嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
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冲孔灌注嵌岩桩质量控制要点灌注(嵌岩)桩从开孔到灌注混凝土,质量控制的主要内容有桩位偏差控制、桩孔径和垂直度的控制、岩性判别、终孔条件的控制,终孔后的清空控制、钢筋笼的制作和安放控制、混凝土配制和浇灌的质量控制。
桩施工质量控制要点施工前的质量控制工程开工前,认真审查冲孔灌注桩施工方案,检查人、材、机进场及质量情况,做好施工安全及技术交底,落实各项开工准备调条件及安全防护措施。
桩位偏差控制冲孔施工平台搭设中,钢护筒起到导锤、固定桩孔位置,准确沉放钢护筒是保证灌注桩质量的先决条件。
开孔前进行钢护筒沉放质量检查验收,钢护筒的平面位置和垂直度符合设计及规范要求后方可进行冲孔施工。
桩孔径和垂直度的控制冲孔灌注桩完成嵌岩终孔后,应对成孔的孔径及垂直度进行检查,当两者都满足设计及规范要求时,方可进行清孔作业。
该工程采用一般的钢筋笼检孔器检测法,此法能一并检查成孔孔径及垂直度是否满足设计规范要求。
1. 制作一长约3~4倍桩径的钢筋笼检孔器,以设计桩径1300mm 为例,钢筋笼检孔器示意图如下:2. 孔径、垂直度检查卸下桩锤,装上钢筋笼检孔器及测绳,即可进行孔径、垂直度进行验收检查。
显然,如果钢筋笼检孔器能够顺利随自重沉放到孔底,则说明孔径满足要求,否则不满足。
一下主要介绍如何进行垂直度计算。
理论计算,如下图所示:A为桩机顶端滑轮点,E为桩位中心,AB为孔位理想垂直线,假设AC为实际冲孔线,现可通过测出孔口位置实际钢丝绳偏离桩位中心距离EF=e,计算得出孔深H时实际偏离桩位中心距离=E,根据相似三角形几何定律:e / E=h /(h+H),得E= e×(h+H)/h,由此便可得垂直度K;K=(E/H)×100%=[e×(h+H)/h×H]×100%------①-----e为孔口位置实际钢丝绳偏离桩位中心距离;h为桩机顶端滑轮点到孔口距离;H为偏孔位置孔深;K为垂直度。
嵌岩灌注桩施工中的难题与对策分析摘要】嵌岩灌注桩施工是码头工程建设中尤为重要的环节,其发挥着重要的作用。
随着我国经济的快速发展,岸线深度也得到了深度开发,现如今码头工程的地质条件越来越复杂,并且逐渐呈多样化发展。
而嵌岩灌注桩具有较高的承载力及抗震性能,将其应用在码头工程建设中,可以有效保证码头工程质量。
但是由于码头工程工况复杂、不确定因素较多,所以施工难度较大,在嵌岩灌注桩施工过程中常常会遇到一些难题。
本文就对施工中遇到的难题进行分析,并提出相应的对策。
【关键词】嵌岩灌注桩;难题;对策;施工技术引言嵌岩灌注桩具有承受垂直大负荷、水平荷载和抗上拔力大的作用,并且该施工成本较低,后期维护较为便利,所以在实际工程中有着广泛的应用。
在码头工程建设中,嵌岩灌注桩是尤为重要的一项施工技术,其具有良好的抗震性能和承载力,所以在保证码头工程质量方面发挥着重要的作用。
嵌岩灌注桩尤其在梁板结构码头中有着广泛的应用。
但是由于码头工程工况复杂,在嵌岩灌注桩施工中容易遇到一些难题,比如排水困难、遇滚石层探石头困难、穿越软土层困难等。
这些难题都会影响到施工的顺利开展,对此就需要切实采取对策解决问题,从而促进施工的顺利开展,保证码头工程质量。
1、工程概况湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程位于粤海铁路北港码头东侧,四塘湾内,南面琼州海峡。
本工程后绞支座灌注桩位于接岸后方、突堤对应的后绞支座基础,共51根,混凝土共计1033m3,钢筋共计为123.15t,混凝土为补偿收缩砼,砼强度等级为C30。
本工程施工工况复杂、不确定因素较多,所以施工难度较大,对于工程技术人员具有较高的要求。
针对嵌岩灌注桩施工中的难题,应该采取相应的工程措施及工艺方法,制定相应的施工方案和技术方案,保证码头工程的顺利开展。
2、嵌岩灌注桩施工流程嵌岩灌注桩施工流程大体如下:搭设钢平台→定桩位→桩机就位→埋护筒→设泥浆池→安装泥浆泵、制作钢筋笼→冲进→排渣→清孔→吊放钢筋笼→二次清孔→浇灌桩身混凝土。
人工挖孔嵌岩桩人工挖孔嵌岩桩在建筑中是非常需要注意安全的,任何工作都要以人为基础,只有保障生命安全才能完成施工。
下面就人工挖孔嵌岩桩和大家简单说一说。
一、从事挖孔桩作业的人员经健康检查和井下、用电、吊装及简单机械操作等安全作业培训且考核合格后,方可进入施工现场。
施工现场应建立健全严格的安全管理制度。
二、在施工图会审和桩孔挖掘前,要认真研究钻探资料,分析地质情况,对可能出现流砂、管涌、涌水以及有害气体等情况制定有针对性的安全防护措施。
所有施工人员均应进行安全技术交底后,方可作业。
三、施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须经常进行检查,确保完好地安全使用。
四、孔口操作平台要自成体系,防止在护壁下沉时被拉垮。
五、在孔口必须设水平移动式活动安全盖板,以方便手推车卸土、运土;息班后及时盖上盖板,防止人、物坠落。
六、桩孔内必须设置应急爬梯,供人员上下孔使用。
吊桶等要安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
井下作业人员应挂安全带和化学氧。
七、吊运土方用的绳索、滑轮和盛土容器要完好牢固,起吊时垂直下方严禁站人。
孔内水泵的电线、振捣器的电线等,均应包扎紧密,不得有破皮处,应设漏电保护器,防止漏电伤人。
八、施工场地在开工前,设置一定的排水系统,使下雨或孔内抽出的水能及时排走。
九、施工场地内的一切电源、电路的安装和拆除必须由持证电工操作。
电器必须严格接地、接零和使用漏电保护器。
十、通风要求:①、当桩孔开挖深度超过5m时,要时刻注意是否存在有害气体,每天开工前应用检测仪器进行有害气体的检测,确认对人身安全无影响时,方可下井作业。
②、上班前,先用鼓风机向孔底通风,必要时要送氧气,然后再下井作业;当孔深超过10m时,要有专门向井下送风的设备,风量不宜少于25L/s。
十一、桩孔附近严禁堆放重物。
若各种大型施工设备作业、停靠时,应距挖孔桩5m以外,防止孔口压力过大造成塌孔。
挖孔挖出的土方应及时运走,机动车不得在桩孔附近通行。
岩土工程桩基础施工常见问题分析岩土工程中的桩基础施工是一项复杂的工程,常常会遇到各种问题。
正确分析和解决这些问题,对于工程的质量和进度都至关重要。
本文将对岩土工程桩基础施工常见问题进行分析,并就如何解决这些问题提出一些建议。
一、施工方案设计不合理在桩基础施工过程中,如果施工方案设计不合理,就容易导致施工难度加大,甚至施工质量无法保障。
桩基础的排列布置、钻孔施工方法、桩身材料选择等方面的设计都需要慎重考虑。
解决建议:在设计施工方案时,需要充分考虑工程的实际情况,了解地质条件和桩基础承载力要求,合理确定桩基础的类型、材料和布置方式,确保施工方案的合理性和可行性。
二、桩基础孔洞不符合要求在桩基础施工过程中,孔洞的质量直接影响桩基础的承载性能。
如果孔洞不符合要求,就会影响桩体与土层的紧密程度,并可能导致桩身变形、承载力降低等问题。
解决建议:在进行桩基础孔洞施工前,应仔细核对设计要求,合理选择孔洞施工方法和设备,严格按照标准进行孔洞施工,确保孔径、深度和垂直度等符合要求。
三、桩基础的质量控制不到位桩基础施工过程中,质量控制是非常关键的环节。
如果质量控制不到位,就会影响桩基础的承载性能和使用寿命,甚至引发桩体沉降、倾斜等严重质量问题。
解决建议:在施工过程中,应严格执行施工工艺和操作规程,加强对施工现场的监督和检查,保证桩基础的施工质量。
还应定期对已施工完成的桩基础进行检测和评估,及时发现并处理质量问题。
四、地质灾害对桩基础施工的影响在一些地质条件复杂的地区,地震、滑坡、泥石流等地质灾害常常会对桩基础的施工产生严重影响。
地震易引起桩孔坍塌,滑坡会冲毁桩基础等。
解决建议:在地质条件复杂的地区进行桩基础施工时,应根据实际情况制定相应的防灾预案,采取必要的安全措施和加固措施,确保施工安全和顺利进行。
五、钻孔设备故障和维护不及时在桩基础施工中,钻孔设备是施工的关键设备之一。
一旦钻孔设备出现故障,就可能会引起施工周期延长、质量下降等问题。
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。
钻孔灌注嵌岩桩的施工探讨引言钻孔灌注嵌岩桩是一种常见的基础工程技术,在建筑、土木工程和桥梁建设等领域得到广泛应用。
本文旨在探讨钻孔灌注嵌岩桩的施工过程中可能遇到的问题,并提供相关的解决方案。
一、钻孔施工钻孔是钻孔灌注嵌岩桩施工的第一步,也是非常关键的一步。
在进行钻孔之前,施工方必须详细了解工程地质情况,并精确确定孔的位置和深度。
此外,为了确保钻孔的质量,施工方还需选择合适的钻机和钻头。
钻孔时,施工方应注意以下几点:1. 钻孔位置和深度的确定:施工方应根据设计要求和地质情况确定钻孔位置和深度。
在进行实际钻孔时,应对比设计方案进行调整,确保孔的位置和深度的准确性。
2. 钻机和钻头的选择:根据地质情况和孔的直径选择合适的钻机和钻头。
在钻孔过程中,应监测钻孔的进度和钻头的磨损,及时更换钻头以确保施工质量。
3. 钻孔作业中的安全措施:钻孔作业涉及高速旋转的机械设备,施工方应严格遵守安全操作规程,确保施工人员的安全。
二、灌注材料的选择和处理灌注材料的选择和处理对钻孔灌注嵌岩桩的质量起着至关重要的作用。
通常,灌注材料采用混凝土,该材料的性能应符合设计要求,并能在较短的时间内达到预期的强度。
在进行灌注过程中,需注意以下几点:1. 灌注材料的配制:在灌注材料的配制过程中,施工方应根据设计要求和现场情况,选择合适的材料比例和掺合物,并进行充分的搅拌,以确保灌注材料的质量。
2. 施工过程中的排气:灌注过程中,施工方需保证灌注材料完全填充孔隙,在此过程中需进行排气处理。
排气是为了减少孔中的气泡以及防止材料的渗漏。
3. 施工现场的控制:施工现场应保持清洁,杂物应及时清除。
施工方还需确保施工现场的温度和湿度符合灌注材料的要求。
三、嵌岩桩的固化和测量嵌岩桩的固化和测量是钻孔灌注嵌岩桩施工过程中的关键环节。
固化过程要充分掌握混凝土强度的发展规律,并根据灌注深度和孔直径选择合适的固化时间。
在进行固化和测量时,施工方需注意以下几点:1. 固化时间的控制:根据设计要求和现场实际情况,施工方应确保固化时间的准确掌握,以避免早期脱模或过度固化的问题。
大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制No.:00000000000003709大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制摘要:本文主要介绍大直径嵌桩岩设计过程中的重点及其质量的控制要点,以及需要注意的问题。
关键词:嵌岩桩;设计要点;质量;控制Abstract: this paper mainly introduces the design of large diameter pile embedded in the process of rock and quality control of the key points, and problems needing attention.Keywords: rock-socketed pile; Key points of the design; Quality; control 中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:1 引言:大直径嵌岩灌注桩因其施工简单、直径较大、入土较深、承载力较高等特点,现如今普遍的适用于建筑行业,例如应用于高层、超高层建筑、桥梁、港工及重型构筑物的基础中。
使建筑业有了突飞猛进的发展。
2大直径嵌岩桩设计一般规定及要求本文所讨论的嵌岩桩,是指桩端嵌入中等风化或微风化基岩中的桩,其桩端岩体能取样进行单轴抗压试验。
嵌岩桩具有承载力高,沉降小,群桩效应低的特点,是高层建筑的主要基础形式之一。
2.1嵌岩桩的承载力计算嵌岩桩的承载力必须从不同受力情况分析考虑,应按承载力极限状态和正常使用状态进行计算,这样分析的数据得到的结果更为准确。
嵌岩桩应分别按照桩身内部结构强度和地基对桩的支撑情况进行分析计算。
2.1.1 桩基承载力计算根据《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008第5.3.9条规定,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:Quk=Qsk+Qrk其中:Qsk=uΣqsikli为土的总极限侧阻力标准值;Qrk=ζrfrkAp为嵌岩段总极限阻力标准值;qsik为桩周第i层土的极限侧阻力;frk 为岩石饱和单轴抗压强度标准值,黏土岩取天然湿度单轴抗压强度标准值;ζr 为桩嵌岩段侧阻和端阻综合系数,与嵌岩深径比hr/d、岩石软硬程度和成桩工艺有关。
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Pj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)Ra〔1〕(1)式中:Ra——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;表1. 系数c1、c2值条件C1 C2良好的0.6 0.05一般的0.5 0.04较差的0.4 0.03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。
嵌岩桩在设计中的几个问题摘要:在桩基设计中,嵌岩桩是较为常见的一种桩基,桩基设计对整个桥梁结构的稳定性有着至关重要的作用。
本文结合嵌岩桩的概念、计算和配筋等相关方面的问题进行了大致的分析探讨。
关键字:桥梁;嵌岩桩;桩基计算;配筋1、引言随着我国经济的高速发展,我国的高速公路也取得飞速发展。
当前我国的高速公路上的桥梁的基础大多采用桩基础,因为桩基具有承载力高,施工时无震害,噪声小等优点。
但是桩基设计中有两个容易让人误解和引起争议的问题。
首先,在承载力用深层荷载试验、静力触探或经验值确定的时候,竖向力是不是包含在桩及扩大头上的土自重。
其次,就是基墩有效长度底可用挖孔桩处,基底承压力特征值与桩底阻力特征值应协调。
因此,桩基对于整个桥梁工程的质量以及造价都有直接的影响。
2、桩基的设计桩基的设计主要有,桩型的选择及方案对比、桩径、桩长及桩距等的选定还有单桩桩基承载力的确定等多方面的计算。
目前,我国主要利用桩基概率的承载力取不发生不发生破坏或因变形过大无法继续承载的最大值,变形限制在不影响正常使用和耐久性的限制以内;而是以概率理论为基础,对荷载效应、抗力进行统计分析的基础上,使桩基的失效概率符合规定限值。
在《公路桥涵地基与基础设计规范》中对桩基的竖向承载力有明确的规定。
不仅要考虑外力作用,还必须考虑承台以及承台上土的自重。
在计算单轴承载力的确定过程中,如果采用单桩静荷载试验不需要考虑桩土自重,但是用静力触探或经验值和深层荷载板试验来确定的时候,就必须考虑土的自重。
经过计算可以得到,灌注并且有扩大头的夯扩桩和挖孔桩,不应该忽视桩土自重,而一般的沉灌注桩和预制桩就不需要考虑土自重的影响。
2.1嵌岩桩基的单桩承载能力的计算一般认为,只要是嵌岩桩肯定是端承桩,因此基本上是不用考虑土层侧阻力。
但是通过几年的施工经验的积累和现场试验结果显示:桩侧阻力、桩端阻力的发挥与上覆土层的桩长径比、厚度和性质、桩底沉渣厚度、基岩性质和嵌岩深径比等因素有关。
岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题摘要:结合工程实例,介绍的设计计算,检测及施工注意事项,总同行参考关键词:嵌岩桩;嵌岩深度,桩侧负摩阻力嵌岩桩的检测嵌岩桩具有单桩承载力特征值高、抵御水平抗震性能较好、沉降较小、群桩效应较低等优点 ,成为广大山区岩体地基上高层建筑重要的基础型式。
其承载性状也一直是国内外学术界,工程界尤为关注的热点之一。
最初将之当作端承桩设计 ,不仅使单桩承载力未得到充分的发挥 ,而且使桩数大幅度增加,近十余年嵌岩桩工程和试验研究积累了更多资料,对其承载性状的认识进一步深化,因此《建筑桩技术规范》规范也对嵌岩桩单独给出了单独的嵌岩桩单桩竖向极限承载力计算公式及检测方法等,使得嵌岩桩在各个行业得到广泛的应用,在基岩埋深较浅的地区,采用大直径的嵌岩桩经济效益尤其明显。
一. 嵌岩桩的持力层选择及嵌岩深度岩石的颗粒间连接牢固、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各等级。
国外认为:只要桩端桩嵌入岩体中,不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何,都称为嵌岩桩,但我国嵌岩桩定义为嵌入未风化、微风化、中等风化的岩石才可,不包括强风化、全风化的情况,要求比国外严格,安全更有保证。
根据持力层基岩性质也可分为软岩嵌岩桩和硬岩嵌岩桩。
嵌岩深度在嵌岩桩计算中是一个重要的设计参数,长泾比越大桩底承担的荷载越小。
在一些工程中,为了确保桩承载力、减少建筑物沉降,对于大吨位嵌岩桩的嵌岩深度应通过计算确定,同事满足构造要求。
嵌岩桩倾斜的完整的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;嵌入平整、完整的坚硬和较坚硬岩的深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。
施工时应结合相邻基础基底标高控制基础埋置深度,相邻两桩的桩端高差应小于其水平净距(若有扩大头,则为扩大头间净距);桩净距小于2D或2.5m时必须采用跳槽开挖。
岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题摘要:结合工程实例,介绍的设计计算,检测及施工注意事项,总同行参考关键词:嵌岩桩;嵌岩深度,桩侧负摩阻力嵌岩桩的检测嵌岩桩具有单桩承载力特征值高、抵御水平抗震性能较好、沉降较小、群桩效应较低等优点 ,成为广大山区岩体地基上高层建筑重要的基础型式。
其承载性状也一直是国内外学术界,工程界尤为关注的热点之一。
最初将之当作端承桩设计 ,不仅使单桩承载力未得到充分的发挥 ,而且使桩数大幅度增加,近十余年嵌岩桩工程和试验研究积累了更多资料,对其承载性状的认识进一步深化,因此《建筑桩技术规范》规范也对嵌岩桩单独给出了单独的嵌岩桩单桩竖向极限承载力计算公式及检测方法等,使得嵌岩桩在各个行业得到广泛的应用,在基岩埋深较浅的地区,采用大直径的嵌岩桩经济效益尤其明显。
一. 嵌岩桩的持力层选择及嵌岩深度岩石的颗粒间连接牢固、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各等级。
国外认为:只要桩端桩嵌入岩体中,不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何,都称为嵌岩桩,但我国嵌岩桩定义为嵌入未风化、微风化、中等风化的岩石才可,不包括强风化、全风化的情况,要求比国外严格,安全更有保证。
根据持力层基岩性质也可分为软岩嵌岩桩和硬岩嵌岩桩。
嵌岩深度在嵌岩桩计算中是一个重要的设计参数,长泾比越大桩底承担的荷载越小。
在一些工程中,为了确保桩承载力、减少建筑物沉降,对于大吨位嵌岩桩的嵌岩深度应通过计算确定,同事满足构造要求。
嵌岩桩倾斜的完整的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;嵌入平整、完整的坚硬和较坚硬岩的深度不宜小于0.2d且不小于0.2m。
施工时应结合相邻基础基底标高控制基础埋置深度,相邻两桩的桩端高差应小于其水平净距(若有扩大头,则为扩大头间净距);桩净距小于2D或2.5m时必须采用跳槽开挖。
冲孔灌注嵌岩桩质量控制要点冲孔灌注嵌岩桩是一种常用的桩基础形式,它不仅具有传统钢筋混凝土桩的优点,还能够充分利用岩石固结层的承载力,提高桩基础的承载能力和稳定性。
然而,为了确保冲孔灌注嵌岩桩的质量,必须要进行质量控制。
本篇文档将介绍冲孔灌注嵌岩桩质量控制的要点。
前期准备岩土勘察在进行冲孔灌注嵌岩桩的施工前,必须进行岩土勘察,确定岩层的情况。
对于夯实岩层,需要注意其可钻深度和钻孔条件,以避免过度钻孔导致桩的水泥浆下渗,影响灌注质量。
对于松散岩层,需要进行先进的钻孔技术,如回转钻进、取心钻进等方式,以确保取得准确的岩层信息。
材料准备冲孔灌注嵌岩桩施工需要准备的主要材料有水泥、砂子、石子、砌块、钢筋等。
要求水泥品种、砂子、石子应符合相应的国家标准。
而钢筋则需采用正规钢厂生产的优质钢筋,并要在进场前进行验收,确保符合要求。
施工要点冲孔冲孔是冲孔灌注嵌岩桩的第一步工序。
冲孔时,应注意维持孔径和孔壁的整洁度,以便后续的桩基施工。
同时,钻孔时应控制钻孔速度,采用适当的压力和转速,避免过快过深钻孔导致桩体变形。
确定孔底在冲完孔后,要通过采用勘探器等设备,进行清孔和测定孔底深度等工作。
测量时应特别注意孔底的形态和是否有水泥浆泥沙。
如果孔底有堵塞物,需采取措施清理,避免影响灌注效果。
灌注混凝土灌注前,要先用水清洗孔壁,以保证孔壁的湿润程度,有利于混凝土与孔壁的粘结。
在灌注过程中,应确保水泥浆浆液浓度和流动性的均匀性,确保充满整个孔洞。
同时,要注意防止过度震动,避免灌注过程中水泥浆过于稠密,况且过度震动还会破坏孔壁的连续性,影响灌注质量。
钢筋绑扎在混凝土灌注完成后,应立即将钢筋绑扎在临时钢模板上,避免混凝土受力后变形,影响桩的质量。
在绑扎钢筋时,应按图纸及施工方案进行,保证圈筋的质量和数量符合要求。
砌块设置当冲孔灌注桩高出地面时,需要设置砌块,进行强弱箱梁或梁柱等组合形式加固。
在设置砌块时,应保证砌块的垂直度、水平度和组合牢固度,防止其影响冲孔灌注桩的整体稳定性。
广西嵌岩桩设计注意事项摘要:2016 年调入南宁分公司之后接触了大量岩溶地质桩基,根据以往设计中遇到的问题简单总结设计过程中的一些注意事项。
广西的嵌岩桩的设计流程一般分为五个,1)地勘点布置 2)地勘分析 3)根据详勘设计桩基础 4)施工勘察(超前钻)分析 5)根据施工勘察确定最终桩基础。
现对各个流程中的要点、易错点做一个简单的总结。
关键词:嵌岩桩设计流程施工勘察广西嵌岩桩设计注意事项具体如下1、勘察的目的1)岩溶发育程度和分布规律2)地下水埋藏条件3)岩溶分布情况、填充情况、顶板稳定性判断4)岩面标高、分布5)承载力2、地勘点位布置2.1详细勘察勘探点布置间距详细勘察勘探点应按柱列线或桩位布置,勘探点间距可按下表确定详细勘察勘探点间距(m)注意:一般岩溶地区按一级(复杂)。
2.2 施工勘察勘探点布置间距独立基础应在四角及中心部位布点,当基础底面积A≤5m2 时,应布置不少于 3 个勘探孔,A=5m2~12m2,应布置不少于 5 个勘探孔;对条形基础应沿基础中线 2m~4m 布置不少于 1 个勘探孔。
桩(墩)基础,桩径≤0.80m 时,布置不少于 1 个钻孔,桩径 0.8~1.5m 时布置不少于 3 个钻孔,大于等于1.5m 时,应布置不少于 5 个钻孔;当辅以物探时,每根桩应布置不少于 1 个钻孔。
筏板基础一般按 3mx3m 布置勘探点。
勘探点尽量布置在竖向构件下方。
在布置施工勘察点位时,注意将初勘、详勘点位合并,当点位位于桩内或桩中心 1 倍桩径范围内可以考虑不再设置施工勘察点位。
2.3 勘探深度勘察深度应穿过溶洞或断层破碎带进入稳定底层不小于桩底面 3 倍桩径并不少于 5m,当相邻勘探点所揭露桩端持力层层面坡度超过 10%,勘探点应适当加密,并应适当加深勘探点的深度。
注意:○1由于墩基础墩身长度不小于 3m,墩底完整岩不小于 3d 或 5m,所以不一般控制进入完整岩不少于 8m。
当桩端嵌入倾斜度大于 30%的中风化岩时,应根据倾斜度及岩石完整性加大嵌入深度,且相邻桩端连线水平倾角不大于35%。
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Pj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)Ra〔1〕(1)式中:Ra——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;表1. 系数c1、c2值条件C1 C2良好的0.6 0.05一般的0.5 0.04较差的0.4 0.03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〔Ph〕,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NL,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<51.1.3 对公式(1)中“Ra”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(Qsk )及嵌岩段侧阻力(Qrk)问题。
(1)当桩尖岩石单轴极限抗压强度Raj≥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Raj<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(Qpk)。
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,Qpk可不考虑。
各种情况下的计算公式(1)当Raj≥10 MPa;L/d≤20时,按下式计算〔p〕=C1ARa1+C2UhRa2(2)式中:Ra1——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;Ra2——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Raj≥10 MPa;L/d>20时,按下式计算〔p〕=C1ARa1+C2UhRa2+ Qrk(3)Qrk=1/2ULτp式中:Qrk——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Raj<10 MPa;L/d≤20时,按下式计算〔p〕=(C1A+C2Uh)Ra+ Qrk(4)(4) 当Raj<10 MPa;L/d>20时,按下式计算〔p〕=Qs k+ Qrk+Qpk(5)Qs k=U∑ζs iτs k iliQr k=UζshrRaQpk=ζpRaA式中:Qs k、Qr k、Qpk——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;li——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;hr——等于h,桩身嵌岩(包括风化层)的深度,超过5d时,取hr=5d。
表3. 嵌岩段侧阻和端阻修正系数嵌岩深径比hr/d0.0 0.5 1 2 3 4 ≥5侧阻力修正系数ζ0.000.0250.0550.070.0650.0620.05端阻力修正系数ζ0.500.500.400.300.200.100.00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+C2Uh)Ra+ Qrk=(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:Nmax=4271+1/2(17+h)π×0.72×25=4598+19h即:3949+422h=4598+19hh=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+C2Uh)Ra=(0.32×1.539+0.024×4.398×h)×4000=1970+422h即:1970+422h=4598+19hh=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+C2Uh)Ra=(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Raj≥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〕=C1ARa1+C2UhRa2=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。