嵌岩桩在设计中的几个问题
嵌岩灌注桩施工中的难题与对策分析
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。
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。
关于嵌岩桩码头设计中几个问题的探讨
１ 嵌 岩桩 的定 义
锚 固的桩定 义为 嵌岩 桩 。 笔 者 认 为 ， 目前 对 于嵌 岩 桩 的定 义 之 所 以难
嵌 岩 桩 以其具 有 单 桩 承 载 力 高 、沉 降小 且 收
Hale Waihona Puke 荷 载作 用 时 ，岩 体 所 提 供 的 承载 力 需 同时 满 足 竖 向承 载力 和水 平 承 载 力 的要求 认 识 不 统 一 。对 于 前 者 ，岩 体 以上 有 较 厚 覆 盖层 ，在 水 平 荷 载 作 用
时 ，其 上 覆 土 层 即满 足水 平 承 载 力 要 求 ，此 时 由
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｅ ｎｔ ｎ ｎ ｒｃ ｓｃ ｅｅ ｉ ｓ ｓ ｌｒ ｅ ．Ｔ ｅ ｌａ ｉｇ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｄ ｆ ｉ ｏ ｏ ｏ ｋ— ｏ ｋ ｔｄ ｐｌ ｉ ａｉ ｄ ｈ ｏ ｄ ｎ ｍｅ ｈ ｎｓ ｉ ｉ ｅ ｃ ｆ ｉ ｃａ ｉ ｍ，ｄ ｐｈ ｆ ｃ ｅ ｔ ｅｆ ｔ ｅ
敛快 、群桩效应小等特点 ，广泛应用于港 口、桥 梁 、高层 建筑等荷载大 、沉 降要 求高的结构 中。 目前 ，关 于嵌岩桩 的定义依然 没有统 一的标准 。
国 内外 一些 学 者认 为 ，不论 岩体 的 风化 程度 如 何 ，
以统一 ，主要是人们对嵌岩桩是按嵌入岩体来定 义 ，还是 按嵌人岩体 同时 尚应锚 固于岩体来定义 的认识不统一 。即对嵌岩桩是按岩体仅提供竖向
（． １ 中国地质大学工程 学院，湖北 武汉 ４ ０７ ； ３ ０ ３ ２ 中交第二航务工程勘察设计 院有 限公 司，湖北 武汉 ４ ０ ７ ） ． ３０ １
摘要 ：明确嵌岩桩的定义，针对嵌岩桩码 头的环境条件和施工条件 ，对嵌岩桩承载机理、深度 效应 、软化效应 、竖向承 栽力、沉渣厚度 以及芯柱长度等 问题进行讨论 。
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
嵌 岩桩计 算 ； Ｌ ｄ２ 当 ／＞ ０时 ， 按嵌岩 桩 计 算 ， 考虑上 覆 盖 不
层 的侧 阻力 ， 必须 考虑嵌 岩段 阻力 ； 但 （） ２ 当桩尖 岩石 单轴极 限抗压 强度 Ｒ ＜ ０ ＭＰ ， Ｌ ２ １ ａ且 ／
沉渣 将形 成一个 可压 缩 的软 垫 ， 桩 底也 会产 生 沉 降 ， 致使 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 ， 端 阻力 由 而 于“ 软垫 ” 应 ， 能完全 发挥 出来 ； 效 不 此外 ， 桩身 轴力 Ｎ ｚ由
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嵌岩桩 设计 中值得 注意 的几个 问题
口肇 庆 市肇 通资 产经营有 限公 司 阎海 鸿
摘 要 ： 对 现有 桥 梁规 范 中计 算嵌 岩桩 的 单桩 轴 向 针
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
１ 规 范》 出的公式 （） ． １《 提 １值得 思 考的 几个 问题
１１ ． １公式 （ ） ． １中未考 虑新鲜基岩 以上覆盖层 的侧 阻力
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另一方 面 ， 孔桩 的孔 底 总会 残 留一部 分沉 渣 ， 些 钻 这
② 对 于钻孔 桩 ， １ｃ ｃ 、 ２值取 表值 的 ０８倍 。 ．
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
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。
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题
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。
嵌岩桩刚性角问题探讨
技术94中国建筑金属结构嵌岩桩刚性角问题探讨王志华【摘要】本文主要从嵌岩桩刚性角对设计、施工的影响，和应力扩散角联系、区别和桩端应力传递的本质，探讨了设计中如何摆脱刚性角对设计的桎梏，合理优化设计和施工。
【关键词】刚性角；应力扩散；明德林公式相邻桩的刚性角问题一直以来都是桩基设计、施工中无法回避的问题，例如嵌岩桩基础设计的标准配置，很多设计人员说不清、道不明，设计文件说明中照搬套用，一直沿用习惯性要求相邻桩满足45°的刚性角要求。
而针对桩端岩石刚性角又分以下几种情况：一是岩石层表面平缓，深埋地下，桩端标高有较大差异。
二是岩石表面为倾斜坡度较大，深埋地下，桩端标高有较大差异。
1.刚性角、应力扩散角1.1刚性角刚性角的概念主要来源于无筋扩展基础，如砖基础、毛石基础、素混凝土基础等刚性基础。
《地基规范》要求无筋扩展基础满足一定的高宽比，此之为刚性角。
其物理意义是：取基础中任意一个微单元分析，其受力为单向压应力和剪应力或纯剪应力，其余两个方向正应力为0。
刚性角的作用是防止刚性基础底面出现拉应力，而非防止应力扩散。
1.2应力扩散角对于应力扩散，地基规范的沉降计算有两个基本理论：其一为布西奈斯克的半无限体弹性解；其二为明德林的半无限体内部应力扩散公式。
若视桩端以下为半无限体，其应力分布如图1。
若是嵌岩桩桩端为半无限体内部（更符合实际情况）则采用Mindlin解答，由于明德林公式（明德林公式参见地基规范P164页R.0.4-5）考虑了桩端位于半无限体内部，上部岩体存在轻微拉应力，桩端以下应力衰减更快，且泊松比越小越明显，而岩石[1]完整程度越好泊松比越小，因此明德林应力土反映了岩石种类区别和岩体内部情况，桩端应力向岩体内部的扩散深度要小于Boussiinesq解答，具体参数见表1。
表1综上所述，桩端荷载在岩体内主要是直接传递，且影响范围有限，向四周扩散的荷载所占比例很小。
由明德林公式和Boussiinesq对比，当岩石内摩擦角很大泊松比很小时可以发现，用明德林公式计算出的应力几乎是垂直传递，不向四周扩散，这也印证了地基规范条文说明内容：“岩石一般可视为不可压缩地基，上部荷载通过基础传递到岩石地基上时，基底应力以直接传递为主，应力呈柱形分布，当荷载进一步增加，岩石产生微裂隙发生少量压密变形卸载时，应力向四周扩散。
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。
嵌岩桩设计若干问题探讨
｝ｕｋ＝Ｑ ｋ＋Ｑｒｋ
（１）
本 文仅 针对重庆地区的嵌岩桩设计 的几个 问题进 行
Ｑ。 ＝“∑ｇ。ｍ
（２）
阐 述 。
（）ｒｋ＝ 。
（３）
１ 不 同规范对嵌岩桩 计算规定的讨论
式中 ：Ｑｓ 、Ｑｒｋ分别为土的总极限侧阻力 、嵌岩 段总极限阻力；ｑ。 为桩周第 ｉ层土的极限侧阻力 ；ｉｒｋ
第 ４７卷第 ６期 ２０１６年 ６月
Ｖ＿ ０ｌ＿４７ Ｎｏ．６ Ｊｕｎ．２０１６
建 筑 技 术
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
·５０９·
嵌岩桩 设计若干 问题探讨
赵 杰 林
（重庆华森建筑设计顾问有限公司 ，４０１１２０，重庆 ）
摘 要：嵌岩桩作为一种特殊类型的桩 ，由于高承载 力、小沉降 、抗震性好等特点而得到了广泛应用 ，
ｅ－ｍａｉｌ：４５９８７２２９４＠ｑｑ．ｃｏｒ ｎ．
应取表 ｉ数值的 １．２倍 ；Ａ。为桩端面积。 《桩基规范 》第 ５．２．２条规定 ：单桩竖向承载力
特征值 Ｒ 应按式 （４）确定 ：
建 筑 技 术
第 ４７卷 第 ６期
表 １ 嵌岩段侧 阻和端 阻综合系数
式 中：厶 为未进行修正的地基承载 力特征值 ；），
目前重庆地区计算嵌岩桩承载力依据两种规范 ： 为岩石饱和单轴抗压强度标准值 ，黏土岩取天然湿度
ＪＧＪ ９４—２００８《建筑桩基技术规范 》 （以下简称 《桩 单轴抗压强度标准值 ； 为嵌岩段侧阻和端阻综合
基规范 》 ）和 ＤＢＪ ５０—０４７～２００６《建筑地基基础设 系数 ，与嵌岩深径比 Ｊｉｚ 、岩石软硬程度和成桩工艺
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｒｏｃｋ—ｓｏｃｋｅｔｅｄ ｐｉｌｅ ａｓ ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｉｌｅ ｓｔｙｌｅ ｈａｓ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｈｉｇｈ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ， ｓｍ ａｌｌ ｓｅ￣ｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｇｏｏｄ ｓｅｉｓｍ ｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍ ａｎｃｅ， ＳＯ ｉｔ ａｓ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｃｉｖｉｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｔｉｌｉｚｅｄ． Ｄｅｓｉｇｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｒｏｃｋ－ｓｏｃｋｅｔｅｄ ｐｉｌｅ ａｒｅ ｎｏｔ ｐｅｒｆｅｃｔ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｓｏｍ ｅ ｉｓｓｕｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｒｏｃｋ—ｓｏｃｋｅｔｅｄ ｐｉｌｅ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｍ ｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｒｏｃｋ—ｓｏｃｋｅｔｅｄ ｐｉｌｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｂｅ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｃｋ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｌｏｃａｔｅｄ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｐｉｌｅ． Ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉａｘｉａｌ ｃｏｍ ｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｒｏｃｋ ｉｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｄｅｖｉａｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｉｔｕ ａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｒｏｃｋ—ｓｏｃｋｅｔｅｄ ｐｉｌｅ ｓｈｏｕｌｄ ｈａｖｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅｎｇｔｈ ｔｏ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｒａｔｉｏ．Ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｓｍａｌｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｐｉｌｅ ａｒｅ ｎｏｔ ｆ ｕ ｌｌｙ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ｌａｒｇｅ ｄｉａｍ ｅｔｅｒ ｒｏｃｋ－ｓｏｃｋｅｔｅｄ ｐｉｌｅ．
嵌岩桩设计浅谈
文章编号:1009-6825(2011)06-0071-02嵌岩桩设计浅谈李 洲摘 要:针对现行公路和铁路桥梁地基与基础设计规范中关于桩基承载力问题,对嵌岩桩的理论特性及设计做了一些探讨,以期减少嵌岩桩嵌入岩层深度,对工程建设节约投资、缩短工期有着重要意义。
关键词:嵌岩桩,承载力,摩阻力中图分类号:TU 473文献标识码:A 1 概述基桩穿过覆盖层,桩底嵌入基岩中,单桩承载力基本依靠桩底岩层承载的桩基础称为嵌岩桩。
随着国家土木工程建设的发展,嵌岩桩以其独特的优势越来越多的被应用,有关嵌岩桩的理论也越来越受到理论界和工程界的重视。
从许多文献资料可以看出,国内外的专家和学者对嵌岩桩的研究越来越深入,许多观点逐渐被推翻,但是有许多地方还不成熟。
嵌岩桩竖向承载力的研究是建筑物桩基技术中的一项重要课题,虽然近年来该课题已取得了较大进展,其成果也被许多新规范采用,但嵌岩桩作为新概念,在理论上仍需完善、补充。
2 现行公路铁路规范对嵌岩桩计算的规定1)JTG D 63-2007公路桥涵地基与基础设计规范对嵌岩桩计算的规定:支承在基岩上或嵌入基岩内的钻(挖)孔桩、沉桩的单桩轴向受压承载力容许值[R a ],可按下式计算:[R a ]=c 1A p f rk +uEmi=1c 2i h i f rk i +12F su Eni=1l i q ik 。
其中,[R a ]为单桩轴向受压承载力容许值,kN,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;c 1为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的端阻发挥系数;A p 为桩端截面面积,对于扩底桩,取扩底截面面积,m 2;f rk 为端桩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f r k <2M Pa 时按照摩擦桩计算(为f r k i 第i 层的f rk 值);c 2i 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;u 为土层或各岩层部分的桩身周长,m;h i 为桩嵌入各层部分的厚度,m,不包括强风化层和全风化层;m 为岩层的层数,不包括强风化层和全风化层;F s 为覆盖层土的侧阻力发挥系数,根据桩端f rk 确定:当2M Pa [f rk <15M Pa 时,F s =0.8,当15M P a [f rk <30M P a 时,F s =0.5,当f r k >30M Pa 时,F s =0.2;l i 为各土层的厚度,m;q ik 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;n 为土层的层数,强风化和全风化岩层按土层考虑。
嵌岩桩设计中值得注意的几个问题Word版
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。
浅议人工挖孔嵌岩灌注桩设计中的几个问题
台和承台上土 自 重之合力 ， Ｎ＝ Ｇ 在该论述 中， 及 Ｆ＋ ． 计算桩承载力时并未考虑桩身 自重． 然而实际情况 是， 当孔桩工作时 ， 不论孔底地质情况如何 ， 孔桩与土、 岩之间的相对位移都是存在的． 因此 ， 既然存在相对 位移 ， 整个桩身就不能看作是地基的一部分 ， 而应单独考虑其 自重． 特别对于计算 由桩身混凝土强度控制 的桩身承载力时， 桩身承载力的验算截面应取至桩身与扩大头交界处． 这时 ， 自重是否考虑就更为重要 ， 否 则计算将会偏于不安全． 文口在计算孔桩在竖向荷载作用下的单桩承载力时 ， 同样也考虑了桩身 自 重．
储备． 由此 ， 单桩竖向极限承载力标准值计算公式可进一步简化为：
睾 收稿 日期 ： ０ ６一 ０— ５ ２０ １ １
作者简介 ： 莫
炜（９４一）男 ， １７ ， 贵州 贵阳人 ， 二级注册结构工程师 ， 从事建筑结构设计 和工程 监理 工作
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第２卷 第４ ３ 期
２０ ０６年 １ １月
贵州大学学报 （ 自然科 学版 ） Ｊｕｎｌ ｆ ｕ ｈｕＵ ｉ ｒ ｔ Ｎ ｔｒ ｃｅｃｓ ｏ ｒａ ｏ ｉ ｏ ｎｖ ｓｙ（ ａｕａ Ｓｉｎｅ） Ｇ ｚ ｅｉ ｌ
Ｖｏ ．２ ．４ １ ３ Ｎｏ ＮＯ ．２ ｏ Ｖ ｏ６
如完整 的中风化石灰岩发挥其极限侧阻力只需 ２ ｍ左右的位移． ｒ ｎ 远小于产生桩周土侧阻力所需桩 一 土的
相对位移量． 一 桩 岩之所以能产生位移 ， 除了岩石 的可压缩性外 ， 主要原因是成孔后 ， 桩孔底部残留的一部 分沉渣或者岩石被扰动而在孔底形成 的一个可压缩 的“ 软垫” 从而在 竖向荷载作用下导致桩 一 ， 岩发生相
广西嵌岩桩设计注意事项
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%。
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。
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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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。
嵌入基岩内或基岩上的挖（钻）桩，其单桩轴向的受压容许承载力，可以根据《公路桥涵地基与基础设计规范》的第5.3.4条进行钻孔桩的单桩轴向受压承载力容许值的计算
：端阻发挥系数；：桩端截面面积；：桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值；：各土层或各岩层部分的桩身周长；：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；：桩嵌入各岩层部分的厚度，不包括强风化层和全风化层；m:基岩的层数；：覆盖层土的侧阻力发挥系数；：桩侧第i层土的侧阻力标准值。
由上式可以看出，与嵌入基岩的深度和桩底处岩石的强度，还有岩石破碎程度等因素有关。
通常认为嵌岩桩和端承桩是同样的，也适用于这个公式。
而实际上不是的，只有在嵌岩桩清孔为绝对干净，桩底只有支撑作用，桩底强度很高且岩石完整的时候，桩几乎没有竖向位移，这时的桩基才能算为端承桩，这个公式也就可以适用了。
在现实工程里，只有土层侧阻力所占的比例较小，当桩基长径比不大时，桩基一般就可表现出端承桩的特性，公式即可适用。
其中为桩嵌入各岩层部分的厚度，这里面的厚度是不包括风化层。
有部分设计人员认为，桩必须嵌入新鲜的基岩上，而不管其上风化岩层的强度怎么样。
但是有些强风化硬质岩层（如花岗岩），它们的极限强度则会大于极软岩的新鲜岩层的强度。
这也就表明，一般的硬质岩层的强风化层或者是微弱风化层的强度都相对比较高，假如不考虑这部分的嵌岩深度，仅仅去要求嵌入新鲜的基岩是不行的，对实际工程的施工过程中势必会造成工程量的增多，是不经济的。
2.2桩基的配筋
合理的配筋对桩基的承载力也是什么重要的，一般对桩基的配筋都是根据桩基的内力进行计算布置。
桩基的桩身弯矩主要有一下特点，桩身的弯矩分布规律近似于一条自上向下衰减的波形曲线，且衰减很快；桩身最大弯矩发生在第一个非完整波形内，一般在地面一下约3m位置；桩身弯矩在第一个弯矩零点以下很小，可以忽略不计，其下桩身主要起传递竖向力作用。
针对以上桩基的内力分布规律，设计人员一般有一下两种配筋方式。
一种是根据最大弯矩处进行配筋，弯矩峰值处以下规定锚固长度位置处，减少主筋的一半并一直伸入弯矩为零以下的锚固长度处。
还有一种常用的配筋是将桩基主筋一半部分一直伸入桩底。
但是从桩体受力和经济性出发，第一种配筋方式被广大设计人员所采用。
3、结语
在我国基础建设速度飞快的同时，公路桥梁工程会越来越多，对于从事桥梁建设的设计和施工人员对桩基的计算要有一个清楚的认识，以保证桥梁桩基的可靠性。
参考文献
[1]JTG D63 - 2007 , 公路桥涵地基与基础设计规范[S].北京：人民交通出版社，2007.
[2]JGJ94 -2008，建筑桩基技术规范[S].北京：人民交通出版社，2008.
[3]宋长城. 桩基设计问题的思考[J]科技与生活,2012,(04)143；
[4]吴春来. 刍议公路桥梁桩基设计中的几点注意事项[J]中国新技术新产品,2012,(03)106；
[5]高力、吴春华. 桥梁桩基设计研究[J].现代商贸工业,2009,(17)317
作者简介：
何立东（1985，男，助理工程师，主要从事大跨径桥梁施工方面的工作，甘肃路桥有限公司第三公路工程责任有限公司）
杨玉龙（1987，男，助理工程师，主要从事土木建筑施工方面的工作，中铁九局集团有限公司第六分公司）
唐立泰（1987，男，助理工程师，主要从事土木建筑施工方面的工作，中铁航空港建设集团北京有限公司）。