嵌岩桩、端承桩、摩擦桩专业知识

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嵌岩桩桩底反射的正确辨认

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。

按桩的性状和竖向受力情况摩擦桩

按桩的性状和竖向受力情况摩擦桩

按桩的性状和竖向受力情况,分为端承型桩和摩擦型桩,如图3-2-1所示。

摩擦型桩
端承型桩
图3-2-1 摩擦型桩与端承型桩
端承型桩桩身穿越整个软弱土层,由不可压缩的土层支承,通常是岩床。

嵌岩桩就属于端承型桩。

端承型桩在竖向荷载作用下,桩身纵向的压缩变形很小或可以忽略不计,桩沿垂直方向移动也很小,因此桩身和土之间摩擦力很小或可忽略。

可以认为桩顶竖向荷载全部或主要由桩端阻力承受。

摩擦型桩的各个方向包括底部都被可压缩的土层包围,在竖向荷载作用下桩向下移动,周围土层对桩产生向上的摩擦力,并在桩端产生向上的反力。

桩顶竖向荷载全部或主要由桩侧阻力承受。

为了减少摩擦型桩基础的沉降和更好地发挥桩身材料的抗压能力,应该将桩端打入较坚实的土层中。

在荷载作用下桩的承载力可用下式表示:
(3-2-1)
式中:Q —相应于荷载效应基本组合时的单桩竖向承载力设计值(kN);
Q s—桩周土施加的桩侧阻力(kN);
Q p—桩端土施加的桩端阻力(kN)。

根据桩侧与桩端阻力的发挥程度和分担荷载比例,端承型桩又可细分为端承桩和摩擦
端承桩,桩侧阻力很小时,称为端承桩;摩擦型桩又可分为摩擦桩和端承摩擦桩,桩端阻力很小时,称为摩擦桩。

《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 024—1985)等将桩按桩在土中支承力特点分为摩擦桩和柱桩,柱桩是指支承在岩石层地基上的桩,是一种端承桩。

嵌岩桩、端承桩、摩擦桩专业知识

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。

桩基础的分界点

桩基础的分界点

桩基础的分界点
桩基础的分界点可以根据不同的因素进行划分,以下是一些常见的分界点:
1.根据施工方法:桩基础可以分为预制桩和灌注桩。

预制桩是在
工厂或施工现场预先制作好的桩,而灌注桩则是通过在施工现场钻孔后,将混凝土浇注入孔中形成的桩。

2.根据承载性质:桩基础可以分为摩擦桩和端承桩。

摩擦桩主要
依靠桩身与土层之间的摩擦力来承受荷载,而端承桩则主要依靠桩端持力层来承受荷载。

3.根据挤土情况:桩基础可以分为挤土桩、部分挤土桩和非挤土
桩。

挤土桩在施工过程中会将土体挤压,使桩周围的土体受到压缩和扰动;部分挤土桩则是在施工过程中对土体进行部分挤压,而非挤土桩则不会对土体进行挤压。

4.根据桩径大小:桩基础可以分为小直径桩、中等直径桩和大直
径桩。

小直径桩的直径通常在300mm以下,中等直径桩的直径在300mm-800mm之间,大直径桩的直径则在800mm以上。

5.根据承载力要求:桩基础可以分为高承载力桩和低承载力桩。

高承载力桩主要用于承受较大的荷载,而低承载力桩则主要用于承受较小的荷载。

需要注意的是,以上分界点并不是绝对的,不同地区、不同工程可能有不同的划分方式。

在实际应用中,需要根据具体情况进行选择和确定。

嵌岩桩

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 。

桩基础知识

桩基础知识

桩基础知识桩基础知识一般性规定一、《建筑地基基础设计规范》1、摩擦型桩的中心距不宜小于桩身直径的3倍;扩底灌注桩的中心距不宜小于扩底直径的1.5倍;当扩底直径大于2m时桩端净距不宜小于1m。

在确定桩距时尚应考虑施工工艺中挤土等效应对邻近桩的影响。

2、扩底灌注桩的扩底直径不应大于桩身直径的3倍。

3、桩底进入持力层的深度根据地质条件荷载及施工工艺确定宜为桩身直径的1~3倍。

在确定桩底进入持力层;深度时尚应考虑特殊土、岩溶以及震陷液化等影响。

嵌岩灌注桩周边嵌入完整和较完整的未风化、微风化、中风化硬质岩体的最小深度不宜小于0.5m。

4、布置桩位时宜使桩基承载力合力点与竖向永久荷载合力作用点重合。

5、预制桩的混凝土强度等级不应低于C30,灌注桩不应低于C20,预应力桩不应低于C40。

6、桩的主筋应经计算确定,打入式预制桩的最小配筋率不宜小于0.8%,静压预制桩的最小配筋率不宜小于0.6%,灌注桩最小配筋率不宜小于0.2%~0.65%(小直径桩取大值)。

7 、配筋长度:1) 受水平荷载和弯矩较大的桩配筋长度应通过计算确定;2)桩基承台下存在淤泥淤泥质土或液化土层时配筋长度应穿过淤泥淤泥质土层或液化土层;3) 坡地岸边的桩8度及8度以上地震区的桩抗拔桩嵌岩端承桩应通长配筋;4) 桩径大于600mm的钻孔灌注桩构造钢筋的长度不宜小于桩长的2/3。

8、桩顶嵌入承台内的长度不宜小于50mm,主筋伸入承台内的锚固长度不宜小于钢筋直径(I级钢)的30倍和钢筋直径(II级钢和III级钢)的35倍。

对于大直径灌注桩当采用一柱一桩时可设置承台或将桩和柱直接连接桩和柱的连接可按本规范第8.2.6条高杯口基础的要求选择截面尺寸和配筋柱纵筋插入桩身的长度应满足锚固长度的要求。

9、在承台及地下室周围的回填中应满足填土密实性的要求。

二、《公路桥涵地基与基础设计规范》5.1.1桩可按下列规定分类。

1、按承载性状分类。

1)摩擦桩:桩顶荷载主要由桩侧阻力承受,并考虑桩端阻力。

土木工程知识点-嵌岩桩、端承桩、摩擦桩有哪些区别

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土木工程知识点-嵌岩桩、端承桩、摩擦桩有哪些区别
嵌岩桩、端承桩、摩擦桩有哪些区别
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。

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;
3)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。

桩基础分类

“桩基础”,分类1、按承台位置的高低分①高承台桩基础——承台底面高于地面,它的受力和变形不同于低承台桩基础。

一般应用在桥梁、码头工程中。

②低承台桩基础——承台底面低于地面,一般用于房屋建筑工程中。

2、按承载性质不同①端承桩——是指穿过软弱土层并将建筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上。

桩侧较软弱土对桩身的摩擦作用很小,其摩擦力可忽略不计。

②摩擦桩——是指沉入软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散于桩周围土中,桩端土也起一定的支承作用,桩尖支承的土不甚密实,桩相对于土有一定的相对位移时,即具有摩擦桩的作用。

3、按桩身的材料不同①钢筋混凝土桩可以预制也可以现浇。

根据设计,桩的长度和截面尺寸可任意选择。

②钢桩常用的有直径250~1200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。

钢桩的承载力较大,起吊、运输、沉桩、接桩都较方便,但消耗钢材多,造价高。

我国目前只在少数重点工程中使用。

如上海宝山钢铁总厂工程中,重要的和高速运转的设备基础和柱基础使用了大量的直径914.4mm和600mm,长60mm左右的钢管桩。

③木桩目前已很少使用,只在某些加固工程或能就地取材临时工程中使用。

在地下水位以下时,木材有很好的耐久性,而在干湿交替的环境下,极易腐蚀。

④砂石桩主要用于地基加固,挤密土壤。

⑤灰土桩主要用于地基加固。

4、按桩的使用功能分①竖向抗压桩②竖向抗拔桩③水平荷载桩④复合受力桩5、按桩直径大小分①小直径桩d ≤250mm②中等直径桩250mm< d < 800mm③大直径桩d ≥ 800mm6、按成孔方法分①非挤土桩泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩,应用较广。

②部分挤土桩先钻孔后打入。

③挤土桩打入桩。

7、按制作工艺分①预制桩钢筋混凝土预制桩是在工厂或施工现场预制,用锤击打入、振动沉入等方法,使桩沉入地下。

②灌筑桩又叫现浇桩,直接在设计桩位的地基上成孔,在孔内放置钢筋笼或不放钢筋,后在孔内灌筑混凝土而成桩。

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:人工挖孔桩有护壁的桩段就不能计算摩阻力;岩体不完整的桩段嵌岩摩阻力要适当折减;有新近填土或未固结土的桩段还要计算负摩力等等。

嵌岩桩介绍


桩芯确认
潜孔锤法施工流程
潜孔锤法适用范围
1、各类房建及桥梁工程桩; 2、各类支护桩; 3、各类地基改良; 4、山体滑坡防治,等工程领域。
潜孔锤法优缺点
优点:工作母机的选择性强,对场地的要求低;地 层适用范围广,能提供强大而又具柔性的钻 孔能力。 缺点:排渣能力完全依赖空压机的气流量,要加强 排渣能力,就必须配置较大的空压机,从 而大大使成本上升;排渣方式仅为气举正循 环量的土渣或岩渣会给施工周边环境造成 的影响。
缺点
①动力功率大耗电 ①对粗卵石层和岩 率高;②移动不便;石层施工进度慢有 ③冲击振动有噪音 可能无法钻进(需 影响周围环境;④ 更改换钻机底盘或 需设泥浆池、沉淀 大功率配置)。 池。
①前期投入比较大;①排渣能力完全依 ②自重大,对场地 赖空压机的气流量, 要求严格;③孔壁 要加强排渣能力, 护壁差;④需要许 就必须配置较大的 多机械配合作业; 空压机,从而使成 ⑤软土中孔内容易 本上升;②排渣方 产生负压;⑥施工 式仅为气举正循环, 过程短期投入费用 大量的土渣或岩渣 大。 会给施工周边环境 造成极大的影响。
潜孔锤法
由空压机提供的具有一定压力的空气,带动潜 孔锤缸体内的活塞作轴向反复运动,使潜孔锤体 端部的刀头在旋转的同时,产生冲击效能,从而 对岩土施以粉粹破坏,达到入岩功能。
施工准备
核对桩位 机器就位 凿岩钻进 钻进结束 提钻
桩位确认
垂直度确认
深度确认
泥浆注入
放入芯材 浇注混凝土
泥浆配比确认
嵌岩桩施工技术及其原理的研究
小组成员:
端承桩 端承型桩 摩擦端承桩 基桩 摩擦桩
摩擦型桩
端承摩擦桩
嵌岩桩施工技术及其原理的研究
1 2 3 4 冲孔法 回旋钻法
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嵌岩桩、端承桩、摩擦桩、工程桩、围护桩区别
一、按承载性状分类
1、摩擦型桩:(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:(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。

3、工程桩:是用在工程实体上,要承受一定的荷载(大部分只承受竖向荷载,极少承受水平荷载),最终在建(构)筑物中受力起作用的桩。

4、围护桩:是围护结构(非主体结构)里面用来辅助连接每道支撑之间的结构,一般不承受竖向荷载,只承受水平荷载。

二、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。

三、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。

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侧阻力的发挥程度。

各位移分量的大小取决于桩的几何形状、荷载大小、成桩工艺及桩底基岩桩周土体和桩身混凝土的弹性模量。

对于嵌入软质基岩,桩周为均匀硬土层且长径比L/D较大的嵌岩桩。

桩侧阻和端阻充分发挥所需的极限相对位移同桩周土体和桩底基岩的强度有关,强度越高所需的极限位移越小,强度越低则所需的极限位移越大。

当桩底基岩较软,长径比较大时,桩顶荷载作用下,桩身位移相对较大,桩周土体强度较高时,其发挥极限侧阻所需位移相对较小,故桩侧阻力首先达到极限值。

此时桩端阻力尚未达到极限值。

这种嵌岩桩,其端阻只占桩总承载能力的一部分。

可称为端承摩擦
桩(侧阻占大部分)或摩擦端承桩(端阻占大部分)。

对于穿过均匀软土层嵌入硬质基岩中的嵌岩桩,由于桩底基岩强度很高,桩底位移很小,桩身位移也不大,此时,桩周土体发挥极限侧阻所需相对位移尚未达到,桩侧阻力无法充分发挥。

而硬质基岩所需极限位移能够达到,使桩端阻力得到充分发挥。

这种嵌岩桩称为端承桩。

实际工程中的情况远比上述两种情况复杂。

嵌岩桩在不同地质条件和几何尺寸下,表现端承和摩擦两种不同的承载性状。

值得注意的是,嵌岩桩桩端嵌岩段的单位侧阻力比土层高得多。

由于该部分侧阻的剪切破坏发生于桩-岩界面(对坚硬完整岩体)或靠近桩侧表面的岩体中(对软质或风化破碎岩体),主要表现为(a)岩体侧阻达到极限所需的相对位移比土体小得多;(b)在侧阻力的作用下完整基岩一般呈脆性破坏。

表1给出部分岩体的极限侧阻所需位移的经验值。

从表1中可以看出,在相对位移非常小的情况下,桩端嵌岩段的侧阻力就可充分发挥。

所以在嵌岩桩承载力确定时,应充分考虑其承载作用。

嵌岩桩的最佳嵌岩深度为3倍桩径,超过3倍桩径时,承载力增长不大。

(嵌岩桩入微风化1.5D或入硬中风化岩3.0D原则终孔)因
其具有较高的承载力,桩身最小配筋率应不少于1%,砼强度等级应不低于C20。

此外,成桩工艺对嵌岩的承载性能有重要影响。

一般情况下,钻(冲)孔成桩过程中,孔底总会残留一部分沉渣形成可压缩性“软垫”,“软垫”的压缩增大了嵌岩桩桩体与岩(土)体的位移,使桩侧(桩身和嵌岩段)阻力得以充分发挥。

增大了端阻充分发挥所需的极限位移。

使嵌岩桩表现更多的摩擦桩性状。

人工挖孔的嵌岩桩由于人工清底,在“干”作业情况一般无“软垫”现象,其承载性状只与地质条件和桩几何尺寸有关。

四、钻(冲)嵌岩桩的分类
通常嵌岩桩可按基岩岩性,覆盖层土性,桩长径比L/D和成桩工艺考虑其端承和摩擦特性。

符合下列条件之一的嵌岩桩可按端承桩计算:
1、桩端持力层在中风化硬质岩(如花岗岩)和微风化软质岩(如砂岩)中,且长径比L/D≤10冲钻孔桩和长径比L/D≤12的人工挖孔桩。

2、当长径比L/D比较大,而桩侧处于沿海厚层或巨厚层软土中(如淤泥)其承载力主要靠嵌岩段侧阻和端阻承担的桩。

符合下列条件之一的嵌岩桩应考虑其摩擦桩特性:
1、当L/D≥40,嵌岩桩端在设计荷载下,其承载作用很小,上部荷载主要由桩侧摩阻承担,属于摩擦桩〔3〕。

2、对于L/D>15-20的泥浆护壁冲钻孔嵌岩桩,无论是嵌入风化岩还是完整基岩中,其荷载传递具有一般摩擦桩的特性,即桩侧阻力先于端阻力发挥出来,桩端分担的荷载较小,属于摩擦桩〔3〕。

3、当混凝土桩的孔底沉碴厚度超过规范规定,因嵌岩桩存在“软垫”,桩的承载性状均成为摩擦桩或摩擦端承桩(当沉碴比较薄时)。

(沉渣厚度:硬中风化或微风化时≦5cm,强风化或其他岩层时≦10cm)。

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