周存在强度较高的岩层ꎬ不能完全忽略其侧摩阻力的影响ꎬ而是应当按摩擦端承桩来考虑设计ꎮ图7各级荷载下荷载分担比1009080706050403020100荷载分担1×1062×1063×1064×106桩顶荷载/kN强风化花岗岩侧摩阻力中风化花岗岩侧摩阻力微风化花岗岩侧摩阻力桩端阻力５㊀结语本文基于６００ｍ深圳平安大厦大直径嵌岩桩ꎬ采用ＦＬＡＣ３Ｄ进行了数值计算ꎮ并同时考虑了岩体强度参数㊁施工扰动等因素的影响ꎮ结果表明:１)对比现场监测和数值计算结果ꎬ采用Ｈｏｅｋ￣Ｂｒｏｗｎ强度准则可以更好的考虑桩周岩体差异性的影响ꎬ提高数值计算的准确性ꎮ２)随着荷载的增大ꎬ桩端阻力几乎承担了所有荷载ꎬ但如果桩周存在强度较高的岩层ꎬ其侧摩阻力不应该忽略ꎮ３)扩底处桩端截面面积的增大会引起桩体扩底部分斜直线段产生负摩阻力ꎬ在今后设计中需引起注意ꎮ参考文献:[１]㊀ＪＧＪ９４ ２００８ꎬ建筑桩基技术规范[Ｓ].[２]㊀ＡＡＳＨＴＯＬＲＦＤＢｒｉｄｇｅＤｅｓｉｇｎＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ.Ｄｒｉｌｌｅｄｓｈａｆｔｓ:ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｄｕｒｅｓａｎｄＬＲＦＤＤｅｓｉｇｎＭｅｔｈ￣ｏｄ[Ｓ].ＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎＮｏ.ＦＨＷＡ￣ＮＨＩ￣１０￣０１６ꎬ２００７.[３]㊀ＪＴＧ/ＴＦ５０ ２０１１ꎬ公路桥涵施工技术规范[Ｓ].[４]㊀吴江斌ꎬ王卫东ꎬ陈㊀锴.４３８ｍ武汉中心大厦嵌岩桩设计[Ｊ].岩土工程学报ꎬ２０１３ꎬ３５(Ｓ１):７６￣８１.[５]㊀刘会球.嵌岩桩承载力影响因素数值分析[Ｊ].铁道科学与工程学报ꎬ２０１８ꎬ１５(１０):２５３５￣２５４０.[６]㊀徐㊀薇ꎬ刘㊀波ꎬ周予启.超大直径扩底嵌岩桩模型试验研究[Ｊ].中国安全生产科学技术ꎬ２０１７ꎬ１３(７):１１７￣１２３.[７]㊀ＨｏｅｋＥꎬＣａｒｒａｎｚａ￣ＴｏｒｒｅｓＣꎬＣｏｒｋｕｍＢ.Ｈｏｅｋ￣ＢｒｏｗｎＦａｉｌｕｒｅＣｒｉｔｅｒｉｏｎ￣２００２ｅｄｉｔｉｏｎ[Ａ].ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＮＡＲＭＳ￣Ｔａｃ２００２ꎬＭｉｎｉｎｇＩｎｎｏｖａｔｉｏｎａｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｃ].２００２.Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｌａｒｇｅ￣ｄｉａｍｅｔｅｒｂｏｔｔｏｍ￣ｅｘｐａｎｄｅｄｒｏｃｋ￣ｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅＸｕＷｅｉ㊀ＦａｎｇＸｉａｎｌｕｎ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ(Ｂｅｉｊｉｎｇ)ꎬＢｅｉｊｉｎｇ１０００８３ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆａ６００￣ｍｅｔｅｒｓｕｐｅｒ￣ｌａｒｇｅ￣ｄｉａｍｅｔｅｒｒｏｃｋ￣ｓｏｃｋｅｔｅｄｐｉｌｅｗｉｔｈａｍａｘｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ８.０ｍａｎｄａｂｏｔｔｏｍｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆ９.５ｍ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔꎬｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｏｃｋｌａｙｅｒｓａｒｏｕｎｄｔｈｅｐｉｌｅꎬｔｈｅｐｉｌｅ￣ｒｏｃｋｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎꎬｔｈｅｂｌａｓｔｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｔｔｈｅｐｉｌｅｅｎｄꎬａｎｄｔｈｅｒｏｃｋｍａｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｓｉｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ.Ｔｈｅｒｅ￣ｓｕｌｔｓｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｐｒｏｊｅｃｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｌａｒｇｅ￣ｄｉａｍｅｔｅｒｒｏｃｋ￣ｅｍｂｅｄｄｅｄｐｉｌｅꎬｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙꎬａｘｉａｌｆｏｒｃｅｃｕｒｖｅꎬｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ３５ ㊀㊀㊀第４６卷第１６期２０２０年８月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀徐㊀薇等:大直径扩底嵌岩桩承载力分析计算。
8嵌岩桩抗拔承载力计算
8：嵌岩桩抗拔承载力
邱明兵 2019年6月
1、提出问题
嵌岩桩抗拔承载力
概
念 工程问题描述：
为 先
某工程，嵌岩桩直径1.0~1.5m，嵌入基岩1.2m，桩长不定。
水头较高，想要嵌岩桩来抗浮，如何计算抗拔承载力？
机 理 实践遇到的难点是： 为 国标、行标均无具体规定，用什么来做设计依据？ 本
2、规范条文正解
嵌岩桩抗拔承载力
概 [重庆市]建筑桩基础设计与施工验收规范 DBJ50-200-2014 > 5 桩基计算 念 > 5.4 特殊条件下的桩基竖向承载力骀算 > Ⅱ抗拔桩基承载力验算 为 5.4.7基桩的抗拔极限承载力的确定应符合下列规定： 先 1设计等级为甲级和乙级的建筑桩基，基桩的抗拔极限承载力应通过现场单
桩上拔静载荷试验确定。单桩上拔静载荷试验及抗拔极限承载力标准值取
机 值可按现行行业标准《建筑基桩检测技术规范》JGJ106进行； 理 为 2设计等级为丙级的嵌岩桩基，嵌岩深度不小于3倍桩径时，基桩的抗拔极 本 限载力标准值可按下式计算：
2、规范条文正解
概 念 为 先 机 理 为 本
嵌岩桩抗拔承载力
2、规范条文正解
嵌岩桩抗拔承载力
概 港口工程嵌岩桩设计与施工规程JTJ285―2000 > 4 承 载 力 > 4.2 桩的轴向 念 承载力 为 4.2.4 嵌岩桩的单桩轴向抗拔承载力宜通过抗拔试验确定。 先
机 理 为 本
3、抗拔系数依赖试验
嵌岩桩抗拔承载力
概
如何解决这个问题？
念
抗拔承载力计算，主要是依赖抗拔系数。需要提请大家注意的是，地
为 标条文是用于“丙类”。大多数项目都不会是“丙类”，所以嵌岩桩抗拔
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说明：1、上表只能修改黄色部分，其余部分不能修改。红色部分为计算结果。 2、天然单轴抗压强度标准值18MPa (岩石取饱和抗压强度标准值，黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值) 3、设计值和标准值取1.25的倍数关系；桩身强度偏安全的不计钢筋的贡献。
2
单桩竖向承14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3 14.3
Kn 2735 4082 5878 3102 4847 6980 3853 6021 8670 4023 6286 9052
ZJ1 ZJ2 ZJ3 ZJ4 ZJ5 ZJ6 ZJ7 ZJ8 ZJ9 ZJ10 ZJ11 ZJ12
钻孔嵌岩桩基础计算书（不扩底，直接加大入岩深度）
桩编号 嵌岩 单桩竖向 段侧 嵌岩段总 承载力特 嵌岩 岩石天然 阻和 极限阻 征值 桩身 深径 单轴抗压 端阻 Qrk=ζ 桩砼标号 Ra=Quk/K 直径d 比 强度标准 综合 r*Ap*frk/ frk =(Qsk+Qr hr/d 系数 1000 k)/2 ζ r mm mm Mpa Kn Kn / / 800 0.625 1000 1200 800 1000 1200 800 1000 1200 800 1000 1200 0.5 0.5 1 1 1 2 2 2 3 3 3 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 0.838 0.8 0.8 0.95 0.95 0.95 1.18 1.18 1.18 1.35 1.35 1.35 5470 8164 11756 6205 9695 13960 7707 12042 17340 8817 13777 19839 2735 4082 5878 3102 4847 6980 3853 6021 8670 4409 6888 9919 C30 C30 C30 C30 C30 C30 C30 C30 C30 C30 C30 C30 fc 桩身强度 =0.7*fc*(π *D0 /4+D0*B)/ 1000/1.25 Kn 4023 6286 9052 4023 6286 9052 4023 6286 9052 4023 6286 9052