大直径人工挖孔嵌岩桩的承载性状
岩土工程资料：嵌岩桩有哪些特点.doc
岩土工程资料：嵌岩桩有哪些特点
1）嵌岩桩端承桩，凡端承桩均不考虑土层侧阻力。
2）桩侧阻力、端阻力的发挥性状与上覆土层的性质和厚度、桩长径比、嵌入基岩性质和嵌岩深径比、桩底沉渣厚度等因素有关。
3）传递到桩端的应力随嵌岩深度增大而减小
4）嵌岩灌注桩的嵌岩部分具有较高的侧阻力和端阻力，其单桩承载力往往超过相同截面的土中摩擦桩，桩身压应力值很高。
因此，桩身强度同桩侧土、桩端土层强度一样，也是控制单桩承载力的重要因素。
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2019年一级建造师报考常见问题汇总一级建造师各科目高频考点【汇总】。
关于人工挖孔桩，有些事你可能不知道.......
关于人工挖孔桩，有些事你可能不知道.......一、什么是人工挖孔桩？用人力挖土、现场浇筑的钢筋混凝土桩。
考虑到施工作业的要求，《桩基规范》规定人工挖孔桩最小直径800mm。
广东地区出于安全考虑，要求人工挖孔桩直径不得小于1200mm，且孔深不得超过25米。
人工挖孔灌注桩价格低于钻孔灌注桩，一般来讲人工挖孔桩造价约900元/m3，灌注桩造价约1000元/m3。
适用范围：无地下水或地下水较少的粘土、粉质粘土，含少量砂、砂卵石、砾石的粘土采用。
适用于多层建筑、高层建筑、公共建筑以及支挡结构等。
人工挖孔桩可通过扩底来提高承载力，扩底带来的经济效益优于单纯把桩加长带来的效益。
当然这要建立在适当的扩底尺寸的基础之上，将在后面进行详细阐述。
二、单桩承载力计算1、由土及岩层提供的承载力（1）普通桩《桩基规范》5.3.5当根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算：（2）嵌岩桩《桩基规范》5.3.9 桩端置于完整、较完整基岩的嵌岩桩单桩竖向极限承载力，由桩周土总极限侧阻力和嵌岩段总极限阻力组成。
当根据岩石单轴抗压强度确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下列公式计算：（3）大直径嵌岩桩是否应考虑尺寸效应系数？由于人工挖孔桩直径都较大（D大于等于800mm)，则属于大直径桩，按照《桩基规范》5.3.6条需要考虑尺寸效应系数，即：但是，由于岩石内部结构稳定，具有较强的抗压、抗剪强度，故施工成孔产生的应力释放较慢，因此嵌岩段的侧阻力和端阻力不需要考虑尺寸效应系数；计算嵌岩段以上土层侧阻力时，应考虑大直径桩侧阻力的尺寸效应系数。
另外，提醒注意：扩底桩变截面以上2d长度范围不计侧阻。
（4）嵌岩桩承载力计算时是否计入侧阻？从前述桩基规范上来看是计入的，但在《地基规范》8.5.6-5条：桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中，当桩长较短且入岩较浅时，可按下式估算单桩竖向承载力特征值：地基规范这样规定是基于坚硬岩强度超过桩身混凝土强度，承载力以桩身强度控制，桩长较小时再计入侧阻也无实际意义。
大直径超长桩承载特性有限元分析
所示。 由图可知 ， 其上覆土层 由上 至下依次分别为 ： 碎
［ 基金项 目］ 贵州省交通运输厅项 目（ ｏ２ １ — ２ ） Ｎ ．０ ０ １２
７ ６
低 ４期 （ 总第 １６期 ） ６
（ ） 依托工程概况 。朵 冲特 大桥地处 贵州 高原 １ 西南 山区， 位于晴隆县碧痕镇南西侧约 ６ ５ｍ， ． ｋ 大桥横 跨一槽 谷 ， 谷 宽 １０～２０ 槽 ５ ０ ｍ。大 桥 附 近 海 拔 为 １３ ．０～ ２ １６ ｍ， ４ １２ １ １．０ 相对 高 差 ２ ９６ １． ｍ。桥 区上覆 残 坡积层 （ ｅ＋ｄ） Ｑ ｌ １ 含碎石粉质粘土 、 石土及 崩塌堆积 碎 体（ ｃ 块石 土， Ｑ） 冲洪积 物 （ ａ ＋ １ 卵石土 、 土、 Ｑ ｌ ｐ） 砂 含 碎石粉 质粘土 、 漂石土 ； 下伏二叠 系中统栖霞组茅 口组 （ ２ ｍ） Ｐ ｑ＋ 灰岩。拟研究 的桩基 础为 朵冲特 大桥 ６号
础采用 Ｃ ０混凝 土 ， ３ 力学性质参数具体见表 ２ 。
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混凝土的干缩是残余应变的主要 因素 。浙江大学俞 亚 南 对粗短人工挖 孑 嵌 岩桩 承 载性状 实 测数据 进行 Ｌ 的分析表明 ： 当桩身通过的地层条件较好 时， 粗短桩也
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径 比的增大而增大 。
现场实测对 于嵌 岩桩 承载 特性研 究 虽然是 一 种 较 好手段 ， 但其测 试过程 往往受 到诸 如施 工条件 、 时 间、 人力和外界等诸 多因素 的限制 ， 因此 ， 本文 以贵 州 朵 冲特大桥嵌岩桩 工程为依 托 ， 过数值模 拟手段 探 通 讨 复杂地层下大直径超长嵌岩桩承载特性。 ’
大直径灌注桩抗拔承载性状分析_董金荣
1.6
─────── 收稿日期：2007–12–20
第2期
董金荣. 大直径灌注桩抗拔承载性状分析
255
图 1 抗拔桩地质剖面柱状图
Fig. 1 Ground profile and column around uplift piles 表 2 岩土层物理力学性能指标
Table 2 Physical and mechanical parameters of ground strata
图 3 单桩竖向抗拔 U－ δ 关系曲线
Fig. 3 Relationship between U and δ for vertical pulling tests on
.single pile
从图 3 可知，U－ δ 关系曲线呈陡变型和缓变形两 种。对于曲线呈陡变型的情况，桩顶在承受单桩竖向 抗拔极限承载力的 80%～100%之前，曲线基本上成线 性关系，处于弹性变形，此后在某级荷载作用下，桩
场地原始地貌属海湾滩涂地带，经人工清淤填砂
改造而成，场地主要地层自上而下：①填砂(Qml)，为 新近回填中粗砂，呈稍密—中密，厚约 9～12 m；② 淤泥混砂(Qm)，分布不均，呈透镜体状，流塑状，厚 约 1～2 m；③粉质黏土(Qal~pl)，厚约 2～7 m，呈可— 硬塑状；④残积砂质黏性土(Qel)，厚约 6.5 m，大多呈 硬塑状，局部可塑；⑤全风化花岗岩(r52(3)c)，厚度变 化大，约 2～7 m，属极软岩；⑥强风化花岗岩(r52(3)c)， 厚约 0～8 m，分为砂砾状和碎块状强风化花岗岩；⑦ 中风化花岗岩(r52(3)c)，岩芯呈块状、短柱状，力学强 度高；⑧微风化花岗岩(r52(3)c)，岩芯呈短柱状、长柱 状，力学强度高，未揭穿。
S3 4250
嵌岩桩单桩竖向承载力性状研究
４ 时。 Ｄ 其承载力最大， 嵌固力也接近于最大 。 本文运 用 三维 有 限单 元法 对嵌 岩桩 的单桩 竖 向承载 力进行
了分析 。 出了 自己的看 法 。 提
（）网格 划分 ： 用 三维 ８ 点空 间等参 单元 对 ２ 采 节
２ 计算模型
嵌岩桩的竖向承载力一般认为主要由桩与土问
摘
要： 用三维有 限单元法对嵌岩Fra bibliotek注桩 的桩侧 阻力 、 端阻力、 嵌岩深度进行 了分析计算。讨论 了侧摩 阻力对桩
承载力的影响， 承载力与嵌岩 比的关系， 桩 以及不 同岩层与端 阻比的关系 ， 并提 出了不 同桩长 的桩具有最佳嵌岩
深度 。
关键词 ： 嵌岩桩 ； 嵌岩深度 ； 侧阻力； 端阻力； 三维有 限单元法 中图分类号 ： ４ ３１ Ｕ７． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ４ ０ ０ （０ ７ ０ — ０ ８ ０ １７ — ０ ９ ２ ０ ）５ ０ ７— ４
酒——臣雹口一
Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ Ｅｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ｔｕ ｔ ｒ ｇ ｎ ｅ ｉ ｎ
结构 进行 离散 ， 于不 同部位 的单 元 ， 对 采用 不 同的大
图３ 出 了不 同桩 长嵌 岩 桩 单桩 桩 顶 沉 降 与桩 给 顶荷 载 关 系 曲线 。 由图可 知 ： 当桩 长 为 １ ２ ０ｍ， ０ｍ，
与桩 顶荷 载关 系 曲线 。 中反 应 出来 的规律 与 图３ 图 相
（）边界 约束 ： ３ 除桩 顶部 承 受基 础荷 载外 ， 边 上 界 均为 自由边 界 ； 称 面边 界 （ Ｐ ｏｚ ０ 和下 边 对 Ｉｘ＝ ，－ ） ￣
界为位移边界 ， 在对称面边界承受对称位移约束 ， 下 边界承受 固定位移约束。 （）作 用 于 分 析体 上 的外 力 ： ４ 主要 考 虑上 覆 岩 土体 的 自重应 力 和外 加荷 载 作 用 ， 由桩 引起 的土 体
嵌岩桩、端承桩、摩擦桩有哪些区别
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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；。
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桩基础形式，常用于建筑物或其他重要工程中，可以有效地分散承载压力，提高地基承载能力。
本文将对嵌岩桩承载力的分析计算进行详细的介绍。
嵌岩桩的承载力受到多种因素的影响，其主要包括桩的几何形状、桩体材料特性、地基土壤特性、桩与土壤的相互作用等因素。
通常情况下，嵌岩桩的承载力主要由侧阻力和端阻力两部分组成。
侧阻力是指土壤对桩侧面的阻力，通常产生于桩周土壤中的剪切应力，其大小与桩长、桩径、桩身材料、土壤黏性等因素有关。
端阻力则是指土壤对桩端的反力，其大小与桩身材料、桩端形式、侧阻力、土壤的压缩特性等因素有关。
在嵌岩桩的承载力分析过程中，需要首先确定其受力情况，即桩的位置、桩径、桩长、岩石的性质和桩与岩石的界面条件等。
在此基础上，可以采用经验公式、半经验公式及数值分析等方法来确定嵌岩桩的承载力。
1. 基于经验公式的计算在进行嵌岩桩承载力计算时，可以采用经验公式进行初步估算，常用的经验公式包括桩侧面阻力计算公式和桩端阻力计算公式。
桩侧面阻力计算公式：Fn = αn · As · c其中，Fn表示桩侧面总阻力；αn为阻力系数，与土壤的黏性、桩径等因素有关；As为单根嵌岩桩侧面积；c为土壤黏性系数，与桩侧面接触的土壤的黏性有关。
经验公式常常不能完全符合实际情况，为保证计算结果的准确性，可以采用半经验公式进行嵌岩桩承载力计算。
半经验公式主要包括拉特利夫公式、戈亚公式和布瑞特尔法等，其中拉特利夫公式应用最为广泛。
拉特利夫公式：Q p = Ap · fp其中，Qp为桩端承载力；Ap为桩端面积；fp为桩端极限承载力。
3. 基于数值分析的计算数值分析是目前研究嵌岩桩承载力的主要方法之一，常用的数值分析方法包括有限元法、边界元法、离散元法等。
数值分析可以更真实地描述实际土-桩系统的物理过程，计算精度高，但需要消耗大量的时间和计算资源。
总之，嵌岩桩承载力的计算方法有多种，不同的计算方法有各自的优缺点，在具体应用中需要根据实际情况进行选择。
【最新精选】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。
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。
嵌岩桩单桩承载力计算
嵌岩桩单桩承载力计算嵌岩桩单桩承载力计算是评估嵌岩桩的承载力能力的重要任务之一、嵌岩桩（rock-socketed pile）是一种通过在岩石层中切割孔洞并灌注混凝土形成的桩，用于传递建筑物或其他结构的荷载到岩石层。
在进行嵌岩桩单桩承载力计算前，需要了解以下参数：1.岩石特性：包括岩石的抗压强度、岩石的切割面积、岩石的密度等。
这些参数可以通过实地勘探和实验室测试得到。
2.桩的形状和尺寸：包括桩的直径或截面积、桩的长度等。
3.混凝土特性：包括混凝土的抗压强度、混凝土的弹性模量等。
这些参数可以通过实验室测试得到。
4.岩石与混凝土之间的粘结特性：包括剪切强度、粘结应力等。
这些参数可以通过实验室测试得到。
基于以上参数，可以采用以下方法计算嵌岩桩单桩承载力：1.根据嵌岩桩的形状和尺寸，计算桩的面积。
通常可以使用标准公式或实验数据进行计算。
2.根据岩石特性和桩的尺寸，计算桩与岩石之间的面积。
这可以通过计算岩石切割面积和桩的直径或截面积之间的差异来实现。
3.根据岩石特性和混凝土特性，计算桩的插入深度。
这可以通过基于摩擦力和孔隙压力的平衡计算得出。
4.根据岩石与混凝土之间的粘结特性和桩的插入深度，计算桩的承载力。
这可以通过计算岩石粘结面积、剪切强度和粘结应力来实现。
5.根据桩的承载力和预先确定的安全系数，确定嵌岩桩的设计承载力。
最后，需要注意的是，嵌岩桩单桩承载力计算仅为初步评估。
实际工程中，还应考虑其他因素，如桩与土壤或其他结构的相互作用、桩的布置和数量等。
因此，在进行实际设计时，还需要进行综合考虑，并进行相关的工程实际测试和验证。
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第22卷 第12期岩石力学与工程学报 22(12)：2099～21032003年12月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Dec ，20032002年4月26日收到初稿，2002年6月21日收到修改稿。
作者 董 平 简介：男，1963年生，中国科学院广州地球化学研究所在职博士生，现任南京大学副教授、南京大学基础工程中心主任，主要从事地基基础理论和岩土工程监测方面的研究工作。
大直径人工挖孔嵌岩桩的承载性状董 平1，2 秦 然2 陈 乾3 张伯友1(1中国科学院广州地球化学研究所 广州 510640) (2南京大学基础工程中心 南京 210093) (3东南大学建筑设计研究院 南京 210096)摘要 通过对楼层施工中大直径人工挖孔嵌岩桩的桩顶沉降、桩身应力和桩端阻的同步观测，提供了该型桩新的实测资料，分析了其在工作状态下的承载性状，包括桩顶沉降，桩端阻和桩侧阻分配与发挥，嵌岩深度和扩大头对桩侧阻和端阻的影响等。
关键词 地基基础工程，人工挖孔嵌岩桩，工作状态，原型观测，承载性状分类号 TU 473.1 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2003)12-2099-05BEARING BEHA VIOR OF LARGE-DIAMETER ROCK-SOCKET PILESDong Ping 1，2，Qin Ran 2，Chen Qian 3，Zhang Boyou 1(1Institute of Guangzhou Geochemistry ，The Chinese Academy of Sciences ， Guangzhou 510640 China )(2Foundation Engineering Center of Nanjing University ， Nanjing 210093 China ) (3Architecture Design and Research Institute ，Southeast University ， Nanjing 210096 China )Abstract Through simultaneous observation of pile-cap settlement ，pile-end resistance and axial stress distribution in large-diameter rock-socket pile under multi-storied building construction ，some new practical testing data are presented. Based on these data ，the characteristics are analyzed of large-diameter rock-socket pile in working conditions ，including pile cap settlement ，distribution and exertion of pile-skin and pile-end resistance ，selection of rock-socket depth ，and the effect of pile end enlargement on pile-skin resistance and pile-end resistance.Key words foundation engineering ，rock-socket pile ，working conditions ，prototype observation ，bearing behavior1 引 言大直径嵌岩灌注桩的承载特性是大家关心的问题。
目前有关的试验研究资料基本集中在原位静载试验上[1～7]，但是静载试验所能达到的测试吨位有限，一般最大加载吨位仅30 MN 。
对于单桩设计承载力达到20 MN 以上的大直径长嵌岩桩，可以利用上部建筑物的自重，通过观测桩基在上部结构逐层施工中的受力性状来研究其承载性状[2]。
这样不仅可以解决静载试验吨位有限的问题，而且可了解大型桩基工作状态下的承载性状，桩端和侧阻是如何发挥以及发挥程度的高低。
本文以南京大学科技大楼二期桩基在土建施工中的桩顶沉降和桩身应力观测为例，提供了大直径嵌岩灌注桩的新的实测资料；分析了大直径人工挖孔嵌岩桩在工作状态下的受力性状，包括桩端侧阻的分配，嵌岩段阻力的发挥以及各桩的沉降差异等。
结论认为工作状态下的大直径嵌岩桩属摩擦端承桩，嵌岩深度可以不限于5倍D H /，扩大头段的侧摩阻可同样发挥，设计时应• 2100 • 岩石力学与工程学报 2003年予以重视。
2 工程概况南京大学科技大楼二期工程位于南京市区中心，占地面积约1 400 m2，地上27层(高103.4 m)，地下2层，为超高层建筑。
楼体为框架-筒体结构，基础采用大直径人工挖孔嵌岩灌注桩，一柱一桩，设计桩径1.0～2.0 m，桩长15～30 m，桩数46根。
2.1场地水文与工程地质条件场地位于南京市清凉山-鼓楼-北极阁基岩隆起带鼓楼隆起之南坡，属南京长江侵蚀堆积阶地(II级)地貌单元。
场地土层为南京地区典型的土层，土性较好，具体特性见表1。
2.2观测内容和桩型参数本次试验选择了桩顶沉降﹑桩身轴应力和桩端阻观测三个项目。
观测与大楼施工同步进行，每施工完成一层楼面观测一次。
桩身轴应力测试使用钢筋应力计，埋设在各层土界面处，每截面2个。
桩端阻使用反力计，均匀埋设在桩端截面，每桩5个。
共监测基桩3根，编号分别为ZH4，ZH15，ZH16。
所选的观测桩设计直径近2.0 m，设计承载力31～33 MN，其他参数见表2。
3 单桩承载性状分析下面从桩顶沉降﹑桩端阻和桩侧阻的分配与发挥﹑嵌岩深度等方面来分析三根大直径人工挖孔嵌岩桩在竖向荷载下的工作性状。
3.1桩身的轴力分布三桩轴力沿桩身的分布分别见图1(a)，(b)，(c)。
从图1可见，荷载沿深度递减，桩侧岩土性质越好，轴力衰减越快。
当桩顶荷载很小时，嵌岩段尚无轴应力；荷载增加后，嵌岩段的轴力产生，但仍无端阻；当荷载进一步增大时，桩侧阻与端阻都达到了一定程度的发挥。
因此单桩阻力的发挥次序为：桩侧土层的侧摩阻最先发挥，然后嵌岩段岩壁的侧摩阻开始发挥，最后桩端阻得到发挥。
3.2桩顶沉降观测本次试验一共监测了16根桩(直径1.0～2.0 m)在土建施工中的沉降，约占基础总桩数的1/3。
观测结果发现各桩的沉降量基本相等，沉降差小于10%。
此外嵌岩桩的单桩沉降存在流变特性，主体封顶后一个月内的桩顶平均沉降发展0.2 mm，约为沉降量的5%。
ZH4桩的荷载沉降p-s曲线见图2，工作荷载30 MN下的沉降仅5 mm，p-s曲线近似一直线，说明在工作状态下该桩尚处在弹性阶段，且桩顶沉降量基本由桩身压缩量构成。
该构筑物下的基桩沉降量基本相等，工作状态下各桩按自身的p-s 曲线确定该沉降量下各自分担的荷载，因此仅用极限承载力来控制桩基是不全面的。
因为极限承载力仅反映了桩基在最大沉降(或容许沉降)下所能分担的荷载，而不能确定工作状态下所分担的荷载。
3.3桩侧土层侧摩阻力表1 场地地层特性Table 1 Rock and soil characteristics of testing site土层编号土层名称岩土性特征单轴抗压f rk /MPa标贯击数N侧阻标准值q s /kPa端阻标准值q d /MPa②-3 粉质粘土黄褐色，硬塑16.7342③粘土棕红色，夹少量砾石﹑岩屑，硬塑 15.4350④残积土棕红色，可～硬塑21.0440⑤强风化泥岩～泥质砂砾岩棕红色，较软弱80⑥a 中～微风化泥质砂砾岩棕红色，泥质胶结，夹少量泥岩 4.23 160 2.0⑥b 中～微风化泥岩棕红色，夹少量泥质砂砾岩 4.08 150 2.0⑥c 中风化泥岩棕红色，呈夹层分布 0.66 1001.0表2 桩型参数一览Table 2 Parameters for tested piles桩号桩径D/m 桩长L/m 入岩深度H/m 长径比L/D 嵌岩比H/D 扩大头直径D0 /m 扩大头高度H0 /mZH4 1.9 29.5 12.3 16 6.5 4.5 2.0ZH15 1.8 33.5 13.0 19 7.2 4.2 2.0ZH16 1.8 21.5 6.1 12 3.4 4.2 2.0各桩桩身混凝土标号C35，混凝土护壁。
第22卷第12期董平等. 大直径人工挖孔嵌岩桩的承载性状• 2101 •(a) ZH15桩(b) ZH14桩(c) ZH16桩图1 三桩桩身轴力分布图Fig.1 Axial force distribution along piles桩侧土层的侧阻最先得到发挥，也最先达到极限值。
从图3可以看出，随着桩顶荷载的逐渐增加，土层侧摩阻ssP缓慢增加，约在80%工作荷载下达到极值，之后略有软化。
L/D越大，土层侧摩阻所占比例越大。
桩侧粘土层发挥极限侧摩阻的桩顶位移值2～4 mm。
工作状态下的土层侧摩阻约占总荷载的20%～35%，这表明混凝土护壁的人工挖孔嵌图2 ZH4桩桩顶P-S曲线Fig.2 P-S curve of pile cap for pile ZH4图3 桩侧土层摩阻力P ss与荷载P关系Fig.3 Relationship between load P and pile-skin resistance P ss岩桩的土层侧摩阻不容忽视。
值得注意的是，该土层侧摩阻极限值是桩端无明显位移时的极限值。
由于桩端情况较好，桩端位移很小，桩侧下部土层(紧贴岩层)的侧摩阻尚未得到完全发挥。
如果继续加载，桩端发生明显位移，桩侧土层侧摩阻ssP仍会有所增加。
3.4嵌岩段阻力嵌岩段阻力的发挥晚于土层侧摩阻。
嵌岩段阻力rP随桩顶荷载P的变化关系见图4。
随着荷载增加，嵌岩段阻力所占的比例迅速增加，当荷载达到工作载荷的30%左右后，曲线趋于平缓，工作状态下嵌岩段阻力约占总荷载的65%～80%。
DH/越大，嵌岩段阻力越大，如果将嵌岩段看作一个整体，嵌岩深度应该是越大越好。
嵌岩段侧摩阻rsP随荷载的变化见图5。
从图5，7可见，嵌岩段侧摩阻先于端阻发挥，但当荷载达到设计承载力的30%后，rsP的增加幅度远小于rP的增加幅度，这时嵌岩段阻力的增加基本来自桩端阻力。
ZH15桩的嵌岩段侧摩阻尚未发挥到极限，而ZH4，ZH16两桩的嵌岩段侧阻已屈服，基本发挥到极限值。
从表2可以看出，ZH15嵌岩比最大，ZH4其次，因此DH/越大，嵌• 2102 • 岩石力学与工程学报 2003年图4 嵌岩段阻力P r 所占比例随荷载P 增加 Fig.4 Increment of proportion of P r to P with load图5 嵌岩段侧摩阻P rs 随荷载P 的增加Fig.5 Increment of rock-socket friction resistance P rs withload P岩段侧摩阻越大，发挥至极限值所需的荷载也越大。