嵌岩桩的最小桩长问题

嵌岩桩的最小桩长问题

——答《嵌岩桩竖向承载力规范计算方法的讨论》读者问

博主按：近日接到拙文读者的电邮，就嵌岩桩的最小桩长问题进行探讨，特将该读者的电邮和本人的答复帖上，以期抛砖引玉，使这个问题越辩越明。

mr6847的电邮（2011/11/17）：

有幸拜读了您二位发表在《建筑结构·技术通讯》上的“嵌岩桩竖向承载力规范计算方法的讨论”，感觉所涉范围全面，分析深刻有独立见解，使我受益良多。现有一事在我们这里还存在异议，即嵌岩桩的桩长，一方认为只要桩嵌入完整岩层内1d以上既是桩，而不必考虑总桩长是否够6d或6m（依据为规范承载力计算公式及一些嵌岩桩实验背景资料）；令一方则认为总桩长必须够6d或6m，否则就不是桩，承载力就要折减（依据来自于传统上对桩的认识）。请不吝赐教，谢谢。

此致敬礼

Kingckong的答复（2011/11/22）：

1、首先感谢您对拙文的关注，也很好奇想了解您是来自什么地区的。因为有些地区是不可能采用嵌岩桩的（如上海规范《地基基础设计规范》DGJ08-11-2010里面就没有嵌岩桩承载力计算的内容）。

2、您提的问题，本质上就是嵌岩桩究竟要符合哪些基本条件才能体现出桩的工作特征，可以按嵌岩桩的规范公式估算承载力，而不满足的话就只能按浅基础的模型计算地基承载力。

3、由于桩与浅基础的承载和破坏机理不同，因而承载力的计算模式也不一样，计算结果自然就有很大的差别了。您提的问题，迄今为止前人没有进行过系统研究，因此应该说是没有唯一的答案，因为它涉及的影响因素很多，包括所采用的嵌岩桩承载力规范公式的类型、基岩的性质（软岩还是硬岩、完整程度如何等）、上覆土层的情况、桩身强度（受桩身材料强度和施工质量控制）等。不信的话，不妨在baidu或google输入“最小桩长”、“嵌岩桩最小桩长”等关键字进行搜索，您就会发现对此问题是众说纷纭。这也没什么好奇怪的，因为人对客观事物的认知能力是有限的，对影响因素众多的复杂事物更是如此。

4、桩与浅基础的承载和破坏机理的不同，在《岩土工程勘察与设计》(高大钊，2010年，人民交通出版社)P364~367有详细的解释，先摘录如下，便于大家对此的理解:

（注：该书上面的表12-2中Ψ=40时“D fmin/B=3.8”有误，核对有关参考资料应为“D fmin/B=23.8”）

5、2003版《全国民用建筑工程设计技术措施（结构）》第3.11.1条第5款和2009版《全国民用建筑工程设计技术措施（地基与基础）》附录H第H.0.1条第5款对这个问题人为的设定了界限：“人工挖孔桩。。。。。。。，桩长小于6米及L/D≤3时按墩基础设计”。这

样简单的规定，导致在桩长6米左右基础承载力出现了跳跃突变，不符合基础承载力连续渐变的客观规律，可能导致思想认识上的混乱。

6、从桩端阻力和桩侧阻力深度效应的试验研究结果来分析桩的最小长径比l/d的要求，可以参考《建筑桩基技术规范应用手册》（刘金砺，2010，中国建筑工业出版社）P375：

“。。。。。，。。。。对于均匀土层中桩的长径比不应小于7，对于软土和松散土层，长径比不应小于10，且桩端进入相对硬土层不应小于ld~2d，桩直径d不应小于250mm。当不符合上述条件，其承载力不能按《规范》极限端阻力和极限侧阻力取值计算，而应按浅基础承载力理论计算，简化方法就是对基底承载力特征值f ak 进行深度修正。”

7、在上面讨论的基础上，按您问题的基本条件，假设基岩是软质岩，中风化，单轴抗压强度为f rk，基岩完整程度为完整，桩径为d，桩长1d（其中土层厚度和嵌岩深度各0.5d，且大于0.5米），施工方法是泥浆护壁的钻孔桩，无沉渣

（1）按上面第6点，按桩模型计算时不考虑上覆土层的摩擦力；因无具体地区经验数据，也不计算高层勘察规程法的结果。

（2）按浅基础模型计算，地基承载力特征值f a=ψr.f rk=0.5.f rk

（3）因是软岩，不适合用地基规范法计算嵌岩桩R a（如是硬质基岩，用地基规范法计算嵌岩桩R a=ψr.f rk A p=0.5f rk A p，换算成地基承载力特征值f a= R a/A p=0.5f rk）

（4）用公路规范法计算嵌岩桩R a=0.8X0.75（c1f rk A p+c2f rk u s h r）

=0.42f rk A p，换算成地基承载力特征值f a= R a/A p=0.42f rk

（5）用桩基规范法计算嵌岩桩Q u=ζp f rk A p=0.8.f rk A p,换算成地基承载力特征值f a= R a/A p=Q u/2/A p=0.4f rk

8、小结：

（1）上面第7点（2）~（5）通过不同的途径、采用不同的方法来确定地基承载力，在相同的条件下得到多个解。产生这种情况的原因是人们对客观世界的认识总存在局限性，采用的手段和方法也会不同，由于对实际情况把握的差异，产生判断的差异和决策的差异，因此而形成不同的结果。

（2）在基岩浅埋的情况下，用桩模型与浅基础模型估算基础承载力可能差异不大。

（3）在基岩浅埋的情况下，个人认为按浅基础进行设计、减少基础进入基岩深度，可能更经济合理。

纳

3-5m一般可以看做深基础（实际设计中多称做墩基），超过5m可以按桩考虑

规范按查表法设计桩基时同一地层在埋深越浅的情况下端、侧阻力取值一般都是取值越低，你这个一律取3000未必就恰当

建议小于5米按一般浅基础设计方法（深宽修正）；5-7米，8-10米分档取不同的桩基设计参数；