嵌岩桩承载力的影响因素分析及嵌岩深度的探究
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是一种常见的地基处理方法,用于增加土壤的承载力和稳定性。
在工程实践中,嵌岩桩的承载力分析计算是非常重要的,它可以帮助工程师确定嵌岩桩的尺寸和数量,以确保其在实际工程中能够发挥预期的作用。
本文将介绍嵌岩桩的承载力分析计算方法,并以一个实际工程案例为例进行详细说明。
一、嵌岩桩的承载力嵌岩桩是一种通过将桩嵌入坚硬的岩石中来提高桩基承载力的方法。
在进行嵌岩桩承载力分析计算之前,首先需要了解嵌岩桩的承载机制。
嵌岩桩的承载力主要包括桩端摩阻力、桩侧摩阻力和桩身抗压强度等几个方面。
1. 桩端摩阻力嵌岩桩的桩端摩阻力是指桩端与岩石之间的摩擦力,它是嵌岩桩承载力的主要组成部分。
桩端摩阻力的大小取决于桩端与岩石之间的摩擦系数和桩端的有效面积,通常可以通过下面的公式进行计算:Qb = Kb * Ab * σbQb为桩端摩阻力,Kb为桩端摩阻系数,Ab为桩端的有效摩擦面积,σb为岩石的有效抗压强度。
3. 桩身抗压强度嵌岩桩的承载力还受到桩身抗压强度的限制,通常可以通过下面的公式进行计算:Qc为桩身抗压承载力,Ac为桩身的截面积,σc为岩石的允许抗压强度。
以上三个部分组成了嵌岩桩的总承载力,通过合理地计算和设计,可以确保嵌岩桩在实际工程中能够安全可靠地发挥作用。
进行嵌岩桩承载力分析计算时,通常需要按照以下步骤进行:1. 确定岩石的力学性质首先需要对岩石的力学性质进行详细的调查和分析,包括岩石的抗压强度、抗剪强度以及岩石中可能存在的裂缝和夹层等情况。
这些参数将直接影响到嵌岩桩的承载力。
2. 确定桩的形式和尺寸根据实际工程的要求,确定嵌岩桩的形式和尺寸,包括桩端形式、截面形状和尺寸等。
这些参数将直接影响到桩端摩阻力和桩侧摩阻力的大小。
根据桩端与岩石之间的摩擦系数和桩端的有效面积,计算桩端摩阻力。
通常可以通过有限元分析、现场试验或经验公式来确定桩端摩阻系数和有效摩擦面积。
6. 综合计算嵌岩桩的总承载力将桩端摩阻力、桩侧摩阻力和桩身抗压承载力综合起来,得到嵌岩桩的总承载力。
嵌岩桩竖向承载力影响因素分析
—
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载 力 影 响 因 素 分 析
张 百 全
值 、 岩 深 度 、 岩 深 径 比 、 岩 段 嵌 嵌 嵌 桩径 、 岩段 岩土 物理 力学性 能 、 嵌 持 力 层 承 载 力 标 准 值 等 九 个 影 响 因 素 。公 式 中并 未 考 虑 孑 壁粗 糙 程 度 、 L 护 壁形式 、 弹性 模量 E 砼 c低 于 岩 石 弹 性 模 量 E 时 的 影 响 ,也 未 考 虑 桩 r 底 沉 渣 变化 和桩 距 变 化 的影 响 , 更 未 考 虑 桩 顶 允 许 沉 降 发 生 变 化 的 影 响 ,事 实 上 ,这 些 影 响 是 客 观 存 在
析
石 类 土 , ‘ 。07; 于 其 它 情 况 , 取 = . 对
取 ‘ . 1 = 。
q , 据 成 桩 工 艺 , 规 范 [ 根 按 I 表
528 1取 值 。 ..—
31对于 固有 因素 , ̄ 3 - . ck为只 能 . ; 依 赖 于详细 的地 勘 资料 , 而在 所有 固有 因素 中 , ( ) 岩 土 的性 状 对 嵌 岩 桩 竖 向 承载 力 的影 响是 最大 的。 为此 规 范 、 2 9条 规 定 , 据 土 的物 理指 标 与 承 载 、 根 力参 数之 间 的经 验 关 系 , 大直 径 桩 ( 嵌 岩 与非嵌 岩 桩 ) 单桩 竖 向极 限 承载 力 标准 值 , 按 下式 计算 : 可
的。
关键词
壁砼 弹 E c
①
竖 向 承 载 力 影 响
因 素 ; 沉 渣 厚 度 ; 粗 糙 度 ; 护 ② ③ ④
1 概 述
多年 以来 , 多 的 国 内外 工 程技 术 众 工 作 者对 嵌 岩 桩 的竖 向承 载 力 传递 规 律 及影 响因 素进行 了广泛 的研究 。 大量 研 究资料 表 明 : 岩桩 的承 载 能力 与桩 嵌
嵌岩桩承载力分析计算
嵌岩桩承载力分析计算嵌岩桩是指在岩石中进行预埋或打孔安装的桩基,它具有承载力大、稳定性好等特点,被广泛应用于桥梁、码头、大型工业厂房等工程中。
而嵌岩桩的承载力分析计算是评估桩基能否承受设计荷载的关键步骤,本文将对嵌岩桩承载力分析计算进行简要介绍。
一、嵌岩桩承载力计算原理嵌岩桩的承载力主要包括两部分:侧摩阻力和端阻力。
侧摩阻力是指桩体周围岩石对桩体施加的侧向阻力,端阻力是指岩石对桩底部施加的阻力。
通常情况下,嵌岩桩的承载力是由侧摩阻力和端阻力共同作用而形成的,因此承载力的计算需要考虑这两部分。
1. 侧摩阻力计算侧摩阻力是嵌岩桩承载力的主要组成部分之一,其计算通常采用莫尔-库仑法则。
莫尔-库仑法则是描述侧面土体与桩体之间作用的一种理论,其公式如下:F = τs · AsF为侧摩阻力,τs为土体与桩体之间的摩擦系数,As为桩体周围受力面积。
侧摩阻力计算通常需要考虑土体的力学性质、桩体的形状和尺寸等因素,并且需要根据实际情况进行合理的假设和计算。
Qb = α · Nq为了更直观地理解嵌岩桩承载力的计算方法,我们通过一个实际的案例来进行说明。
假设某桥梁的设计荷载为1000kN,岩石的桩端抗剪强度指标Nq为20MPa,土体与桩体之间的摩擦系数τs为0.6,桩体周围受力面积As为10m²,岩石对桩体的作用系数α为0.8。
我们可以计算侧摩阻力和端阻力的大小:侧摩阻力:F = 0.6 × 10 = 6kN端阻力:Qb = 0.8 × 20 = 16kN然后,我们可以计算嵌岩桩的总承载力:强度折减系数Υs = 1.0(常见)强度折减系数Υb = 1.0(常见)嵌岩桩的承载力为22kN,可以满足设计荷载的需求。
四、总结通过上述实例,我们可以看到嵌岩桩承载力的计算非常重要,它涉及到土体与岩石的力学性质、桩体的形状和尺寸等因素。
在实际工程中,需要对这些因素进行合理的假设和计算,以保证嵌岩桩的安全稳定运行。
嵌岩短桩承载性能的影响因素分析
马振 国 吴太伟 崔振 明 田红蕊 ( 青岛理工大学工 程质量 检测鉴定中心)
摘 要 : 分 析 嵌 岩 灌 注 短 桩 荷 载 传 递 特 性 、 载 分 配 以 及 承 载 性 能 的 影 童 的工 程 实例 中 ,嵌 岩 深 度 只 有 一倍 桩径 ,仍 能 满 足设 计 承 载 力 要 在 荷 响 因 素 的基 础 上 , 点研 究 了 长 径 比 、 岩 深度 、 岩 强度 对 嵌 岩 短 桩 承 载 性 求 , 一 味 的增 加 嵌 岩 深 度 , 仅 会 造 成 工 期 的延 长 , 且 会 导 致 造 重 嵌 基 若 不 而 能的影响。 价增加。
23 基 岩 强度 的 影 响 基 岩 强 度 是 影 响 嵌 岩 灌 注 桩 的承 载 力 和 . 所 需 的嵌 岩 深 度 的一 个 极 为 重 要 的 因素 。 它条 件 相 同的 情 况 下 , 其 基 影 响嵌 岩灌 注 短 桩 的承 载 力 的 因 素有 很 多 , 的 来 说 , 响 因素 岩 强 度 越 高 , 承 载 力越 大 , 一 定荷 载 下 , 的 沉 降 越 小 , 是 不 容 总 影 桩 在 桩 这 有 以 下 方 面 ._ 计 参 数 的 影 响 包 括 长 径 比 、 岩 深 度 、 设 嵌 设计 荷 载 等 . 置 疑 的。 然 而 , 随着 基岩 强度 的 变化 , 的 承 载 力 提 高 的趋 势 如 何 变 桩 地 质 条 件 影 响包 括 桩 周土 强度 , 岩 强度 , 基 以及 软 弱夹 层 分 布 情 况 化 , 及 基 岩 强度 在 什 么范 围 内 变化 时 , 载 力 变 化最 大 仍是 有 待 于 以 承 等 ; 施 工 因素 的影 响 主 要体 现 在 桩体 的质 量 上 、 渣也 会 有 一 定 的 研 究 的课 题 。 特 别 是 如 何 根 据 已有 的 别 的 桩嵌 于 某 一 强度 基 岩 时 的 沉 影响。 承 载 力来 估 计 待 设 计 的桩 嵌 于 强 度 不 同 的 基 岩 上 时 的承 载 力 。 以 , 所 在 上 面 的 影 响 因 素 中 ,设 计 荷 载 是 由工 程 建筑 物 的功 能 所 确 定 研 究 随着 基 岩 强 度 的变 化 桩 侧 和 桩 端 阻 力 如何 分 配 以及 桩 顶 沉 降 的 的 , 然 在 其 它 条 件 相 同 的情 况 下 , 载 越 大 , 成 的 桩体 沉 降 越 大 , 变化 规律 仍 有 着 重 要 的意 义 。 显 荷 造 因此 , 这一 影 响 因素 本 文 将 不 予 以考 虑 。 3 小 结
大直径嵌岩桩承载力影响因素浅析
大直径嵌岩桩承载力影响因素浅析摘要: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。
嵌岩桩的设计与研究
嵌岩桩的设计与研究摘要:嵌岩桩由于沉降小、承载力高,具有良好的抗震性能,在施工过程中有着广泛的应用,但是在设计的过程中还存在很多问题,本文就嵌岩桩的设计与研究进行阐述。
关键词:嵌岩桩;设计;研究1.前言嵌岩桩在设计的过程中要充分考虑当地的地形,根据需要进行设计,保证嵌岩桩的质量2.目前设计方法及存在问题嵌岩桩设计基于设计规范进行,但不同地区、不同部门在使用嵌岩桩时存在认识上的偏差,造成了现行各规范对嵌岩桩的设计方法不一。
目前国内使用较多的规范主要有以下几种:2.1 20世纪90年代以前,人们普遍认为嵌岩桩沉降小,桩侧阻力很难发挥出来,认为是端承桩,该规范规定嵌岩桩按端承桩进行设计。
这是唯一一个现行的不考虑桩侧阻力的设计规范,但这已被诸多试验证明其设计方法与嵌岩桩实际承载性状是不相符的,一般建筑工程已不再采用该规范,但桥梁基础应用嵌岩桩时,在冲刷线以下存在较薄土层时仍可使用。
2.2进入20世纪90年代,人们在工程中逐渐认识到嵌岩桩的侧摩阻力不可忽视,提出了嵌岩桩极限承载力uQk由土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力和桩端总极限端阻力标准值3部分组成,并给出了半经验公式式((1)一((3)中:Qsk、Qrk 、Qpk分别为土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力、桩端总极限端阻力标准值:几为岩石饱和单轴抗压强度标准值;h,为桩身嵌岩深度;U为桩的周长;AP为桩截面积;分别为嵌岩段桩侧阻力和桩端阻力修正系数。
对于既定嵌岩桩,其桩的几何尺寸和嵌岩深度是定值,除此之外,是决定嵌岩桩极限承载力的主要因素。
而系数考虑了深度效应,按嵌岩深径比((hrld)取值Isl,它们决定了桩侧阻力和桩端阻力各自的发挥程度,这也是其与其他规范认同不一的地方。
2.3对支承在基岩上或嵌入岩层中的单桩,其轴向受力容许承载力[P]为式中:C1,C,2为根据孔底清孔情况而定的系数,C1为0.4-0.6,C2为0.03-0.05。
显然没有考虑桩端阻力同嵌岩深度及其他的桩基和岩石参数间的关系,认为其承载力为桩侧阻力与桩端阻力简单的线性叠加。
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用的地基处理方式,在建筑和土木工程中扮演着重要的角色。
它能够有效地传递建筑物和土壤之间的荷载,并能够提供牢固的承载力。
在嵌岩桩设计中,承载力分析计算是非常重要的一环,它能够帮助工程师了解嵌岩桩的承载能力,从而保证工程的安全和稳定。
本文将对嵌岩桩承载力分析计算进行详细的介绍和分析。
嵌岩桩承载力分析计算的基本原理是根据桩身在土体中受力的机理,进行相应的力学分析和计算。
嵌岩桩的承载力主要包括侧摩阻力和端阻力两部分。
侧摩阻力是指桩身受到土体侧向挤压产生的摩阻力,端阻力是指桩底部受到土体顶压产生的阻力。
在计算嵌岩桩承载力时,需要考虑土体与桩体之间的相互作用,以及土体的力学参数和桩体的几何参数等因素。
需要对土体的力学参数进行合理的确定。
土体的力学参数包括土的内摩擦角和土的内聚力等。
这些参数的确定需要通过实验室试验或现场勘察等手段获取。
在实际工程中,通常会根据现场土层的特点和地质勘察数据等信息,采用合适的试验方法对土体的力学参数进行测定,从而为后续的承载力计算提供依据。
需要对桩体的几何参数进行合理的确定。
桩体的几何参数包括桩的直径、长度、埋入深度等。
这些参数的确定需要根据实际工程的要求和土层的特点等因素进行合理的选择。
在进行嵌岩桩承载力分析计算时,需要准确地了解桩体的几何参数,并进行相应的计算和分析。
值得注意的是,嵌岩桩承载力分析计算是一个复杂的工程问题,需要综合考虑土体的力学特性、桩体的几何特征以及荷载的作用等因素。
在进行承载力分析计算时,需要严格遵循相关的计算规范和标准,以确保计算结果的准确性和可靠性。
还需要进行合理的安全系数分析和验算,以保证嵌岩桩的承载能力符合工程设计的要求。
嵌岩短桩承载性能影响因素分析论文
嵌岩短桩承载性能的影响因素分析摘要:在分析嵌岩灌注短桩荷载传递特性、荷载分配以及承载性能的影响因素的基础上,重点研究了长径比、嵌岩深度、基岩强度对嵌岩短桩承载性能的影响。
关键词:嵌岩灌注短桩承载性能1 概述影响嵌岩灌注短桩的承载力的因素有很多,总的来说,影响因素有以下方面:①设计参数的影响包括长径比、嵌岩深度、设计荷载等;②地质条件影响包括桩周土强度,基岩强度,以及软弱夹层分布情况等;③施工因素的影响主要体现在桩体的质量上、沉渣也会有一定的影响。
在上面的影响因素中,设计荷载是由工程建筑物的功能所确定的,显然在其它条件相同的情况下,荷载越大,造成的桩体沉降越大,因此,这一影响因素本文将不予以考虑。
2 嵌岩短桩承载性能影响因素2.1 长径比的影响在满足工程实际应用如规范规定的长径比、满足钢筋防腐蚀的最小保护层厚度等的条件下,桩体采用何种的长径比可使在桩体混凝土体积一定的情况下,所获得的承载力最高或者说在相同的荷载下桩体的沉降最小,具有非常重要的意义,可以直接对工程的造价造成很大的影响。
在一定的地质条件中,长度的变化对嵌岩桩来说是反映在嵌岩深度的变化上的,所以,这里通过只改变桩体直径来研究长径比的影响。
假设桩长6m固定不变,桩径分别为d=0.8m、0.9m、1.0m、1.2m,即l/d=7.5、6.7、6.0、5.0。
其他固定的计算参数为强风化岩弹性模量ep=390mpa、中风化岩弹性模量ep=5000mpa、桩体弹性模量ep=2.5x104mpa,桩侧土体弹性模量ep=5.0mpa,嵌岩深度1m,荷载p=500-4500kn。
2.2 嵌岩深度的影响嵌岩深度的确定受多种因素的影响,如桩体的强度、覆盖层厚度、岩体的强度以及桩径。
对于嵌岩灌注桩,并非嵌岩深度越大越好,只有当土侧阻力、岩侧嵌固力和桩端阻力总体上得到最优的发挥时,才能在经济上获得最好的实际工程意义。
在上一章的工程实例中,嵌岩深度只有一倍桩径,仍能满足设计承载力要求,若一味的增加嵌岩深度,不仅会造成工期的延长,而且会导致造价增加。
软土地基中嵌岩桩嵌岩深度的研究
布置,对于土建专业本身来说,每一项的施工工艺都是成熟
的,如何有效的进行施工组,
现有的施工
,
有的施工条件,一是
大技术 不
断摸索、总结的课题。最 要的还是施工
内做好每
一 施工
,就以免在实际施工过程中走弯路,保证
的
的 成。
参考文献: [1(钟汉华,李念国,吕秀娟.建筑工程施工技术(第2版).北京大学出 版社;第2版.2013.1 [2(王吉忠,孙学锋.大体积混凝土施工技术.中国建筑工业出版社. 2016.11. [3(白会人.土建项目经理工作手册.化学工业出版社;第1版.2014.2.
分布模
不
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规中,认
段的
剪应力的分布形
大,
对 段的 极限
力进行 。是,在 施工中,
段的
度
分布不匀,一
,
度较弱,而
度比
较大,
,
段的剪应力
大分布状态。
3软土地基中嵌岩桩嵌岩深度的研究
3.1 阻比随嵌岩 的变化关系
34 不同 径 @700mm 和! 1000mm) 进行 , 所有 体 进 中风 中, 对极
5730
8200
5740
30
10789
6736
Ae/F
40 39 44 38
9000
7000
22
10705
6305
41
9108
7324
19
10040
7000
30
9005
7490
17
9000
6000
33
9000
6000
33
8073
6210
23
嵌岩桩承载力问题的探讨
担, 而桩端承载力 已减小到零 , 这在《 建筑桩基规范》 中已明确规定 , 超过这个嵌岩深度后 , 桩端 已不再有 承载力 , 同时也就存在最佳桩长的问题 。 12 桩 的直 径 .
从 桩基 承载 力 计算 可 知 , 加 嵌 岩桩 的桩 径对 增 提 高嵌 岩桩 的承 载力 是有利 的 , 随着桩 径 的增加 , 桩 体 承载 力在 逐渐增 大 , 但达 到一定 值后 , 侧 承载力 桩 反 而会 降低 。
14 桩侧 岩 石 的粗糙 度 .
11 嵌 岩 深度 因素 . 在 嵌 岩桩 中 , 然 不 同规 范 对 嵌 岩深 度 要 求 不 虽 同 , 总 的来 说 , 岩深 度对 桩体 承载 力 产生很 重 要 但 嵌 的影 响 。大 量资料 表 明 : 随着 嵌 岩深 度 的增加 , 体 桩 侧 阻力 在逐 渐增加 , 桩端 承载 力在 逐渐 减小 , 而 当达 到一定嵌 岩深 度后 , 部荷 载 就 由桩 体 侧 阻 力 来 承 上
Pl 在很早时提 出一套划分孔 壁岩石粗糙度 es l 的分 类标 准 , 来 人 们 通 过 试验 研 究 不 同孔壁 粗糙 后
程度对 嵌 岩桩 承 载力 的影 响 , 出在 其 他 条件 一定 得 时, 随着孔 壁 粗糙 度 增 加 , 体 承 载 力 得 到提 高 , 桩 桩 体侧 阻力 也在 增加 。
经常沟通 , 定期进行两矿采掘工程平面图对照 , 确保
安全生产。虽然最大弯曲带对上层不造成破坏性的 影响 , 若下层煤开采厚度很 大时, 下沉值也很大 , 同
样也 要对 上覆煤 岩层 产 生 一定 的 影 响 , 了 安 全生 为 产, 错距应 大 一些 为好 。
[] 何 国清等 . 山开采 沉陷学 [ , 1 矿 M] 北京 : 国矿 业大学 出版 社 , 中
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地基处理方式,其主要作用是增加土体的承载力和稳定性。
嵌岩桩承载力分析计算是评估嵌岩桩在承受荷载时的有效性和稳定性的重要技术,其结果对于嵌岩桩的设计和施工具有指导意义。
本文将对嵌岩桩承载力分析计算进行详细探讨,包括嵌岩桩的影响因素、计算方法以及实际应用。
一、嵌岩桩的影响因素嵌岩桩的承载力受到多种因素的影响,主要包括桩身材料、桩径、嵌入深度、岩石性质、桩周围土体等因素。
岩石性质是对嵌岩桩承载力影响最为显著的因素之一。
不同的岩石类型、岩石强度以及岩石的节理状况都将直接影响嵌岩桩的承载力。
桩身材料的选择也会对嵌岩桩的承载力产生一定的影响。
桩身材料的选择既要考虑材料本身的承载力、抗压强度等特性,也要考虑与岩体的黏结性和适应性。
在嵌岩桩的设计中,这些因素必须得到重点考虑,以确保桩的承载力和稳定性。
二、嵌岩桩承载力的计算方法嵌岩桩承载力的计算一般采用静力分析和动力分析相结合的方法。
静力分析主要参考岩石力学原理和桩的受力特点,根据桩体受力状态进行承载力的计算。
动力分析则是通过振动测试和模拟等手段获取桩体的动力特性,结合地基的动力响应进行承载力的评估。
这两种方法的结果互相印证,可以有效地评估嵌岩桩的承载力。
1.静力分析静力分析是嵌岩桩承载力计算的主要方法之一。
在静力分析中,首先需要获取岩石的力学参数,包括岩石的抗压强度、岩石的弹性模量、岩石的黏结力等。
然后,根据实际情况确定桩的尺寸、深度等设计参数,计算桩体的受力状态和承载力。
在静力分析中,需要综合考虑桩的自重荷载、土体荷载、岩石的支撑作用等因素,得出桩的承载力及稳定性。
三、实际应用嵌岩桩承载力分析计算在实际工程中具有重要的应用价值。
其主要应用包括以下几个方面:1.嵌岩桩的设计在进行嵌岩桩的设计时,必须进行承载力分析计算,以确定桩的尺寸、深度、材料等参数。
设计阶段的承载力分析计算将直接影响到桩的承载能力和稳定性,其结果对于工程的安全和有效性具有决定性的作用。
关于嵌岩桩承载力的探讨
关于嵌岩桩承载力的探讨摘要分析了嵌岩桩的承载性状及计算模式;指出在不同工程地质、桩几何尺寸和成桩工艺等条件下嵌岩桩表现为端承和摩擦两种不同的承载性状。
关键词嵌岩桩单桩承载力桩侧阻力桩端阻力沉降1.概述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。
2.嵌岩桩的承载性状由于嵌岩桩的荷载--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。
嵌岩桩抗拔的有限元研究
0 5×1 8 0×1 a 和 石 灰 岩 ( 10×1 . 0~. 0 MP ) E . 0
~
8 0×1 a 的弹性 常数变化范围 . 0 MP ) …。
7 O 6 O
示 ,破坏前 桩 体 和岩 体 间 的相对 位 移 较小 ,故 认 为桩 体和岩体问能实现变形协调 ,对桩体 和土 体之 间则设 置面一 面接触 对 ,并 分别 以 T R E 7 A G 10单 元和 C N A7 O T 14单元模 拟桩 界面和 土界 面 。土体及 岩体 的计算 半径均取为 1D ( 0 D为桩体 直径 ),并对 其外 界面设 置位移 全约束 。考虑几 何大 变形 ,不计桩 端粘 结力及 沉渣的影响。划分 网格后的模 型见 图 1 。
李
森等 :嵌 岩桩抗拔 的有限元研究
・ 3・ 5
嵌 岩 桩 抗 拔 的有 限元 研 究 木
李
( 中山大学工 学院
森
唐 孟 雄
广东广州 5 0 7 ) ( 12 5 广州市建筑科学研究 院)
摘 要 以非线性有限元分析为基础 ,对嵌岩桩在上拔荷载作 用下承载性状的主要影响参数嵌 岩 深度 、桩岩强度 、桩长 、桩 径等 ,作 了较全 面的分析与探 讨 ,可供 设计 、施 工和科研 参考。 关键词 嵌岩桩 嵌岩深度 有 限元分析
得 出 了一 些 有 益 的结 论 。
状 的总体特征 。本文主要依据上述模 型 ,计算桩体在 不 同参数下 的荷载 与桩顶位移关 系 ,观察各参数 变化 对嵌岩桩抗拔 承载能力 的影 响。
3 1 嵌 岩深 度的影 响 .
2 模型的建立 本文采用 三维 有 限元法 ,在 A S S环 境 中模 拟 NY 嵌 岩桩在上拔 荷载作 用下桩 一岩 一土 间的相互作 用 。
大直径嵌岩桩承载力分析
大直径嵌岩桩承载力分析封 昌 玉(新长铁路有限责任公司)【提要】对嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值的构成进行分析,并对如何确保嵌岩桩承载力的途径进行探讨。
【关键词】桩基础 嵌岩桩 极限承载力1 问题提出在大直径嵌岩桩工程实践中,经常遇到两个问题:一是静载试验做出的单桩竖向承载力与设计值不符,有时试验值高于设计值,有时试验值低于设计值。
当出现技术“纠纷”时设计单位往往归咎于提供的工程勘测参数不准,或认为施工单位工程质量有问题;二是嵌岩3d的问题(即进入岩层达三倍桩径的深度),按《规范》设计,自然无责任,可是在一个台班只能进尺几厘米的微风化基岩中,非要入岩3d不可,确实为难了施工单位。
近几年,作者参加了这类问题的一些讨论,现就嵌岩桩单桩竖向极限承载力标准值的构成和提高嵌岩桩承载力的有效途径等问题提出一些想法。
2 嵌岩桩单桩竖向极限承载力构成的分析211 嵌岩桩单桩竖向极限承载力构成无论是国内外资料,还是国家标准,对于嵌岩桩单桩竖向承载力的构成,基本上都认为是由三部分组成,即土的总极限侧阻力、嵌岩段总极限侧阻力和总端阻力(见图1)。
《建筑桩基技术规范》J G J94-94是嵌岩桩设计与施工的共同依据,其表达式为:Q uk=Q sk+Q rk+Q pkQ sk=u6n1ζsi q sik l i图1 嵌岩桩承载力构成图Q rk=uζr f rc h rQ pk=ζp f rc A p式中:Q uk———嵌岩桩竖向承载力;Q sk、Q rk、Q pk———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;ζsi———覆盖层第i层土的侧阻力发挥系数;q sik———桩周第i层土的极限侧阻力标准值;f rc———岩石饱和单轴抗压强度标准值;h r———桩身嵌岩(中等风化、微风化、新鲜基岩)深度;ζr、ζp———嵌岩段侧阻力和端阻力修正系数。
对于既定嵌岩桩,其周长(u)、桩长(6 L i)、嵌岩段深度(h r)、桩底面积(A p)是定值,除此之外,ζsi、ζr、ζp和q sik与f rc是决定嵌岩桩单桩竖向承载力(Q uk )的因素。
钻孔灌注嵌岩桩的长径比和嵌岩比对其承载力的影响研究
钻孔灌注嵌岩桩的长径比和嵌岩比对其承载力的影响研究钻孔灌注嵌岩桩的长径比和嵌岩比对其承载力的影响研究摘要:钻孔灌注嵌岩桩是一种常用的地基处理措施,其承载力受到多种因素的影响。
本文通过实验研究探讨了钻孔灌注嵌岩桩的长径比和嵌岩比对其承载力的影响。
结果表明,长径比是决定嵌岩桩承载力大小的主要因素,而嵌岩比对其承载力的影响较小。
1. 引言地基的承载力是保证建筑物安全的关键因素。
在不同地质条件下,选择合适的地基处理措施对于提高地基承载力至关重要。
钻孔灌注嵌岩桩是一种常用的地基处理方式,其通过在地下钻孔后,将钢筋混凝土灌注至钻孔中,并在灌注过程中与周围土石形成嵌岩桩。
然而,该方法的承载力受到长径比和嵌岩比等因素的影响,因此需要进行详细的研究。
2. 实验方法2.1 材料准备本实验所使用的材料包括标准混凝土试块和钢筋。
所有试块的强度等级均为C30。
钻孔灌注嵌岩桩的规格为直径100mm,长度根据不同的长径比设计。
2.2 实验方案根据不同的长径比和嵌岩比设计了不同的实验组别,每组设置3个试件进行测试。
实验采用加载机进行荷载加载,并记录不同加载阶段的荷载和变形情况。
3. 实验结果与分析3.1 长径比对承载力的影响实验结果表明,长径比是决定嵌岩桩承载力大小的主要因素。
长径比较小时,嵌岩桩的承载力较低;随着长径比的增大,承载力也逐渐增大。
此现象可以通过长径比增大时钢筋和混凝土的分布情况来解释。
当长径比较小时,钢筋和混凝土的分布比较密集,难以形成稳定的嵌岩桩。
而当长径比逐渐增大时,钢筋和混凝土的分布逐渐稀疏,有利于形成稳定的嵌岩桩,从而提高承载力。
3.2 嵌岩比对承载力的影响实验结果显示,嵌岩比对嵌岩桩的承载力影响较小。
在相同的长径比下,不同嵌岩比的试件承载力相差不大。
这是因为随着嵌岩比的增大,嵌岩桩的表面积增大,形成了更多的摩擦力和侧向抗力,从而增加了承载力。
然而,在实验范围内,增加嵌岩比对承载力的提高有限。
4. 结论本实验研究了钻孔灌注嵌岩桩的长径比和嵌岩比对其承载力的影响。
嵌岩桩的承载性状及嵌入深度研究
罐 灰配 制 灰浆 。制 备 完成 的 浆液 须在 2 内用 完 , h 超
过2 即为不 合格 浆液 。因故 供 浆不 能 连续 时 , h 须立 即 用信 号 告 知前 台 , 搅 拌 机钻 头 在停 浆点 上 下05 将 .m处 重新 喷浆 搅拌 , 以防缺浆 断桩 。
收 稿 日期 :0 6 1 - 8 20 - O 0
代 在我 国开 始广泛 研 究和应 用 。在 当前 的工 程设计 和 相关规 范标 准 中 ,关 于嵌岩 桩承 载机 理 的认 识存 在一
定 的误 区 , 即嵌岩 桩必 为端 承桩 , 承载 力 只计 入桩 端阻 力 。这 种认 识 只有 在 桩较短 、 覆土层 薄而 软弱 、 上 嵌岩
Ke r s:o k-o k td p l;la b ai g b h vo ;s k td p h y wo d re ・ c ee i s e o d e rn e a ir o e e t c
嵌 岩桩作 为一 种特 定 的桩基类 型 ,其基 岩强 度较 高 , 缩 性很 小 , 提供 很 高 的承 载力 , 0 纪9 年 压 能 自2 世 0
W ANG Tao
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桥梁嵌岩桩受力机理及最佳嵌岩深度研究
桥梁嵌岩桩受力机理及最佳嵌岩深度研究刘洋【摘要】In the design process of the rock-socketed pile,previous error recognition and incomplete specification will cause the mechanical characteristics of unclear and different viewpoints of the embed-ding depth.Based on a practical engineering project,the calculation formula of using foreign popular theory and the influence factors of bearing capacity of rock socketed pile are analyzed,and the rock socketed pile stress mechanism and the best rock socketed depth are summarized,which provide the reference for the design and specification.%在嵌岩桩设计过程中,嵌岩深度观点各异。
文中以实际工程项目为依托,借助国外流行的理论计算公式,分析了嵌岩桩竖向承载力的影响因素,总结了嵌岩桩受力机理及最佳嵌岩深度。
【期刊名称】《交通科技》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P9-12)【关键词】嵌岩桩;端承桩;侧摩阻力;端阻力;最佳嵌岩深度【作者】刘洋【作者单位】贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司贵阳 550081【正文语种】中文近年来,由于嵌岩桩沉降量小、承载力高、施工方便、经济等优点,在贵州桥梁工程中应用越来越广泛。
嵌岩桩嵌固深度计算
嵌岩桩嵌固深度计算嵌岩桩是一种常用的地基处理方法,用于增加地基的承载力和稳定性。
嵌岩桩的嵌固深度是一个重要的设计参数,它直接影响着桩的承载能力和工程的安全性。
本文将介绍嵌岩桩嵌固深度的计算方法及其影响因素。
一、嵌岩桩嵌固深度的计算方法嵌岩桩的嵌固深度可以通过以下几种方法进行计算:1. 岩石力学参数法:根据岩石的力学参数,如抗压强度、抗剪强度等,结合桩身的几何参数,如直径、长度等,可以通过经验公式或数值计算方法来确定嵌固深度。
2. 岩石探测法:通过进行岩石勘探和试验,获取岩石的物理力学参数,如岩石的抗压强度、抗剪强度等,然后根据桩身的几何参数,利用相关的计算方法来确定嵌固深度。
3. 地质条件法:根据地质勘探资料和现场观测数据,结合岩石的岩性、岩层的分布、岩石的强度等地质条件,通过经验公式或数值计算方法来确定嵌固深度。
以上三种方法可以根据具体的工程情况选择合适的方法进行计算,以确保嵌岩桩的嵌固深度符合设计要求。
二、影响嵌岩桩嵌固深度的因素嵌岩桩的嵌固深度受到多种因素的影响,主要包括以下几个方面:1. 岩石的力学性质:岩石的抗压强度、抗剪强度等力学性质是确定嵌固深度的重要因素。
一般来说,岩石的强度越高,嵌固深度就可以相应地减小。
2. 桩身的几何参数:桩身的直径、长度等几何参数也会对嵌固深度产生影响。
一般来说,桩身的直径越大、长度越长,嵌固深度就可以相应地增加。
3. 地质条件:地质条件是影响嵌岩桩嵌固深度的重要因素之一。
不同地质条件下的岩石性质和岩层分布情况都会对嵌固深度产生影响。
4. 设计要求:根据具体的工程设计要求,如承载力要求、变形要求等,也会对嵌固深度进行限制和调整。
嵌岩桩的嵌固深度是一个重要的设计参数,可以通过岩石力学参数法、岩石探测法和地质条件法等方法进行计算。
同时,嵌岩桩的嵌固深度受到岩石的力学性质、桩身的几何参数、地质条件和设计要求等因素的影响。
在实际工程中,应根据具体情况综合考虑这些因素,合理确定嵌岩桩的嵌固深度,以确保工程的安全性和稳定性。
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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。
一、嵌岩桩承载力影响因素分析
1、嵌岩桩的桩长和桩径对嵌岩桩受力性状的影响
从力学稳定性上来讲,嵌岩桩的桩长和桩径主要影响嵌岩桩的长细比,长细比越小,嵌岩桩的承载能力越强,嵌岩桩的整体稳定性越好,一般情况下通过增大桩径来提高嵌岩桩的承载力。
2、嵌岩桩的桩体模量对嵌岩桩受力性状的影响
嵌岩桩桩岩模量比越大,剪切模量就越小,嵌岩桩和岩体界面的剪应力分布越均匀,当桩端分担的荷载比例不高时,桩侧岩体的破坏对桩位移的影响不大;当桩和岩界面条件不好时,端阻承担的荷载就大,嵌岩桩被破坏的可能性就大,而且岩壁破坏时桩位移明显。
在其它外界条件相同的条件下,E r /E c (桩岩模量比)越大,桩侧所承担的荷载越多;E r/ E c (桩岩模量比)越小,桩端所承担的荷载越大。
3、嵌岩桩的持力层性状对嵌岩桩受力性状的影响
嵌岩桩的持力层具有成层性,这也是是沉积岩的一个重要特性。
沉积岩的成层性导致岩体的承载强度降低,所以,计算嵌岩桩的持力层承载力时一定要考虑持力层的性状,比如考虑沉积岩的成层性,桩底和桩侧软岩夹层的存在。
同时软岩夹层的存在也会降低嵌岩桩与岩之间的抗剪强度和桩侧岩石的模量,导致承载力的降低。
但是,软岩夹层的存在对嵌岩桩承载力的影响并不总是有害的,比如,有些情况下,软岩夹层的存在,使得成桩过程中孔壁容易形成凹凸,提高了孔壁的粗糙程度,此时是有益与提高嵌岩桩的承载力的。
4、嵌岩桩的桩底沉渣对嵌岩桩受力性状的影响
桩底沉渣在施工和设计中都是一个很棘手的问题,实际操作时不可能保证桩底百分之百的干净,如何确定桩底沉渣厚度及其对嵌岩桩承载力的影响就成为一个亟待解决的问题。
桩底沉渣厚度过大,在桩顶荷载作用下.桩身将产生过大的位移,桩侧阻力很容易超过其峰值进入残余强度,这也是沉渣厚度过大导致嵌岩桩承载力下降的重要原因。
因此,应把桩底沉渣厚度控制在规定的范围之内,以确保桩沉降量。
另外,桩底沉渣除了降低桩端阻力之外,还降低桩侧的阻力。
造成这一现象的原因我们认为是:桩侧阻力是由于桩与桩侧土之间的相对位移所产生的,并且在桩顶不同荷载水平下自上而下逐渐发挥。
当桩端无沉渣时,靠近桩端处桩与桩侧土之间的位移不会很大,随着作用在桩顶荷载的增加,桩侧阻力缓慢增加;而当桩端有较厚的沉渣时,随着桩顶荷载水平的增加,靠近桩端处桩与桩端土迅速滑移,出现破坏,从而降低了桩侧阻力。
5、嵌岩桩的粗糙度对嵌岩桩受力性状的影响
孔壁粗糙度对嵌岩桩承载力的影响主要是对桩侧阻力的影响。
首先,孔壁粗糙时,桩和岩之间剪切峰值较大;而孔壁光滑时,桩和岩之间剪切峰值较小;其次,当孔壁粗糙时,峰值位移较大;孔壁光滑时,桩和岩之间峰值位移较小;最后,孔壁粗糙时,桩和岩问残余强度较高:孔壁光滑时,桩和岩间残余强度较低,而且,一旦超过弹性极限,其剪切强度会迅速降低。
二、嵌岩深度的探究
目前,嵌岩桩定义尚不明确,国内学者在嵌入深度研究方面存在分歧。
例如:黄求顺在实验的基础上认为,3d为最佳嵌岩深度,5d 为最大嵌岩深度,并且已在规范中体现;明可前通过实验认为,4d 为最佳嵌岩深度,而刘松玉等
认为泥质软岩中的嵌岩桩的最大嵌入深度为7d。
嵌岩深度对嵌岩桩承载力的影响是多方面的。
首先,嵌岩深度影响嵌岩段桩侧阻力的分布模式和嵌岩桩的破坏模式。
根据Thorne、Pells 等的研究表明,嵌岩桩的嵌岩深度对嵌岩桩的破坏模式有着显著影响。
嵌岩桩的嵌岩深度较浅时,则破坏时桩端将形成一个楔形破坏面,桩身同时发生水平、垂直位移和旋转。
嵌岩桩的嵌岩深度较深时,破坏时桩端将形成锥形破坏面。
其次,嵌岩深度直接影响着嵌岩桩承载力的大小。
根据相关文献给出的嵌岩桩桩侧阻系数随嵌岩深度变化而变化的情况。
从中可以看出,当hr/D=2 时,桩侧阻力最大,而后随着嵌岩深度的增加,桩侧阻力逐渐减小。
从中也可以看出,嵌岩深度对承载力的影响是有限的。
另外大量的数据表明:在泥浆护壁的钻孔嵌岩桩中,即使嵌入中等风化岩石的深度达8D,在较大的荷载作用下仍有端阻力的存在,并不存在端阻为零的最大嵌岩深度。
近100 多组试桩的实测资料统计表明,在以泥浆护壁的钻孔嵌岩桩中,由于桩土(石)界面光滑,桩底沉渣的存在,使得软土地基嵌岩桩的承载特性表现为端承摩擦桩的性状;在荷载施加的初期,桩侧阻力的发挥与桩顶荷载同步增长,桩顶荷载主要由桩侧摩阻力承担,桩端阻力几乎为零。
当桩端出现小位移后,桩侧摩阻力已接近极限侧摩阻力。
此时桩侧摩阻力增长缓慢,桩端阻力开始随桩顶
荷载的增长而有较大的增长,几乎与桩顶荷载同步。
对于长桩,当荷载继续增长至接近极限荷载时,桩-土相对位移较大,如有滑移现象出现时,极限桩侧摩阻力因弱化效应而降低。
端阻力逐渐增长;随着嵌岩深度的增加,桩端侧向约束加强,嵌岩段的侧摩阻力增加。
在相同桩顶荷载水平下,端阻逐渐减小,并趋于一定值。
要使入岩段桩的侧摩阻力充分发挥,必须使砼与岩石孔壁很密实地结合为一体,需要清除孔壁泥皮,目前国内施工水平尚未解决这个问题(日本在导管端部外周围安装一环状管,在比重 1.2 左右的泥浆中可喷射射程达1.5m 以上的高压水,用此法来清渣、清淤和清洗孔壁)。
综上所述,嵌岩深度对嵌岩桩承载力的影响是显著的,这也是在进行嵌岩桩设计和分析时必须首先引起注意的。
参考文献:
刘松玉,季鹏,韦杰.大直径泥质软岩嵌岩灌注桩的荷载传递性状[J].岩土工程学报,1998,20(4)
张忠苗.软土地基超长嵌岩桩的受力性状[J],岩土工程学报,2001,23(5)
徐新跃.软土地基嵌岩桩的承载特性分析研究[J],河海大学学报(自然科学版)V ol.33 Supplement.2005 8.
黄天强(1979),男(汉族),广西荔浦县人,本科,主要研究方向:城市道路及桥梁。