嵌岩桩承载力计算规范【大直径嵌岩桩承载力影响因素浅析】

时间：2019-04-20 03:23:13　来源：雅意学习网本文已影响人

　　中图分类号：TU2 　　文献标识码： A 文章编号：　　摘要：本文通过大直径嵌岩桩在不同荷载条件下，桩侧阻及端阻所发挥的性能，分析了桩身混凝土强度、嵌岩深径比、持力层岩性、施工质量等因素对嵌岩桩承载性能的影响，有助于设计及施工人员有效控制工程质量，使工程施工更加经济安全。
　　关键词：大直径嵌岩桩；承载力；影响因素。
　　Abstract: This article through the large diameter rock socketed pile under different loading conditions, pile side resistance and tip resistance of the performance, analysis of the concrete strength of pile, rock-socketed depth-diameter ratio, bearing stratum, construction quality and other factors on rock socketed pile bearing performance, contribute to the design and construction personnel effective control of project quality, make the construction more economic security.
　　Key words: large diameter rock socketed pile; bearing capacity; influence factors.
　　
　　
　　
　　
　　一、引言
　　在嵌岩桩应用初期，一般把嵌岩桩当作纯粹的端承桩来设计，随着嵌岩桩在工程中的应用日益广泛，人们发现桩端嵌固部分桩岩之间的摩阻力承担了相当部分甚至绝大部分的荷载。嵌岩桩嵌入基岩后，由于桩身混凝土弹性模量与岩石弹性模量相近，粘结强度高，当桩体受荷后，通过桩与岩石间的剪切强度来传递应力，而此力远大于桩土间的摩擦阻力，因此，在一般情况下，桩-岩界面间的摩阻力承担了大部分或绝大部分桩顶荷载。
　　桩-岩侧界面剪应力分布模式，受岩体特性、桩-岩交界面特性和荷载水平的影响，目前对于嵌岩桩嵌岩段承载机理的研究还没有形成统一的认识。另外嵌岩桩嵌岩段的工作机理不仅受静态的嵌入深度、岩体特性、桩-岩界面（包括侧面和底面）特性的影响，还随荷载水平和时间的变化而变化。
　　二、嵌岩桩桩端阻力影响因素
　　对于嵌岩桩，由于桩的弹性模量与岩体的弹性模量相近，粘结强度高，桩与岩石能够形成一个整体，在桩的荷载传递过程中，降低了桩本身的应力集中程度，使桩、岩能较协调的工作。嵌岩桩桩端阻力影响因素众多，岩石强度、岩层的完整性、桩底沉渣等因素都会影响桩端阻力的发挥。下面分别进行分析。
　　 1桩身混凝土强度
　　上覆层较浅的嵌岩短桩或中长桩，其极限荷载往往由桩身材料强度控制，而嵌岩长桩则由桩顶沉降量控制。试验表明，嵌岩深度越大，桩端阻力所占荷载比例就越小，而桩身混凝土强度愈高，则桩端阻力所占荷载比例也愈高。
　　对细长的嵌岩桩来说，当基桩穿过极软弱土层支承于基岩上时，在竖向荷载达到一定值时，桩身开始产生纵向弯曲，当荷载继续增加并达到一定程度时，桩身发生屈曲破坏。此类情况下桩的竖向承载力取决于桩身材料强度。（图1）
　　
　　图 1 桩身材料屈服
　　 2桩端岩体的性质
　　嵌岩桩桩端支承的基岩状态对嵌岩桩工作特性有很大影响，从某种意义上讲基岩的状态决定了嵌岩桩的工作特性。若桩端基岩为软质岩，桩端阻力发挥明显，但因桩端上覆岩土体的压力作用，桩端持力岩层难形成连续的剪切滑动面。若桩端基岩为硬质岩，则桩的承载力往往由桩身混凝土强度控制，其桩端阻力未充分发挥，桩身混凝土先于桩端持力岩层发生屈曲破坏。绝大多数破坏性试桩均是如此。若桩端下不远处存在有软弱夹层或溶洞，当桩顶荷载达一定强度时，桩端下软弱夹层或溶洞顶板难以支承桩端荷载而发生冲剪破坏。
　　具有足够桩身强度的嵌岩桩穿过抗剪强度较低的岩层时，因侧阻力发挥至极限，继续增加的荷载由桩底岩体承担。桩底岩体可逐步形成连续的滑动面，出现整体剪切破坏，并导致桩顶急剧下沉。（图2）
　　
　　图 2 桩底岩体整体剪切破坏
　　 3 嵌岩深径比
　　当嵌岩深径比为定值，桩顶荷载很小时，嵌岩段侧阻、端阻力几乎没有发挥，随着施加荷载的增加，荷载向下传递，嵌岩段侧阻、端阻力逐渐增加，当荷载增加到一定程度时，桩土侧阻不再变化，增加的荷载由嵌岩段的侧阻和端阻承担。
　　当桩顶荷载为定值时，随着嵌岩深度的增加，桩土侧阻变化不大；桩岩侧阻沿嵌岩深度减小，桩岩侧阻呈上大下小的分布；随着嵌岩深度的增加，嵌岩桩端阻逐渐减小，嵌岩达到一定深度时，端阻影响可以忽略。
　　 4 嵌岩桩的长径比
　　长径比L/d对端阻力的影响也是很明显的。对于短而粗的桩，其L/d很小，且嵌岩不深（例如嵌岩深径比hr/d

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