规范讲课嵌岩桩

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规范讲课嵌岩桩9讲义

2020/8/1
3.嵌岩桩承载力的现行计算方法
1)只计桩端阻力《建筑地基基础设计规范》规定当桩端嵌入“完整
及较完整的硬质岩”中时，按下式估算承载力：
规定“桩周边嵌岩最小深度为0.5m”以确保桩端与岩体面接触。对于嵌入破碎岩和软质岩石中的桩，单桩竖向承载力按摩擦桩计算。
2020/8/1
2）只计嵌岩部分的侧阻力和端阻力《公路桥涵地基与基础设计规范》对单桩容许承载力按下式计算：
依据硬岩嵌岩桩7根试桩，可求得具有95%保证率的土层侧阻系数
2020/8/1
由上述计算结果，可以保守估计覆盖土层的侧阻力发挥系数；
当Ra≤15MPa时， ζs=0.8；当Ra＝15～30时， ζs=0.5；当Ra >30MPa时， ζs=0.2。
2020/8/1
2）嵌岩段侧阻和端阻系数分析参照《公路桥涵地基与基础设计规范》采用相同
• c2i —根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，按表5.3.4采用；
• u —各土层或各岩层部分的桩身周长（m）；
• hi —桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层
和全风化层； • m —岩层的层数，不包括强风化层和全风化层；
• s —覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端 frk 确定：当
2020/8/1
1.前言
随着对嵌岩桩承载性状的深入研究，人们逐渐认识到，嵌岩桩的侧阻力不可忽视，有时甚至成为平衡外荷载的主要反力，即嵌岩桩也可能成为摩擦桩或端承摩擦桩。由于嵌岩桩受力机制复杂，现阶段尚未认识清楚，导致了设计人员设计过于保守。
2020/8/1
2.嵌岩桩的定义
岩石为颗粒间连接牢固、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个等级。

嵌岩桩介绍ppt课件

工①作母机的选择性强，②对场地的要求低；③地层适用范围广，能提供强大而又具柔性的钻孔能力。
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
.
粘土层单底钻斗
凝灰岩单底钻斗
旋挖钻法适用范围
❖ 适用范围适用于铁路、公路桥梁、市政高架桥和房建等直径小于 3.0m 的嵌岩钻孔灌注桩施工，最大钻孔深度 100m。
.
旋挖钻法优缺点
优点：施工速度快；施工精度比较高；噪声小；有利于环保；可自行行走，移动方便；机械化程度比较高；适用地层广泛。
⑦ 硬质合金和牙轮钻头则既可钻进小口径，又可钻进
大
❖
口径水井、工程施工孔和浅井。
.
回旋钻孔施工工艺流程图
回旋钻法适用范围
❖ 回旋钻机一般适用粘土，粉土、砂土、淤泥质土、人工回填土及含有部分卵石、碎石的地层。
.
回旋钻法优缺点
❖ 优点：回旋钻机施工进度比较快施工噪音较小
❖
对周边建筑物和构造物影响比较小，也
嵌岩桩施工技术及其原理的研究
小组成员：
.
嵌岩桩定义：桩端嵌入岩体中的桩。
.
嵌岩桩施工技术及其原理的研究
1
冲孔法
2 回旋钻法
3 旋挖钻法
4 潜孔锤法
.
冲孔法
❖ 冲孔法从原理分为正循环和反循环两种。 ❖ 正循环桩机的循环过程为：采用泥浆泵将泥浆从浆池通过
泥浆管直接泵送到桩尖，泥浆带上渣从桩口往上涌出，通过泥浆沟流进泥浆池，过滤后再泵进桩尖； ❖ 反循环过程相反，泥浆泵的泥浆入口在桩尖，出口在泥浆池，过滤后通过泥浆沟进入桩口。

规范讲课嵌岩桩9共27页

2）只计嵌岩部分的侧阻力和端阻力《公路桥涵地基与基础设计规范》对单桩容许承载力按下式计算：
hr—桩嵌入基岩深度，不包括风化层； Ra—岩石天然湿度的单轴抗压强度; c1、c2— 根据清孔情况、岩石破碎程度定的系数
15.04.2020
《铁路桥涵设计规范》规定，嵌入新鲜岩石层内的桩轴向容许承载力：
15.04.2020
• l i —各土层的厚度（m）； • q i k —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。
15.04.2020
当Ra≤15MPa时， ζs=0.8；当Ra＝15～30时， ζs=0.5；当Ra >30MPa时， ζs=0.2。
15.04.2020
2）嵌岩段侧阻和端阻系数分析参照《公路桥涵地基与基础设计规范》采用相同
的系数c1和c2
15.04.2020
• 注：（1）当入岩深度小于或等于0.5m时，c 1 乘以0.75的折减系数，c 2 ＝0；（2）对于钻孔桩，系数 c 1 、c 2 值应降低20％采用；桩端沉渣厚度t应满足以下要求：d ≤1.5m时，t ≤50mm；d >1.5m时，t ≤100mm；（3）对于中风化层作为持力层的情况，c 1 、c 2 应分别乘以0.75的折减系数。
15.04.2020
5.结论
结合国内外研究资料可以认为： 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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2/23/2019
• 计算公式
1 n R c A f u c h u l q a 1pr k 2 i if r k i s i i k • 2 i i = 1 = 1
m
• 上述公式中参数取值如下： • c 1 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 c 2 i ×0.6×0.8=0.36 。 0.75 • 为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，查表取 • 0.75×0.05×0.8=0.03 。
1 [ R ] c A f u c h u l q a 1 pr k 2 i if r k i s i i k 2 i i 1 1 Ra
通过151根试桩，提出嵌岩桩承载力计算方法 m n
•
—桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值（ kPa），黏土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当小于 2MPa时按摩擦桩计算； c 2i • —根据清孔情况、岩石破碎程度等因素 u 而定的第 i层岩层的侧阻发挥系数，按表 h i 5.3.4 采用； • —各土层或各岩层部分的桩身周长（m ）； s f rk f rk s 0.8 f r km），不 • —桩嵌入各岩层部分的厚度（ s 0.5 s 0.2 包括强风化层和全风化层； • m —岩层的层数，不包括强风化层和全风化层； 2/23/2019
2/23/2019
• 1.前言
随着对嵌岩桩承载性状的深入研究，人们逐渐认识到，嵌岩桩的侧阻力不可忽视，有时甚至成为平衡外荷载的主要反力，即嵌岩桩也可能成为摩擦桩或端承摩擦桩。
2/23/2019
2.嵌岩桩的定义
• 岩石为颗粒间连接牢固、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 个等级。国外认为：只要桩端嵌入岩体中，不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何，都称为嵌岩桩。桩端支承于中等风化程度以上岩层的桩就

[管理]嵌岩桩

• n —土层的层数，强风化和全风化岩层按土层考虑。
5/23/2019
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：
qsk—土层极限侧阻力标准值的加权平均值；qsik—第i层土的极限侧阻力标准值；
hs—土层厚度； U—嵌岩桩穿越土层部分的截面周长。
5/23/2019
• 上覆土层发挥系数ζs采用下式计算：
• 结合上述参数可以求解嵌岩钻孔桩单桩承载力如下：
Ra 0.36 3.1421.02 / 4 10000 3.1421.0 0.031.5 10000 0.5 0.8 3.1421.0
(20 39.7 55 20.9) 6684.29kN
2lMi Pa≤
•
＝10MPa<15MPa，取0.8。
• 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。
5/23/2019
• 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 0c2.i75×0.6×0.8=0.36 。
• 为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，查表取

如何设计嵌岩桩

如何设计嵌岩桩安徽省港航勘测设计院作者张万涛摘要本文根据嵌岩桩设计工作中存在的实际问题，将不同规范中关于嵌岩桩的解释及有关公式进行对比、分析，并从单桩竖向受力原理出发配合实例，总结出嵌岩桩设计的一般原则，最后提出相关结论以求抛砖引玉关键词单桩竖向极限承载力标准值岩石饱和单轴抗压强度岩石天然抗压强度中等风化硬质岩软质岩岩石基本质量指标一、问题的提出我们日常在嵌岩桩设计过程中往往由于涉及不同行业标准，各行业标准对嵌岩桩设计要求又各不相同，甚至又互相矛盾，使得对于嵌岩桩的理解缺乏统一认识，同时又由于现场地质环境千差万别，如无现场单桩静载试验或当地经验，-味照搬照套公式往往就会与实际差别很大。

本文从提出问题入手，分析对比各规范公式说明，然后对照《工程岩体分级标准》(GB50218—94)对各规范中有关风化岩的说明进行解释，并举例说明，最后总结出嵌岩桩设计的一般原则。

问题1、以岩石为持力层的基桩是否均要进入中等风化以下；问题2、嵌岩桩何种情况下不计入覆盖层桩侧阻力；问题3、放入基岩的基桩承载力是否均应按嵌岩桩公式计算。

二、各行业标准的分析对比《建筑桩基技术规范》(JGJ94—94)关于嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值，规定由桩周土总侧阻、嵌岩段总侧阻和总端阻三部分组成。

当根据室内试验结果确定单桩竖向极限承载力标准值时，可按下式计算：Q=Q sk+Q rk+Q pk(1)nQ sk=u!2工si q sik li1Q rk=u工s f rc hrQ pk=工p f rc Ap利用该公式计算嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值时应注意以下三个方面的问题。

1、对于桩端持力层为强风化的岩石由于无法通过试验得到f rc因此该公式变为非嵌岩桩计算公式，相应的强风化段可根据岩体的风化程度按砂土、碎石类土取值。

2、对于桩端持力层为中等风化、微风化及新鲜岩石，一般情况下按此公式计算，除非桩的长径比很小，且桩端置于坚硬的岩石上，则略去Q sk项，否则均要记入上覆土层侧阻力。

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。

公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术分析

公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术分析摘要：公路桥梁桩基嵌岩桩对底部沉淀层的厚度并没有太过严格的标准与需求，但在具体的作业环节中经常会出现有因为施工技术开展的不到位，发生桩基底层沉淀层厚度比相关规定要求要高的情况，带来对应的桩基质量安全问题。

本文阐述了产生夹层的原因，然后对施工技术进行分析，并对嵌岩桩施工过程中应做好钻孔意外事故的预防及对策进行讨论，保证了桩基质量安全。

关键词：公路桥梁；桩基嵌岩桩；施工技术前言：随着城市经济水平的快速提升，对公路桥梁施工要求越来越高，使得相关部门必须对桩基施工中的嵌岩桩进行科学管理并提高施工人员的综合素质，才能在严格按照相关标准和施工要求执行的基础上，全面提升公路桥梁的施工可靠性、稳定性。

1 公路桥梁桩基嵌岩桩施工技术1.1 钻芯成孔及清孔为清扫孔底的软弱夹层，借助吹孔压浆的形式来开展对应的补强处置，在已有的桩基随机钻芯取样的孔背面区域设置一个孔洞，其孔径大小为 10cm，将桩体顶层的浮浆#废物清理干净，向孔体中灌注清水，并制作一个半径为3 cm的钢管和空压及其的主管相连接，在钢管的出气口施做一个 2 cm 左右的弯头，以便可以在孔底横向吹孔将空压机的出气管闸门打开，开始逐渐从孔体中进入到桩基的内部，边吹边加压，此时桩基底部的沉淀物将会伴随着水流从孔洞中被吹出，等到吹出的液体含沙量较少且较为清澈时，可认定沉渣物已经被清除干净了。

1.2 场地需要提前进行处理，保证平整密实施工场地的平整性、密实性都会影响桩基的成孔质量，在钻孔施工前要先对场地进行处理，将场地内杂物清除干净，平整夯实，需要进行换填的要先使用砂砾土进行换填再进行平整夯实处理#若场地不平，存在松软情况时，会影响钻机的正常行走移动，严重时会发生倾覆，威胁施工现场安全，钻机就位不合理，会影响其调平，若钻机偏斜容易出现不均匀沉降，这种沉降会影响钻杆垂直度，造成偏孔、斜孔现象。

1.3 使用合适材料制作护筒，依照设计施工要求进行埋设护筒的存在可以保证钻斗处于正常位置，有利于将桩位控制在合理范围以内，可有效防止孔口出现坍塌，当钢筋笼安装完成后护筒可辅助其进行固定，还可有效避免缩径、塌孔现象的出现。

大直径嵌岩桩设计要求要点及现场质量控制

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。

岩石地基中嵌岩桩的设计及施工注意问题

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。

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• s 为覆盖层土的侧阻力发挥系数，由于2MPa≤
f rk ＝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。
2019/3/17
• 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。
2019/3/17
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：
qsk— 土层极限侧阻力标准值的加权平均值； qsik—第i层土的极限侧阻力标准值； hs—土层厚度； U—嵌岩桩穿越土层部分的截面周长。
2019/3/17
上覆土层发挥系数ζs采用下式计算：
• 资料：安阳地区通化大桥Sz2号采用钻孔灌注桩试桩，桩径为1m，桩长60.5m，桩身混凝土强度等级C40，地质情况为：①淤泥质土，埋深0～-39.7m；②粉质粘土，埋深 -39.7～-59m；③全、强风化基岩，中风化凝灰岩。桩嵌岩持力层为中风化凝灰岩，岩层较完整，深度1.5m，岩石饱和单轴抗压强度标准值10MPa。
2019/3/17
c1 • 注：（1）当入岩深度小于或等于0.5m时， c2 ＝0；乘以0.75的折减系数，（2）对于钻孔桩，系数 c1 、c2 值应降低20％采用；桩端沉渣厚度t应满足以下要求：d ≤1.5m时，t ≤50mm；d >1.5m时，t ≤100mm；（3）对于中风化层作为持力层的情 c2 应分别乘以0.75的折减系数。 c1 、况，
• s —覆盖层土的侧阻力发挥系数，根据桩端 frk 确定：当
s 0.8 2MPa≤ f rk <15MPa时，；当15MPa≤ s 0.5 ；当>30MPa时， s 0.2 ；时，
f<30MPa rk
2019/3/17
• 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。
2019/3/17
• 计算公式
Ra c1 Ap f rk u c2i hi f rki
i=1
m
n 1 su li qik 2 i=1
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
。
c2i为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的
2019/3/17
3.嵌岩桩承载力的现行计算方法
1)只计桩端阻力《建筑地基基础设计规范》规定当桩端嵌入“完整及较完整的硬质岩”中时，按下式估算承载力：
规定“桩周边嵌岩最小深度为 0.5m”以确保桩端与岩体面接触。对于嵌入破碎岩和软质岩石中的桩，单桩竖向承载力按摩擦桩计算。
2019/3/17
• 结合上述参数可以求解嵌岩钻孔桩单桩承载力如下：
Ra 0.36 3.142 1.0 2 / 4 10000 3.142 1.0 0.03 1.5 10000 0.5 0.8 3.142 1.0
(20 39.7 55 20.9) 6684 .29kN
2）只计嵌岩部分的侧阻力和端阻力《公路桥涵地基与基础设计规范》对单桩容许承载力按下式计算：
hr—桩嵌入基岩深度，不包括风化层； Ra—岩石天然湿度的单轴抗压强度; c1、c2— 根据清孔情况、岩石破碎程度定的系数
2019/3/17
《铁路桥涵设计规范》规定，嵌入新鲜岩石层内的桩轴向容许承载力：
R—岩石试块单轴极限强度； h—自新鲜岩面（平均高程）算起的嵌入深度； c1、c2—据岩石层破碎程度和清孔情况规定。
2019/3/17
3）考虑土层的侧阻力、嵌岩段侧阻力和端阻力《建筑桩基技术规范》（征求意见稿）按下式计算：
2019/3/17
4.嵌岩桩承载力计算方法
n 1 [ Ra ] c1 Ap f rk u c2i hi f rki su li qik 2 i 1 i 1 • Ra —单桩轴向受压承载力容许值（kN）。
通过151根试桩，提出嵌岩桩承载力计算方法
m
桩身自重与置换土重（当自重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑； • c1 —根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数，按表5.3.4采用； • Ap —桩端截面面积（m2），对于扩底桩，取扩底截面面积
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f rk —桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），黏土
土木工程学院
桥梁嵌岩桩承载力研究
龚维明教授
2019年3月17日
2019/3/17
ห้องสมุดไป่ตู้
1.前言
传统观念一直把嵌岩桩作为端承桩来设计，完全不考虑其桩侧阻力。大量的实测资料表明，嵌岩桩即使是在无覆盖层条件下或长径比L/d<5的短桩，也并非一律是端承桩。忽视上覆土层侧摩阻力和嵌岩段岩层侧摩阻力，把桩端嵌入微风化程度以上的基岩，套用规范盲目加深嵌岩深度或扩大桩端尺寸，无助于调动基岩的承载能力，却造成浪费并增加施工的难度。
h MH 0.066 f rk d
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为在基岩顶面处的弯矩（kN· m），本例中取600 kN· m。 • frk 为岩石饱和单轴抗压强度标准值（kPa），粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，本例取4000kPa。 • d为桩身直径，取 0.8m。 • 为系数，＝0.5～1.0，根据岩层侧面构造而定，节理发育的取小值；节理不发育的取大值。本例中岩层发育较好取0.5。
MH
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• 结合上述参数可以求解灌注桩有效嵌固深度：
600 h 2.38m 2.4m 0.5m 0.066 0.5 4000 0.8
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质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当小于2MPa时按摩擦桩计算； c2i —根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩层的侧阻发挥系数，按表5.3.4采用； u —各土层或各岩层部分的桩身周长（m）； hi —桩嵌入各岩层部分的厚度（m），不包括强风化层和全风化层； m —岩层的层数，不包括强风化层和全风化层；
* 桩身自重标准值与置换土重标准值（当桩重计入浮力时，置换土重也计入浮力）的差值作为荷载考虑。
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三、当河床岩层有冲刷时，桩基嵌入基岩的有效深度计算
• 资料：宁川某水文站超声波水位计水位塔基础圆形灌注桩打在岩石上时，为保证水位计的安全，需对桩基入岩深度进行有效计算。书中采用的计算公式
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5.结论
结合国内外研究资料可以认为： 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
嵌岩桩上覆土层侧阻力由土层极限侧阻力和发挥系数决定。土层极限侧阻力通常有勘察报告提供。土层侧阻发挥系数受桩长、桩径、成桩工艺响。
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（1）挖孔嵌岩桩依据29根试桩,可求得具有95%保证率的土层侧阻系数
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（2）钻孔嵌岩桩依据软岩嵌岩桩26根试桩，可求得具有95%保证率的土层侧阻系数
依据硬岩嵌岩桩 7 根试桩，可求得具有 95% 保证率的土层侧阻系数
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由上述计算结果，可以保守估计覆盖土层的侧阻力发挥系数；当Ra≤15MPa时， ζ s=0.8；当Ra＝15～30时， ζ s=0.5；当Ra >30MPa时， ζ s=0.2。
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2）嵌岩段侧阻和端阻系数分析参照《公路桥涵地基与基础设计规范》采用相同的系数c1和c2
第i层岩层的侧阻发挥系数，查表取
0.75×0.05×0.8=0.03
。
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• hi 为桩嵌入各岩层部分的厚度（m），取1.5m，不包括强风化层和全风化层。 • f rk为岩石饱和单轴抗压强度标准值取10，粘土质岩取天然湿度单轴抗压强度标准值，当 f rk小于 2MPa时按摩擦桩计算。
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1.前言
随着对嵌岩桩承载性状的深入研究，人们逐渐认识到，嵌岩桩的侧阻力不可忽视，有时甚至成为平衡外荷载的主要反力，即嵌岩桩也可能成为摩擦桩或端承摩擦桩。由于嵌岩桩受力机制复杂，现阶段尚未认识清楚，导致了设计人员设计过于保守。
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2.嵌岩桩的定义
岩石为颗粒间连接牢固、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个等级。国外学者多认为：只要桩端嵌入岩体中，不论岩体的风化程度如何、坚硬性如何，都称为嵌岩桩。国内：《建筑桩基技术规范》规定桩端嵌入中等风化程度以上岩层的桩称之为嵌岩桩。《公路桥涵地基与基础设计规范》隐含的定义是：桩端嵌入微风化岩或新鲜基岩中的桩称之为嵌岩桩。本研究认为：桩端支承于中等风化程度以上岩层的桩就可称其为嵌岩桩,不包括嵌入全风化、强风化岩情况。